素養導向的高中化學大單元教學設計與實踐

葉桂英

【摘? 要】以“物質及其變化”學科大概念統領，高三化學復習課開展“新能源汽車電池回收利用”大單元教學。整合元素化合物、氧化還原、化學動力學、物質結構與性質、化學實驗等高中化學重點知識；構建單元教學框架，制訂單元學習目標，創設真實情境，通過大問題、大任務，教師搭建腳手架，學生開展自主探究、合作交流活動、反思總結，促進學生高階思維能力發展，促進深度學習，對提高高三化學復習的精準度和有效性有很大的意義。

【關鍵詞】大單元教學；核心素養；高中化學

“拔尖創新人才培養”“發展核心素養”“大單元教學”是當今社會和教育領域普遍關注的熱點問題。如何在核心素養導向下實施大單元教學，為培養創新人才做準備，這是我國基礎教育課程改革所面臨的重大課題。核心素養指學生應具備的適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力，突出強調個人修養、社會關愛、家國情懷，更加注重自主發展、合作參與、創新實踐。發展核心素養與培養創新人才緊密聯系，具有核心素養的人才有可能成長為拔尖創新人才。高三化學復習所要面臨的問題：知識點多、容易遺忘；題目的綜合性及難度加大。復習過程如果只重視知識的傳授和答題技能的訓練，輕視學習邏輯思維的培養，學習內容與生產生活實踐脫節，這種基于知識記憶的淺層復習容易造成知識的碎片化、理解的膚淺化、思維的呆板化。傳統的課堂教學過度注重知識講授，而忽視了學生核心素養的培養，于是有了著名的“錢學森之問”。新版課標強調大單元教學，其主要目標是發展學生核心素養，培養分析問題、解決問題能力和高階思維能力，為培養創新人才做準備。通俗地講，通過大單元教學培養學生的適應未來社會的 “大”的學習能力、“大”的分析解決問題能力、“大”的思維創新能力“、大”的家國情懷和道德品質等。

一、重組教材內容，提煉大單元主題

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》指出要選擇體現基礎性和時代性的化學課程內容，結合人類探索物質及其變化的歷史與化學科學發展的趨勢，引導學生進一步學習化學的基本原理和方法，形成化學學科的核心觀念;結合學生已有的經驗和將要經歷的社會生活實際，引導學生關注人類面臨的與化學有關的社會問題，培養學生的社會責任感、參與意識和決策能力。

（一）大概念引領，結構化組織大單元

以國家工信部發布新能源汽車電池回收鎳、鈷、錳創設情境，提出工業制備MnCO3為大問題，將學生置身于真實情境中，設置進階性學習任務，從物質轉化、反應機理、條件控制、分離提純、純度測定、微觀探析層層深入，學生在解決問題過程形成“知識關聯→認識思路→核心觀念”結構化認識。

（二）制訂單元學習目標，融通大單元實施環節

（1）能對復雜的化學反應、抽象的化學原理、物質結構等知識進一步融合，建立各模塊知識體系的關系，形成知識關聯結構化。

（2）對陌生的真實情境進一步形成主動基于多認識角度或多變量關系進行邏輯推理的能力，形成認識思路結構化。

（3）掌握解決真實情境下物質轉化問題的一般思路。通過創設真實的問題情境培養學生問題解決能力，提升綜合解題能力，促進學生建構和形成學科核心觀念，發展學科核心素養。

（4）形成綠色化學思想和保護環境的可持續發展意識。

二、構建大單元教學框架，實現思維進階

2022版義務教育課程標準優化課程內容結構部分明確提出：要基于核心素養要求，遴選重要觀念、主題內容和基礎知識技能，精選、設計課程內容，優化內容組織形式；設立跨學科主題學習活動，加強學科間相互關聯，帶動課程綜合化實施。結合課標要求，遴選“新能源動力電池回收利用”主題，提出“變化觀念”“平衡思想”“結構決定性質”大概念統攝下的學科核心知識，將其轉化為對應的驅動性問題，具體課時安排是：基于廢舊電池化合物轉化的可能性，通過物質價類二維圖的建立，利用反應原理的相關理論深入探析，建立起基于物質類別、價態視角認識物質及其轉化的一般思路；基于從廢舊電池中如何去除雜質轉化為碳酸錳等反應的調控幫助學生建立起基于方向、速率、限度等三個視角綜合調控反應條件的一般思路；基于工業提純碳酸錳，帶領學生凝練出基于環保、成本、循環利用、安全等角度認識物質提純的一般思路；基于碳酸錳含量的測定，帶領學生建立真實情境下，中和滴定原理的遷移應用的基本思路；基于從微觀的視角探析MnCO3的制備，引領學生用物質結構分析解釋相關化學問題的思路，將“結構決定性質”具體化。強化物質轉化中“實驗探究能力與創新精神”和“綠色化學思想”，形成“轉化有條件、條件可調控”。最后，結合我國在新能源領域的成就——寧德時代給特斯拉下“錳”藥，將愛國主義情懷厚植于課堂教學，彰顯民族自信，凸顯化學學科的育人功能。融合科學、數學和技術等相關學科內容，培養社會責任感，促進知、意、行的統一。

大單元的學習目標涉及學科核心素養的各個方面，學習內容豐富，具有多維度、多層次、多視角的特點，學習廣度較大，知識深度、思維深度都有一定跨度。教師進行大單元設計時要依據教學內容的邏輯順序和學習進階，分階段、分課時設計教學進程，考慮組織各學習階段的教材銜接，教學內容、學習情境的創設，教學活動的組織形式等。

三、實施單元教學，激發學生積極思考

本項目在高三年進行教學實踐。由于篇幅所限，以第5課時“微觀探析MnCO3的制備”為例呈現實施具體過程。

1.情境導入：觀看新聞頻道社會熱點話題—“退役汽車動力電池回收利用”創設問題情境，并結合工信部提出的回收要求，明確研究方向。

2.教學流程：從微觀的視角分析MnCO3的制備工藝。具體安排是：識“錳”—集“錳”—洗“錳”—用“錳”四個環節進行知識關聯，通過問題的解決，建立基

于“位—構—性”的系統思維框架。教學流程如圖2

所示。

大單元教學一個項目學習活動結束后，教師要引導學生進行階段性反思總結：完成任務所學到知識、解決問題的方法和技巧、學習過程經驗和教訓，使所學知識和方法形成整體的認知結構，改進學習方法，提高學習效能。教師還要借助反饋練習，檢測學生掌握情況，拓展學生的思維，引導學生做好反思遷移，有效促進學生高階思維能力的發展，形成核心素養。

四、教學效果及反思

（一）創設真實問題情境，激發學生學習興趣

高中化學課程標準指出：“倡導真實問題情境的創設，開展以化學實驗為主的多種探究活動，重視教學內容的結構化設計，激發學生學習化學的興趣，促進學生學習方式的轉變，培養創新精神和實踐能力?！薄吨袊呖紙蟾妫?023）》中指出：“無情境，不成題?！闭鎸嵉膯栴}情境有助于幫助學生突破知識與生活的壁壘，選擇與生產生活緊密聯系的教學素材，創設真實的問題情境，從真實情境入手，設置一系列挑戰性任務，拋出多個問題引發學生深度思考，重構基礎知識模型；學生借助情境支架和問題拾級而上，既豐富了主題內容，也培養學生的邏輯推理能力、批判性和創新性思維等關鍵能力，解決新情境下的復雜問題。學生的核心素養在解決情境問題中不斷地形成、抽象、遷移和轉化。

（二）開展持續性評價，促進“教、學、評”一體化

1946年，美國學者埃德加·戴爾提出了“學習金字塔”理論，主張“多用討論、實踐、互評的方式，讓學生從一般的聽講、閱讀等被動的學習方式切實轉化為實踐體驗的主動學習方式，從而更好地達成學習目標，產生學習效能”。在實施“教、學、評”一體化過程中，思考怎樣引入更多元、更有效的評價體系。從教學目標的制訂嚴格根據課程標準的“內容要求”“學業水平要求”“教學提示”“學業質量標準”，確保教學每個環節都圍繞教學目標開展。教學設計將教學內容融入具體的問題情境：“新能源廢舊電池的回收利用”，通過設計有挑戰性的任務和活動，鼓勵學生開展自主探究和小組合作學習；通過情境與信息、任務與活動、展示交流與評價反思等形式的活動，將教師的導與學生的學和對學生的評價融為一體，大大提高了學生的學習興趣和創造力，也提高了教學效果；評價方式從教師評價到小組評價以及學生之間的評價，評價角度從只考慮學生知識獲取到即關注知識的獲取又關注技能與核心素養的達成。新課程強調“教學是教與學的交往、互動，師生雙方相互交流、相互溝通、相互啟發、相互補充，在這個過程中教師與學生分享彼此的思考、經驗和知識，交流彼此的情感、體驗與觀念，豐富教學內容，求得新的發現，從而達到共識、共享、共進，實現教學相長和共同發展”。

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