基于学科核心素养的化学单元教学设计

沈伟艺

摘要：单元设计是在整体观下对学习主题、学习目标、学习活动、持续性评价等要素的系统性设计。以“酸和碱”主题为例，阐述基于学科核心素养的单元教学设计流程，发挥化学核心概念的统摄作用，对化学知识的素养功能价值及其学科观念进行梳理和概括，使化学学习由“散点”变成结构化，实现化学知识的功能化和素养化。

关键词：核心素养;单元教学;教学设计

文章编号：1008-0546（2020）11-0042-03 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2020.11.011

化学学科核心素养是指化学教学给予学生未来发展所需要的关键能力、必备品格与价值观念。课堂教学是达成素养目标的重要途径，“素养为本”的教学倡导单元设计。单元设计是在整体观下对学习主题、学习目标、学习活动、持续性评价等要素的系统性、发展性设计，通过对化学知识的素养功能价值及其学科观念的梳理和概括，形成从基本概念到核心概念的知识建构，使化学学习由“散点”变成结构化，从而实现化学知识的功能化和素养化。

一、主题的解读

“单元学习主题”是指依据课程标准和学生经验，围绕化学核心知识组织起来的，体现学生核心素养发展的主题。“酸和碱”是《义务教育化学课程标准（2011年版）》身边的化学物质（一级主题）下的生活中常见的化合物（二级主题）的重点内容，包括溶液的酸碱性、常见的酸和碱及其反应等内容。整体而言，“酸和碱”承接金属内容，关联后续盐单元的学习，关注课程标准中的物质构成的奥秘、物质的化学变化、科学探究、化学与社会发展等内容专题，可构建形成学习主题。

从化学学科价值看，酸和碱是常见的两类物质。它的功能与价值体现在：第一，从定性到定量。定性认识酸具有酸性、碱具有碱性;然后通过用pH试纸测酸碱度，初步从定量角度认识酸碱性的强弱。第二，从宏观到微观。从具体酸和碱的性质入手，归纳共性，然后从微观角度进行解释，体现了物质组成、结构与性质之间的关系。第三，从性质到用途。在重点介绍酸和碱性质基础上，强调其性质与用途的关系，体现知识运用。因此，通过“酸和碱”单元的学习，有利于学生开展以实验为主的多种探究活动，从宏微结合、变化守恒的视角，运用证据推理与模型认知的思维方式解决实际问题，培养科学态度与社会责任，促进化学学科核心素养的全面发展。

二、单元素养目标分析

在学科知识层面，学生关于酸碱的已有认识：家庭调味品食醋中的醋酸;稀酸与镁、锌、铁、铜等金属反应的异同;澄清石灰水中的溶质氢氧化钙等等，但对酸碱性质、反应化学方程式和类型等方面认识存在不完整性和错误。

在学科能力层面，学生具备一定的预测一现象一结论的能力。但是，由于很多酸碱反应看不到明显现象，怎么证明反应发生了呢？多数同学缺乏实验方案的设计角度和思路。尤其当面对复杂的实际问题时，不能运用其中涉及的酸碱性质，更无法充分考虑各种因素，进行有层次的分析和论证。

在学科思维层面，通过前面学习，学生初步从微观层面认识“物质具有不同性质的原因是什么”“物质之间为什么会发生各种变化”等问题，也认识到金属等类物质的学习方法。然而，从类别的角度系统认识一类物质性质的意识有待加强，对化学变化的认识角度和思路有待丰富，根据物质的类别说明或预测物质的性质能力有待提升。

基于以上分析，酸和堿的学习重点是发展学生“宏微结合”“证据推理与模型认知”的化学学科核心素养，同时使学生的“科学探究与创新意识”“变化观念”“科学态度与社会责任”等素养也都得到相应发展。本单元的学习目标如表1所示。

三、单元主题教学规划

“酸和碱”以学生认识能力发展为整体目标。引导学生按“酸碱是什么一酸碱有什么性质一酸碱反应有什么用”的思路，通过多课时教学逐渐建立对酸和碱从定性到定量、从宏观到微观、从孤立到系统的认识水平，形成运用类别观认识物质性质的方法。

本主题需要5课时完成（见表2）。第1课时通过指示剂和pH试纸检验溶液的酸碱性，基于实验事实为证据对酸碱性的论证。论证链条如：石蕊变红一溶液呈酸性→酸→H⁺（导电性实验），pH试纸测pH→酸碱性→酸碱性强弱等。第2、3课时分别通过对常见酸和碱的性质和变化进行描述和多重表征，从微观层面说明同类物质的共性和不同类物质性质差异的原因。第4课时通过如何证明“看不见”的氢氧化钠溶液和盐酸发生反应的问题解决，通过提出假设，设计实验方案并进行操作，收集实验证据，基于实验事实得出结论，从微观角度建立中和反应的认识模型（H⁺+OH^-=H2O），形成对特定化学问题分析的思维过程。第5课时通过运用所学的酸碱反应的知识和方法，对人体健康、社会可持续发展可能带来的影响问题，提出处理或解决问题的方案。

四、单元教学设计反思

1.发挥核心概念的统摄作用

在教学中，应发挥酸和碱、中和反应等核心概念的统摄作用，引导学生形成基于类别、反应等角度认识酸碱性质的关键能力。比如，从溶液导电性认识酸、碱→借助工具（指示剂、pH试纸）区分酸碱→借助溶解性表认识酸碱的组成特点等。在学习酸的性质时，有序建构酸的性质框架，即酸能和哪些类别的物质反应一依法写出化学方程式（置换反应“单换单”，复分解反应“相互交换、价态不变”）一从共性到个性（相同的H→⁺，不同的酸根离子）。再如，HCI和H2SO4在水溶液中都存在H+，溶液都呈酸性。NaOH和ca（OH）2的水溶液中都存在OH^-，都呈碱性。酸是一类“有个性”的物质（含有H+），碱也是一类“有个性”的物质（含有OH^-），二者混合后，酸中的H⁺和碱中的OH-发生中和反应，生成稳定的水，所以中和反应的动力是有水生成。

2.开展实验活动，提升探究能力水平

组织和开展学生实验活动，引导学生进行性质预测、方案设计、概括解释等活动，不断提升探究水平。酸和碱之间的反应是酸碱化学性质的核心，当氢氧化钠和盐酸混合无现象时，学生产生认知冲突，氢氧化钠与盐酸是否反应？怎么证明？→它们能发生什么反应？有何依据？→中和反应在实际中有何应用？充分发挥学生的主体性和主动性，提升探究水平。学习碱的性质可按以下实验对比认识：分别取NaOH和ca（OH）2两种固体放在表面皿上观察，一段时间后再观察→分别取250 mL的两个烧杯，大量水溶解少量ca（OH）2，少量水溶解大量NaOH，并触摸烧杯外壁一取三个充满CO2的塑料瓶，分别加入等量的澄清石灰水、NaOH溶液、水，观察→向吸收CO2后的NaOH溶液滴加稀盐酸，另取氢氧化钠溶液加稀盐酸对→向表面皿上久置的NaOH固体加稀盐酸，向新取的NaOH固体中加稀盐酸对比。

3.创设真实情境，增强问题解决能力

创设源于生产和生活实际的真实问题情境，帮助学生体验物质性质及其变化的应用。比如，酸的性质教学时，可创设以下问题情景：将一粒vc泡腾片放进水中，产生气泡，其水溶液有酸味口感一猜想、设计实验检验产生的气体一猜想、设计实验检验vc泡腾片的水溶液是否呈酸性→从分类角度小结（指示剂法或pH试纸、金属法、金属氧化物法、碱法、碳酸钠溶液即盐法）→归纳出酸的5个通性。再如，解决酸碱性强弱与pH大小之间的关系问题：取10%的稀盐酸5mL，命名为A溶液一取1滴A溶液滴人5mL水中，得B溶液一取1滴B溶液滴入5mL水中，得c溶液，3种溶液酸性强弱顺序为A>B>C→分别测出A、B、c三种溶液的pH→得出“溶液酸性越强，pH越小”的结论。同理，也可得出“溶液碱性越强，pH越大”的结论。通过真实情境问题的解决，把知识的获得、方法的习得、观念的悟得等寓于过程之中，提升解决问题的综合能力，切实把培养学生化学核心素养落到实处。