指向深度学习的高中化学单元教学设计研究——以“铁及其重要化合物的性质”单元教学为例

耿彩伟 _ 北京师范大学附属中学

深度学习着重于学生能力的培养，不仅要求学生具有掌握学科知识的能力与批判性的思维能力，而且注重学生知识迁移能力的提升，同时使学生能够在真实情境中解决问题。笔者将深度学习理论基础与情境教学相结合，以“铁及其重要化合物的性质”这一单元为例，在与知识点贴合的情境以及教师的引导下，让学生能够在发现问题、提出质疑、做出猜想、验证猜想并持续性反思的过程中，达到深度学习的目的。

1.单元学习主题

本单元的主要内容包括铁、铁的氢氧化物、铁盐和亚铁盐、铁及其化合物的相互转化，围绕“缺铁性贫血的食补与药补”这一真实问题情境展开，应用铁及其化合物的相互转化解释为什么“补铁剂与维生素C同服，不能与茶水同服”等生活问题。

2.单元教学内容分析

人教版高中化学必修第一册第三章铁及其化合物属于《普通高中化学课程标准（2017年版）》必修课程主题2“常见的无机物及其应用”，其内容要求为“结合真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用”“结合实例认识金属及其化合物的多样性，了解通过化学反应可以探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会文明进步、自然资源综合利用和环境保护中的重要价值”。

铁是典型的变价元素，铁及其化合物知识可以使学生初步学习应用价—类二维元素观认识具体物质的性质，学习如何探究不同物质之间的转化，培养学生自主运用氧化还原反应和类别通性等概念原理，研究物质性质和转化，多角度分析和解决实际问题。

铁及其化合物教学的核心目标是帮助学生初步形成研究元素化合物性质的思路和方法。在实验过程中，感受实验是学习化学、体验化学和探究化学的主要途径，体会理论知识在实验探究中的具体应用。在此过程中，发展学生证据推理和模型认知、宏观辨识与微观探析、科学态度与社会责任等化学学科核心素养。

3.单元教学目标

（1）能从物质类别、元素价态的角度，列举铁元素的典型代表物，能依据复分解反应和氧化还原反应预测铁及其重要化合物的化学性质，能设计实验进行初步验证，能分析和解释实验现象。

（2）能从物质类别和元素价态变化的视角说明铁及其重要化合物的转化途径，能利用Fe2+、Fe3+的典型性质和反应，设计物质的制备、转化、分离和检验等简单任务的方案。

（3）能说明铁及其重要化合物的实际应用及其对社会发展的价值。

4.单元学习目标

（1）构建铁三角相互转化的知识结构。能运用氧化还原原理，从价态角度预测性质，设计实验验证，并能分析实验数据、解释实验现象。

（2）掌握研究物质性质的基本流程和方法。能运用化学知识解释生活中的问题，进行简单的解释论证。

（3）感受铁及其化合物对人类生活的意义。能有意识地运用所学知识或寻求相关证据参与生产生活、社会议题的讨论，提升社会责任感。

5.单元课时安排

第一课时——情景任务线索：中国钢铁产量及其占全球比重的数据→钢铁的应用、体现铁的性质；生活中生锈的铁制品→钢铁生锈的原因、钢铁除锈的方法；蒸汽发蓝防锈文献资料→铁与水蒸气反应的产物检验；天然补铁矿泉水（含Fe2+）涌出地面数小时后补铁功能降低→Fe2+、Fe3+的性质。知识线索：铁单质的性质，铁的氧化物的性质，铁与水蒸气的反应。素养线索：宏观辨识与微观探析，变化观念与模型认知，科学探究与社会责任。

第二课时——情景任务线索：维生素C对天然补铁矿泉水中Fe2+含量的影响→FeSO4溶液的保存；设计实验Fe2+与Fe3+的相互转化；解释矿泉水中添加柠檬酸后Fe2+含量降低，但补铁效果增强→利用类别、价态分析视角解释原因。知识线索：Fe2+与Fe3+的化学性质，Fe2+与Fe3+的相互转化。素养线索：宏观辨识与微观探析，变化观念与模型认知，科学态度与社会责任。

第三课时——情景任务线索：补铁燕麦片中是否含有还原铁粉→设计方案判断补铁燕麦片中含有还原铁粉；补铁剂如何促进铁的吸收；解释维生素C促进铁吸收，补铁剂不能与茶水同服→检验与鉴别Fe2+与Fe3+；补铁剂是否真的含有二价铁→综合应用。知识线索：铁单质的性质，铁的氢氧化物，Fe、Fe2+与Fe3+的相互转化。素养线索：宏观辨识，变化观念，证据推理与模型认知，科学探究与社会责任。

6.单元评价目标与评价任务设计

评价目标一：通过分析任务，诊断并发展学生对物质的认识水平及氧化还原反应的结构化水平；通过预测、探究铁与水蒸气反应的产物，诊断并发展学生探究物质性质的水平。评价任务设计：钢铁生锈的原因，钢铁除锈的方法，蒸汽发蓝防锈的原理探究。

评价目标二：通过分析任务，诊断并发展学生认识元素化合物的视角，即从物质类别和化合价角度分析物质的性质及解释相关问题。评价任务设计：天然补铁矿泉水的奥秘；分析维生素C对天然补铁矿泉水中Fe2+含量的影响；解释矿泉水中添加柠檬酸后Fe2+含量降低，但补铁效果增强。

评价目标三：通过分析生活实际问题，诊断并发展学生提出问题的能力，读取、加工、应用信息和问题分析论证的能力，用化学知识解释和解决生活问题的能力；并且对实验方案进行评价分析，明确真实复杂体系检验某种微粒的思路和方法，可以诊断并发展学生解决真实复杂问题的能力水平。评价任务设计：补铁燕麦片中是否含有还原铁粉；补铁剂如何促进铁的吸收：解释维生素C促进铁吸收，补铁剂不能与茶水同服；补铁剂中铁元素价态的检验。■