大情境创设的单元教学实践——以“金属及其利用”单元教学为例

范效峰 王 锋 董 顺 汤 伟

安徽省砀山县第五中学(235399) 安徽省砀山中学(235399) 安徽省宿州市灵璧中学(235300)

传统的教学方式强调“知识分块”“单篇教学”,这样容易导致知识系统性不强,课堂教学效率无法有效提升。大单元教学,是以一个主题为核心,基于课程标准,以大概念为统领,着眼于全面育人的“大道理”,形成贯通情境、任务、活动与评价的整体性教学。通过大情境、大任务,促进单元内各构成要素的协同与整合,引领学生建立整体的、系统的知识体系和思维方式。

1 单元整体分析

在《义务教育化学课程标准(2022)版》[1]中,该教学内容属于“物质的组成与性质”主题下的“金属与金属矿物”,其内容要求为:知道大多数金属在自然界中是以矿物形式存在的;知道金属具有一些共同的物理性质;通过实验探究等活动认识金属的主要化学性质及金属活动性顺序;知道在金属中加入其他元素形成合金可以改变金属材料的性能;了解金属及金属材料在生产、生活及社会发展中的重要作用;了解防止金属腐蚀的简单原理和常用方法;了解废弃金属对环境的影响及金属回收再利用的价值。

在研究不同版本教材和课程标准的基础上,将“金属及其利用”作为单元整体教学,在学科大概念的统领下,以“解说河北沧州狮”为大情境,将教材内容重新整合(见表1)。

表1 金属及其利用知识重组

学生通过之前的学习,已经能说出常见金属的物理性质,了解了部分金属和氧气的反应及铁与硫酸铜的反应,知道铁会生锈,但不清楚原因;在实验探究能力上,已初步掌握实验探究的步骤与方法,也具有了一定的信息提取和分析表达能力。基于以上学情,确定了学生知识待增长点和能力待增长点为不同金属需用不同的方法来制备;实验室炼铁和工业炼铁的原理及方法;合金与纯金属的性能比较;金属的化学性质;铁生锈的原理;熟悉研究物质的一般思路和方法;系统设计实验并完成实验探究。

2 单元教学设计

2.1 单元教学目标

(1)通过分析金属冶炼的原理和方法,学会将理论知识应用于实践。

(2)通过对金属材料物理性质的归纳,学会根据物质的性质等选择材料,体会金属材料对人类生活的应用价值。

(3)从化学反应的视角,通过一系列的探究实验,理解金属的化学性质,认识金属活动性顺序,初步建立研究一类物质性质的基本思路和方法。

(4)通过控制变量法,设计实验探究铁生锈的条件,建立实验探究的一般模型;了解金属防腐的措施,提高科学探究的能力。

2.2 单元整体知识结构

大概念反映学科本质,具有高度概括性、统摄性和迁移应用价值。结合该学习主题特点,拟定该学习主题下的学科大概念、次级大概念、基本概念、基本知识,单元知识结构图如图1所示。

图1 单元知识结构

2.3 单元整体教学思路

单元教学设计不是知识点教学的简单叠加,而是以大概念为统领,建立相关内容的联系,向上突出单元知识与学科观念的对接,向下思考知识与具体事实的联系[2],本单元的整体教学思路如图2所示。

图2 单元整体教学思路

3 课时教学过程

3.1 环节一:情境导入,建构合金概念

展示:多媒体展示河北沧州狮与不锈钢狮,见图3。

图3 河北沧州狮与不锈钢狮

问题:你看到了什么?这两个狮子有什么不同?

学生:查阅资料,自主思考,讨论并回答。

过渡:金属材料分为纯金属和合金,它们有什么区别?

学生:从物质分类、元素组成、用途等角度思考。

点评:同学们课前预习的非常好!回答问题的思路非常清晰!

归纳:纯金属是纯净物,合金是混合物。

设计意图:引导学生建立金属文物与化学学科的关系,感受化学无处不在的神奇奥秘,增强学科自豪感和民族荣誉感。

3.2 环节二:归纳常见金属的物理性质

展示:多媒体展示生活中常见金属制品,见图4。

图4 生活中常见的金属制品

问题:生活中常见金属有很多,它们有哪些物理性质?

引导:结合该金属制品的用途,分析它的性质,从颜色、状态、导热性、导电性等多方面考虑。

学生:小组讨论交流、分享汇报。

归纳:具有金属光泽、常温下都为固态(汞为液态)、导电导热性好、延展性好……

设计意图:学会多角度思考,整合信息。培养团队合作能力,引导学生在互动中学会归纳总结,领悟到同一类物质在物理性质上的相似性和差异性,理解物质的性质与用途的关系。

3.3 环节三:选择利用合适的金属材料

展示:多媒体播放金属工艺作品图片,见图5。

过渡:这些金属工艺制品中,主要有哪些金属?该物品的制作,为什么要选用这种金属?

学生:小组讨论交流、分享汇报。

引导:比如,你去做一个金属首饰,你会考虑什么?

归纳:影响选择金属的因素有金属的性质、价格、资源、使用的便利性、是否易于回收……

设计意图:重视学生对知识的自主构建、动态生成过程,引导学生将感性的生活经验提炼成理性的化学知识。

3.4 环节四:比较合金与纯金属的性能差异

问题:在生活中,你见到的所有金属制品中,合金多还是纯金属多?结合收集的资料,思考为什么?你能设计实验比较纯金属与合金的硬度吗?

学生:设计实验方案,分组实验,比较纯金属与合金的硬度,如图6所示。

图6 比较铜与黄铜、铝与硬铝的硬度

点评:同学们表现的非常棒!实验操作比较标准,体现了化学实验的严谨性!

引导:合金除了比纯金属的硬度大,还具有什么优点?

学生:查阅资料,自主思考,回答问题。

归纳:硬度大、熔点低、抗腐蚀性能强。

设计意图:通过切身实验,引导学生用实践来检验真理,在亲自动手参与中获得检验真理的满足感和成就感。

3.5 环节五:小结与练习

问题:学完本节课,你有什么感想?结合今天的学习内容,从金属利用的角度,说一说自己的体会?

学生:分享,交流。从学科角度说出金属的性质和用途。

引导:请画出本节课的思维导图。

学生:画出并展示本节课展示思维导图,如图7、图8所示,分享收获。

图7 思维导图(a) 图8 思维导图(b)

布置作业:调查身边的金属制品,查阅资料,研究它们的组成、性质、应用,并提出建议。

自评与互评:完成评价量表(见表2)。

表2 课时评价设计

设计意图:用思维导图的形式归纳,使零碎知识整体化、系统化。通过实践活动,培养学生综合利用所学知识解决实际问题的能力,锻炼发散思维,获取知识的能力,通过评价量表掌握本节课的学习情况。

4 教学案例分析

4.1 围绕核心素养,设置单元目标

本单元从“化学观念”“科学思维”“科学探究与实践”“科学态度与责任”四个维度制定学习目标,注重化学观念的形成和学生学习方式的转变,以促进学生科学素养发展为宗旨,既结合了学生的已有知识经验体系,又融合了化学课程标准的要求。

4.2 围绕真实情境,指向问题解决

真实的问题情境渗透于教学过程之中,可以帮助学生更好地理解和运用化学知识。通过“解说沧州狮”为大情境,设计3个真实的子情境,课时内容一脉相承、环环相扣。通过问题驱动和任务驱动,推动整个课堂的教学活动有序开展,使知识建构结构化、知识应用情境化,帮助学生完成化学观念的自主建构过程。

4.3 单元整体设计,建构知识联结

从大单元的角度出发,重组单元课时为4课时,以“沧州狮的过去、现在、未来”为学习线索,创设了多种有意义的情境和任务活动,运用类比学习法、比较归纳学习法,将零碎知识有效整合,同时注意联系学生的生活实际,让学生参与到知识建构的过程中,体验成功的喜悦,既使教学过程相互关联,又使学生学会了研究物质的方法。

4.4 “教、学、评”一体化,发展学科核心素养

基于基本问题设计教学评一体化教学活动[2],在教学评价上,既有定性的评价,如在教学活动中,教师通过提出问题,对学生的回答和探究活动给予即时的点评,鼓励学生积极回答问题,激励学生参与课堂实践等;也有定量的评价,如通过课时评价量表,学生进行自评和互评,了解本节课的学习情况。同时通过对课前预习,课中活动、课后作业等的自评和互评,实现了评价方式的多样化,评价主题的多元化,体现了教、学、评一体化,促进了知识的建构和能力的提升。坚持目标引领、任务驱动、活动设计,“教、学、评”一体化,有利于发展学科核心素养。

5 结语

大情境创设的单元教学,从真实的生活情境出发,重构知识体系,以问题和任务为载体,促进了深度教学。大概念统摄下的大单元教学,使知识结构化、问题情境化、情境生活化,促进了学生核心素养的发展。从沧州狮的由来、现在、未来3个方面,设置了真实情景,通过问题、任务驱动和活动,帮助学生获取学科知识,提高学习能力,提升学科素养。