核心素养下高中化学单元整体教学路径

单元教学是克服传统课堂教学弊端的一个重要方式，同样有助于学生系统知识体系的建立。为了解决学生化学知识散乱、对化学概念理解不深的问题，文章在深入分析新课标的基础上，提出了单元整体教学的观点，以苏教版“海洋化学资源的综合应用”这一单元为例，从以下几方面展开了分析，期望给有关工作者提供参考。一、基于新版化学教材，构建单元教学体系全新的苏教版化学教材特别重视知识的系统设计，这一点在内容选择和编排上有所体现。如苏教版“海洋化学资源的综合应用”这一单元编排了有助于学生终身发展的内容，如人类生活与生产用到的基础化学，人类可持续发展的绿色化学。除了主干内容外，苏教版教材还增设了很多特色栏目，如“拓展视野”“实验探究”“调查研究”等，大大提升了教学的实用性。为了激发学生学习化学的热情，教材内的栏目采取图文结合的方式进行展现，有利于学生从中获取知识。在本单元的教学中，教师让学生经历从工业到自然资源再到产品生产的学习过程，帮助学生树立了“绿色化学”的思想。这有助于提升学生利用理论知识解决现实问题的能力，更为学生化学核心素养的提升夯实了基础。二、整合化学素材，创设单元教学情境在明确好单元内容、知识体系后，如何将知识传授给学生是教师需要认真思考的问题。教师是平铺直叙地开展，还是创设探究情境，引领学生一步步地探索？关于这一点，《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（下文简称“新课标”）早已明确了要求：化学教学要加强与学生生活的联系，从学生熟悉的生活现象入手，然后巧设问题，以此推动学生的主动探索与研究，从而让学生汲取知识、掌握规律。所以，对于“海洋中化学资源的综合应用”这一单元的教学，教师要把握新课标的要求，并积极整合与之相关的生活元素，具体的流程如下。（一）教师组织课堂教学首先，教师用语言引出本课探究的重点。海洋是一个巨大的资源库，我们人体所需的碘、国防科技发展用到的镁、药物制备和医疗感光剂制作用到的溴大多来自海洋。其中关于碘盐的提取，我国古代便有，教师利用多媒体为学生展示我国古代提取碘盐的资料。随后，教师布置以下问题：“我国古代制盐采取了什么方法，其中的煎、晒与分离提纯中的什么方法相似？”“粗盐中的不溶性杂质如何去除，请同学们用自己的语言对实验操作进行描述？”“粗盐中还存在哪些可溶性的杂质离子，如何检验和去除？”（二）开展小组合作学习基于上述问题，教师将班内学生划分为若干学习小组，鼓励学生以小组的方式讨论本次的实验方案，然后自主开展实验操作。下面是班内一个小组的探究成果：小组1：古代采用的煎炼制盐法的本质是蒸发结晶，后来晒盐用太阳热量蒸发海水，也是蒸发结晶。小组2：关于粗盐中的不溶性杂质，可以先将粗盐放置在一个装有水的烧杯中，一边加一边搅拌直到粗盐不再溶解；然后将烧杯内的食盐水倒到滤纸上，我们可以得到一个澄清的滤液；随后将澄清液倒到蒸发皿上，并用酒精灯对蒸发皿进行加热，同时还要用玻璃棒不停搅拌，直到蒸发皿中出现固体方可停止，这样我们便可以得到精细的盐。上面的问题，学生可以通过对资料的分析、结合自己的以往经验给出相应的答案。对于如何检验和去除粗盐中的可溶性杂质，学生犯了难。于是，教师便可以提醒学生：“大家想一想粗盐中含有哪些元素？要想检验这些元素是否存在，我们一般会用到的化学反应有哪些？”由此，学生的思维被激活，大家开始在小组内尽情讨论。三、开展合作学习，帮助学生突破学习难点在“海洋化学资源的综合应用”一课的教学中，镁、溴、碘的反应原理和生产流程是本课的重难点。学生之所以感到难学，是因为他们对这些元素的性质不了解，同时他们的学习停留在课堂上，很少有接触社会生产的机会。为了降低学生的学习难度，使其更好地掌握这部分知识，教师可以开展合作学习。具体的教学流程如下。（一）认识镁教师首先借助多媒体为学生展示绚烂的烟花、汽车、导弹的点火棒，自此将学生带入“镁”的世界。而后教师继续进行引导，镁单质和合金在我们的生活、社会生产和国家发展中发挥着重要作用，那么自然界中的镁以怎样的形式存在呢？人类是如何一步步探索到镁单质的呢？随后，教师引导学生自主阅读书本内容或利用网络查找资料，学生通过分析和整合认识到“镁存在于地壳之中，以白云石、光卤石等矿石的方式存在，海洋中也含有大量的镁”。（二）探究镁的提取方式“人类对于镁的提取，一般采用海水提取和矿石提取这两种方式，那么哪一种更合适呢？请说明理由。”对于这个问题，教师可以鼓励学生以小组的方式进行分析。小组1：从矿石提取镁更合适，因为人类有着丰富的经验，而且技术先进。这种方式还可以降低二氧化碳的排放量，减少能耗。小组2：海水提取镁更好，因为海洋有着丰富的镁资源，和传统的工艺相比，海水提取镁的成本更低，而且海水提取镁不需要大规模的开发和破坏环境。对于各小组的回答，教师用表格的方式呈现并进一步完善学生的答案。（三）引导学生自制海水提取镁本课的重点是让学生了解海洋提取镁的流程和反应的原理，为此教师给出了25℃下镁的化合物的溶解度表、镁离子在不同原料中浓度对比表、常见的镁的化合物的熔点、常见的碱的市场价格表，要求学生根据以上资料和以往所学的知识，设计一份从海水中提取镁的方案。如下是班内一个小组设计的海水提取镁的详细的思路流程：对贝壳进行煅烧，然后将其制作成石灰乳，再通过高温加热会产生CaO+CO2↑，CaO+H2O==＝Ca（OH）2，然后向准备好的海水中加入石灰乳，通过沉降、过滤和洗涤的方式得到Mg（OH）2：MgCl2+Ca（OH）2==＝Mg（OH）2↓+CaCl2，并通过沉淀物和盐酸的反应得到融合结晶，再通过过滤、干燥法得到MgCl2·6H2O，随后对MgCl2·6H2O进行加热，使其脱水，可以得到Mg（OH）2+2HCl==＝MgCl2+2H2O。最后熔融MgCl2，再通过电解便可以得到Mg+Cl2↑。小组合作不仅降低了学生的学习难度，还在大家的集思广益下突破了学习难点，为他们后续探究溴的提取方案打下了坚实的基础。四、采用类比法指导学生利用模型解决新的问题经过对海水中提取镁的探究，学生掌握了从海水中提取元素的初步方法。为此，在从海水中提取溴的教学中，教师可以采用类比法指导学生运用模型来解决新的问题，以此提升学生的模型认知素养。（一）教师做好引导首先，教师为学生出示资料：“99%的溴隐藏在海洋中，海水中的溴的总量高达“1×1014t，海水中的Br-的浓度约为67mg.L-1。”然后教师设置问题：“我们可以从身边的物质来了解溴在化合物生产中发挥着怎样的作用，我们提取溴有什么目的呢？”学生通过对相关资料的分析明确“溴是重要的化工原料，在医药、农药、油田等行业有着很大的用途，提取溴元素有助于我国的科学研究，可以提升我国的综合国力”。（二）为学生提供探究的材料在学生了解到溴元素重要性的基础上，教师为学生提供氯水、溴化钠溶液、碘化钾溶液、CCl4和淀粉KI等原料，并出示相应的资料“晒盐后的母液中，溴离子中Br-的浓度约为2500～3000mg·L-1，I-的浓度约为1.23mg·L-1”。然后布置本次的探究问题：“请同学们类比从海水中提取镁的流程，设计从海水中提取溴的流程。”“你自己设计的提取溴的流程，与教材内给出的流程有哪些不同，你有哪些体会？”下面是班上一名学生制作的关于提取溴的流程图（见图1）。通过上述的对比分析，学生建立了从自然界获取物质的一般模型：“整合原料—精心制备—产品分离”，为日后利用模型解决问题奠定了坚实的基础。五、开展微项目学习，提升学生学以致用的能力项目学习是新课标下发展起来的一种新型教学模式，它以“做中学”为理念，要求学生综合所学的知识解决现实生活中的问题，以此提升学生学以致用的能力。本单元的微项目是“海水的淡化”，本次微项目的教学目标为：了解我们的淡水资源现状，帮助学生树立能源危机的意识；针对从海水中获取淡水，要求学生制订一份详细的实验方案，以此培养学生的科学态度与社会责任感。在微项目的探究中，学生要在综合自身所学知识的基础上利用网络或文献查找有关资料，再通过整合信息形成探究的方法。下面是班内一个小组制订的详细的微项目方案：（一）本次探究的总思路我们查找和分析了相关资料，了解到海水淡化的方法有蒸馏法、离子交换法、海水冷冻法等。通过对比，我们采用了蒸馏法来淡化海水。（二）实验方案设计我们利用实验室制取蒸馏水的方法开展了本次的操作，首先将海水烧到沸腾，淡水会随温度的升高蒸发为蒸汽，盐会留在锅底。然后采用收集器将蒸发的蒸汽汇集到一起，通过冷却成为蒸馏水，即淡水。（三）实验反思对于本小组的实验方案，教师鼓励其他学生分析并提出相应的问题，有的学生指出：“你如何检验得到的水是淡水呢？”“你们上述实验中水蒸气的冷凝效果并不好，需要对整个实验做出改进。”对于其他学生提出的问题，教师鼓励全班学生共同分析，然后在下节课提出一个完整的方案。六、绘制思维导图，帮助学生建立系统的知识体系思维导图是一种可视化的教学工具，将其应用于化学单元教学中，不仅可以帮助学生明晰本单元的学习要点、知识点间的关系，还能帮助学生建起整体的认知结构。因此在学完本单元后，教师引导学生利用思维导图绘制本单元的重要知识。在学生绘制完成后，教师要求大家分享自己的思维导图，在这一过程中学生可以学习他人的长处，弥补自己的不足，最终提升自身的学习能力，为自身化学核心素养的发展夯实基础。下面是班上一名学生绘制的思维导图详细过程：首先确立核心关键词“海洋中的化学资源”，然后下设第二级关键词溴、碘、镁，再分别在第二级关键词的下面，详细写出溴、碘、镁的用途和制备