高中化学单元整体教学设计研究

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在高一化学必修第一册第一章中，存在两个重要知识点—“氧化还原反应”与“离子反应”，同时以“物质分类及其转化”作为单元知识统领，目的是引导学生分别从类别、微粒、价态三个层面，来逐渐掌握分析物质性质的基本方法，同时也为学生后续的元素化合物的学习奠定基础。而“离子反应”知识主要在于引导学生通过微粒视角来解读事物变化。因此，为了能够帮助学生更加清晰地掌握单元知识本质，教师在进行整体教学设计的过程中，需要积极搜索生活素材，以便于能够结合知识特点为学生塑造真实情境，并在驱动性学习任务的引领下，帮助学生清晰掌握本单元知识发展脉络。

一、基于真实情境的单元整体教学设计思路

“离子反应”的核心知识主要涉及“微粒”知识及其相关变化，对于学生来说具有一定理解难度，不容易在学习过程中有效把握。而“离子反应”知识在单元知识中起到了承上启下的作用，既是对“物质的分类及其转化”进行说明，同时也是引出“价态”知识的关键。为此，本单元的整体教学设计思路便是以“微粒观”作为知识核心，通过帮助学生认识“电解质”“电离”与“离子反应”等相关知识内容，引领学生走进微观世界当中，并理解水溶液中的物质变化规律。在这一过程中，首先，借助生活中的特殊现象来对抽象的知识模型进行转化，使学生能够巧妙借助生活经验来理解其中内涵；其次，结合信息技术手段，为学生营造出真实的微观粒子运动模型，促使学生从中把握电离、离子反应等相关概念；最后，在此基础上促使课堂适当地外延拓展，通过引入一些真实的综合性环境问题来设计实践活动，在进一步增强学生知识应用能力的同时，也整体强化学生对微观粒子的认识，并使学生可以借助本单元的知识来有效处理现实中的实际问题。

二、基于真实情境的单元整体教学实施路径

学生在初中阶段已经了解到一些与微观粒子有关的知识内容，如复分解反应会伴随气体、水以及沉淀物质的生成，溶液能够导电，等等。但大部分学生对于知识的理解都仅仅停留在浅层状态，并未能够清晰地把握其中的化学原理。例如，NaClO与CO2在反应中没有产生气体、水以及沉淀物质，学生便认为二者不是复分解反应；在看到CuSO4溶液时，知道它是蓝色的，但是无法解释溶液为何呈现蓝色。为此，根据单元设计整体思路，教师可以采用生活情境、绘制图像、实验展示、动画模拟以及创建问题驱动等几种途径，来为学生塑造真实学习情境，从而加强学生对微观粒子知识的理解。

（一）营造生活情境，引发学生思考教师在正式展开单元教学的过程中，可以首先引入两则生活案例，以便于有效拉近化学知识与现实生活之间的距离，同时借助生活现象来引发学生关于微粒物质的思考，从而顺利引出课题，并使学生能够置身于真实情境下观察化学知识。例如，围绕“离子反应”第一课时“电解质的电离”这一知识点，教师可以为学生引入以下两个生活情境。情境1：维C泡腾片当中除了包含药剂成分之外，还具有一定的固体酸以及NaHCO3。常态下药片表现为干燥稳定状态，但是一放入水中，立刻会出现C02气体。那么，造成这一现象的原因是什么？情境2：胃酸是人体消化器官中的重要工具，能够使食物分解并帮助人体吸收其中养分。然而胃酸过多会造成人体不适，此时医生都会建议患者经常食用一些小苏打饼干。你能够解释其中的原理吗？这一过程中发生了什么反应？以上两个情境都在围绕NaHCO3与酸的反应进行讨论，区别在于前者首先要求学生思考反应的前置条件，后者则进一步引导学生探究离子间相互作用的根本原因。这不仅顺利引出了“电解质”这一知识内容，同时起到了层层递进的指引作用，使师生在课堂中能够围绕这一生活现象展开进一步的探究讨论。

（二）借助动画模拟，转化知识形象在引入电解质概念之后，教师需要进一步引领学生认知电解质与非电解质在受到水分子撞击作用后产生的变化，如此才能够引导学生进一步理解“电解质的电离反应”。为此，在这一过程中，教师可以采用动画模拟的方式，将这一抽象化的微粒变化，以更加直观的方式呈现在学生面前，以此转化学生对知识形象的整体认知。教师可以借助多媒体动画图像，分别为学生展示蔗糖与氯化钠固体溶解到水中后的变化特征，使学生能够观察到二者虽然都在水中分散开来，但是蔗糖依旧是以分子结构存在，而氯化钠则出现了自由离子状态。根据这一现象，教师可以帮助学生系统认识电解质与非电解质之间的区别。随后，教师可以进一步为学生展示在溶液与熔融状态下的氯化钠，引导学生根据动画现象对电解质物质展开进一步分析，使学生能够直观看到氯化钠在溶于水之后，产生的自由离子呈现出了水合离子的现象，并且在分子包围在氯离子和钠离子四周时，水分子中氢原子和氧原子的朝向截然相反；而在熔融状态下，氯化钠则是直接获得了自由离子。借助这一直观的实验演示环节，使学生明确了“电解质在溶于水或融化状态下，产生能够自由移动的离子的过程叫电离”。如此一来，教师不仅加深了学生对于微观世界的理解，同时也有效通过这一真实情境帮助学生掌握了电解质与电离的概念。

（三）采用对照实验，分析微粒现象根据教师在课堂中呈现的动画演示，学生明白了电解质物质具有怎样的特征，但是这一特征会引起怎样的变化呢？此时教师可以为学生引出对比实验，使学生能够更加清晰地观察物质变化特征。根据实验结果，固态下的氯化钠不导电，但是在能够产生自由离子的溶液与熔融状态下却可以实现导电。这一现象说明了什么呢？溶液与熔融状态下的氯化钠导电机理是相同的吗？通过问题探究，使学生能够根据实验现象来进一步对单一电解质溶液的微粒数量、来源、形式以及种类等相关信息展开思考，并由此为探索离子反应奠定了良好基础。

（四）绘制微观图像，建立认知模型当学生根据“电解质的电离”形成了微粒观念之后，教师便可以引导学生进入第2课时“离子反应”的学习中。这一阶段的教学目标是要求学生首先区分不同电解质溶液当中含有的微粒种类，随后推理出其在经过混合后发生的微粒相互作用过程与结果。在这一过程中，学生不仅要关注微粒发生的变化，更要关注反应前后的微粒数量关系，如此才能够准确理解离子反应的核心概念。为了避免学生一味地通过想象与猜测的方式来进行探索，教师可以采用绘制微观粒子模型的方式，来进一步加强学生对微观世界的感性认知，并使其能够在真实情境的参照下去探索离子反应的本质。例如，在课时开头的实验环节中，教师首先可以围绕实验内容来为学生设置以下问题情境：（1）Na2SO4与BaCl2在水中如何电离？（2）Na2SO4稀溶液与BaCl2稀溶液在反应过程中，一共有哪些离子存在？哪些离子会发生变化？哪些离子参与了反应？其中又有哪些离子能够不受反应影响？教师可以要求学生根据教师提出的问题，在纸上将完整的微观粒子变化过程绘画出来。通过学生绘制的微观离子示意图，教师不仅能够了解到学生对于离子知识的掌握情况，同时也可以引导学生将脑海中的抽象思考过程具体表现出来，从而引导学生一同参与到课堂真实情境的构建当中。

（五）引入问题驱动，加强知识应用在真实情境教学模式下，教师不仅要将抽象化的知识内容以直观形式呈现出来，更要注重引领学生关注生活实际，将“离子反应”知识放置于现实背景下，引导学生思考其中的化学规律。如此才能够帮助学生更为彻底地掌握知识信息，并使其能够灵活运用离子反应来解决生活问题。为此，教师可以为学生设置以下真实任务情境。任务1：查阅“粗盐提纯”的相关资料，尝试立足离子反应视角来解释其中原理，并结合你查阅到的资料以及本堂课知识来设计一套提纯方案。任务2：本地区一家化学加工厂的工业废水中含有Cl-、Na+、SO42-、Cu2+、NO3-等有害物质，你能够设计一套净水方式，除掉废水中的SO42-、Cu2+吗？以此通过课后真实任务情境，引导学生进一步对“离子反应”知识展开探究，并全面提高学生对知识的应用能力。综上所述，围绕真实情境下的高中化学单元教学设计措施展开了思考，强调教师在工作过程中需要着眼于学生的认知特征，将抽象化的知识内容转化为学生能够理解的事物。同时，将化学教学放置在现实背景下，引领学生思考其中的知识规律，从而全面提高学生的化学学习水平。

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作者:胡永涛 单位:北京师范大学庆阳附属学校