素養(yǎng)導(dǎo)向的高中化學(xué)大單元教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

【摘

要】以“物質(zhì)及其變化”學(xué)科大概念統(tǒng)領(lǐng)，高三化學(xué)復(fù)習(xí)課開(kāi)展“新能源汽車(chē)電池回收利用”大單元教學(xué)。整合元素化合物、氧化還原、化學(xué)動(dòng)力學(xué)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等高中化學(xué)重點(diǎn)知識(shí)；構(gòu)建單元教學(xué)框架，制訂單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)真實(shí)情境，通過(guò)大問(wèn)題、大任務(wù)，教師搭建腳手架，學(xué)生開(kāi)展自主探究、合作交流活動(dòng)、反思總結(jié)，促進(jìn)學(xué)生高階思維能力發(fā)展，促進(jìn)深度學(xué)習(xí)，對(duì)提高高三化學(xué)復(fù)習(xí)的精準(zhǔn)度和有效性有很大的意義?！娟P(guān)鍵詞】大單元教學(xué)；核心素養(yǎng)；高中化學(xué)“拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)”“發(fā)展核心素養(yǎng)”“大單元教學(xué)”是當(dāng)今社會(huì)和教育領(lǐng)域普遍關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。如何在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下實(shí)施大單元教學(xué)，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才做準(zhǔn)備，這是我國(guó)基礎(chǔ)教育課程改革所面臨的重大課題。核心素養(yǎng)指學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，突出強(qiáng)調(diào)個(gè)人修養(yǎng)、社會(huì)關(guān)愛(ài)、家國(guó)情懷，更加注重自主發(fā)展、合作參與、創(chuàng)新實(shí)踐。發(fā)展核心素養(yǎng)與培養(yǎng)創(chuàng)新人才緊密聯(lián)系，具有核心素養(yǎng)的人才有可能成長(zhǎng)為拔尖創(chuàng)新人才。高三化學(xué)復(fù)習(xí)所要面臨的問(wèn)題：知識(shí)點(diǎn)多、容易遺忘；題目的綜合性及難度加大。復(fù)習(xí)過(guò)程如果只重視知識(shí)的傳授和答題技能的訓(xùn)練，輕視學(xué)習(xí)邏輯思維的培養(yǎng)，學(xué)習(xí)內(nèi)容與生產(chǎn)生活實(shí)踐脫節(jié)，這種基于知識(shí)記憶的淺層復(fù)習(xí)容易造成知識(shí)的碎片化、理解的膚淺化、思維的呆板化。傳統(tǒng)的課堂教學(xué)過(guò)度注重知識(shí)講授，而忽視了學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，于是有了著名的“錢(qián)學(xué)森之問(wèn)”。新版課標(biāo)強(qiáng)調(diào)大單元教學(xué)，其主要目標(biāo)是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)，培養(yǎng)分析問(wèn)題、解決問(wèn)題能力和高階思維能力，為培養(yǎng)創(chuàng)新人才做準(zhǔn)備。通俗地講，通過(guò)大單元教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生的適應(yīng)未來(lái)社會(huì)的“大”的學(xué)習(xí)能力、“大”的分析解決問(wèn)題能力、“大”的思維創(chuàng)新能力“、大”的家國(guó)情懷和道德品質(zhì)等。一、重組教材內(nèi)容，提煉大單元主題《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》指出要選擇體現(xiàn)基礎(chǔ)性和時(shí)代性的化學(xué)課程內(nèi)容，結(jié)合人類(lèi)探索物質(zhì)及其變化的歷史與化學(xué)科學(xué)發(fā)展的趨勢(shì)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和方法，形成化學(xué)學(xué)科的核心觀(guān)念;結(jié)合學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)和將要經(jīng)歷的社會(huì)生活實(shí)際，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注人類(lèi)面臨的與化學(xué)有關(guān)的社會(huì)問(wèn)題，培養(yǎng)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感、參與意識(shí)和決策能力。（一）大概念引領(lǐng)，結(jié)構(gòu)化組織大單元以國(guó)家工信部發(fā)布新能源汽車(chē)電池回收鎳、鈷、錳創(chuàng)設(shè)情境，提出工業(yè)制備MnCO3為大問(wèn)題，將學(xué)生置身于真實(shí)情境中，設(shè)置進(jìn)階性學(xué)習(xí)任務(wù)，從物質(zhì)轉(zhuǎn)化、反應(yīng)機(jī)理、條件控制、分離提純、純度測(cè)定、微觀(guān)探析層層深入，學(xué)生在解決問(wèn)題過(guò)程形成“知識(shí)關(guān)聯(lián)→認(rèn)識(shí)思路→核心觀(guān)念”結(jié)構(gòu)化認(rèn)識(shí)。（二）制訂單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，融通大單元實(shí)施環(huán)節(jié)（1）能對(duì)復(fù)雜的化學(xué)反應(yīng)、抽象的化學(xué)原理、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等知識(shí)進(jìn)一步融合，建立各模塊知識(shí)體系的關(guān)系，形成知識(shí)關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)化。（2）對(duì)陌生的真實(shí)情境進(jìn)一步形成主動(dòng)基于多認(rèn)識(shí)角度或多變量關(guān)系進(jìn)行邏輯推理的能力，形成認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化。（3）掌握解決真實(shí)情境下物質(zhì)轉(zhuǎn)化問(wèn)題的一般思路。通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境培養(yǎng)學(xué)生問(wèn)題解決能力，提升綜合解題能力，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)和形成學(xué)科核心觀(guān)念，發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。（4）形成綠色化學(xué)思想和保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)。二、構(gòu)建大單元教學(xué)框架，實(shí)現(xiàn)思維進(jìn)階2022版義務(wù)教育課程標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)部分明確提出：要基于核心素養(yǎng)要求，遴選重要觀(guān)念、主題內(nèi)容和基礎(chǔ)知識(shí)技能，精選、設(shè)計(jì)課程內(nèi)容，優(yōu)化內(nèi)容組織形式；設(shè)立跨學(xué)科主題學(xué)習(xí)活動(dòng)，加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)，帶動(dòng)課程綜合化實(shí)施。結(jié)合課標(biāo)要求，遴選“新能源動(dòng)力電池回收利用”主題，提出“變化觀(guān)念”“平衡思想”“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”大概念統(tǒng)攝下的學(xué)科核心知識(shí)，將其轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題，具體課時(shí)安排是：基于廢舊電池化合物轉(zhuǎn)化的可能性，通過(guò)物質(zhì)價(jià)類(lèi)二維圖的建立，利用反應(yīng)原理的相關(guān)理論深入探析，建立起基于物質(zhì)類(lèi)別、價(jià)態(tài)視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其轉(zhuǎn)化的一般思路；基于從廢舊電池中如何去除雜質(zhì)轉(zhuǎn)化為碳酸錳等反應(yīng)的調(diào)控幫助學(xué)生建立起基于方向、速率、限度等三個(gè)視角綜合調(diào)控反應(yīng)條件的一般思路；基于工業(yè)提純碳酸錳，帶領(lǐng)學(xué)生凝練出基于環(huán)保、成本、循環(huán)利用、安全等角度認(rèn)識(shí)物質(zhì)提純的一般思路；基于碳酸錳含量的測(cè)定，帶領(lǐng)學(xué)生建立真實(shí)情境下，中和滴定原理的遷移應(yīng)用的基本思路；基于從微觀(guān)的視角探析MnCO3的制備，引領(lǐng)學(xué)生用物質(zhì)結(jié)構(gòu)分析解釋相關(guān)化學(xué)問(wèn)題的思路，將“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”具體化。強(qiáng)化物質(zhì)轉(zhuǎn)化中“實(shí)驗(yàn)探究能力與創(chuàng)新精神”和“綠色化學(xué)思想”，形成“轉(zhuǎn)化有條件、條件可調(diào)控”。最后，結(jié)合我國(guó)在新能源領(lǐng)域的成就——寧德時(shí)代給特斯拉下“錳”藥，將愛(ài)國(guó)主義情懷厚植于課堂教學(xué)，彰顯民族自信，凸顯化學(xué)學(xué)科的育人功能。融合科學(xué)、數(shù)學(xué)和技術(shù)等相關(guān)學(xué)科內(nèi)容，培養(yǎng)社會(huì)責(zé)任感，促進(jìn)知、意、行的統(tǒng)一。大單元的學(xué)習(xí)目標(biāo)涉及學(xué)科核心素養(yǎng)的各個(gè)方面，學(xué)習(xí)內(nèi)容豐富，具有多維度、多層次、多視角的特點(diǎn)，學(xué)習(xí)廣度較大，知識(shí)深度、思維深度都有一定跨度。教師進(jìn)行大單元設(shè)計(jì)時(shí)要依據(jù)教學(xué)內(nèi)容的邏輯順序和學(xué)習(xí)進(jìn)階，分階段、分課時(shí)設(shè)計(jì)教學(xué)進(jìn)程，考慮組織各學(xué)習(xí)階段的教材銜接，教學(xué)內(nèi)容、學(xué)習(xí)情境的創(chuàng)設(shè)，教學(xué)活動(dòng)的組織形式等。三、實(shí)施單元教學(xué)，激發(fā)學(xué)生積極思考本項(xiàng)目在高三年進(jìn)行教學(xué)實(shí)踐。由于篇幅所限，以第5課時(shí)“微觀(guān)探析MnCO3的制備”為例呈現(xiàn)實(shí)施具體過(guò)程。1.情境導(dǎo)入：觀(guān)看新聞?lì)l道社會(huì)熱點(diǎn)話(huà)題—“退役汽車(chē)動(dòng)力電池回收利用”創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，并結(jié)合工信部提出的回收要求，明確研究方向。2.教學(xué)流程：從微觀(guān)的視角分析MnCO3的制備工藝。具體安排是：識(shí)“錳”—集“錳”—洗“錳”—用“錳”四個(gè)環(huán)節(jié)進(jìn)行知識(shí)關(guān)聯(lián)，通過(guò)問(wèn)題的解決，建立基于“位—構(gòu)—性”的系統(tǒng)思維框架。教學(xué)流程如圖2所示。大單元教學(xué)一個(gè)項(xiàng)目學(xué)習(xí)活動(dòng)結(jié)束后，教師要引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行階段性反思總結(jié)：完成任務(wù)所學(xué)到知識(shí)、解決問(wèn)題的方法和技巧、學(xué)習(xí)過(guò)程經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，使所學(xué)知識(shí)和方法形成整體的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，改進(jìn)學(xué)習(xí)方法，提高學(xué)習(xí)效能。教師還要借助反饋練習(xí)，檢測(cè)學(xué)生掌握情況，拓展學(xué)生的思維，引導(dǎo)學(xué)生做好反思遷移，有效促進(jìn)學(xué)生高階思維能力的發(fā)展，形成核心素養(yǎng)。四、教學(xué)效果及反思（一）創(chuàng)設(shè)真實(shí)問(wèn)題情境，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)指出：“倡導(dǎo)真實(shí)問(wèn)題情境的創(chuàng)設(shè)，開(kāi)展以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，重視教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力?！薄吨袊?guó)高考報(bào)告（2023）》中指出：“無(wú)情境，不成題?！闭鎸?shí)的問(wèn)題情境有助于幫助學(xué)生突破知識(shí)與生活的壁壘，選擇與生產(chǎn)生活緊密聯(lián)系的教學(xué)素材，創(chuàng)設(shè)真實(shí)的問(wèn)題情境，從真實(shí)情境入手，設(shè)置一系列挑戰(zhàn)性任務(wù)，拋出多個(gè)問(wèn)題引發(fā)學(xué)生深度思考，重構(gòu)基礎(chǔ)知識(shí)模型；學(xué)生借助情境支架和問(wèn)題拾級(jí)而上，既豐富了主題內(nèi)容，也培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力、批判性和創(chuàng)新性思維等關(guān)鍵能力，解決新情境下的復(fù)雜問(wèn)題。學(xué)生的核心素養(yǎng)在解決情境問(wèn)題中不斷地形成、抽象、遷移和轉(zhuǎn)化。（二）開(kāi)展持續(xù)性評(píng)價(jià)，促進(jìn)“教、學(xué)、評(píng)”一體化1946年，美國(guó)學(xué)者埃德加·戴爾提出了“學(xué)習(xí)金字塔”理論，主張“多用討論、實(shí)踐、互評(píng)的方式，讓學(xué)生從一般的聽(tīng)講、閱讀等被動(dòng)的學(xué)習(xí)方式切實(shí)轉(zhuǎn)化為實(shí)踐體驗(yàn)的主動(dòng)學(xué)習(xí)方式，從而更好地達(dá)成學(xué)習(xí)目標(biāo)，產(chǎn)生學(xué)習(xí)效能”。在實(shí)施“教、學(xué)、評(píng)”一體化過(guò)程中，思考怎樣引入更多元、更有效的評(píng)價(jià)體系。從教學(xué)目標(biāo)的制訂嚴(yán)格根據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)的“內(nèi)容要求”“學(xué)業(yè)水平要求”“教學(xué)提示”“學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”，確保教學(xué)每個(gè)環(huán)節(jié)都圍繞教學(xué)目標(biāo)開(kāi)展。教學(xué)設(shè)計(jì)將教學(xué)內(nèi)容融入具體的問(wèn)題情境：“新能源廢舊電池的回收利用”，通過(guò)設(shè)計(jì)有挑戰(zhàn)性的任務(wù)和活動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生開(kāi)展自主探究和小組合作學(xué)習(xí)；通過(guò)情境與信息、任務(wù)與活動(dòng)、展示交流與評(píng)價(jià)反思等形式的活動(dòng)，將教師的導(dǎo)與學(xué)生的學(xué)和對(duì)學(xué)生的評(píng)價(jià)融為一體，大大提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和創(chuàng)造力，也提高了教學(xué)效果；評(píng)價(jià)方式從教師評(píng)價(jià)到小組評(píng)價(jià)以