指向深度學習的高中化學單元教學設計研究
——以“鐵及其重要化合物的性質”單元教學為例

耿彩偉 _ 北京師范大學附屬中學

深度學習著重于學生能力的培養(yǎng)，不僅要求學生具有掌握學科知識的能力與批判性的思維能力，而且注重學生知識遷移能力的提升，同時使學生能夠在真實情境中解決問題。筆者將深度學習理論基礎與情境教學相結合，以“鐵及其重要化合物的性質”這一單元為例，在與知識點貼合的情境以及教師的引導下，讓學生能夠在發(fā)現(xiàn)問題、提出質疑、做出猜想、驗證猜想并持續(xù)性反思的過程中，達到深度學習的目的。

1.單元學習主題

本單元的主要內容包括鐵、鐵的氫氧化物、鐵鹽和亞鐵鹽、鐵及其化合物的相互轉化，圍繞“缺鐵性貧血的食補與藥補”這一真實問題情境展開，應用鐵及其化合物的相互轉化解釋為什么“補鐵劑與維生素C同服，不能與茶水同服”等生活問題。

2.單元教學內容分析

人教版高中化學必修第一冊第三章鐵及其化合物屬于《普通高中化學課程標準（2017年版）》必修課程主題2“常見的無機物及其應用”，其內容要求為“結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質，了解這些物質在生產、生活中的應用”“結合實例認識金屬及其化合物的多樣性，了解通過化學反應可以探索物質性質、實現(xiàn)物質轉化，認識物質及其轉化在促進社會文明進步、自然資源綜合利用和環(huán)境保護中的重要價值”。

鐵是典型的變價元素，鐵及其化合物知識可以使學生初步學習應用價—類二維元素觀認識具體物質的性質，學習如何探究不同物質之間的轉化，培養(yǎng)學生自主運用氧化還原反應和類別通性等概念原理，研究物質性質和轉化，多角度分析和解決實際問題。

鐵及其化合物教學的核心目標是幫助學生初步形成研究元素化合物性質的思路和方法。在實驗過程中，感受實驗是學習化學、體驗化學和探究化學的主要途徑，體會理論知識在實驗探究中的具體應用。在此過程中，發(fā)展學生證據(jù)推理和模型認知、宏觀辨識與微觀探析、科學態(tài)度與社會責任等化學學科核心素養(yǎng)。

3.單元教學目標

（1）能從物質類別、元素價態(tài)的角度，列舉鐵元素的典型代表物，能依據(jù)復分解反應和氧化還原反應預測鐵及其重要化合物的化學性質，能設計實驗進行初步驗證，能分析和解釋實驗現(xiàn)象。

（2）能從物質類別和元素價態(tài)變化的視角說明鐵及其重要化合物的轉化途徑，能利用Fe2+、Fe3+的典型性質和反應，設計物質的制備、轉化、分離和檢驗等簡單任務的方案。

（3）能說明鐵及其重要化合物的實際應用及其對社會發(fā)展的價值。

4.單元學習目標

（1）構建鐵三角相互轉化的知識結構。能運用氧化還原原理，從價態(tài)角度預測性質，設計實驗驗證，并能分析實驗數(shù)據(jù)、解釋實驗現(xiàn)象。

（2）掌握研究物質性質的基本流程和方法。能運用化學知識解釋生活中的問題，進行簡單的解釋論證。

（3）感受鐵及其化合物對人類生活的意義。能有意識地運用所學知識或尋求相關證據(jù)參與生產生活、社會議題的討論，提升社會責任感。

5.單元課時安排

第一課時——情景任務線索：中國鋼鐵產量及其占全球比重的數(shù)據(jù)→鋼鐵的應用、體現(xiàn)鐵的性質；生活中生銹的鐵制品→鋼鐵生銹的原因、鋼鐵除銹的方法；蒸汽發(fā)藍防銹文獻資料→鐵與水蒸氣反應的產物檢驗；天然補鐵礦泉水（含F(xiàn)e2+）涌出地面數(shù)小時后補鐵功能降低→Fe2+、Fe3+的性質。知識線索：鐵單質的性質，鐵的氧化物的性質，鐵與水蒸氣的反應。素養(yǎng)線索：宏觀辨識與微觀探析，變化觀念與模型認知，科學探究與社會責任。

第二課時——情景任務線索：維生素C對天然補鐵礦泉水中Fe2+含量的影響→FeSO4溶液的保存；設計實驗Fe2+與Fe3+的相互轉化；解釋礦泉水中添加檸檬酸后Fe2+含量降低，但補鐵效果增強→利用類別、價態(tài)分析視角解釋原因。知識線索：Fe2+與Fe3+的化學性質，F(xiàn)e2+與Fe3+的相互轉化。素養(yǎng)線索：宏觀辨識與微觀探析，變化觀念與模型認知，科學態(tài)度與社會責任。

第三課時——情景任務線索：補鐵燕麥片中是否含有還原鐵粉→設計方案判斷補鐵燕麥片中含有還原鐵粉；補鐵劑如何促進鐵的吸收；解釋維生素C促進鐵吸收，補鐵劑不能與茶水同服→檢驗與鑒別Fe2+與Fe3+；補鐵劑是否真的含有二價鐵→綜合應用。知識線索：鐵單質的性質，鐵的氫氧化物，F(xiàn)e、Fe2+與Fe3+的相互轉化。素養(yǎng)線索：宏觀辨識，變化觀念，證據(jù)推理與模型認知，科學探究與社會責任。

6.單元評價目標與評價任務設計

評價目標一：通過分析任務，診斷并發(fā)展學生對物質的認識水平及氧化還原反應的結構化水平；通過預測、探究鐵與水蒸氣反應的產物，診斷并發(fā)展學生探究物質性質的水平。評價任務設計：鋼鐵生銹的原因，鋼鐵除銹的方法，蒸汽發(fā)藍防銹的原理探究。

評價目標二：通過分析任務，診斷并發(fā)展學生認識元素化合物的視角，即從物質類別和化合價角度分析物質的性質及解釋相關問題。評價任務設計：天然補鐵礦泉水的奧秘；分析維生素C對天然補鐵礦泉水中Fe2+含量的影響；解釋礦泉水中添加檸檬酸后Fe2+含量降低，但補鐵效果增強。

評價目標三：通過分析生活實際問題，診斷并發(fā)展學生提出問題的能力，讀取、加工、應用信息和問題分析論證的能力，用化學知識解釋和解決生活問題的能力；并且對實驗方案進行評價分析，明確真實復雜體系檢驗某種微粒的思路和方法，可以診斷并發(fā)展學生解決真實復雜問題的能力水平。評價任務設計：補鐵燕麥片中是否含有還原鐵粉；補鐵劑如何促進鐵的吸收：解釋維生素C促進鐵吸收，補鐵劑不能與茶水同服；補鐵劑中鐵元素價態(tài)的檢驗?！?/p>