“化學反應的限度”單元整體教學設計

鄭少鑫 潘紅

摘 ? ?要：結構化是實現知識向素養(yǎng)轉化的有效途徑，而單元整體教學通過具有內在邏輯的多個課時的進階來設計教學，因此更具“結構化”。教學內容是培育核心素養(yǎng)的載體，要構建一個結構化的知識體系，必須對內容的順序和結構進行整合。素養(yǎng)導向下的大單元教學設計強調創(chuàng)設真實的問題情境，因此，教師要先對學科知識進行“深加工”，以具有內在邏輯的學習任務、學習情境和實際問題驅動學生思考并活動，讓學生在不斷解決問題、完成任務的學習實踐中，習得知識、發(fā)展能力、提升素養(yǎng)。

關鍵詞：化學反應的限度;單元整體教學設計;結構化

當前，單元整體教學設計越來越受到廣大一線教師的關注和重視?！镀胀ǜ咧谢瘜W課程標準（2017年版）》（以下簡稱“《課程標準》”）中提到，結構化是實現知識向素養(yǎng)轉化的有效途徑，結構化水平直接決定著素養(yǎng)發(fā)展的水平。相較于課時教學設計，單元整體教學由于設計視野更宏觀、站位更高，因此更具“結構化”。它是對具有內在邏輯的多個課時進行的進階設計教學，利于教師從化學觀念層面統(tǒng)領整體教學過程，契合新課標和課程改革的精神，為化學核心素養(yǎng)的培育提供了可供參考的落地策略。

下面，筆者以“化學反應的限度”單元教學為例，闡述基于核心素養(yǎng)培育的單元整體教學設計思路。

一、課標與教材分析

“化學反應的限度”是化學變化觀念的一個重要方面，與化學反應快慢、化學反應進行的方向共同構成化學熱力學與動力學的完整體系。《課程標準》對“化學反應的限度”的教學要求為：認識化學平衡常數是表征反應限度的物理量，知道化學平衡常數的含義;了解濃度商和化學平衡常數的相對大小與反應方向間的聯系;通過實驗探究，了解濃度、壓強、溫度對化學平衡狀態(tài)的影響。

從化學觀念統(tǒng)領和核心素養(yǎng)培育的角度分析，“化學反應的限度”可以幫助學生建構化學反應的平衡觀念，以及平衡是可以改變的變化觀念。而“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”“科學探究與創(chuàng)新意識”等核心素養(yǎng)為化學變化觀念的建構提供了認知角度和方法，“科學態(tài)度與社會責任”則體現出本單元所承載的科學價值觀。教師要引導學生通過實驗認識可逆反應存在平衡狀態(tài)的客觀事實及特征，然后利用數據進行平衡常數的相關計算，構建化學反應方向的判斷模型，形成反應方向可變可控的認識思路。

筆者對人民教育出版社的普通高中教科書《化學》選擇性必修1《化學反應原理》（以下簡稱“人教版教材”）和山東科學技術出版社的普通高中教科書《化學》選擇性必修1《化學反應原理》（以下簡稱“魯科版教材”）中相關內容的編排順序和思路進行了對比。魯科版教材將“化學反應的限度”安排在“化學反應的速率”前面，讓學生通過濃度商與平衡常數的關系分析化學平衡狀態(tài)的影響因素，符合《課程標準》學業(yè)要求中“能利用平衡常數和濃度商的關系判斷化學反應是否達到平衡及平衡移動的方向”的要求，凸顯化學平衡常數的核心價值。人教版教材則將“化學平衡”的內容放在了“化學反應速率”之后，意在引導學生從v正與v逆相對大小的視角認識化學平衡從建立到打破再到建立新平衡的規(guī)律，在宏觀、微觀、符號三重表征的基礎上，與化學反應速率的知識形成鏈接，體現理解化學平衡的多重維度，利于培養(yǎng)學生“變化觀念與平衡思想”核心素養(yǎng)的落實，也為后面學習電離平衡、水解平衡、沉淀溶解平衡建立理解模型。

二、內容與情境構建

教學內容是培育核心素養(yǎng)的載體，要構建一個結構化的知識體系，必須對內容的順序和結構進行整合。本設計以人教版教材內容為藍本，從多維度定量理解的視角入手，在學習了化學反應速率的基礎上，先定性認識化學平衡狀態(tài)及其特征，再定量理解化學平衡常數的概念、意義和應用，最后探究影響化學反應平衡移動的因素，掌握平衡移動的規(guī)律。同時，融入魯科版用高壓氧艙救治一氧化碳中毒病人的真實問題情境，整合兩本教材的資源優(yōu)勢，使之更符合學生的認知規(guī)律。

核心素養(yǎng)不是由教師教出來的，而是在問題情境中借助問題解決的實踐培育起來的[1]。素養(yǎng)導向下的大單元教學設計強調創(chuàng)設真實的問題情境，讓化學回歸生活，讓學生感受化學知識在解決生活實際問題中的價值?；诖苏J識，筆者創(chuàng)設學習情境“對一氧化碳中毒的認識、診斷、治療”（見圖1），通過對主題情境探討的不斷進階，引導學生思考與解決問題，習得知識、提升能力、形成素養(yǎng)。

三、單元整體目標設計

《課程標準》指出，化學知識是培養(yǎng)學生化學學科核心素養(yǎng)的重要載體，化學教學是落實化學課程目標、引導學生達成化學學業(yè)要求的基本途徑;化學學習評價是化學教學評價的重要組成部分，對于學生化學學科核心素養(yǎng)具有診斷和發(fā)展功能。基于對單元情境與所承載的核心知識的分析，筆者將單元整體學習目標規(guī)劃為：運用類比法，遷移探討化學問題，幫助學生基于宏微結合的視角建立化學概念;通過化學史和真實數據，讓學生認識演繹推理對化學發(fā)展的重要作用，加深對科學本質的認識;讓學生基于實驗事實等歸納勒夏特列原理，發(fā)展模型認知和應用的能力。細化的學習目標與評價目標見表1。

四、教學問題進階設計

單元教學目標的確立最終要靠問題來驅動，要基于單元整體目標，在主題情境中深挖實際問題。一氧化碳中毒能不能救治、如何判斷病情、怎樣治療，這些層層遞進的實際問題，除了能激發(fā)學生的學習動機，讓學生在實際問題的解決過程中體會化學知識的功能與價值外，還能促進學生對本單元學科問題的結構化認識，實現對知識的深度學習。主題情境與實際問題、學科問題的關系見圖2。

五、制訂課時計劃，設計學習活動

單元教學目標最終要通過課時教學來落實?；谝陨戏治?，筆者創(chuàng)設“一氧化碳中毒”的主題情境，圍繞化學平衡狀態(tài)的概念與特征、化學平衡常數及應用、化學平衡的影響因素等教學內容，分3個課時展開教學設計：課時1是對化學平衡進行定性分析、宏觀認識;課時2是對化學平衡進行定量分析、微觀認識;課時3是對化學平衡從宏微結合的角度，進行實驗探究。單元整體教學設計流程見圖3。

單元整體教學要求教師先對學科知識進行“深加工”，形成具有邏輯的結構網絡，尤其要關注學生的知識網絡建構過程?！盎瘜W反應的限度”屬于概念理論類知識，要摒棄先由學生識記、再由教師細碎地解構概念的傳統(tǒng)教學方法，而應嘗試通過結構化的設計，以具有內在邏輯的學習任務、學習情境和實際問題驅動學生思考并活動，讓學生在不斷解決問題、完成任務的學習實踐中，習得知識、發(fā)展能力、提升素養(yǎng)。以下是課時2的教學設計。

【任務1】構建化學平衡常數的表達式

情境1：實驗探索情境：教材中給出的化學平衡濃度數據。

問題1：所給數據有何規(guī)律？結合前面學習的質量作用定律，嘗試推導化學平衡常數的表達式。

學生活動：觀察數據，尋找規(guī)律。同時結合質量作用定律，從基元反應的角度理解化學平衡常數的定義式。

教師活動：投影教材中的數據，引導學生學會找規(guī)律;根據化學平衡的基本特征v正=v逆，引導學生根據質量作用定律v = Kc（A）c（B），嘗試推導化學平衡常數的定義式。

設計意圖：引導學生經歷“化學平衡常數”的模型建構，順勢讓其理解概念，同時診斷并發(fā)展學生對化學平衡思想的理解水平。

【任務2】認識化學平衡常數的意義及影響因素

情境2：化學史料情境：范特霍夫方程。

問題2：前面我們學習過影響濃度的因素，那化學平衡常數又會受到哪些因素的影響呢？

學生活動：根據范特霍夫方程及其推論，理解化學平衡常數的影響因素并推導規(guī)律。

教師活動：引導學生回顧化學反應速率的影響因素;展示范特霍夫方程的相關化學史，引導學生歸納溫度是影響化學平衡常數的外界因素;根據范特霍夫方程，引導學生推導出化學平衡常數隨溫度變化的規(guī)律。

設計意圖：幫助學生更好地理解溫度對化學平衡常數影響的變化規(guī)律，診斷并發(fā)展學生的推理能力。

【任務3】分析濃度商與化學平衡常數的關系并進行相關計算

情境3：日常生活情境：一氧化碳中毒如何判斷病情。

問題3：已知HbCO的濃度達到HbO2濃度的0.02倍，會使人智力受損，利用化學平衡常數，計算CO與O2的濃度比與是否會造成智力受損之間的關系。

學生活動：學習濃度商Qc的意義，理解其與平衡常數的關系，并結合生活實例，進行平衡常數的計算。

教師活動：引導學生理解濃度商與化學平衡常數的關系，提供生活中的實際問題，深化學生對于濃度商與化學平衡常數關系的認識，同時歸納判斷化學反應進行方向的方法。

設計意圖：先學習理論知識，再學以致用，利用學科原理解決生活中的實際問題，診斷并發(fā)展學生的知識遷移能力。

六、對單元整體教學設計的思考

進行單元整體教學設計時，教師要圍繞單元主題，結合單元知識的特點，全面挖掘本單元的教育價值，有機地整合課堂教學和課外活動，開發(fā)課程資源，綜合利用各種教學方法和教學策略，提高課堂教學的效率，讓學生在一段時間的學習之后，能夠從整體上把握整個單元的知識網絡，并且獲得豐富的情感體驗[2]。

筆者對“化學反應的限度”的單元整體教學設計，努力從“碎片化”走向“結構化”，取得了一定的成效，利于學生核心素養(yǎng)的培育。本案例依托“對一氧化碳中毒的認識、診斷、治療”情境的貫穿設計，并在課時設計中穿插應用化學史料情境、實驗探索情境等，讓學生在各種情境融入中自然而然地把化學平衡常數這個抽象概念建構起來。

基于核心素養(yǎng)培育的單元整體教學設計，不是傳統(tǒng)課時教學設計的簡單堆砌，教師必須深入研究《課程標準》的內涵，合理整合教材，必要時還可以突破教材的內容和順序，對教材進行深度加工，對知識進行有意義的統(tǒng)整[3]。教師必須設計清晰的情境線、問題線、知識線、活動線、能力線、素養(yǎng)線，讓學生通過情境線索的引導，在問題的解決中逐漸掌握知識、習得能力、提升素養(yǎng)。

參考文獻：

[1]鐘啟泉.基于核心素養(yǎng)的課程發(fā)展：挑戰(zhàn)與課題[J].全球教育展望，2016（1）：9.

[2]吳頻慶.關于“化學式與化合價”單元整體教學設計的思考[J].江蘇教育，2018（12）：56.

[3]喻俊，葉佩佩.促進學生核心素養(yǎng)發(fā)展的單元教學設計實踐探索[J].化學教學，2020（5）：55.