凸顯化學基本觀念的“元素化合物”單元學習設計與實踐
——以“氯、溴、碘及其化合物”為例

何婷婷

（浙江省富陽中學，浙江 杭州）

“元素化合物”知識是高中化學課程的重要組成部分，是學生獲得感性認識的重要素材。一方面，“元素化合物”知識本身具有龐雜、瑣碎的特點，需要記憶的內(nèi)容較多；另一方面，學生也不具備將分散的知識由點成面形成系統(tǒng)認知的能力。針對當下學生實際學情，為了打破以傳授知識點為中心，改變以往忽略知識間內(nèi)在的邏輯關系，難以形成化學學科思想的傳統(tǒng)課堂教學，筆者在“元素化合物”知識教學中，嘗試凸顯化學基本觀念的單元教學設計，即整合化學學科核心觀念，擺脫孤立的課時視角，重組教學內(nèi)容，以“大觀念”視野統(tǒng)領全局。

一、設計“元素化合物”單元學習過程的內(nèi)容要素

（一）單元教學設計的內(nèi)涵與一般模型

單元教學設計是指從完整的教學單元出發(fā)，制訂單元教學目標和學習任務，綜合利用各種教學方式設計教學過程。明確了單元教學設計的內(nèi)涵，在實踐過程中還要面臨如何開展單元教學設計的問題。基于化學核心素養(yǎng)的單元教學設計的一般模型由以下四個基本要素構成，即分析、設計、實施、評價。分析教學目標和核心素養(yǎng)是基礎，設計整合教材、調整教學順序是關鍵，實施教學策略滲透學科方法是重點，評價學生課堂表現(xiàn)及教學效果是診斷結果。

（二）分析“元素化合物”知識的認識視角與進階

高中化學課程標準中內(nèi)容標準專設“常見無機物及其應用”主題來界定核心內(nèi)容。立足課程標準與教材分析，通過一定的教學主線把相對分散的內(nèi)容串起來，有助于從整體上明確元素化合物內(nèi)容的定位與要求。教材編排上的呈現(xiàn)方式及學習要求等方面對元素化合物知識的多角度認識，在不同的化學學習階段，學生的知識儲備及認知發(fā)展水平不同，這為我們選擇合適的教學方式提供了依據(jù)。

（三）建立研究無機物性質的一般思路和方法

一個學習單元通常包括在核心概念統(tǒng)領下的大量具體概念、規(guī)律、原理等。在“元素化合物”教學中，一般從化學反應原理或規(guī)律出發(fā)進行演繹、推理該物質可能具有的性質，再進一步收集證據(jù)，提供支撐依據(jù)。元素化合物性質是物質及其變化的體現(xiàn)，重要的學習方法之一就是進行實驗探究。

二、設計“元素化合物”單元學習過程的實踐案例

設計單元學習過程的思路主要解決“如何設計”與“設計成什么樣”的問題。筆者分以下幾個環(huán)節(jié)進行單元教學探索。

（一）分析教學目標，明確素養(yǎng)要素

教學目標的正確分析和素養(yǎng)要素的準確定位是單元教學設計的基礎，也為單元教學設計指明了方向。仔細研讀教材和2017年版課程標準，該單元的教學目標為：認識氧化還原反應的概念及規(guī)律；氯氣的物理、化學性質及制備、用途；同主族性質的遞變規(guī)律；該素養(yǎng)要素有宏觀辨識與微觀探析；證據(jù)推理與模型認識；科學探究和社會責任等。

（二）設計教材順序，整合單元內(nèi)容

根據(jù)學生的認知規(guī)律和知識儲備，從化合價升降的氧化還原反應角度和物質類別的角度，以氧化還原理論知識為主線，對該單元內(nèi)容進行以下調整。第一、二課時是氧化還原反應的基本概念，為后續(xù)學習元素化合物奠定了價態(tài)變化的認識視角。第二課時是在氧化還原的認識模型下探究氯氣的性質，以氧化還原理論為支撐，實驗為探究方法。第三課時是氯氣的制備，包括工業(yè)制法和實驗室制法，也是從微觀角度引導學生總結制備的本質是-1價的氯被氧化成0價的氯。第四課時是溴、碘的提取及溴、碘的物理性質和化學性質及制備。從結構相似出發(fā)，采用類比遷移的方法自然銜接到溴、碘的性質及制備。

（三）實施教學策略，滲透學科思想

學習活動是落實化學核心素養(yǎng)，完成教學目標的重要保障。核心素養(yǎng)的形成和學科思想“價態(tài)觀”“分類觀”“轉化觀”“綠色化學觀”等是在真實的問題情境中借助問題解決的實踐培育起來的。教學的策略有教師引導提問、學生交流討論、實驗探究、視頻觀看等。因此，單元設計的實施過程中要根據(jù)不同的情境選擇不同的教學策略，凸顯學科觀念。

1．借助生活情境，建立“價態(tài)觀”

化學教學內(nèi)容的組織，應有利于促進學生從化學學科知識向化學學科核心素養(yǎng)的轉化，而內(nèi)容的結構化則是實現(xiàn)這種轉化的關鍵。構建氧化還原認知模型不僅符合學生的認知規(guī)律，而且遵循了從微觀結構出發(fā)，物質結構決定性質，性質決定用途和制備的認識思路。利用生活中的氧化還原反應現(xiàn)象介紹其基本概念，然后以氯及其化合物及同主族性質的比較為載體，深入分析氧化還原反應的微觀本質。

2．依托實驗情境，強化“微粒觀”

實驗教學是化學教學的重要組成部分，同時也是激發(fā)學生學習興趣和提升學生化學核心素養(yǎng)的重要手段。氯氣的性質既有學生實驗，如氯水成分的探究，也有教師的演示實驗如金屬鈉、鐵、銅與氯氣的反應。通過實驗觀察宏觀現(xiàn)象，通過探究分析氯水成分的微觀組成。

3．閱讀史料情境，形成“轉化觀”

利用氯氣的發(fā)現(xiàn)和命名的歷史資料，結合氧化還原和氯氣性質的知識，教師設置系列問題：如何確定黃綠色氣體是氯氣？你如何設計實驗確定？然后學生交流討論教師設置的問題，設計實驗驗證。經(jīng)歷這樣的過程，學生更能體會科學家實驗探究的樂趣和感受成功的喜悅。

4．利用新聞情境，樹立“綠色化學觀”

在化學教學中，將符合學生認知水平的新聞報道作為教學情境應用于課堂教學中，可以豐富教學素材、拓寬學生視野、提升科學素養(yǎng)、增強環(huán)保意識和社會責任感，引導學生從化學視角分析社會現(xiàn)象，提高知識運用的能力。在課堂教學中，教師可以滲透情感態(tài)度與價值觀目標，培養(yǎng)學生運用化學知識的能力，同時提升學生的社會責任感和參與意識。

（四）評價課堂表現(xiàn)，診斷教學效果

化學日常評價是化學教學不可或缺的有機組成部分。提問與點評、練習與作業(yè)、復習與考試等是有效開展化學日常學習評價的基本途徑和方法。單元教學實際的課堂提問應有意識地關注化學學科核心素養(yǎng)達成情況的診斷。如“在氯水溶液中滴入石蕊溶液，為什么能觀察到先變紅后褪色的現(xiàn)象？”有的學生只能基于“微觀”視角思考原因，而有的學生卻能基于“宏觀現(xiàn)象和微觀探析”視角進行解釋。

三、“元素化合物”單元教學實踐收獲與反思

基于元素化合物知識的教學，是事實性知識向學生學科能力轉化的關鍵過程。學生在學習概念的過程中，通過實驗探究與原理應用相結合，提煉和升華概念而形成化學基本觀念。從而實現(xiàn)從“知識為本”到“觀念為本”的教學轉變。實踐中，筆者也體會到，要提高單元學習活動的有效性，需要關注以下幾個方面。

（一）把握好單元學習內(nèi)容的選擇

單元教學設計并不是所有單元都適合。首先，教師可依據(jù)課程標準和教材，深入分析并準確把握教材內(nèi)容及其呈現(xiàn)方式所體現(xiàn)的課程目標和核心素養(yǎng)，鉆研并開發(fā)教材，確立教學單元。其次，教師可依據(jù)知識內(nèi)容的相互聯(lián)系或學生的認知規(guī)律，將單元中的內(nèi)容進行先后順序的調整、難易的刪選構建教學單元，使繁雜的內(nèi)容簡單化、條理化，更符合學生的認知和心理發(fā)展規(guī)律。

（二）處理好課時與單元間的關系

局部構成整體，整體離不開局部。單元教學設計與課時之間的關系猶如局部與整體。單元教學設計是由一個個課時組合而成的，因此課時與課時之間銜接得好壞直接影響了單元教學設計的效果。好的課時銜接，有助于學生了解課時內(nèi)容之間的關系，有利于學生形成整體思維脈絡，建構相對完整的科學觀念和知識方法體系。

（三）設計好基于素養(yǎng)立意的情境

核心素養(yǎng)的提升、教學目標的落實，一定是基于真實情境和問題鏈及學生活動實現(xiàn)的。依據(jù)教學目標，將各種教學資源進行精心整合，用問題和情境素材銜接好各部分內(nèi)容，配合學生活動，利用多元化的教學手段，調動學生的學習主動性，才能達到良好的教學效果。

總之，為落實學生化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，教師要提升化學課堂教學設計的站位，從關注單一的課時教學轉變到單元整體設計。聚焦學科本質，從更大范圍進行教學設計的分析和思考。