核心素養(yǎng)目標下高中化學單元整體教學策略研究

廖玉美

摘 要：高中化學的主題單元教學有利于學生形成和理解學科概念，有利于構(gòu)建結(jié)構(gòu)化學科知識體系，有利于促進學生將化學學科知識轉(zhuǎn)化為學科核心素養(yǎng)。本文以魯科版必修第二冊第三章“簡單的有機化合物”單元教學為例，談談如何幫助學生在本單元的學習中初步建構(gòu)較系統(tǒng)扎實的有機化學基礎知識體系，這既是學生個體素養(yǎng)發(fā)展的需要，也能為部分學生繼續(xù)學習選擇性必修3《有機化學基礎》打下堅實的基礎。

關(guān)鍵詞：有機化學；單元整體教學；教學策略

從2017年出版了《普通高中化學課程標準》（以下簡稱《化學課程標準》）至今，新一輪課程改革已經(jīng)全面鋪開。對“新課標、新高考、新教材、新教學”的研究是每位一線老師的必修課，加強課堂教學設計的教科研能力，多開展一些與“新教學”相關(guān)的校本研究，對于教師個人的成長及團隊整體教學能力水平的提升都大有幫助。單元整體教學模式是從研究教材知識的結(jié)構(gòu)入手，制訂單元整體教學目標，通過多種教學方法的有機結(jié)合，整合教學資源，提高教學效率，而形成的具有整體性、科學性的教學模式。該教學模式正被越來越多的同行認可并應用于實踐中。

一、構(gòu)建單元整體教學模式的意義

《化學課程標準》內(nèi)容指出“應注重學科內(nèi)容選擇、活動設計的有機結(jié)合”，指出要注重化學知識的結(jié)構(gòu)化，強調(diào)課堂教學整體設計的重要性[1]。單元整體教學模式，要求教師以具體的核心素養(yǎng)為目標，從“大概念”的視角統(tǒng)率大局，結(jié)合學科核心觀念，精心挑選和建構(gòu)學科的知識內(nèi)容，從而避免單一的、獨立的課時視角。從學的層面而言，在“大概念”的引領(lǐng)下建構(gòu)的知識更容易形成結(jié)構(gòu)化知識體系，為深度學習奠定基礎。在主題單元整體統(tǒng)領(lǐng)下的進階式學習，有利于幫助學生分層逐步完善學科觀念，把握學科本質(zhì)，進而落實、形成學科核心素養(yǎng)[2]。

“簡單的有機化合物及其應用”是高中化學必修課程的五大主題之一，《化學課程標準》在各個主題的教學提示中提供了可供參考的“教學策略”。以核心教學策略為依據(jù)，結(jié)合本主題內(nèi)容特點，在課堂教學設計過程中分析單元教學目標、創(chuàng)設課堂情境、學習活動安排、設計學習評價、實施教學策略等方面，要從整體的視角構(gòu)思課程方案，聯(lián)系學生學情，結(jié)合單元教學目標，逐步優(yōu)化單元整體教學設計，落實化學學科的素養(yǎng)功能。

二、“簡單的有機化合物”單元整體教學策略

（一）以《化學課程標準》為指導建構(gòu)單元教學知識體系

魯科版（山東科學技術(shù)出版社）新教材特色之一是以《化學課程標準》為指導，更加注重知識體系的結(jié)構(gòu)化設計，在內(nèi)容選擇和編排上主要按大單元主題式的形式展開，如魯科版必修第2冊《簡單的有機化合物》編排了三節(jié)：第1節(jié)介紹常見有機化合物的性質(zhì)，碳原子的成鍵方式、結(jié)構(gòu)特點，常見的官能團，同系物、同分異構(gòu)等概念。第2節(jié)聯(lián)系生產(chǎn)了解如何從天然氣、石油和煤中獲取燃料的方法，引導學生認識甲烷、乙烯、苯等有機物的結(jié)構(gòu)和性質(zhì)，進而了解烷烴、烯烴、芳香烴等同系物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)。第3節(jié)在前兩節(jié)的基礎上，介紹生活中與飲食有關(guān)的含氧有機物乙醇、醋酸、乙酸乙酯及食物中糖類、油脂、蛋白質(zhì)等，對有機化學中“結(jié)構(gòu)－性質(zhì)－用途”的學習模型進一步深化，同時儲備了與生活有關(guān)的有機化學常識，體現(xiàn)化學科學的實用性。三節(jié)內(nèi)容層層遞進，相互聯(lián)系，構(gòu)成較為完整的有機化學初步知識結(jié)構(gòu)體系。

《簡單的有機化合物》編排了有利于學生發(fā)展和終身教育的必備知識體系，包括今后用得著的有機化學基礎知識、技能、學習能力等。除了主干知識，在整個教材當中穿插了很多特色欄目：“聯(lián)想·質(zhì)疑”“活動·探究”“遷移·應用”“身邊的化學”等，使教材的人文性和實用性大大地增強了，為培養(yǎng)學生對有機化學的興趣提供豐富的學習素材，教學中應該充分應用教材中的這些欄目及圖片素材，這也是學生最容易從教材中獲取知識的方式。必修部分是面向全體學生，學生在初中已對簡單的有機物有所了解，通過對《簡單的有機化合物》的學習，學生將初步建構(gòu)有機物類別（烴、烴的衍生物及有機高分子化合物）的知識體系，對氧化、取代、加成、加聚等反應類型有所了解，知道有機物中有同分異構(gòu)現(xiàn)象。

用大觀念制訂《簡單的有機化合物》的單元整體教學目標和素養(yǎng)目標，從碳原子的成鍵特點，有機物組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)之間的聯(lián)系，指導甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等有機物的教學開展，體會有機化學反應的特點與結(jié)構(gòu)的關(guān)系，能與同學合作完成有機實驗探究任務，了解有機物在生活、生產(chǎn)、材料科學、科技發(fā)展等領(lǐng)域的應用價值，進而促進學生各項學科核心素養(yǎng)的發(fā)展與培養(yǎng)。

（二）善用豐富的素材建構(gòu)有效的單元教學情境

怎樣才是知識的最佳獲取方式呢？不是通過教師的直接授受，而是創(chuàng)設或模擬真實情境，整合教學資源，通過科學合理建構(gòu)的方式獲得。任何學習活動的開展，總是要在一定的社會文化背景下，同時受到社會條件及生活環(huán)境的影響，化學學習更是如此?！痘瘜W課程標準》倡導真實問題情境的創(chuàng)設，有機化學知識的形成就是來源于自然、生活，所以教學中一定要充分利用其與生產(chǎn)、生活和現(xiàn)代科技發(fā)展等密切的聯(lián)系，以獲得有意義的知識和經(jīng)驗。引導學生從現(xiàn)象入手發(fā)現(xiàn)問題，展開探究，獲取知識，形成規(guī)律。由有機物和有機化學變化，感受自己在生活化的有機化學世界中，在真實的問題情境中，引導學生運用已學的化學知識去解釋生活中的化學現(xiàn)象、解決實際問題，將知識外顯。因此教師要根據(jù)教學對象、教學內(nèi)容和教學環(huán)境的具體情況創(chuàng)設有效的學習情境，完成相應的知識內(nèi)容的建構(gòu)。

仔細分析本單元教材中提供的情境素材，多達十幾個，如阻燃保溫材料、神奇的分子器件和分子機器、水垢的去除、可燃冰的開采、石油的分餾、汽油的標號、塑料橡膠纖維、酒駕的檢驗等，都是跟生活和生產(chǎn)密切相關(guān)?！痘瘜W課程標準》在該主題下也提供豐富的素材，可精選其中部分用于教學，如用于水果催熟的乙烯制劑、固體酒精、乙醇鈉在藥物合成中的應用、塑料的分類和合理使用等都是學生感興趣的好素材。情境的創(chuàng)設不僅在新課引入時應用，在教學過程當中也應盡可能提供真實的畫面、錄像、模型、動畫等情境素材，甚至讓學生親自動手，親身體驗。如有機分子模型的拼接，用白醋、檸檬汁、白酒對比去除水杯中水垢，模擬交警查酒駕等，這些都是有機化學知識在生產(chǎn)、生活和科技中的應用，體現(xiàn)化學的實用價值，能充分激發(fā)學生的學習積極性，達到幫助學生實現(xiàn)有效建構(gòu)知識體系。

（三）利用多媒體輔助教學突破單元教學重難點

在有機化學學習的過程中，有機物分子的結(jié)構(gòu)、官能團及有機反應中鍵的斷裂與形成都比較抽象，也是學生學習的重難點。之所以部分學生覺得有機難學是因為無法掌握好有機分子結(jié)構(gòu)特征，特別是官能團結(jié)構(gòu)與有機物性質(zhì)的關(guān)系，借助分子結(jié)構(gòu)模型及多媒體動畫軟件可以幫助學生克服障礙，獲取直觀的結(jié)構(gòu)知識，達到較好的學習效果。

有機物分子球棍模型和空間填充模型在有機教學中經(jīng)常應用，可以將抽象的有機分子變成具體可見的實物，可以有效地幫助學生構(gòu)建有機物中原子的成鍵的方式，理解有機物空間結(jié)構(gòu)及有機物的同分異構(gòu)等知識，是重要的教學輔助工具。而對于動態(tài)變化的有機反應機理可以多用現(xiàn)代多媒體工具輔助教學，如甲烷的取代反應、乙醇與乙酸的酯化反應、乙烯的加聚反應等，都可用計算機制成動畫軟件，形象地將有機物分子中的鍵的斷裂，原子與原子團的脫落與連接、重組、替代的過程表現(xiàn)出來。如烷烴的取代，有的同學認為氯分子中的兩個原子都參加取代氫原子，其實是錯的，通過模型圖像將這種替換動態(tài)表示出來，使學生便于理解，走出誤區(qū)，與傳統(tǒng)板書講解相比，動畫可視的連續(xù)變化能使學生對有機結(jié)構(gòu)及反應機理掌握更透徹，為有機化學的學習打下堅實的基礎。

（四）單元教學中巧用探究式實驗教學提升素養(yǎng)

《化學課程標準》強調(diào)開展以化學實驗為主的多種探究活動。本單元的學生必做實驗有：1.搭建球棍模型：甲烷、一氯甲烷、乙醇、乙酸等，了解有機化合物分子結(jié)構(gòu)的特點。2.乙醇、乙酸的主要性質(zhì)的探究實驗。此外，還可以在教學中多開展探究活動，如：制備固體酒精、乙酸乙酯等；探究乙烯的化學性質(zhì)；探究乙醇的分子結(jié)構(gòu)；檢驗淀粉水解產(chǎn)物中的葡萄糖；蛋白質(zhì)的變性與顯色實驗；不同塑料遇熱軟化的難易程度的比較；吸水性高分子材料與常規(guī)材料吸水能力的比較。教學中應該充分利用這些實驗素材，設計符合學生能力水平的探究活動。

比如：學生在學了乙酸的性質(zhì)后，給出實驗探究題：設計實驗比較乙酸、碳酸的酸性強弱？并解釋為什么用食醋可以去除水垢。要求學生以小組為單位討論實驗方案，寫出實驗原理，設計裝置圖，并利用學校化學實驗室開放課時間完成實驗，結(jié)果學生的熱情較高，多數(shù)小組能順利完成實驗，取得良好的教學效果，同時學生的知識應用能力和實驗設計能力都得到提高。實驗探究活動的開展有利于學生學習相關(guān)的有機化學知識和發(fā)展學生的學科思維，提高其結(jié)構(gòu)化的學習水平，進一步提升學科核心素養(yǎng)。

（五）利用微項目學習全面落實學科核心素養(yǎng)

項目式學習作為一種新型的教學模式，秉承從“做中學”的理念，要求學生運用學科知識在真實的情境中分析和解決生產(chǎn)生活中的實際問題，能更有效培養(yǎng)和提升學生的學科核心素養(yǎng)。項目式學習強調(diào)學生將所學知識應用于真實的問題情境任務中，學生采用小組合作的方式在真實的任務中應用、探究、學習，以完成具體的任務。項目式學習是學生們自主參與探究活動，能讓理論知識與實踐應用得到有效整合，讓學科能力和科學素養(yǎng)均得到很好的發(fā)展[3]。這種學習方式符合新課標要求和社會人才的培養(yǎng)模式，是培養(yǎng)社會創(chuàng)新型人才的有效途徑之一。

魯科版新教材最大的亮點是每個大單元中都安排一個微項目學習任務。學生在教師的指導下設計微項目學習的目標、方案、步驟，并利用課余時間小組合作完成。在真實的情境下利用本單元和所學的知識解決問題，達到一定的預設目標，最后做好學習報告，展示交流，分享學習成果，總結(jié)得失。

“簡單的有機化合物”這一大單元安排的微項目是“自制米酒——領(lǐng)略我國傳統(tǒng)釀造工藝的魅力”。該微項目的學習目標：1.認識釀酒、釀醋等釀造工藝中有機物及發(fā)生的變化，發(fā)展學生“變化觀念和平衡思想”學科素養(yǎng)。2.探究釀造米酒的最適宜條件，體會條件控制在反應中的重要性，培養(yǎng)學生科學態(tài)度和科學探究意識和能力。3.學會綜合應用各學科知識解決生活、生產(chǎn)中的實際問題。培養(yǎng)學生的科學精神與社會責任意識。糧食發(fā)酵釀酒、釀醋的主要流程是：淀粉→葡萄糖（麥芽糖等）→乙醇→乙酸。淀粉在各種酶的作用下發(fā)生一系列變化，最后被空氣氧化生成醋酸，同時，有部分丁醇被氧化成丁酸、葡萄糖也有部分被氧化成為葡萄糖酸、蛋白質(zhì)水解為氨基酸等。這些有機酸與醇類進一步反應生成具有芳香味的酯，從而使釀出的醋香鮮味美。學生通過項目學習了解釀酒、釀醋發(fā)生的主要反應：淀粉水解、葡萄糖或醇的氧化、酸與醇的酯化等，在真實情境中鞏固、應用所學基礎知識。因為釀造的酒中乙醇的體積分數(shù)10%左右，需加熱蒸餾再冷凝制得高濃度的白酒，學生需要學習新的物質(zhì)分離方法——蒸餾，這也培養(yǎng)學生自主獲取知識和方法的意識和能力。

在整個微項目學習中，學生不僅要熟練應用本單元中的有機化學知識，還要能查閱書籍或利用互聯(lián)網(wǎng)搜索有關(guān)傳統(tǒng)釀造工藝、民間手工釀酒、醋等方面的資料，并進行收集整理，掌握科學研究的一般方法。該微項目還跨學科運用生物學科微生物細菌發(fā)酵的知識，打破學科界限，能整合歷史、文學、化學、生物學等多學科知識，鍛煉多種技術(shù)、技能，使學生的合作探究意識和創(chuàng)新能力得到提高，促進其綜合能力的發(fā)展。發(fā)現(xiàn)不同學科核心概念知識的價值與聯(lián)系，將所學知識與實際問題聯(lián)系起來，讓學生的高級思維和核心素養(yǎng)得到提高。

（六）利用思維導圖幫助學生構(gòu)建有機單元知識體系

在20世紀60年代，英國教育家托尼·巴贊創(chuàng)建了思維導圖，是一種將思維具體化、可視化、好用的學習方法?；瘜W教學中可以利用思維導圖幫助學生建立良好的認知結(jié)構(gòu)。必修中的有機知識也是學生將來學習選修有機化學模塊必備的重要基礎知識。所以剛學完本單元的內(nèi)容后，要引導學生主動歸納和總結(jié)有機化合物的知識網(wǎng)絡體系，為繼續(xù)學習做好必要的知識儲備。可以幫助學生利用思維導圖模型構(gòu)建常見有機物的類別，形成宏觀知識體系。更要利用好思維導圖繪制甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、乙酸乙酯等有機物之間的相互轉(zhuǎn)化，再發(fā)散擴展各種重要有機物的結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、用途等，形成更詳細的枝繁葉茂的知識樹。善用思維導圖學會整理歸納，發(fā)現(xiàn)不足，補缺補漏，使學生學會從知識學習升華到方法學習，從而實現(xiàn)終身自主學習，提高學生核心素養(yǎng)。

結(jié)束語

單元整體教學模式是“新教學”的重要教學模式之一，單元整體教學倡導從整體的視角構(gòu)思設計課程，設計有意義的、結(jié)構(gòu)化的、易于操作的活動任務。教師要在《化學課程標準》的指導下，依據(jù)教材內(nèi)容的先后順序梳理教材，依據(jù)本學科知識發(fā)展的邏輯規(guī)律，透析本單元知識內(nèi)在的邏輯結(jié)構(gòu)，結(jié)合學生現(xiàn)有的認知能力和水平，綜合和完善各種教學要素，以大局觀構(gòu)建系統(tǒng)化的單元整體教學方案。教學中盡可能創(chuàng)設真實的學習情境，恰當?shù)膯栴}驅(qū)動任務、建構(gòu)適合學生學習的探究過程，編寫適合學情的校本作業(yè)等，在實際課堂教學中通過活動任務實施，讓學生自主獲取、理解、應用相關(guān)知識和模型，以提高結(jié)構(gòu)化的認知水平，實現(xiàn)真正讓學科素養(yǎng)落地的教育目的。

參考文獻

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[2]謝天華，馬曉君.基于素養(yǎng)導向的單元整體教學設計的策略研究[J].化學教與學，2022（17）：54-58.

[3]趙亞楠，王長艷.項目式學習在中學化學中的應用實踐[J].中學化學，2019（1）：10-13.