真實(shí)情境下高中化學(xué)單元教學(xué)的實(shí)踐研究

摘要：化學(xué)屬于高中課程體系中的一門重要學(xué)科，主要教學(xué)目標(biāo)是訓(xùn)練學(xué)生的邏輯思維與科學(xué)思維，培養(yǎng)他們的化學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng).同初中化學(xué)教學(xué)相比，高中化學(xué)知識難度更大、概念更抽象、覆蓋面更廣泛，這對廣大一線高中化學(xué)教師來說可謂是嚴(yán)峻挑戰(zhàn).為完成既定教學(xué)任務(wù)，可基于真實(shí)情境下開設(shè)單元教學(xué)，降低學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的難度，讓他們的學(xué)習(xí)效率更高.本文針對真實(shí)情境下的高中化學(xué)單元教學(xué)為研究對象，并提出了個人看法.

關(guān)鍵詞：真實(shí)情境；高中化學(xué)；單元教學(xué)

中圖分類號：G632文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1008-0333（2024）27-0107-04

真實(shí)情境指的是以學(xué)生在現(xiàn)實(shí)生活中見過的一些事物或者現(xiàn)象為依托，當(dāng)作創(chuàng)設(shè)情境的背景材料，激活他們的生活經(jīng)驗(yàn)與社會閱歷，使其在熟悉的環(huán)境中學(xué)習(xí)知識與練習(xí)技能，為解決現(xiàn)實(shí)問題提供穩(wěn)固的理論基礎(chǔ).在新時期下的高中化學(xué)教學(xué)中，教師可結(jié)合學(xué)生身心規(guī)律與發(fā)展特點(diǎn)，基于真實(shí)情境下設(shè)計單元教學(xué)，引領(lǐng)他們把知識學(xué)習(xí)和實(shí)際生活相關(guān)聯(lián)，使其在真實(shí)情境中有序?qū)W習(xí)單元內(nèi)容，促進(jìn)化學(xué)核心素養(yǎng)的形成，提升化學(xué)教學(xué)的實(shí)效性[1].1具體教學(xué)內(nèi)容分析

本文以人教版高中化學(xué)必修第二冊第六章第一節(jié)《化學(xué)反應(yīng)與能量變化》為例，本部分內(nèi)容同后面的電化學(xué)基礎(chǔ)共同組成一個能量轉(zhuǎn)化的知識體系，讓學(xué)生整體認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)中的能量變化情況，為他們后續(xù)學(xué)習(xí)奠定堅實(shí)基礎(chǔ).本節(jié)課主要通過對化學(xué)能和熱能之間相互轉(zhuǎn)化的探討，讓學(xué)生認(rèn)識到化學(xué)反應(yīng)在人類利用能源歷史過程中扮演的重要角色，使其初步樹立科學(xué)、端正的能源觀，生成把化學(xué)能和熱能相互轉(zhuǎn)化的化學(xué)知識運(yùn)用至人類生產(chǎn)、生活實(shí)踐之中的意識，同時樹立起他們與環(huán)境和諧共處、合理運(yùn)用自然資源的觀念，突出化學(xué)教學(xué)的學(xué)科育人功能，實(shí)現(xiàn)工具性與人文性的有機(jī)統(tǒng)一.按照“主題——情境——任務(wù)——建構(gòu)”開展流程進(jìn)行真實(shí)情境下的高中化學(xué)單元教學(xué)，指導(dǎo)學(xué)生以單元為單位進(jìn)行整體學(xué)習(xí)，創(chuàng)造貫穿于一個單元的真實(shí)教學(xué)情境，促使他們基于學(xué)科綜合視角來分析和解決生活中的實(shí)際問題[2].2真實(shí)情境下高中化學(xué)單元教學(xué)的實(shí)踐案例

2.1確定單元核心主題

“化學(xué)反應(yīng)與能量”歸屬于化學(xué)反應(yīng)原理部分，學(xué)習(xí)本單元內(nèi)容能夠從多個不同視角認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)，基于物質(zhì)變化和能量變化這兩個不同角度深入理解化學(xué)變化，引導(dǎo)學(xué)生深度認(rèn)知化學(xué)反應(yīng)的原理，使其運(yùn)用化學(xué)反應(yīng)相關(guān)知識分析與解釋生活中的化學(xué)現(xiàn)象及問題，進(jìn)一步感知化學(xué)與生活之間的緊密聯(lián)系.本部分內(nèi)容是以化學(xué)鍵為切入點(diǎn)，讓學(xué)生深刻理解化學(xué)反應(yīng)與能量變化的內(nèi)涵與本質(zhì)，包括吸熱與放熱兩大類反應(yīng)、原電池裝置的設(shè)計，讓他們體會到化學(xué)能與電能之間的轉(zhuǎn)化十分高效[3].

新課程標(biāo)準(zhǔn)中對本單元內(nèi)容的具體教學(xué)要求如表1所示.

因?yàn)椴豢稍偕茉吹氖褂?、環(huán)境污染與保護(hù)、化學(xué)與能源等均是眼下比較熱點(diǎn)的話題，通過學(xué)習(xí)本單元的知識，有助于學(xué)生更好地理解改變能源結(jié)構(gòu)在實(shí)際生活、生產(chǎn)中的重要性，使他們進(jìn)一步體會到化學(xué)知識的實(shí)用性.

通過上述分析，教師應(yīng)當(dāng)把本單元的教學(xué)核心主題設(shè)立成“汽車動力來源與改進(jìn)”，從能量控制角度，促使學(xué)生深刻認(rèn)知化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)，即為舊鍵斷裂與新健生成，使其了解到化學(xué)能變化主要包括電能和熱能等形式，根據(jù)燃料電池工作的原理理解電能、熱能和化學(xué)能的轉(zhuǎn)化情況.本單元教學(xué)內(nèi)容能夠劃分為兩個課時，第一個課時主要討論熱能和化學(xué)能，第二課時則以解決電能與化學(xué)能有關(guān)問題為主.

2.2分析營造教學(xué)情境

在這一單元教學(xué)中，難點(diǎn)部分為如何基于化學(xué)反應(yīng)與能量轉(zhuǎn)化這兩個視角對實(shí)際問題展開綜合分析和處理，驅(qū)使學(xué)生全身心參與到解決問題的活動之中，使其能夠遷移與應(yīng)用所學(xué)的化學(xué)知識與技能.故高中化學(xué)教師可以將學(xué)生較為熟悉的燃料視為切入點(diǎn)，利用生活中比較常見的交通工具揭示新課主題，指導(dǎo)他們一起分析汽車的兩大動力來源，也就是燃油和電動，深入探討汽車動力來源、如何治理尾氣、改進(jìn)燃料與環(huán)保等，促進(jìn)問題的分析和解決[4].

2.3單元教學(xué)實(shí)施規(guī)劃

本單元教學(xué)實(shí)施規(guī)劃如表2所示.

2.4具體教學(xué)流程設(shè)計

2.4.1（第一課時）教學(xué)目標(biāo)

（1）理解化學(xué)反應(yīng)可以讓化學(xué)能與熱能之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化，知道放熱和吸熱反應(yīng)；

（2）基于化學(xué)鍵視角對部分化學(xué)放熱和吸熱反應(yīng)進(jìn)行解釋；

（3）知道什么是燃料燃燒效率，明確開發(fā)清潔燃料的必要性，樹立保護(hù)環(huán)境的思想觀念.

2.4.2評價目標(biāo)

（1）通過對化學(xué)中放熱和吸熱反應(yīng)的學(xué)習(xí)，診斷和培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識微觀本質(zhì)和宏觀現(xiàn)象的水平；

（2）從微觀視角對化學(xué)中放熱和吸熱反應(yīng)進(jìn)行分析，診斷和提升學(xué)生認(rèn)識化學(xué)鍵的水平，鍛煉他們的證據(jù)推理能力[5].

2.4.3教學(xué)過程

導(dǎo)入：教師講述人類使用的能源主要有太陽能、水能和化石能源等，多媒體課件中展示相應(yīng)的能源圖片，簡單介紹一些常見的能量轉(zhuǎn)化形式，如化學(xué)能與光能、電能、熱能等多個方面.由學(xué)生分析汽油燃燒的原因是什么，引領(lǐng)他們結(jié)合已學(xué)知識及教材內(nèi)容明確汽油的燃燒是由于斷鍵吸收能量小于成鍵釋放出的能量.

任務(wù)1：教師在多媒體課件中展示化學(xué)反應(yīng)過程中反應(yīng)物、生成物總能量之間的關(guān)系，如圖1所示，引領(lǐng)學(xué)生基于宏觀角度理解吸熱與放熱反應(yīng)，組織他們在小組內(nèi)一起分析、討論和歸納，得出在化學(xué)反應(yīng)中，反應(yīng)物轉(zhuǎn)變?yōu)樯晌镞@一過程中，舊化學(xué)鍵斷裂，吸收能量E1，形成新化學(xué)鍵，釋放能量E2；在生成物中，假如E1＞E2，說明是吸熱反應(yīng)，假如E1＜E2，說明是放熱反應(yīng)[6].

教師提問：從能量高低視角來看，汽油燃燒時為什么會釋放熱量？引導(dǎo)學(xué)生基于反應(yīng)物總能量比生成物總能量高的角度進(jìn)行思考、分析和研究，培養(yǎng)他們的知識遷移和實(shí)際應(yīng)用能力.

設(shè)計意圖：從宏觀、微觀、符號、圖形這四重表征切入，幫助學(xué)生從微觀視角深入理解化學(xué)反應(yīng)中放熱和吸熱反應(yīng)，根據(jù)概念讓他們進(jìn)一步認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)與能量變化的相互關(guān)系，使其科學(xué)素養(yǎng)得到很好的培養(yǎng)[7].

任務(wù)2：在課件中展示常壓、常溫下幾種車用燃料的燃燒數(shù)據(jù)：

（1）1 g氫氣燃燒能夠釋放出142.9 kJ的熱量；

（2）1 g乙醇燃燒能夠釋放出29.7 kJ的熱量；

（3）1 g汽油（辛烷）燃燒能夠釋放出48.4 kJ的熱量；

要求學(xué)生基于能量變化視角，分析該怎么選擇車用燃料，選出合適的車用燃料.

引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合能量變化視角展開分析、討論和交流，他們發(fā)現(xiàn)在同樣的環(huán)境和條件下，等質(zhì)量的氫氣燃燒時釋放出的熱量最多，效果更佳，但是在具體應(yīng)用中還需要考慮到設(shè)備問題，以及氫氣的來源等；而乙醇燃燒時，不僅會釋放大量的二氧化碳，而且乙醇易于揮發(fā)和燃燒，屬于比較危險的一種化學(xué)制品；根據(jù)熱值判斷出使用汽油這一燃料效果最好.

任務(wù)3：在課件中展示能源的可持續(xù)發(fā)展與環(huán)保問題，播放眼下嚴(yán)峻的環(huán)境問題視頻，主要是燃料引起的大氣污染、溫室效應(yīng)、臭氧層遭到破壞等，要求學(xué)生基于物質(zhì)變化角度分析該如何選擇燃料.

給予提示性問題：基于化學(xué)反應(yīng)中能量變化這一視角來說，汽車選用燃料時要考慮到哪些方面的因素？還需考慮到哪些問題？

學(xué)生可從以下視角展開思考：不僅要考慮燃料發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)所能夠釋放能量的多少，還需考慮到點(diǎn)燃燃料時會吸收多少能量，燃料的價格和來源，以及燃燒后的影響等多個因素，最終做到既趨利避害，又經(jīng)濟(jì)實(shí)惠.

還需考慮到以下問題：

（1）化學(xué)反應(yīng)的特點(diǎn)是有新物質(zhì)生成，新物質(zhì)與反應(yīng)物的總能量是不一樣的，這是因?yàn)楦魑镔|(zhì)所具有的能量是不一樣的；

（2）能量越低的物質(zhì)越穩(wěn)定；

（3）化學(xué)反應(yīng)遵循能量守恒定律：反應(yīng)物具有的能量＋化學(xué)鍵斷裂吸收的能量＝生成物具有的能量＋化學(xué)鍵形成釋放的能量.

設(shè)計意圖：促使學(xué)生深刻認(rèn)知社會生活、生產(chǎn)中是如何使用化學(xué)反應(yīng)能量的，體會到化學(xué)與生活之間的緊密聯(lián)系，知道化學(xué)知識源于生活又服務(wù)于生活，增強(qiáng)應(yīng)用意識，達(dá)到學(xué)以致用的教學(xué)效果.

2.4.4教學(xué)反思

本節(jié)課圍繞“汽車動力來源”營造真實(shí)情境，以任務(wù)驅(qū)動設(shè)計教學(xué)流程，吸引學(xué)生主動學(xué)習(xí)新知識，使其在學(xué)習(xí)和探索氛圍中掌握知識，形成系統(tǒng)化知識結(jié)構(gòu)與體系.通常以分層問題串的形式安排教學(xué)流程，驅(qū)使學(xué)生圍繞解決問題為中心，促使他們一起思考、深入交流與討論，幫助他們在合作學(xué)習(xí)模式下慢慢完善知識體系；能夠深化學(xué)生理解新知識，鍛煉他們分析問題和解決問題的能力，培育學(xué)生的核心素養(yǎng)，發(fā)展他們的科學(xué)思維.同時在課堂教學(xué)實(shí)踐中，學(xué)生勇于表達(dá)、集思廣益、相互分享和幫助，生成輕松、愉悅的氛圍，增強(qiáng)他們學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，最終取得不錯的教學(xué)效果，促進(jìn)高效課堂的生成.

營造真實(shí)情境設(shè)計課堂教學(xué)，可以幫助學(xué)生建立生活化知識，給他們帶來真實(shí)的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，而且整節(jié)課教學(xué)始終圍繞真實(shí)情境展開，使其學(xué)習(xí)興趣一直濃厚、學(xué)習(xí)情緒高漲.在真實(shí)情境下開設(shè)高中化學(xué)單元教學(xué)，有助于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展，同時核心素養(yǎng)的培養(yǎng)又依賴于真實(shí)情境中問題的分析和解決，他們解決化學(xué)實(shí)際問題的能力也得到鍛煉與提升.而核心素養(yǎng)的發(fā)展又能夠脫離某一具體情境的創(chuàng)設(shè)，遷移至解決一般性問題的思路和方法，使其做到舉一反三、觸類旁通.圍繞真實(shí)情境學(xué)習(xí)高中化學(xué)知識，從中解決化學(xué)問題與完成學(xué)習(xí)任務(wù)，在問題和任務(wù)雙重作用下展開學(xué)習(xí)，鍛煉學(xué)生的知識遷移應(yīng)用的能力，提升他們的知識水平和學(xué)習(xí)能力，使其學(xué)會構(gòu)建解決化學(xué)實(shí)際問題的模型，培養(yǎng)遷移應(yīng)用能力.此外，真實(shí)情境可以進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)知識的熱情和動力，有效強(qiáng)化他們處理和解決化學(xué)問題的能力，使其結(jié)合已學(xué)知識基礎(chǔ)和經(jīng)驗(yàn)展開學(xué)習(xí)，利用實(shí)驗(yàn)活動深入研究化學(xué)知識的奧秘，順利完成整個單元教學(xué)任務(wù)，實(shí)現(xiàn)既定教學(xué)目標(biāo)，最終實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人的效果[8].3結(jié)束語

綜上所述，在真實(shí)情境下的高中化學(xué)單元教學(xué)活動中，教師結(jié)合新課標(biāo)制定整體教學(xué)規(guī)劃，結(jié)合學(xué)生具體情況與課本知識重新整合單元教學(xué)內(nèi)容，明確教學(xué)主題，再結(jié)合主題探尋與之對應(yīng)的真實(shí)情境，設(shè)計出一系列層次不同的任務(wù).圍繞大情境和大任務(wù)構(gòu)建有關(guān)問題解決的思維框架，完成預(yù)期教學(xué)任務(wù)，增進(jìn)學(xué)生在學(xué)習(xí)中的參與程度，完善整個單元教學(xué)，使其在真實(shí)情境中產(chǎn)生增強(qiáng)解決問題的意識與能力，讓他們能夠把所學(xué)的化學(xué)理論知識變得具體化、實(shí)用化，繼而不斷促進(jìn)核心素養(yǎng)的發(fā)展.

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［責(zé)任編輯：季春陽］