韋存容

摘要：基于主題式教學的單元教學范式是發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的重要形式。以“電離與離子反應”單元為例，從主題情境選擇、教學目標確立、單元設計構思、學習活動設計等四個環(huán)節(jié)闡述基于主題式教學的單元教學設計過程，并對教學設計進行了思考。

關鍵詞：主題式教學；單元；教學設計；離子反應

文章編號：1008-0546（2022）12-0006-05

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.002

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》倡導“素養(yǎng)為本的教學，注重培養(yǎng)和發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)”[1]。單元教學設計是落實學科核心素養(yǎng)的基本單位，[2]其支點是構建契合單元目標的教學主題，開展跨課時的主題式教學。[3]因此，基于主題式教學的單元教學范式是發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的重要形式。筆者從自身的教學實踐出發(fā)，以“電離與離子反應”單元教學為例，闡述基于主題式教學的單元教學設計的過程與思考。

一、主題情境選擇

“離子反應”單元的主題情境選擇為“食鹽的秘密”，選擇該主題主要有以下幾個原因：

該主題承載化學核心知識。食鹽是學生非常熟悉的物質(zhì)，按照“食鹽宏觀性質(zhì)一微觀結構一粗鹽提純的本質(zhì)反應一食鹽中常見離子的檢驗”的設計思路展開教學，將電離、離子反應、離子檢驗等知識包含其中，并通過有連續(xù)性和邏輯性的任務串聯(lián)起來，實現(xiàn)了知識的自主建構。

該主題蘊含化學學科思想。通過探索食鹽的幾何外形和溶解過程，建立從宏觀到微觀的認識視角；通過探尋粗鹽精制過程中發(fā)生的本質(zhì)反應，建立水溶液中發(fā)生離子反應的認識思路；最后通過研究低鈉鹽與精制鹽的差異與鑒別方法，應用已經(jīng)建立的認知視角和認識思路。這樣既符合學生的認知發(fā)展規(guī)律，又引導了學生建立從宏觀到微觀的新視角和思路，并解決了生產(chǎn)生活中的實際問題。

該主題弘揚化學學科價值。教學時提供的素材，如粗鹽中雜質(zhì)鹽分對人體健康的危害、以范旭東為代表的化工先驅(qū)建立我國的鹽化工企業(yè)的化學史和高鈉鹽對人體健康的危害等，不僅可以激發(fā)學生化學學習興趣，還可以傳承和弘揚中華民族精神，[4]讓學生理解化學及其技術對人們生產(chǎn)生活的重要作用，對學生的素養(yǎng)發(fā)展有著重要的價值。

二、教學目標確立

“電離與離子反應”位于人教版高中化學必修第一冊第一章第二節(jié)。新課標對“電離與離子反應”的內(nèi)容要求為：認識酸堿鹽等電解質(zhì)在水溶液中或熔融狀態(tài)下能發(fā)生電離。通過實驗事實認識離子反應及其發(fā)生的條件，了解常見離子的檢驗方法。[1]在此之前學生已經(jīng)學習了“物質(zhì)的分類”，已經(jīng)初步認識到從微觀角度認知物質(zhì)可以更深入地接近事物的本質(zhì)。“電離與離子反應”單元教學將進一步強化學生從微觀角度認識物質(zhì)的思路?；谡n標、教材和學生已有認知水平，確立本單元的教學目標（見圖1）。[5]

三、單元設計構思

圍繞“食鹽的秘密”單元主題和單元教學目標，設計課時主題，包括“食鹽的微觀世界”“從微觀視角看粗鹽精制”“低鈉鹽的秘密”。課時主題與課時目標、核心知識相匹配，將知識融合在真實情境中，為后續(xù)設計一系列挑戰(zhàn)性任務提供基礎?！笆雏}的秘密”主題的“電離與離子反應”單元整體設計構思如圖2所示。

四、學習活動設計

第1課時食鹽的微觀世界

環(huán)節(jié)1：創(chuàng)設情境，引出概念

【情境】廚房常見調(diào)味品圖片。（鹽、味精、蔗糖、白酒、醋、醬油等）

【任務】對這些常見的調(diào)味品進行分類。討論氯化鈉、蔗糖的差異。

設計意圖：讓學生對廚房調(diào)味品進行物質(zhì)的分類，激發(fā)學生的探究興趣，并引出化合物分類的新視角。

環(huán)節(jié)2：實驗探究，建構模型

【任務】運用顯微鏡觀察氯化鈉固體及其溶解過程，嘗試從微觀角度解釋氯化鈉的宏觀性質(zhì)。

【學生活動】見圖3。

設計意圖：以氯化鈉固體的宏觀性質(zhì)引導學生探秘微觀結構，使學生逐步形成宏觀一微觀一符號的認識思路，并引導學生利用該認識思路分析氯化鈉溶解過程的微觀變化。學生能夠通過數(shù)字化實驗直觀地看到電離的過程，從而初步建構電解質(zhì)電離模型。

環(huán)節(jié)3：實驗拓展，完善模型

【信息1】相同濃度的葡萄糖溶液、酒精溶液、稀鹽酸、NaOH溶液、NaCl溶液的電導率。

【任務】從電解質(zhì)的角度對葡萄糖、酒精、HCl、NaOH、NaCl進行分類，寫出電離方程式。從電離角度重新認識酸堿鹽。解釋葡萄糖不是電解質(zhì)的原因。

【信息2】熔融氯化鈉導電視頻。

【任務】進一步完善電解質(zhì)、電離的概念。

【學生活動】見圖4。

設計意圖：對比幾種常見物質(zhì)的電導率，嘗試從宏微結合的角度對物質(zhì)進行分類，使學生對酸堿鹽的認識到達離子層次。借助熔融氯化鈉的導電性實驗視頻，幫助學生深層次地理解不同狀態(tài)下微粒的存在形式，進一步完善電解質(zhì)電離模型。

環(huán)節(jié)4：固化遷移，應用模型

【情境】脈動飲料的配料表。

【任務】找出配料表中的電解質(zhì)。討論飲料中冰醋酸來調(diào)節(jié)口味而不加鹽酸的原因，設計實驗探究鹽酸與冰醋酸之間的差異。

設計意圖：引導學生運用電解質(zhì)的相關知識分析運動飲料中的電解質(zhì)，固化學生的化學認識思路。通過研究冰醋酸與鹽酸的差異，培養(yǎng)學生應用化學認識思路解決陌生情境下的復雜化學問題的能力，促進化學認識思路的遷移。

第2課時從微觀視角看粗鹽精制

環(huán)節(jié)1：創(chuàng)設情境，復習回顧

【情境】視頻：海水曬鹽

【信息】海水曬鹽得到的粗鹽常含有較多的雜質(zhì)，如不溶的泥沙，可溶的CaCl2，MgCl2、Na2SO4等。

【任務】回憶粗鹽提純過程的主要步驟，討論過濾后的粗鹽溶液中所有溶質(zhì)的存在形式。寫出Na2SO4、CaCl2、MgCl2的電離方程式。

設計意圖：在真實的情境中引導學生回顧電離、電解質(zhì)的概念和電離方程式。

環(huán)節(jié)2：思考本質(zhì)，實驗探究

【信息】粗鹽中含有硫酸鈉和硫酸鎂都會使鹽呈現(xiàn)苦味。食用含七水硫酸鎂的鹽易導致腹瀉。誤食氯化鋇，輕者惡心嘔吐，四肢麻木，腹瀉腹痛，周身疲軟乏力；重者腸胃痙攣，心跳加劇，血壓升高，數(shù)日而亡。[4]

【信息】粗鹽精制流程圖（見圖5）。

【任務】寫出粗鹽精制過程中真正發(fā)生的反應。

【學生活動】回答圖6所示的問題鏈，思考與交流粗鹽精制步驟①發(fā)生的真正的反應。

【學生活動】實驗探究向Na2SO4溶液中滴加BaCl2溶液電導率變化。根據(jù)圖7所示的問題鏈，思考實驗的結論。

設計意圖：以“粗鹽水精制食鹽”為情境，引導學生思考各提純步驟中發(fā)生的本質(zhì)反應。借助數(shù)字化實驗手段，啟發(fā)學生進行微觀分析，驗證猜想，進而提出離子反應的概念。促使學生從原有認識“物質(zhì)之間的反應”轉(zhuǎn)變?yōu)樾抡J識“離子之間的反應”。

環(huán)節(jié)3：總結思路，符號表達

【任務】根據(jù)步驟①的離子方程式的書寫，總結水溶液中離子反應的分析思路，如圖8所示。完成步驟②③④的離子反應方程式。

【學生活動】書寫練習步驟②MgCl2和NaOH溶液、步驟③CaCl2和Na2CO3溶液、BaCl2和Na2CO3溶液、步驟④NaOH與HCI溶液、Na2CO3與HCl溶液反應的離子方程式。請學生進行板演，并請學生互評。

設計意圖：通過對“粗鹽精制”的步驟①的真實反應的再分析，幫助學生建立從微觀離子角度認識水溶液中電解質(zhì)反應的分析思路。通過方程式的書寫強化對水溶液中離子反應的分析思路。

環(huán)節(jié)4：分析和判斷離子反應發(fā)生的依據(jù)

【任務】以粗鹽精制過程中發(fā)生的反應為例，思考如何分析和判斷酸堿鹽在水溶液中發(fā)生了復分解反應。

設計意圖：從微粒間相互作用的角度進一步揭示復分解反應的本質(zhì)，幫助學生理解復分解型離子反應發(fā)生的條件。

第3課時低鈉鹽的秘密

環(huán)節(jié)1：創(chuàng)設情境，問題解決

【信息1】隨著人們生活質(zhì)量的逐漸提升，高鈉鹽飲食成為了影響人們身體健康的隱患之一。當人們過量攝人鈉鹽，體內(nèi)鈉離子過多時，會導致不良的生理反應甚至可能會引起某些疾癇。低鈉鹽是食用鹽的一種，它通過在普通鈉鹽中添加氯化鉀、硫酸鎂等物質(zhì)，減少產(chǎn)品中鈉離子含量。

【信息2】精制鹽與低鈉鹽國家標準成分表（見表1）。

【任務】寫出低鈉鹽水中所有溶質(zhì)的存在形式。

設計意圖：通過緊密聯(lián)系生活實際的情境的創(chuàng)設，引出低鈉鹽與精制鹽之間微觀差異的問題，既回顧了電離等知識，又讓學生認識到化學能夠創(chuàng)造出健康美好生活。

環(huán)節(jié)2：低鈉鹽成分檢測

【信息1】焰色試驗（見表2）。

【信息2】CI-的檢驗：滴加稀HNO3和AgNO3溶液，有白色沉淀。SO4-的檢驗：先加HCl酸化后，再滴加BaCl2溶液，有白色沉淀。Mg2+可與NaOH反應生成難溶Mg（OH）2沉淀。

【任務】討論檢驗低鈉鹽的方法。寫出檢驗過程中發(fā)生反應的離子方程式。討論離子方程式的意義。

【學生活動】見圖9。

設計意圖：以“檢驗是否為低鈉鹽”的問題引導學生思考幾種常見離子檢驗的原理，進一步強化溶液中離子反應的分析思路。通過尋找哪些反應可以用Ba2++So4==BaSO4↓表示，使學生認識到離子反應表示一類反應。

環(huán)節(jié)3：自制低鈉鹽

【任務】某興趣小組想自制低鈉鹽，使得其與市售的低鈉鹽所配成的鹽水成分相同。原料庫中有NaCl、MgCI2、K2SO4，請根據(jù)要求設計實驗方案。

【學生活動】見圖10。

設計意圖：通過自制低鈉鹽方案的設計，提高學生解決復雜問題的能力，提高學生的自我效能感。引導學生感悟宏觀與微觀、定性與定量相結合解決實際問題的方法。

五、思考

“食鹽的秘密”主題的“電離與離子反應”的單元教學設計已經(jīng)經(jīng)過2輪的教學實踐，并進行了多次教研組內(nèi)討論與優(yōu)化，具有較好的教學效果，主要體現(xiàn)在：

該主題式單元教學設計可以解決課時教學設計中存在的知識不連續(xù)、情境碎片化的問題。在“電離與離子反應”單元設計中，由單元主題“食鹽的秘密”設計了3個既相互聯(lián)系又相對獨立的課時主題，這些課時主題緊緊圍繞“食鹽”，既能將碎片化的知識連成整體，又創(chuàng)設出連續(xù)且層層遞進的真實問題與任務，促進學生自主建構知識框架。

該主題式單元教學設計注重知識、觀念的結構化設計，循序漸進地推進學生素養(yǎng)的發(fā)展。在“電離與離子反應”的主題式單元設計中，從固體到溶液，從單一物質(zhì)到多種物質(zhì)在水溶液中的變化的整體設計，逐步發(fā)展學生的高階思維，優(yōu)化學生的認知結構，推動學生宏觀辨識與微觀探析核心素養(yǎng)的發(fā)展。

該主題式單元教學設計包含一系列連續(xù)的、有挑戰(zhàn)性的任務，有助于促進學生的深度學習。如為了解決第1課時的核心任務“從微觀角度看食鹽溶解”，設計了豐富的實驗探究任務：顯微鏡觀察食鹽固體、顯微鏡觀察食鹽溶解過程、電導率傳感器測食鹽溶解過程。學生在實驗探究的過程中持續(xù)深入思考，最終完成從微觀角度看食鹽的任務，并形成“從微觀的角度認識單一物質(zhì)在水溶液中的行為”的化學認識思路。

基于主題式教學的單元教學設計以真實的單元主題來統(tǒng)領單元，以具有連續(xù)性與邏輯性的課時主題來串聯(lián)各課時，以具有挑戰(zhàn)性的任務來連接新舊知識與經(jīng)驗，以豐富的學習活動來促進學生的深度思考。但這么多環(huán)節(jié)的設計對教師來說是一項非常復雜且嚴峻的挑戰(zhàn)。它需要教師在深入研究課程標準與教材的基礎上，大膽創(chuàng)新，對教學內(nèi)容進行深度加工，長期地開展教學研究、實踐與思考，只有這樣才能推進單元教學的發(fā)展，推進素養(yǎng)為本的教學。

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）[S].北京：人民教育出版社，2020．

[2] 楊玉琴．核心視域下的單元教學設計：內(nèi)涵解析及基本框架[J]．化學教學，2020（5）：3-8，15.

[3] 葉依從，邵傳強．基于發(fā)展學生學科核心素養(yǎng)的有機高分子單元教學設計——以“防病毒口罩濾芯材料的設計與發(fā)展”為例[J]．化學教學，2021（1）：52-58.

[4]孫玉婷，彭偉橋，魏釗，“粗鹽提純”實驗的歷史背景及其教育價值[J].化學教育（中英文），2018，39（11）：77-80．

[5]胡久華，王磊，支瑤，等．促進學生認識發(fā)展的“電離和離子反應”專題的單元整體教學研究[J].化學教育，2013 （4）：44-49.