“素養為本”的高中化學課堂教學設計與實踐研究

馬艷輝 梅才宏

**本文系合肥市教研課題“‘素養為本的高中化學課堂教學設計與實踐研究”的研究成果，課題立項號為HJG21028。

摘要：隨著新課改在全國范圍內的開展，如何轉變教學模式從注重學生的知識獲取轉向注重學生在學習過程中的收獲及感想，如何在教學中滲透學科素養、培養學生終身學習的學科能力成了當下火爆的課題。本文以《硫及其化合物》教學為例，從單元教學內容、單元教學目標、單元評價目標、單元教學過程等方面進行了相關設計及實踐。

關鍵詞：核心素養 單元教學 設計與實踐

引言

隨著新課程、新教材、新課改的全面推行，教師們對于化學學科核心素養的內涵及新課程的基本理念已經有了初步的認識，但對于如何整合教材進行結構化單元教學設計并在實踐過程中滲透化學學科核心素養，使教學評價從注重學生對知識的理解轉向注重學生在學習過程中逐步形成學科能力和學習經驗，還需要不斷地在教學實踐中總結和探索。本文以人教版高中化學必修第二冊第五單元《硫及其化合物》教學為例，談談具體單元教學設計和實踐路徑。

一、單元教學內容的分析

《普通高中化學課程標準（2017年版）》中本單元教學要求：結合真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解硫及其重要化合物的主要性質，認識這些物質在生產中的應用和對生態環境的影響。

在學習本單元內容前，學生已經掌握了基本化學概念和化學用語的知識，具備運用理論知識指導元素化合物學習的能力，能夠從硫的位置和結構入手，分析和預測其主要性質，具備一定的實驗操作技能。但本單元教學設計以“工業制硫酸”為活動主線，需在熟悉含硫物質的基礎上，進一步利用所學知識對含硫物質進行相互轉化，這將鍛煉學生根據實驗目的和假設設計實驗方案，選擇適當的實驗試劑，如實觀察、記錄實驗現象和數據并進行分析和推理，從而得出合理的結論的能力。

基于課標對本單元的要求及學生學情，本單元教學采用真實的問題情境：化學工程師如何設計制備硫酸的反應路線？硫酸為何被稱為“化工之母”？如何檢驗溶液中存在硫酸根離子？根據硫酸的制備路線，其工業生產流程有哪些特點？如果說硫酸的合成是人為控制含硫物質的相互轉化，那么，在自然界中、實驗室中的含硫物質又該如何轉化？學生在現實的問題或探究活動中完成學習任務，在獲得化學知識的同時培養化學學科核心素養。

第一課時：硫酸制備路線的設計與分析，根據硫原子結構分析其可能的化合價，并結合所學物質的分類，繪制含硫物質的價—類二維圖。根據價—類二維圖中的含硫物質合理預測制備硫酸路線并對路線進行可行性分析，由此展開對硫、二氧化硫物理、化學性質的學習，再通過了解其在生活中的應用，掌握結構決定性質、性質決定用途的思維方法，建立研究非金屬單質性質的認知模型。第二課時：探究硫酸被稱為“化工之母”的原因，圍繞硫酸在化工生產中的重要應用這一線索，探究不同濃度硫酸的性質，特別是濃硫酸具有的三大特性——吸水性、脫水性、強氧化性，并對硫酸根離子進行檢驗，加深學生對結構決定性質、性質決定用途的理解。第三課時：工業制硫酸——控制含硫物質的轉化。硫酸合成的前提是合理控制含硫物質轉化?；诹蛩峁I生產路線進行分析，能使學生認識到含硫物質轉化所需的條件，了解自然界中硫及其化合物的轉化、實驗室中含硫物質的相互轉化的知識，培養學生“科學態度與創新意識”等化學核心素養。

依據課標要求、學生學情、單元教學設計，確立本單元教學重點：硫、二氧化硫的性質，可逆反應，濃硫酸的特性，硫酸根離子的檢驗，含硫物質的相互轉化。本單元教學難點：根據原子結構、物質類別及所處價態等對物質可能具有的性質進行合理預測并能設計實驗進行驗證，從化合價角度列舉不同含硫物質并設計實驗方案進行轉化驗證。

二、單元教學目標與評價目標的確立

（一）教學目標

（1）通過分析硫的原子結構，預測硫單質可能的化學性質并進行實驗驗證，深入理解“結構決定性質”。

（2）了解SO2的物理性質和化學性質，能說出SO2的主要用途。

（3）通過SO2與H2O、O2反應的學習，初步認識可逆反應。

（4）通過實驗探究，了解硫酸的酸性和濃硫酸的特性，能設計簡單的實驗方案檢驗SO2-4。

（5）知道含不同價態硫元素的物質可以相互轉化，并能設計實驗進行探究或驗證，強化氧化還原反應的應用能力。

（6）能說出含硫物質進入大氣的主要途徑，知道SO2進入大氣會形成酸雨危害環境，增強環保意識，培養社會責任感。

（二）評價目標

（1）通過單質硫物理性質、化學性質的學習，診斷學生是否能依據結構預測、檢驗性質和在一定條件下可能發生的化學變化，培養學生“宏觀辨識與微觀探析”的化學核心素養。

（2）通過SO2與H2O、SO2與O2這兩個可逆反應，診斷學生是否能認識到物質的運動和變化是永恒的，是否能歸納物質及其變化的共性和特性，培養學生“變化觀念與平衡思想”的化學核心素養。

（3）通過濃硫酸和蔗糖、濃硫酸和Cu的反應，診斷學生是否能根據已學的相關知識分析濃硫酸的酸性、吸水性、脫水性及強氧化性，培養學生“證據推理與模型認知”的化學核心素養。

（4）通過含硫物質的相互轉化，診斷學生是否能夠根據實驗目的和實驗方案選擇試劑進行實驗驗證，培養學生“科學探究與創新意識”的化學核心素養。

（5）通過學習硫酸的制備，診斷學生是否具備理論聯系實際的觀念、將化學成果應用于生產生活的意識、發現化學問題并運用所學知識去解決問題的能力，培養學生“科學態度與社會責任”的核心素養。

三、單元教學過程（以第三課時 工業制硫酸——控制含硫物質的轉化為例）

學習任務一 工業生產硫酸——人為控制含硫物質的轉化。

新課引入：前面我們已經設計了硫酸的制備路線并了解了硫酸的性質。紙上得來終覺淺，今天，就讓我們一起走進化工廠，去感受一下工業制硫酸。同學們在觀看完視頻后，完成學案中的工業制硫酸的工藝流程圖和方程式書寫。

學生活動：觀看工業制硫酸視頻，了解硫酸實際生產工藝，并完成學案。

教師小結：從物質間相互轉化的角度來看，工業制硫酸就是人為控制反應條件使含硫物質發生相互轉化的過程。

學習任務二 自然界含硫物質的存在及轉化。

教師過渡：在自然界中，含硫物質又是如何轉化的？

圖片展示：自然界中硫元素的存在及轉化。

提出問題1：觀察圖片并閱讀教材，嘗試分類概括含硫物質在地殼、大氣中的分布特點。

提出問題2：嘗試說明這些含硫物質是如何在自然界中相互轉化循環的。

學生活動：觀察圖片、閱讀資料并回答問題。

學習任務三 探究不同價態含硫物質的相互轉化。

教師過渡：自然界中的含硫物質在一定條件下能夠相互轉化。那么，在實驗室里如何實現不同價態含硫物質的相互轉化？

教師講解：化學實驗設計的相關說明。

學生聆聽：了解化學實驗方案的設計及其原則、步驟等相關知識。

提出問題1：嘗試列舉不同價態的硫元素所對應的物質，并根據硫化合價的變化，分析各種物質在氧化還原反應中表現出的是氧化性還是還原性。

提出問題2：從上述轉化關系中選擇一種或幾種，設計實驗并實現其轉化。

學生活動1：實驗室不同價態含硫物質相互轉化實驗方案的設計。

學生活動2：分析討論實驗方案的可行性，確定其中一種或幾種可行的實驗方案進行實驗。

學生活動3：根據化學實驗方案進行分組實驗，并對實驗進行觀察及現象記錄。

學生活動4：分析實驗現象、得出實驗結論并總結匯報。

教師點評：指導學生總結并得出結論。

四、教學反思

（一）課堂的主角是學生，教師只是輔助者，助其發展學科核心素養

課堂的主角是學生，學生在教師的引導下，借助教師提供的相關學習資料（如適宜的情境問題、實驗器材等）自主發現問題并完成學習任務，因此，教師在課堂上應積極做好輔助。例如，本單元的第三課時“工業制硫酸——控制含硫物質的轉化”教學中，教師在設計課堂學習活動和任務時，充分考慮了學生的主體作用和教師的輔助作用。學生借助教師提供的視頻、書面資料、實驗器材等，分別從工業生產、自然界硫循環、實驗室實驗方案的設計評價與實驗操作三個不同的視角，感受了不同含硫物質的轉化。其一，學生借助視頻了解了工業制硫酸的實際生產流程，豐富了生產生活經驗，初步形成了理論聯系實際的觀念，具備了將化學研究成果應用于生產生活的意識；其二，學生通過閱讀書面資料，了解含硫物質進入大氣的主要途徑，知道SO2進入大氣能形成酸雨危害環境，增強了環境保護意識和社會責任感，培養了“科學態度與社會責任”的核心素養；其三，學生通過實驗小組互助協作的模式，經歷了實驗方案的設計、實驗方案可行性的討論與評價、實驗方案的具體操作等完整的實驗流程，提升了科學實驗的實際操作水平，培養了化學學科的關鍵能力，為其科學探究方面的終身發展奠定了良好的實驗基礎。

（二）單元教學設計有助于學生知識框架的構建，是培養學生化學高階思維能力的必然途徑

所謂單元教學設計指教師在對課程標準、教材等教學指導性資源進行深入學習后，根據自己對教學內容的理解，結合學生的實際情況和特點，對教學內容進行素材挖掘、知識整合、架構重組等設計，從而形成一個相對完整的教學主題，并以該主題作為一個教學單元的設計。單元教學設計首先要求教師依托真實、具體的情境素材對教學內容進行知識脈絡的構建，然后依據知識的邏輯層次和難易程度劃分成若干個子課時并確定子課時的情境主題，再根據子課時情境主題確定子課時的若干個學習任務，最后結合不同的學習任務設置一系列“登山式”問題（活動）鏈。教師只有在課前將整個單元學習任務的框架和邏輯捋順，學生才可能構建起知識的架構，才能在此基礎之上發展化學高階思維能力，因此單元教學設計是培養學生化學高階思維能力的必然途徑。

五、結語

新課程新教材單元教學設計與實踐是一個需要持續積累和發揮集體智慧的過程。作為一線教師，我們需要不斷挖掘生活中可利用的情境素材，根據單元教學整體思路對教材內容進行整合并尋找切入點，提出階梯式問題引發學生思考，將培養學生核心素養落實到化學課堂。

參考文獻：

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）[M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]人民教育出版社課程教材研究所化學課程教材研究開發中心.普通高中教科書教師教學用書化學必修第二冊[M].北京：人民教育出版社，2019.

[3]王磊，黃燕寧.單元教學設計的實踐與反思——以“氧化還原反應”教學單元為例[J].中學化學教學參考，2009（3）：9.

責任編輯：黃大燦