寧雪婷

摘 要：大概念下的主題式教學，是高中化學教學改革后的一類全新教育模式，教師需要有目的、有針對性、有計劃地圍繞知識點，設(shè)計結(jié)構(gòu)式的課程體系，以知識概念為核心載體，創(chuàng)設(shè)適宜的學習情境，引導學生在情境中理解概念，并將所學的知識在情境中應(yīng)用并解決問題。本文以“二氧化硫的性質(zhì)”的教學為例，設(shè)計了大概念統(tǒng)攝下的高中化學微型實驗主題式教學方案，輔助學生形成大概念下的科學思維，掌握探討問題的思路與學習化學知識的方法，以提高學生的學習能力。

關(guān)鍵詞：高中化學；大概念；微型實驗；主題式教學；二氧化硫的性質(zhì)

新課標中明確指出，新時代下的高中化學教學必須要重視學科大概念，教師要在教學過程中堅持以學科大概念為統(tǒng)領(lǐng)，在學科大概念之下設(shè)立結(jié)構(gòu)化課程，確?；瘜W教學結(jié)構(gòu)能夠始終在學科概念的主題引領(lǐng)之下。同時，建立情境化的教學模式，將知識點及本課的重點教育目標融入情境之中，引導學生在情境中探索知識、學習知識，以促進化學學科素養(yǎng)的生成。

一、大概念下的高中化學教學優(yōu)勢及主題式教學模型

（一）大概念下的高中化學教學優(yōu)勢

在高中化學教學過程中，堅持以大概念為核心統(tǒng)領(lǐng)，能夠提高學生對知識點的掌握程度。教師需要圍繞該知識點的核心概念，設(shè)計具有層次性、邏輯性的教學活動。分析大概念之下的概念層級，并將其分配至各個教學活動之中，引導學生感受化學知識的生成過程。與此同時，教師還應(yīng)在課堂中為學生設(shè)計真實的情境，便于學生在情境之中理解抽象概念，借助真實的學習情境啟發(fā)學生的思維，讓學生從情境中出發(fā)，思考情境中存在的問題，并利用所學知識解決情境問題，以此培養(yǎng)學生對核心知識點的內(nèi)化及遷移能力。

在大概念統(tǒng)領(lǐng)下，教師能夠?qū)⑾鄬碗s的事物，以簡潔、清晰的概念概括出來，并將其呈現(xiàn)在學生面前，配以真實的情境與靈活的教學活動，提高學生對概念的理解，并輔助學生建立起大概念統(tǒng)領(lǐng)下的系統(tǒng)化知識網(wǎng)絡(luò)體系，便于學生在腦海中生成邏輯清晰、簡明扼要的化學知識結(jié)構(gòu)。教師可以將諸多零散、瑣碎的知識點整合在一起，強調(diào)事實概念及學科知識之間的關(guān)聯(lián)，讓學生在學習過程中領(lǐng)悟知識點的普遍意義，掌握在情境中應(yīng)用概念與知識遷移，解決情境問題或現(xiàn)實問題的方法[1]。

（二）大概念下的高中化學主題式教學模型

從教育角度上講，學科大概念是對知識結(jié)構(gòu)、知識概念之間關(guān)系的一種表述，能夠統(tǒng)領(lǐng)學科的整體知識。大概念在學科中某一領(lǐng)域中的體現(xiàn)，是基于既定事實及固有知識，產(chǎn)生的一類具有深刻內(nèi)涵的可遷移觀念，可以在一定程度上解釋領(lǐng)域內(nèi)事件或物體的組織結(jié)構(gòu)，并建立起對應(yīng)的知識模型。

高中化學中的主題式教學是一類以生為本的教學模式。在主題式教學中，教師會圍繞一個具體的知識點，為學生構(gòu)建一個具有社會意義的真實情境或教學主題，并帶領(lǐng)學生在真實情境下分析問題，利用學生所學的知識解決情境問題，以此開展有組織、有目的、有意義的學習活動。

建立在化學大概念下的主題式教學，則需要教師根據(jù)本課的主要教學內(nèi)容及章節(jié)核心概念，創(chuàng)設(shè)一個與現(xiàn)實環(huán)境有關(guān)聯(lián)的真實情境，例如化工行業(yè)生產(chǎn)情境、生活情境或化學實驗情境等。隨后，根據(jù)本課的核心概念設(shè)計教學主題，將該主題下相關(guān)的各個小概念與其他知識圍繞著核心主題依次排列，并構(gòu)建起具有結(jié)構(gòu)性的知識框架。要求教師在安排教學活動時，將主題下的各個知識點分解并放置于各活動之中，并為學生設(shè)計合理的驅(qū)動性問題[2]。學生需要在教師的引導下思考，聯(lián)系新、舊知識，構(gòu)建起完整的知識框架，隨后利用知識與概念解決情境中的相關(guān)問題。課堂結(jié)束時，教師應(yīng)幫助學生梳理大概念下的化學知識結(jié)構(gòu)，使學生生成系統(tǒng)性的化學知識網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)。

因此，大概念統(tǒng)籌下的高中化學主題式教學，需要教師為學生設(shè)計真實情境，引導學生在真實情境中發(fā)現(xiàn)問題，嘗試利用所學知識解決問題，在學習過程中，構(gòu)建學科知識結(jié)構(gòu)，并以此形成學科大概念，從而實現(xiàn)學生化學學科核心素養(yǎng)的提升[3]。

二、化學微型實驗教學的實踐意義

從本質(zhì)上講，高中化學課堂中的微型實驗，要求教師在開展實驗教學時，盡可能少地使用化學試劑或化學實驗器材。通常情況下，教師組織的微型化學實驗中，應(yīng)用的化學試劑用量是正規(guī)實驗用量的幾十分之一，但要確保實驗能夠使學生觀測到清晰的實驗現(xiàn)象，得到直觀的實驗結(jié)果。

在高中化學課堂中，設(shè)計主題式實驗課堂能夠培養(yǎng)學生的動手操作能力，提高學生在化學課堂中對化學知識探索的主動欲望，讓學生養(yǎng)成通過實驗驗證猜想的良好習慣，帶領(lǐng)學生觀察實驗過程，并在實驗過程中總結(jié)出實驗結(jié)果，以此體驗化學知識的生成過程，提高學生對化學知識的掌握程度及化學實驗的操作技能。主題式實驗教學能夠改變原有化學課堂中，由教師主導實驗、學生觀察的被動式學習模式，能夠進一步突出學生在化學課堂中的主體地位，符合新課標對高中化學教學的要求。學生在親自動手、獨立操作的過程中，對化學實驗及化學知識的了解會更加深入，可以有效改善高中化學教學質(zhì)量。而微型實驗教學與傳統(tǒng)實驗教學略有不同，將其應(yīng)用于高中化學主題式課堂的構(gòu)建之中，具備以下兩點優(yōu)勢[4]。

一方面，微型實驗構(gòu)建的主題式教學活動，符合現(xiàn)行的綠色環(huán)?；瘜W理念，可以在一定程度上降低實驗過程中的化學試劑消耗，也能夠減少環(huán)境污染。

另一方面，在高中化學課堂中帶領(lǐng)學生開展微型化學實驗，通常會選用各類微型實驗儀器。這類化學儀器的體積較小，在應(yīng)用過程中不易破碎，在實驗中，也不易因?qū)W生的錯誤操作導致化學實驗試劑泄漏等問題，能夠提高化學實驗的安全系數(shù)，改善化學實驗室的環(huán)境[5]。

三、大概念統(tǒng)籌下高中化學微型實驗主題式課堂的構(gòu)建策略——以“二氧化硫的性質(zhì)”為例

（一）課程概念分析

“二氧化硫的性質(zhì)”這一內(nèi)容的學習，能夠幫助學生構(gòu)建起價類二維模型，并使學生掌握從價類二維角度入手研究物質(zhì)的方法以及解決現(xiàn)實問題的策略。在初中階段以及此前的高中化學學習中，學生掌握了基礎(chǔ)化學元素及化合物相關(guān)的知識，也知道了因二氧化硫形成的酸雨對人類生活產(chǎn)生的危害。此時，學生對化學元素及基礎(chǔ)的物質(zhì)分類、氧化還原反應(yīng)與離子反應(yīng)等基礎(chǔ)的化學理論知識，也有了初步認識。這部分學生已掌握的舊知識，均能為本課探索二氧化硫的性質(zhì)提供理論依據(jù)。

在大概念視角下，教師需要將新、舊知識加以整合，設(shè)計循序漸進、環(huán)環(huán)相扣的教學活動，帶領(lǐng)學生逐步探索二氧化硫性質(zhì)這一概念，并幫助學生掌握研究物質(zhì)基本性質(zhì)的方法。

（二）確定教學目標

在全新的教育背景下，教師需要以培養(yǎng)學生學科核心素養(yǎng)為根本。堅持立德樹人的教育理念，強調(diào)學生對學習化學必備知識及適應(yīng)社會發(fā)展的關(guān)鍵能力的培養(yǎng)。

基于學科素養(yǎng)教育，教師設(shè)計了如下教學目標：1.了解酸雨的形成過程與酸雨治理的基本原理，并立足于真實情境下，利用所學知識提出酸雨治理的方案，培養(yǎng)學生的社會責任感。2.能夠完成教師設(shè)計的微型實驗探究任務(wù)并觀察實驗過程，總結(jié)實驗結(jié)果。通過研究并探索酸雨治理的方案，學習并總結(jié)二氧化硫的基本性質(zhì)。在實驗中積極創(chuàng)新思考，自主構(gòu)建創(chuàng)新實驗，增強科學探究意識。3.根據(jù)教師設(shè)計的教學任務(wù)，自主構(gòu)建價類轉(zhuǎn)化及氧化還原這兩大化學學科的核心大概念。4.了解二氧化硫與酸雨之間的關(guān)系，在明確二氧化硫基本性質(zhì)的基礎(chǔ)上，討論二氧化硫在現(xiàn)實生活中的應(yīng)用，了解化學學科對人類社會科技發(fā)展創(chuàng)新的重要價值，能夠以辯證的眼光看待各類事物、物質(zhì)。

（三）規(guī)劃教學流程

在本課教學中，教師將酸雨設(shè)置為教學主題，設(shè)計了學科大概念下的微型實驗主題式課堂，以酸雨的危害、酸雨治理及二氧化硫在現(xiàn)實生活中的基本用途為本課的主題線索，構(gòu)建了本課教學的真實生活情境。教學時，教師使用了問題驅(qū)動，帶領(lǐng)學生完成了二氧化硫及酸雨的基礎(chǔ)實驗探究，并從中引導學生思考酸雨的治理或解決方案，實現(xiàn)了生活情境與知識概念之間的轉(zhuǎn)化。在學生自主解決問題時，教師輔助學生構(gòu)建了硫元素及其化合物的價類二維模型，促進學生構(gòu)建價值類思維大概念。在探討酸雨治理方案的過程中，引導學生總結(jié)歸納二氧化硫的基本性質(zhì)，并基于二氧化硫的性質(zhì)，帶領(lǐng)學生討論了二氧化硫在現(xiàn)實生活中的實際應(yīng)用，使學生以辯證的視角看待二氧化硫的兩面性，以此培養(yǎng)學生的科學態(tài)度。

（四）構(gòu)建教育活動

【生活情境導入】

在本課的教學伊始，教師為學生導入了生活情境，點明了“酸雨治理”這一主題。為后續(xù)引導學生探討酸雨治理的方案，并研究二氧化硫的基本性質(zhì)打下了堅實的基礎(chǔ)。

教學時，教師利用媒體設(shè)備為學生播放了一段酸雨的視頻，并講解了酸雨的危害。隨后，教師向?qū)W生提出了問題，要求學生結(jié)合過去學習過的知識點思考酸雨是如何形成的、形成酸雨的主要物質(zhì)、如何解決酸雨等問題。

生1：導致酸雨形成的物質(zhì)是二氧化硫，在解決酸雨時，我們可以通過化學反應(yīng)將酸雨轉(zhuǎn)化為對人類生活及生態(tài)環(huán)境無害的物質(zhì)。

師：很好，那么請同學們認真思考，以前我們學過二氧化碳是可以溶于水的，溶于水之后的二氧化碳可以與堿溶液發(fā)生反應(yīng)。二氧化硫是否可以這樣處理呢？

【微型實驗1：探究二氧化硫氣體是否能溶于水與堿性溶液】

教師先為學生播放了二氧化碳氣體溶于水并與堿溶液反應(yīng)的實驗視頻，引導學生使用類比思想，設(shè)計二氧化硫氣體的吸收實驗。

在本課的微型實驗設(shè)計中，教師需要提醒學生，在實驗過程中應(yīng)注意避免二氧化硫氣體泄漏，造成氣體污染，并以此為前提，要求學生在小組內(nèi)討論并設(shè)計實驗方案。小組討論結(jié)束后，由每一組指派發(fā)言人分享組內(nèi)設(shè)計好的實驗流程，由教師及其他同學評價并提出更改建議，逐步完善實驗方案。

最終，學生達成一致，在實驗中，使用注射器分別吸取定量的水和堿性氫氧化鈉溶液，再將液體依次注入裝有二氧化硫氣體的瓶中，以此進行實驗驗證。教師引導學生認真觀查實驗的過程，并分析實驗現(xiàn)象。在裝有二氧化硫氣體的礦泉水瓶中，注入水后礦泉水瓶變癟，再次注入堿性氫氧化鈉溶液后，水瓶癟得更加嚴重。由此確定了二氧化硫氣體可以溶于水與堿性氫氧化鈉溶液。

【微型實驗2：酸雨治理】

由教師引導學生從物質(zhì)的基本構(gòu)成元素及類別角度入手，分析并討論酸雨的治理方案，引導學生設(shè)計微型實驗，驗證酸雨治理的方案是否可行。

根據(jù)微型實驗1觀測到的結(jié)果，教師對學生進行提問：我們已經(jīng)證明了二氧化硫氣體能夠溶于水與堿性溶液，那么在這一過程中是否發(fā)生了化學反應(yīng)，酸雨中的二氧化硫是否被中和掉了呢？請大家再次設(shè)計微型實驗進行驗證。

此時教師依舊引導學生在小組討論中分析實驗目標并設(shè)計實驗方案，以激發(fā)學生的自主探索意識及創(chuàng)新探究能力。

學生決定，分別向存有紫色石蕊溶液以及存有酚酞的氫氧化鈉溶液中，注入等量的二氧化硫氣體，隨后觀測石蕊溶液及含有酚酞的氫氧化鈉溶液的變色情況，從而確定了二氧化硫在溶于水及氫氧化鈉溶液后，確實發(fā)生了化學反應(yīng)。以此驗證并推導出了二氧化硫與水反應(yīng)及與堿性溶液反應(yīng)的化學方程式。以微型實驗2驗證了酸雨治理方案的可行性，培養(yǎng)了學生的科學探索意識及其創(chuàng)新精神。

教師根據(jù)上述兩個實驗，帶領(lǐng)學生分析并討論二氧化硫的基本性質(zhì)，要求學生根據(jù)實驗中觀測到的現(xiàn)象及最終得出的實驗結(jié)論，歸納并整理本課微型實驗中所學到的化學知識。在帶領(lǐng)學生推導二氧化硫反應(yīng)方程式的過程中，教師還應(yīng)該為學生建立同價態(tài)硫元素及其化合物的轉(zhuǎn)化認知模型，幫助學生構(gòu)建起有關(guān)“物質(zhì)類別轉(zhuǎn)化”的學科大概念。

【微型實驗3：探索二氧化硫的氧化性與還原性】

教師導入了問題情境：某市采集到了酸雨樣品，工作人員每隔一段時間便對其pH值進行檢測，發(fā)現(xiàn)隨著時間的遞增，酸雨的pH值會逐漸增大。

由問題情境引導學生驗證二氧化硫的還原性特征。教師帶領(lǐng)學生使用注射器抽取少量二氧化硫氣體，并將其分別推入紫色高錳酸鉀溶液、橙色溴水溶液以及裝有硫化氫氣體的礦泉水瓶中，帶領(lǐng)學生觀測實驗現(xiàn)象，以此推導出二氧化硫的氧化性及還原性特征。

在這一階段，教師帶領(lǐng)學生從物質(zhì)的氧化還原視角，研究了該物質(zhì)的基本性質(zhì)，以此構(gòu)建了氧化還原觀念與價態(tài)轉(zhuǎn)化的學科大概念。

【小結(jié)】

在本課最后，教師要求學生聯(lián)系生活實際，根據(jù)本課得出的二氧化硫基本性質(zhì)分析二氧化硫在日常生活中的應(yīng)用方式，讓學生進一步了解二氧化硫在社會中的應(yīng)用價值，使學生以辯證的眼光看待問題，同時，也能加強化學學科與生活之間的聯(lián)系，促進學生養(yǎng)成正確的知識遷移能力，使學生應(yīng)用所學的化學知識解決現(xiàn)實生活中的真實問題。

結(jié)束語

在大概念統(tǒng)籌下，設(shè)計主題式微型實驗課程，能夠提高學生的化學學科核心素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的科學探索精神及創(chuàng)新意識，提升學生在真實的情境下分析問題的能力，使學生掌握化學知識的本質(zhì)，并建立起結(jié)構(gòu)化的化學知識體系，以促進化學知識的正向遷移及應(yīng)用。因此，教師需要分析課程概念，隨后設(shè)計合理的教學結(jié)構(gòu)，引導學生在學習的過程中主動探索、主動思考，自主完成微型實驗的設(shè)計及實驗操作，在實驗中歸納并整理出知識點，在系統(tǒng)的學習過程中，構(gòu)建學科概念，并養(yǎng)成良好的學習習慣。

參考文獻

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