基于學科核心素養(yǎng)的化學單元教學設計

沈偉藝

摘要：單元設計是在整體觀下對學習主題、學習目標、學習活動、持續(xù)性評價等要素的系統(tǒng)性設計。以“酸和堿”主題為例，闡述基于學科核心素養(yǎng)的單元教學設計流程，發(fā)揮化學核心概念的統(tǒng)攝作用，對化學知識的素養(yǎng)功能價值及其學科觀念進行梳理和概括，使化學學習由“散點”變成結構化，實現(xiàn)化學知識的功能化和素養(yǎng)化。

關鍵詞：核心素養(yǎng);單元教學;教學設計

文章編號：1008-0546（2020）11-0042-03 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.011

化學學科核心素養(yǎng)是指化學教學給予學生未來發(fā)展所需要的關鍵能力、必備品格與價值觀念。課堂教學是達成素養(yǎng)目標的重要途徑，“素養(yǎng)為本”的教學倡導單元設計。單元設計是在整體觀下對學習主題、學習目標、學習活動、持續(xù)性評價等要素的系統(tǒng)性、發(fā)展性設計，通過對化學知識的素養(yǎng)功能價值及其學科觀念的梳理和概括，形成從基本概念到核心概念的知識建構，使化學學習由“散點”變成結構化，從而實現(xiàn)化學知識的功能化和素養(yǎng)化。

一、主題的解讀

“單元學習主題”是指依據課程標準和學生經驗，圍繞化學核心知識組織起來的，體現(xiàn)學生核心素養(yǎng)發(fā)展的主題?！八岷蛪A”是《義務教育化學課程標準（2011年版）》身邊的化學物質（一級主題）下的生活中常見的化合物（二級主題）的重點內容，包括溶液的酸堿性、常見的酸和堿及其反應等內容。整體而言，“酸和堿”承接金屬內容，關聯(lián)后續(xù)鹽單元的學習，關注課程標準中的物質構成的奧秘、物質的化學變化、科學探究、化學與社會發(fā)展等內容專題，可構建形成學習主題。

從化學學科價值看，酸和堿是常見的兩類物質。它的功能與價值體現(xiàn)在：第一，從定性到定量。定性認識酸具有酸性、堿具有堿性;然后通過用pH試紙測酸堿度，初步從定量角度認識酸堿性的強弱。第二，從宏觀到微觀。從具體酸和堿的性質入手，歸納共性，然后從微觀角度進行解釋，體現(xiàn)了物質組成、結構與性質之間的關系。第三，從性質到用途。在重點介紹酸和堿性質基礎上，強調其性質與用途的關系，體現(xiàn)知識運用。因此，通過“酸和堿”單元的學習，有利于學生開展以實驗為主的多種探究活動，從宏微結合、變化守恒的視角，運用證據推理與模型認知的思維方式解決實際問題，培養(yǎng)科學態(tài)度與社會責任，促進化學學科核心素養(yǎng)的全面發(fā)展。

二、單元素養(yǎng)目標分析

在學科知識層面，學生關于酸堿的已有認識：家庭調味品食醋中的醋酸;稀酸與鎂、鋅、鐵、銅等金屬反應的異同;澄清石灰水中的溶質氫氧化鈣等等，但對酸堿性質、反應化學方程式和類型等方面認識存在不完整性和錯誤。

在學科能力層面，學生具備一定的預測一現(xiàn)象一結論的能力。但是，由于很多酸堿反應看不到明顯現(xiàn)象，怎么證明反應發(fā)生了呢？多數同學缺乏實驗方案的設計角度和思路。尤其當面對復雜的實際問題時，不能運用其中涉及的酸堿性質，更無法充分考慮各種因素，進行有層次的分析和論證。

在學科思維層面，通過前面學習，學生初步從微觀層面認識“物質具有不同性質的原因是什么”“物質之間為什么會發(fā)生各種變化”等問題，也認識到金屬等類物質的學習方法。然而，從類別的角度系統(tǒng)認識一類物質性質的意識有待加強，對化學變化的認識角度和思路有待豐富，根據物質的類別說明或預測物質的性質能力有待提升。

基于以上分析，酸和堿的學習重點是發(fā)展學生“宏微結合”“證據推理與模型認知”的化學學科核心素養(yǎng)，同時使學生的“科學探究與創(chuàng)新意識”“變化觀念”“科學態(tài)度與社會責任”等素養(yǎng)也都得到相應發(fā)展。本單元的學習目標如表1所示。

三、單元主題教學規(guī)劃

“酸和堿”以學生認識能力發(fā)展為整體目標。引導學生按“酸堿是什么一酸堿有什么性質一酸堿反應有什么用”的思路，通過多課時教學逐漸建立對酸和堿從定性到定量、從宏觀到微觀、從孤立到系統(tǒng)的認識水平，形成運用類別觀認識物質性質的方法。

本主題需要5課時完成（見表2）。第1課時通過指示劑和pH試紙檢驗溶液的酸堿性，基于實驗事實為證據對酸堿性的論證。論證鏈條如：石蕊變紅一溶液呈酸性→酸→H⁺（導電性實驗），pH試紙測pH→酸堿性→酸堿性強弱等。第2、3課時分別通過對常見酸和堿的性質和變化進行描述和多重表征，從微觀層面說明同類物質的共性和不同類物質性質差異的原因。第4課時通過如何證明“看不見”的氫氧化鈉溶液和鹽酸發(fā)生反應的問題解決，通過提出假設，設計實驗方案并進行操作，收集實驗證據，基于實驗事實得出結論，從微觀角度建立中和反應的認識模型（H⁺+OH^-=H2O），形成對特定化學問題分析的思維過程。第5課時通過運用所學的酸堿反應的知識和方法，對人體健康、社會可持續(xù)發(fā)展可能帶來的影響問題，提出處理或解決問題的方案。

四、單元教學設計反思

1.發(fā)揮核心概念的統(tǒng)攝作用

在教學中，應發(fā)揮酸和堿、中和反應等核心概念的統(tǒng)攝作用，引導學生形成基于類別、反應等角度認識酸堿性質的關鍵能力。比如，從溶液導電性認識酸、堿→借助工具（指示劑、pH試紙）區(qū)分酸堿→借助溶解性表認識酸堿的組成特點等。在學習酸的性質時，有序建構酸的性質框架，即酸能和哪些類別的物質反應一依法寫出化學方程式（置換反應“單換單”，復分解反應“相互交換、價態(tài)不變”）一從共性到個性（相同的H→⁺，不同的酸根離子）。再如，HCI和H2SO4在水溶液中都存在H+，溶液都呈酸性。NaOH和ca（OH）2的水溶液中都存在OH^-，都呈堿性。酸是一類“有個性”的物質（含有H+），堿也是一類“有個性”的物質（含有OH^-），二者混合后，酸中的H⁺和堿中的OH-發(fā)生中和反應，生成穩(wěn)定的水，所以中和反應的動力是有水生成。

2.開展實驗活動，提升探究能力水平

組織和開展學生實驗活動，引導學生進行性質預測、方案設計、概括解釋等活動，不斷提升探究水平。酸和堿之間的反應是酸堿化學性質的核心，當氫氧化鈉和鹽酸混合無現(xiàn)象時，學生產生認知沖突，氫氧化鈉與鹽酸是否反應？怎么證明？→它們能發(fā)生什么反應？有何依據？→中和反應在實際中有何應用？充分發(fā)揮學生的主體性和主動性，提升探究水平。學習堿的性質可按以下實驗對比認識：分別取NaOH和ca（OH）2兩種固體放在表面皿上觀察，一段時間后再觀察→分別取250 mL的兩個燒杯，大量水溶解少量ca（OH）2，少量水溶解大量NaOH，并觸摸燒杯外壁一取三個充滿CO2的塑料瓶，分別加入等量的澄清石灰水、NaOH溶液、水，觀察→向吸收CO2后的NaOH溶液滴加稀鹽酸，另取氫氧化鈉溶液加稀鹽酸對→向表面皿上久置的NaOH固體加稀鹽酸，向新取的NaOH固體中加稀鹽酸對比。

3.創(chuàng)設真實情境，增強問題解決能力

創(chuàng)設源于生產和生活實際的真實問題情境，幫助學生體驗物質性質及其變化的應用。比如，酸的性質教學時，可創(chuàng)設以下問題情景：將一粒vc泡騰片放進水中，產生氣泡，其水溶液有酸味口感一猜想、設計實驗檢驗產生的氣體一猜想、設計實驗檢驗vc泡騰片的水溶液是否呈酸性→從分類角度小結（指示劑法或pH試紙、金屬法、金屬氧化物法、堿法、碳酸鈉溶液即鹽法）→歸納出酸的5個通性。再如，解決酸堿性強弱與pH大小之間的關系問題：取10%的稀鹽酸5mL，命名為A溶液一取1滴A溶液滴人5mL水中，得B溶液一取1滴B溶液滴入5mL水中，得c溶液，3種溶液酸性強弱順序為A>B>C→分別測出A、B、c三種溶液的pH→得出“溶液酸性越強，pH越小”的結論。同理，也可得出“溶液堿性越強，pH越大”的結論。通過真實情境問題的解決，把知識的獲得、方法的習得、觀念的悟得等寓于過程之中，提升解決問題的綜合能力，切實把培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)落到實處。