核心素養(yǎng)下高中化學(xué)單元整體教學(xué)路徑

單元教學(xué)是克服傳統(tǒng)課堂教學(xué)弊端的一個重要方式，同樣有助于學(xué)生系統(tǒng)知識體系的建立。為了解決學(xué)生化學(xué)知識散亂、對化學(xué)概念理解不深的問題，文章在深入分析新課標(biāo)的基礎(chǔ)上，提出了單元整體教學(xué)的觀點(diǎn)，以蘇教版“海洋化學(xué)資源的綜合應(yīng)用”這一單元為例，從以下幾方面展開了分析，期望給有關(guān)工作者提供參考。

一、基于新版化學(xué)教材，構(gòu)建單元教學(xué)體系

全新的蘇教版化學(xué)教材特別重視知識的系統(tǒng)設(shè)計，這一點(diǎn)在內(nèi)容選擇和編排上有所體現(xiàn)。如蘇教版“海洋化學(xué)資源的綜合應(yīng)用”這一單元編排了有助于學(xué)生終身發(fā)展的內(nèi)容，如人類生活與生產(chǎn)用到的基礎(chǔ)化學(xué)，人類可持續(xù)發(fā)展的綠色化學(xué)。除了主干內(nèi)容外，蘇教版教材還增設(shè)了很多特色欄目，如“拓展視野”“實(shí)驗(yàn)探究”“調(diào)查研究”等，大大提升了教學(xué)的實(shí)用性。為了激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的熱情，教材內(nèi)的欄目采取圖文結(jié)合的方式進(jìn)行展現(xiàn)，有利于學(xué)生從中獲取知識。

在本單元的教學(xué)中，教師讓學(xué)生經(jīng)歷從工業(yè)到自然資源再到產(chǎn)品生產(chǎn)的學(xué)習(xí)過程，幫助學(xué)生樹立了“綠色化學(xué)”的思想。這有助于提升學(xué)生利用理論知識解決現(xiàn)實(shí)問題的能力，更為學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的提升夯實(shí)了基礎(chǔ)。

二、整合化學(xué)素材，創(chuàng)設(shè)單元教學(xué)情境

在明確好單元內(nèi)容、知識體系后，如何將知識傳授給學(xué)生是教師需要認(rèn)真思考的問題。教師是平鋪直敘地開展，還是創(chuàng)設(shè)探究情境，引領(lǐng)學(xué)生一步步地探索？關(guān)于這一點(diǎn)，《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（下文簡稱“新課標(biāo)”）早已明確了要求：化學(xué)教學(xué)要加強(qiáng)與學(xué)生生活的聯(lián)系，從學(xué)生熟悉的生活現(xiàn)象入手，然后巧設(shè)問題，以此推動學(xué)生的主動探索與研究，從而讓學(xué)生汲取知識、掌握規(guī)律。所以，對于“海洋中化學(xué)資源的綜合應(yīng)用”這一單元的教學(xué)，教師要把握新課標(biāo)的要求，并積極整合與之相關(guān)的生活元素，具體的流程如下。

（一）教師組織課堂教學(xué)

首先，教師用語言引出本課探究的重點(diǎn)。海洋是一個巨大的資源庫，我們?nèi)梭w所需的碘、國防科技發(fā)展用到的鎂、藥物制備和醫(yī)療感光劑制作用到的溴大多來自海洋。其中關(guān)于碘鹽的提取，我國古代便有，教師利用多媒體為學(xué)生展示我國古代提取碘鹽的資料。隨后，教師布置以下問題：“我國古代制鹽采取了什么方法，其中的煎、曬與分離提純中的什么方法相似？”“粗鹽中的不溶性雜質(zhì)如何去除，請同學(xué)們用自己的語言對實(shí)驗(yàn)操作進(jìn)行描述？”“粗鹽中還存在哪些可溶性的雜質(zhì)離子，如何檢驗(yàn)和去除？”

（二）開展小組合作學(xué)習(xí)

基于上述問題，教師將班內(nèi)學(xué)生劃分為若干學(xué)習(xí)小組，鼓勵學(xué)生以小組的方式討論本次的實(shí)驗(yàn)方案，然后自主開展實(shí)驗(yàn)操作。下面是班內(nèi)一個小組的探究成果：

小組1：古代采用的煎煉制鹽法的本質(zhì)是蒸發(fā)結(jié)晶，后來曬鹽用太陽熱量蒸發(fā)海水，也是蒸發(fā)結(jié)晶。

小組2：關(guān)于粗鹽中的不溶性雜質(zhì)，可以先將粗鹽放置在一個裝有水的燒杯中，一邊加一邊攪拌直到粗鹽不再溶解；然后將燒杯內(nèi)的食鹽水倒到濾紙上，我們可以得到一個澄清的濾液；隨后將澄清液倒到蒸發(fā)皿上，并用酒精燈對蒸發(fā)皿進(jìn)行加熱，同時還要用玻璃棒不停攪拌，直到蒸發(fā)皿中出現(xiàn)固體方可停止，這樣我們便可以得到精細(xì)的鹽。

上面的問題，學(xué)生可以通過對資料的分析、結(jié)合自己的以往經(jīng)驗(yàn)給出相應(yīng)的答案。對于如何檢驗(yàn)和去除粗鹽中的可溶性雜質(zhì)，學(xué)生犯了難。于是，教師便可以提醒學(xué)生：“大家想一想粗鹽中含有哪些元素？要想檢驗(yàn)這些元素是否存在，我們一般會用到的化學(xué)反應(yīng)有哪些？”由此，學(xué)生的思維被激活，大家開始在小組內(nèi)盡情討論。

三、開展合作學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生突破學(xué)習(xí)難點(diǎn)

在“海洋化學(xué)資源的綜合應(yīng)用”一課的教學(xué)中，鎂、溴、碘的反應(yīng)原理和生產(chǎn)流程是本課的重難點(diǎn)。學(xué)生之所以感到難學(xué)，是因?yàn)樗麄儗@些元素的性質(zhì)不了解，同時他們的學(xué)習(xí)停留在課堂上，很少有接觸社會生產(chǎn)的機(jī)會。為了降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，使其更好地掌握這部分知識，教師可以開展合作學(xué)習(xí)。具體的教學(xué)流程如下。

（一）認(rèn)識鎂

教師首先借助多媒體為學(xué)生展示絢爛的煙花、汽車、導(dǎo)彈的點(diǎn)火棒，自此將學(xué)生帶入“鎂”的世界。而后教師繼續(xù)進(jìn)行引導(dǎo)，鎂單質(zhì)和合金在我們的生活、社會生產(chǎn)和國家發(fā)展中發(fā)揮著重要作用，那么自然界中的鎂以怎樣的形式存在呢？人類是如何一步步探索到鎂單質(zhì)的呢？隨后，教師引導(dǎo)學(xué)生自主閱讀書本內(nèi)容或利用網(wǎng)絡(luò)查找資料，學(xué)生通過分析和整合認(rèn)識到“鎂存在于地殼之中，以白云石、光鹵石等礦石的方式存在，海洋中也含有大量的鎂”。

（二）探究鎂的提取方式

“人類對于鎂的提取，一般采用海水提取和礦石提取這兩種方式，那么哪一種更合適呢？請說明理由?！睂τ谶@個問題，教師可以鼓勵學(xué)生以小組的方式進(jìn)行分析。

小組1：從礦石提取鎂更合適，因?yàn)槿祟愑兄S富的經(jīng)驗(yàn)，而且技術(shù)先進(jìn)。這種方式還可以降低二氧化碳的排放量，減少能耗。

小組2：海水提取鎂更好，因?yàn)楹Ｑ笥兄S富的鎂資源，和傳統(tǒng)的工藝相比，海水提取鎂的成本更低，而且海水提取鎂不需要大規(guī)模的開發(fā)和破壞環(huán)境。

對于各小組的回答，教師用表格的方式呈現(xiàn)并進(jìn)一步完善學(xué)生的答案。

（三）引導(dǎo)學(xué)生自制海水提取鎂

本課的重點(diǎn)是讓學(xué)生了解海洋提取鎂的流程和反應(yīng)的原理，為此教師給出了25℃下鎂的化合物的溶解度表、鎂離子在不同原料中濃度對比表、常見的鎂的化合物的熔點(diǎn)、常見的堿的市場價格表，要求學(xué)生根據(jù)以上資料和以往所學(xué)的知識，設(shè)計一份從海水中提取鎂的方案。如下是班內(nèi)一個小組設(shè)計的海水提取鎂的詳細(xì)的思路流程：對貝殼進(jìn)行煅燒，然后將其制作成石灰乳，再通過高溫加熱會產(chǎn)生CaO+CO2↑，CaO+H2O==＝Ca（OH）2，然后向準(zhǔn)備好的海水中加入石灰乳，通過沉降、過濾和洗滌的方式得到Mg（OH）2：MgCl2+Ca（OH）2==＝Mg（OH）2↓+CaCl2，并通過沉淀物和鹽酸的反應(yīng)得到融合結(jié)晶，再通過過濾、干燥法得到MgCl2·6H2O，隨后對MgCl2·6H2O進(jìn)行加熱，使其脫水，可以得到Mg（OH）2+2HCl==＝MgCl2+2H2O。最后熔融MgCl2，再通過電解便可以得到Mg+Cl2↑。

小組合作不僅降低了學(xué)生的學(xué)習(xí)難度，還在大家的集思廣益下突破了學(xué)習(xí)難點(diǎn)，為他們后續(xù)探究溴的提取方案打下了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

四、采用類比法指導(dǎo)學(xué)生利用模型解決新的問題

經(jīng)過對海水中提取鎂的探究，學(xué)生掌握了從海水中提取元素的初步方法。為此，在從海水中提取溴的教學(xué)中，教師可以采用類比法指導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用模型來解決新的問題，以此提升學(xué)生的模型認(rèn)知素養(yǎng)。

（一）教師做好引導(dǎo)

首先，教師為學(xué)生出示資料：“99%的溴隱藏在海洋中，海水中的溴的總量高達(dá)“1×1014t，海水中的Br-的濃度約為67mg.L-1?！比缓蠼處熢O(shè)置問題：“我們可以從身邊的物質(zhì)來了解溴在化合物生產(chǎn)中發(fā)揮著怎樣的作用，我們提取溴有什么目的呢？”學(xué)生通過對相關(guān)資料的分析明確“溴是重要的化工原料，在醫(yī)藥、農(nóng)藥、油田等行業(yè)有著很大的用途，提取溴元素有助于我國的科學(xué)研究，可以提升我國的綜合國力”。

（二）為學(xué)生提供探究的材料

在學(xué)生了解到溴元素重要性的基礎(chǔ)上，教師為學(xué)生提供氯水、溴化鈉溶液、碘化鉀溶液、CCl4和淀粉KI等原料，并出示相應(yīng)的資料“曬鹽后的母液中，溴離子中Br-的濃度約為2500～3000mg·L-1，I-的濃度約為1.23mg·L-1”。然后布置本次的探究問題：“請同學(xué)們類比從海水中提取鎂的流程，設(shè)計從海水中提取溴的流程?！薄澳阕约涸O(shè)計的提取溴的流程，與教材內(nèi)給出的流程有哪些不同，你有哪些體會？”下面是班上一名學(xué)生制作的關(guān)于提取溴的流程圖（見圖1）。

通過上述的對比分析，學(xué)生建立了從自然界獲取物質(zhì)的一般模型：“整合原料—精心制備—產(chǎn)品分離”，為日后利用模型解決問題奠定了堅實(shí)的基礎(chǔ)。

五、開展微項(xiàng)目學(xué)習(xí)，提升學(xué)生學(xué)以致用的能力

項(xiàng)目學(xué)習(xí)是新課標(biāo)下發(fā)展起來的一種新型教學(xué)模式，它以“做中學(xué)”為理念，要求學(xué)生綜合所學(xué)的知識解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題，以此提升學(xué)生學(xué)以致用的能力。本單元的微項(xiàng)目是“海水的淡化”，本次微項(xiàng)目的教學(xué)目標(biāo)為：了解我們的淡水資源現(xiàn)狀，幫助學(xué)生樹立能源危機(jī)的意識；針對從海水中獲取淡水，要求學(xué)生制訂一份詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)方案，以此培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任感。在微項(xiàng)目的探究中，學(xué)生要在綜合自身所學(xué)知識的基礎(chǔ)上利用網(wǎng)絡(luò)或文獻(xiàn)查找有關(guān)資料，再通過整合信息形成探究的方法。下面是班內(nèi)一個小組制訂的詳細(xì)的微項(xiàng)目方案：

（一）本次探究的總思路

我們查找和分析了相關(guān)資料，了解到海水淡化的方法有蒸餾法、離子交換法、海水冷凍法等。通過對比，我們采用了蒸餾法來淡化海水。

（二）實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計

我們利用實(shí)驗(yàn)室制取蒸餾水的方法開展了本次的操作，首先將海水燒到沸騰，淡水會隨溫度的升高蒸發(fā)為蒸汽，鹽會留在鍋底。然后采用收集器將蒸發(fā)的蒸汽匯集到一起，通過冷卻成為蒸餾水，即淡水。

（三）實(shí)驗(yàn)反思

對于本小組的實(shí)驗(yàn)方案，教師鼓勵其他學(xué)生分析并提出相應(yīng)的問題，有的學(xué)生指出：“你如何檢驗(yàn)得到的水是淡水呢？”“你們上述實(shí)驗(yàn)中水蒸氣的冷凝效果并不好，需要對整個實(shí)驗(yàn)做出改進(jìn)。”對于其他學(xué)生提出的問題，教師鼓勵全班學(xué)生共同分析，然后在下節(jié)課提出一個完整的方案。

六、繪制思維導(dǎo)圖，幫助學(xué)生建立系統(tǒng)的知識體系

思維導(dǎo)圖是一種可視化的教學(xué)工具，將其應(yīng)用于化學(xué)單元教學(xué)中，不僅可以幫助學(xué)生明晰本單元的學(xué)習(xí)要點(diǎn)、知識點(diǎn)間的關(guān)系，還能幫助學(xué)生建起整體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。因此在學(xué)完本單元后，教師引導(dǎo)學(xué)生利用思維導(dǎo)圖繪制本單元的重要知識。在學(xué)生繪制完成后，教師要求大家分享自己的思維導(dǎo)圖，在這一過程中學(xué)生可以學(xué)習(xí)他人的長處，彌補(bǔ)自己的不足，最終提升自身的學(xué)習(xí)能力，為自身化學(xué)核心素養(yǎng)的發(fā)展夯實(shí)基礎(chǔ)。下面是班上一名學(xué)生繪制的思維導(dǎo)圖詳細(xì)過程：首先確立核心關(guān)鍵詞“海洋中的化學(xué)資源”，然后下設(shè)第二級關(guān)鍵詞溴、碘、鎂，再分別在第二級關(guān)鍵詞的下面，詳細(xì)寫出溴、碘、鎂的用途和制備流程，自此一個詳細(xì)的思維導(dǎo)圖便展現(xiàn)了出來。

綜上所述，單元整體教學(xué)是一種新型的教學(xué)模式，它倡導(dǎo)教師從整體視角分析問題，設(shè)計課堂，最終幫助學(xué)生全面掌握單元知識。為此，教師要深入分析新課標(biāo)，認(rèn)真研讀化學(xué)教材，通過對教材內(nèi)容的梳理確定本課程的教學(xué)流程。之后，教師根據(jù)具體的教學(xué)內(nèi)容，選擇合適的教學(xué)方法，如情境創(chuàng)設(shè)法、問題引導(dǎo)法、實(shí)驗(yàn)探究法、小組合作法等，讓學(xué)生在多元方法的指導(dǎo)下自主獲取、應(yīng)用知識，真正將學(xué)科素養(yǎng)落實(shí)到位。

（作者單位：福建省連江第五中學(xué)）

編輯：陳鮮艷

作者簡介：易友生（1975—），男，漢族，湖北洪湖人，大學(xué)本科，中級，研究方向：高中化學(xué)課堂教學(xué)。