聚焦核心素养的单元教学研究——以“身边的化学物质”复习课为例.pdf

基于核心素养发展为导向，选取“神舟十三号发射”时政热点为主题情境，开展单元复习，通过巧设驱动性问题，丰富活动任务，多元评价依据等促成三大教学环节的高效实施，在合作探究中实现核心知识的掌握，促进深度学习，培养学生核心素养，落实立德树人根本任务。关键词：核心素养；时事热点；“教、学、评”一体化文章编号：1 0 0 8-0 5 46(2 0 2 3)1 2-0 0 6 9-0 4中图分类号：G632.41文献标识码：Bdoi:10.3969/j.issn.1008-0546.2023.12.015一、问题的提出新课标指出，义务教育化学课程应聚焦发展学生的学科核心素养，培养学生适应未来发展的正确价值观、必备品格和关键能力，落实立德树人根本任务。因此，应精选结合学生已有生活经验或反映化学学科发展新成就等真实、有意义的情境素材，体现化学课程内容的基础性、时代性、实践性，并注重“教、学、评”一体化的实现，来驱动知识掌握和素养发展的课堂教学双重功能价值的落实。1.2 1如何精选情境素材，开展以核心素养为导向的“教、学、评”一体化课堂教学呢？近些年，我国航天事业进入创新发展的快车道，中国空间站建设工程全面实施，这将成为发展学生核心素养的知识载体。基于此，笔者以“神舟十三号发射”时政热点为主题情境，承载“身边的化学物质”单元复习，并依据教学目标开展丰富活动任务及评价任务，以实现思维、实践、价值三个维度的发展，促进深度学习,培育学生核心素养。3 二、教学与评价思路学生已对“身边的化学物质”一氧气、二氧化碳的性质和制取，水的净化等知识有了一定认识基础，但这些认识是割裂的，并未形成系统的知识体系，需要教师引导并促进深度学习，以实现核心知识的理解。基于此，本文以“神舟十三号发射”时政热点为主题情境，通过三大教学环节开展多样化学习及评价实践，旨在实现学生核心知识掌握的同时，提升学科核心素养，具体设计思路如表1 所示。表1“身边的化学物质 复习课教学设计思路时政热点教学环节学习任务评价任务核心素养诊断氧气制取方法及原理的掌握水平；任务1：分类归纳制取氧气的方法及原理1.初识太空诊断分类归纳物质变化的水平任务2：选取太空制取氧气的适宜方法诊断多角度解决实际问题的水平神舟十三号发射任务3：依据二氧化碳的性质分析二氧化诊断学生依据已知性质的认识进阶水碳捕捉的高效方式平化学观念任务4：选择制备纯净二氧化碳的实验装诊断并发展思路结构化的系统水平科学思维置2.探秘太空科学探究与实践任务5：设计实验方案验证两种碱溶液吸诊断并发展实验方案设计，实验操作及科学态度与责任收二氧化碳的效果创新水平任务6：回顾水的净化流程，拓展空间站诊断思路结构化的系统水平，树立节约的资源循环资源、保护环境意识3.感悟太空任务7：感悟航天精神，分享收获诊断思路结构化的系统水平70化学教与学复习与考试研究三、教学过程【情境导人】播放视频：神舟十三号发射一2 0 2 1 年10月1 6 日，航天员翟志刚、王亚平、叶光富开始为期6个月的太空飞行任务。【思考交流】宇航员在太空中执行任务长达6 个月，需携带哪些必备生存物资呢？设计意图：以“神舟十三号发射”时政热点，引出“身边的化学物质”的单元复习，激发学生自主学习的内驱力；载人飞船升空的盛况，正是航天员们以身许国的见证，学生在感悟航天员伟大的同时，增强其爱国精神及社会责任感1.初识太空任务1 分类归纳制取氧气的方法及原理【资料展示】太空中生存物资包括氧气、水、食物等，可以利用宇宙飞船提供，其中，氧气的占用空间过大，运输成本昂贵，且氧气罐在运输途中会发生事故。因此，氧气罐不适合在太空中长时间地执行任务。【驱动性问题1 3 位宇航员每天需要约1 6 5 0 L氧气，长达6 个月时间里，他们呼吸的氧气从何而来？小组讨论有关制取氧气的物理及化学方法，并书写化学方程式。【师生活动】小组分类、归纳，分享成果，交流评价，教师点评。【评价依据】以学生对氧气制取方法的回顾及化学方程式书写，来诊断学生对已学知识的掌握程度；通过学生对氧气制取方法的分类、归纳，诊断学生是否能运用分类、归纳等科学方法解决简单问题任务2 选取太空制取氧气的适宜方法【驱动性问题2】上述氧气制取方法中，哪种适合太空中快速制取氧气呢？【师生活动】学生讨论交流，生生互评，教师点评，再视频展示：宇航员呼吸所需氧气的主要来源是电解水。【评价依据】以是否能全面分析太空制取氧气的适宜方法，来判断学生是否具备多角度分析和解决实际问题的能力。设计意图：利用太空中如何获取氧气的问题，链接到氧气制备方式的复习回顾、分类归纳，进而分析太空制氧的适宜方法，由理论联系实际应用，培养学生分类归纳、多角度分析及解决实际问题的能力，提升化学观念、科学思维核心素养2.探秘太空任务3 依据二氧化碳的性质分析二氧化碳捕捉的高效方式【过渡】密闭空间站中，宇航员呼吸产生的二氧化碳浓度过高会造成室息甚至死亡，那么产生的二氧化碳如何除去？【驱动性问题3】通过二氧化碳性质的回顾，寻找二氧化碳捕捉的高效方式。【学生活动】讨论交流，互相评价，呈现结果如表2所示。表2分析二氧化碳捕捉的高效方式二氧化碳捕捉二氧化碳的捕捉方式化学方程式分析讨论的高效方式二氧化碳与水反应CO2+H,O=H,CO,碳酸易分解氢氧化钠溶液二氧化碳与氢氧化钙溶液反应CO,+Ca(OH),=CaCO,+H,0氢氧化钙在水中溶解度小，只能吸收少量二氧化碳吸收二氧化碳二氧化碳与氢氧化钠溶液反应CO,+2NaOH=Na2CO,+H,0氢氧化钠在水中溶解度大，能吸收较多二氧化碳【评价依据】通过学生是否能回顾二氧化碳性质，得出二氧化碳捕捉的高效方式，来诊断其迁移应用能力。任务4选择制备纯净二氧化碳的实验装置【驱动性问题4 如何利用实验验证氢氧化钠、氢氧化钙溶液吸收二氧化碳的效果，首先必须制备二氧化碳气体。利用如图1 所示的装置制取一瓶纯净、干燥的二氧化碳，选择合适的连接顺序？化学教与学2 0 2 3 年第1 2 期71化学教与学2 0 2 3 年第1 2 期化学教与学复习与考试研究浓硫酸-gh一8碱石灰饱和碳酸多孔隔板氢钠溶液图1化学实验装置图【师生活动】学生选择实验装置并连接，交流成果并相互评价，教师点评，师生总结实验室制取纯净气体的一般思路与方法：药品选择一收集、发生装置的选用一气体检验一除杂、分离纯化。【评价依据】通过学生是否能准确选择实验装置，并确定连接顺序，来判断学生是否形成制取纯净气体的一般思路和方法，以此来诊断学生思维结构化的系统水平。任务5 设计实验方案验证两种碱溶液吸收二氧化碳的效果【设计实验方案】根据氢氧化钠溶液与二氧化碳反应的无明显现象实验验证，小组讨论得出验证氢氧化钠、氢氧化钙溶液吸收二氧化碳效果的实验方案如图2 所示，教师点评。【小组实验探究】利用实验方案进行探究，观察现方案1方案2方案3CO2CO2氢氧化钠氢氧化钙氢氧化钠氢氧化钙饱和溶液饱和溶液饱和溶液饱和溶液振荡振荡氢氧化钠氢氧化钙饱和溶液饱和溶液CO2CO2图a图b图c图图2验证两种碱溶液对二氧化碳吸收效果的三个实验方案象并分析得出结论：吸收CO,效果较好是NaOH溶液。【教师总结】吸收CO,应优先选择NaOH溶液，而Ca(OH)2溶液适用于检验二氧化碳。【教师拓展】视频展示：空间站中二氧化碳通过二氧化碳收集系统去除。此外，空间站中的二氧化碳还原子系统能将电解水产生的氢气和人体产生的二氧化碳反应生成水，有效提升了空间站的物质循环能力。【评价依据】学生实验方案设计是否合理、创新；实验操作是否规范，小组能否分工合理。任务6 回顾水的净化流程，拓展空间站的资源循环【过渡】空间站远离地球，为了降低空间站的运营成本，空间站中的水资源必须循环利用。【驱动性问题5】除了二氧化碳还原子系统生成的水可以循环利用外，宇航员的生活废水：尿液、汗液等如何回收利用呢？利用所学知识简单处理一下空间站的废水并介绍流程。【师生活动】学生回顾水的净化流程，教师介绍空间站中的废水处理流程，并拓展延伸空间站中其他资源的循环利用，如图3 所示。CO202水汽尿等真二氧化碳冷凝水收集尿处理收集系统系统子系统H.0H.0H.0水处理H.0饮水CO2净化器储存箱H.002H.0二氧化碳水电解系统还原子系统H2CH4图3空间站中各资源的循环流程图【评价依据】依据学生是否能准确回顾水净化流程，来诊断学生对已学知识的思路结构化系统水平。设计意图：以空间站中二氧化碳吸收问题为依托，首先设计引导型问题一回顾二氧化碳的性质并分析二氧化碳捕捉的高效方式，增强学生迁移能力；其72化学教与学3年第1 2 期下转第6 8 页化学教与学复习与考试研究次，设计挑战型问题一驱动学生形成实验室制取纯净气体的一般思路，形成科学思维；然后设计开放型问题一学生自主设计实验方案验证两种碱溶液吸收二氧化碳的效果，养成注重实证、合作探究的态度与创新意识；最后，由二氧化碳还原子系统生成水的回收联系至空间站中的水循环，培养节约资源、保护环境的意识，提升学生科学思维、科学探究与实践核心素养。3.感悟太空任务7 感悟航天精神，分享收获【过渡】太空遥不可及，为什么要探索太空，太空探索对于人类生活有何意义呢？【视频展示】介绍太空探索对食品、医疗、新型材料等相关领域的贡献，以及一代代航天英雄的无私奉献精神。【教师提问】请从知识及弘扬航天精神两个层面谈谈你的收获。【师生活动】学生交流并分享，教师升华课堂主题：作为中学生应弘扬航天精神，脚踏实地，仰望星空，实现梦想，为祖国建设贡献力量。【评价依据】根据学生分享收获的全面、系统性来诊断学生根据课堂学习形成思路结构化的系统水平。设计意图：此环节，首先介绍太空探索的意义，再引导学生总结本节课的收获，最后升华航天精神，将科技自立自强信念自觉融入人生追求中，提升学生的社会责任感和爱国情怀，凸显化学学科价值，有利于科学态度与责任核心素养的发展。四、教学反思1.聚焦时政热点，凸显化学价值习近平新时代中国特色社会主义思想强调落实立德树人的根本任务，培养有理想、有本领、有担当的时代新人，这表明化学教学过程不仅仅是智育的培养，更强调展现化学学科价值，实现德育的发展。基于此，精选符合学生认知、激发积极思考、渗透德育发展的时事热点一“神舟十三号发射”来统领“身边的化学物质”复习课的教学,唤醒学生学习的内驱力，促进学生积极主动探索并感悟化学对科技创新、社会生活的推动作用，提升学生的社会责任感与爱国情怀，凸显化学学科的育人价值，落实立德树人的根本任务。2.丰富活动任务，促进深度学习丰富的活动任务应立足于问题情境的驱动性、探究活动的多样性、核心素养的导向性，才能促进深度学习，实现单元复习课教学的优化。本文选取“神舟十三号发射”时政热点为载体，以“引导型”“挑战型”“开放型”问题分析、感悟升华等类型学习任务，驱动多元教学方式包括启发式、探究式、建构式等的运用，促进学生自主合作探究与深度学习，发展学科核心素养。其中，在“探秘太空之旅”环节设计了梯度性小组探究活动，首先从二氧化碳性质回顾到选取吸收二氧化碳高效方式的迁移运用，然后形成实验室制取纯净气体的一般思路的模型建构，实现核心知识建构到科学思维发展的转化；之后引导小组设计实验验证两种碱溶液对二氧化碳的吸收效果,培养对比归纳、推理论证的合作探究能力与创新思维；最后，由二氧化碳还原子系统生成水的回收联系到空间站中的水循环,增强了节约资源、保护环境意识，环环相扣，层层推进，在教学过程中实现掌握核心知识到发展核心素养的转变。3.“教、学、评”一体化，培育核心素养课堂教学中应加强过程性评价，关注学生在活动探究中的表现并及时诊断，实现“教、学、评”一体化。4 本文以教学目标为依据，借助主题情境开展丰富多样化、素养化学习任务，来驱动学生在解决问题的同时促成自主探究，合作交流，模型建构，实验验证等层次性学习活动的高效实施。此外，在丰富活动任务中通过生生互评、教师点评方式呈现多元分析评价，并以此诊断学生学习水平与核心素养发展水平，进而改进教学过程，实现以评促学，以评促教，促成学生学科核心素养的发展1,5参考文献1中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2 0 2 2 年版）S.北京：北京师范大学出版社，2 0 2 2.68上接第7 7 页）+.+.上接第7 2 页）+化学教与学复习与考试研究问题发现：茶垢清洁剂内多添加活性发泡剂等物质，在加热的过程中常产生大量泡沫，对利用带火星小木条检验是否含有氧气时存在较大干扰，且泡沫完全溢出后，由于试管内此时水蒸气含量较大，带火星木条也无法复燃，实验多以失败告终改进措施：受高锰酸钾制氧气时在管口塞棉花的启发，该实验也在管口塞一团棉花，目的在于避免泡沫外溢，同时吸收一定量的水蒸气。鉴于棉花是一种易燃物质，为防止学生实验时引燃棉花，所以在试管上画上一条黑线，明确告知棉花务必塞到黑线以下。具体如图3 所示。参考文献1郑长龙.大概念的内涵解析及大概念教学设计与实施策略J.化学教育（中英文）,2 0 2 2,43（1 3）：6-1 2.2徐婉.基于时事热点的主题式复习教学设计一一以初中化学“碳和碳的化合物”复习为例J.化学教与学，2 0 2 2(4):59-63.3姜建文，王丽珊“教、学、评”一体化的化学课堂教学评价目标设计J.化学教育（中英文），2 0 2 0，41（2 1)：1-6.氧气（1 分）；96.7(2分)。(2)考试结果分析与实验题一样，选取我区某校高三同一批学生（5 0 0 人)进行测试，在同一次考试中呈现2 个主题式命题，测试完毕后，对学生进行访问，学生对这样的试题呈现形式非常感兴趣，很有新鲜感。从测试结果和答题情况分析，基本符合我们出题的预期结果。四、命题反思围绕同一主题进行多角度命题，已经成为命题的主流。格兰特威金斯和杰伊麦克泰格在所著的追求理解的教学设计一书中提出了“逆向设计”的概念和方法，论述了最好的教学设计应该是“以终为始”。试题命制是学习的逆过程，通过试题的诊断功图3实验仪器改进图2刘徽“大概念 视角下的单元整体教学构型：兼论素养导向的课堂变革J.教育研究,2 0 2 0（6)：6 4-7 7.3王红，黎燕，张倩发展高阶思维要培养学生输出转化能力J.人民教育,2 0 2 2(Z3)：9 5-9 7.4陈龙兵.新课程背景下初中物理情境教学的思考J.中学课程辅导（教师通讯）,2 0 2 0(2 0）：3 2-3 3.5杜秀锦.地域文化融入生物学教学的实践探索J.现代教学,2 0 2 2(1 9):6 1-6 2.4洪清娟，张贤金.指向“教、学、评”一体化的逆向教学设计以“化学反应与能量变化”为例J.化学教学，2 0 2 2(6):34-39.5张翔.重塑化学教学的设计思路落实素养为本的课堂教学评核心素养导向的化学教学设计.化学教育（中英文）,2 0 2 2,43（1 5）：1 2 9.能，解决了“为什么考、考什么、怎么考”的问题，引导教学从“学科教学”走向“学科育人”。3 做好主题式命题的研究，围绕同一主题进行多角度命题，既能很好地提升一线教师的命题水平，又能更好地诊断学生素养达成的情况，是落实新课标、新教材、新高考教研的有效途径。参考文献1王怀文，张春艳，雷范军，潘红.主题式命题及其教学意义-区域高中化学教学质量检测命题的实践与反思J.化学教学,2 0 1 9(1 1)：8 7-9 2.2中华人民共和国教育部.中国高考评价体系M.北京：人民教育出版社，2 0 1 9.3刘锦圳，张贤金，基于核心素养发展的主题式命题及“教、学、评”启示一一以初中化学工艺流程原创题为例J.中学化学教学参考，2 0 2 2(3）：7 1-7 3.化学教与学2 0 2 3 年第1 2 期