【摘要】新课标要求学科教学要注重发展学生学科核心素养,重视教学内容的结构化,倡导真实的教学情境。本文以“电解”知识为例,采用单元整体教学的设计理念,将学科知识与情境进行融合,通过情境的进阶来驱动学习的进阶,让学生在真实情境的探究中发展学科素养。
一、教学单元规划
电解理论是化学反应与能量变化章节中的重要组成部分,同时也是高中化学的一个重要理论,是实现物质转化和能量转化的重要途径。本节内容包括认识电解装置和原理,知道电解在能量转化、物质制备、提纯、金属冶炼等生产生活中的应用,各内容之间都有密切联系,教学过程中需要选择合适素材进行整体设计,形成完整认识体系。2017版普通高中化学课程标准和2019版高中化学新教材(鲁科版、人教版)对《电解》的分析对比如表1所示。
两个版本的教材都是以“电解理论”为核心,从电解的装置、原理、应用三个角度进行深度认识和学习,内容安排紧凑,知识逻辑结构清楚,自成一个完整的知识体系,从下层的装置结构,到中间电解原理,最后走向上层的电解应用,是一个自下而上的单元整体模块,因此电解理论采用单元整体教学既是教材编排思路的体现,又契合学习者的认知规律。
二、单元教材教法分析
2019鲁科版和人教版在编排逻辑上基本一致,都是循着装置——原理——应用的逻辑结构去安排教学素材,但在具体素材和内容呈现方面仍有区别。人教版选择以水溶液体系氯化铜的电解为例进行电解装置和原理的认识,水溶液体系电解装置代表性强,实验操作简单,易于进行演示实验或分组实验。鲁科版在素材选取方面显得更加细腻,以电解熔融氯化钠为例,无溶剂体系下的电解过程,离子种类单一,更利于学生揭示电解的基本原理,建立电解分析模型。鲁科版在教学素材的呈现上,首先是无溶剂体系下电解熔融氯化钠,继而发展到水溶剂体系下电解氯化钠,进而上升到工业体系下电解氯化钠,从简单模型逐步进阶到真实情景,认识逐步升华,学科素养逐步落实。
基于新课标要求和培养学科素养需要,笔者采用单元整体教学设计,根据学生已有知识和思维起点,将电解理论的必备知识进行整合,引导学生从装置和原理两个维度建构认知模型,在建构模型的过程中,注重培养学生有序认知和关联分析的能力,突破常规教学中教师难教学生难懂的尴尬局面。
电解原理基本认知模型
在具体课时安排上,《电解》分三课时进行,电解认知模型的建构是基础,是学生分析和解决电解问题的重要工具,因此将电解模型的建构安排在第一课时。其次,第二课时安排是基于学生在对电解理论有了初步认知后,引导学生分析电解在真实情景下的应用原理,实现从理论认知到实际应用的跨越。最后第三课时是学生能理解和运用电解理论前提下展开的探究性学习,深化学生对电解的认识,培养学生设计和评价的高阶思维能力。
三、单元教学目标设计
从新课标对电解的要求来看,主要包括了解电解的基本原理,知道电解在能量和物质转化方面的重要意义,并能结合理论分析、解释电解池的工作原理,设计简单的电解池,基于此,将本单元的单元目标和课时教学目标设计如表2。
四、教学起点分析
《电解》的内容,建立在“化学反应中能量转化”“原电池”的教学基础上,对于“电解”教学起点分析如表3。
五、单元学习活动设计
(一)教学内容的划分
电解单元整体教学设计逻辑结构图
(二)教学过程的设计(表4)
(三)学习过程的设计
课时1—电解工作原理
主题:围绕电解是如何实现物质转化和能量转化的展开讨论
课时2—电解的应用
主题:围绕电解技术在氯碱工业中的应用展开讨论
课时3—电解池设计和评价方法
主题:围绕如何根据真实情景设计和分析电解池展开讨论
六、单元“教、学、评”一体化
七、教学反思
(一)建构模型是深化理论认知的重要途径,能提高学生分析的完整性、有序性、关联性。建构电解认知模型,能帮助学生完整地分析装置各部分的作用,有序地认识电解过程中的各种变化,并将静态的装置和动态的原理联系起来,形成系统认知。
(二)情景进阶是思维进阶是载体,合适的梯度能有效减少思维的障碍,帮助学生实现理论的简单认知到综合运用。从简单离子体系开始构建电解认知模型,更能帮助学生抓住电解本质,通过情景进阶逐步提高对电解的认知水平和运用能力。
(三)问题驱动是引起学生深度思考和推进课堂的重要动力。高质量的问题能激发学生兴趣,提高学生的思维水平,同时也极大提升课堂效率。
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