高中化学大单元教学实践

高中化学大单元教学实践一、基于深度学习的高中化学大单元教学模型建构1．深度学习路线(DELC路线)埃里克·詹森等认为深度学习应该建立在深度理解之上，与既有认知相融合，主动构建新的知识体系，从而发展高阶思维并迁移到真实情景中解决复杂问题，并提出了“深度学习路线(DeepingLearningCycle，DELC)”，如图所示。DELC路线中的“设计标准与课程”指教师根据学习对象特征，设计合乎对象特征的、有意义的教学课程。“预评估”指教师在开展教学课程前对学生进行全面评估，根据评估结果设计课程预期达到的目标。“营造积极的学习文化”指要建立积极的、有益的、舒适的学习环境以及良好的师生关系，为学生接受课程内容做好心理建设和条件准备。“预备和激活先前知识”指教师要通过各种手段，如预习、提问、讨论等，充分激活学生已有认知基础，形成知识联结。“获取新知识”指教师提供脚手架，学生通过适宜的学习任务或活动，自主探究并建构新的知识体系并分享。“深度加工知识”指学生通过综合分析、实践应用、类比迁移等思维方式对新知识进行精细加工，并解决真实情景中的复杂问题。“评价学习”指教学完成后对学生学习成果的评价，如纸笔测验、教师评价、同伴互评及自我评价等。评价的结果指导改进下一轮深度学习的发生，使得深度学习成为一个因果循环的、可持续发展的闭环。2．大单元教学设计阶段结合教学设计相关理论，将大单元教学设计分为4个阶段，分别为准备阶段、预期阶段、加工阶段及评价阶段。（1）准备阶段准备阶段是大单元教学的预热阶段，具体包括：①明确主题选择的主题既可以是来源于教材的知识，也可以是来源于学习者身边的真实问题，使学习者对将要学习的知识产生“真实感”和“临场感”。②解构知识将主题拆解为具有逻辑层次感的子主题，再将子主题内容转化为可实践的学习活动，向学习者呈现将要学习的基础知识与原理。③创设情境。为学习者创设真实有效的情境、轻松积极的学习氛围，是促进学习者有效学习、迁移应用的重要途径。（2）预期阶段学习目标是大单元教学的核心要素，是创建有效课堂的先决条件。具体包括：把握课标、分析学情、设计学习目标和评价目标。通过预期学习目标，指引设计相应的促进学习者建构知识的学习活动与任务。预期学习目标要根据课程标准和学情进行综合考量，紧扣化学学科核心素养的5个维度，利用大数据等现代化信息技术精准分析学情，将抽象的课程标准目标具体化为有层次的、可操作的、符合学习者身心特点的学习目标，并根据评价目标进行监控与反馈。（3）加工阶段加工阶段是大单元教学的核心阶段。具体包括：学生本体，加强交互行为。加工阶段的行为主体是学生，教师不能代替学生思考或建构。教学活动实施过程中要依据学生的即时反馈及时调整，加强生生交互、师生交互。精设活动，发展高阶思维。联系生活实际、提出相关联问题、利用信息技术等方式创设合适的学习情境，降低学生的认知难度。学生要形成“在这种情形下，运用这方面知识完成这项任务，解决这个难题”的问题解决能力，促进知识的加工与迁移。（4）评价阶段评价阶段是大单元教学的终点也是下一个大单元教学的起点，主要任务以多元评价促进反思迁移。多元评价要保证评价形式的多样化和评价主体的多元化。形式多样化包括过程性评价、持续性评价、批判性评价等。主体多元化包括师生评价、生生互评和自我评价。教师通过评价优化教学、了解学情。学生通过评价总结提升、反思过程、内化迁移。以“评价——反思——迁移”为一轮评价阶段的完成，评价的结果为下一个大单元教学提供证据。二、基于深度学习的高中化学大单元教学模型的构建及内容以深度学习发生路线为第一维基础，以大单元教学设计阶段为第二维基础，“准备阶段”对应“设计课程”，“预期阶段”对应“预评估”，“加工阶段”对应“营造氛围、激活先知、获取新知、深度加工”，“评价阶段”对应“评价反思”。运用格式塔心理学理论、化学学科核心素养、分布式认知理论和元认知理论，将大单元教学设计分为4个流程：确定大概念、外显大目标、设计大任务、评价大发展1．确定大概念确定大概念需要教师整合化学学科内容，基于教材又超越教材，从知识视角、认知视角和系统视角对学科内容进行理性分析。划分出完整独立的、体现化学学科大概念或大观念的教材大单元或经验大单元，从而确定大单元主题。首先，大概念的确定可以借助课程标准中的高频词句。课标是对学科内容本质和学生发展要求的高度凝炼，其中的高频语句更是重中之重。例如化学实验与研究方法、无机物与有机物性质及其应用、化学反应基本原理、物质结构及其性质等主题都体现了化学学科的大概念。紧紧把握这些高频语句就可以捕捉凝炼出化学学科大概念。其次还要对化学知识进行深度理解，厘清其来龙去脉、本质规律、方法思想、作用价值等。例如元素化合物及其转化、粒子得失电子能力的强弱决定了氧化还原反应的顺序、化学实验基本方法和步骤、有机化合物的生成路线等都是可以作为大概念的主题。通过理解化学知识的定量关系、因果关系、分类关系、同源关系等提炼学科的大概念。最后还可以从事实经验、伦理哲学中进行抽象概括，通过化学知识对其进行丰富、论证或反驳。例如我们可以从哲学领域抽象出事物发展具有两面性、量变的积累会达到质变、从现象可以窥探到本质等，再将这些原理与化学知识相结合，即化学反应速率过快和过慢的优劣势、新物质生成的本质是旧键的断裂与新键的生成等。认识这些普遍事实和普适原理，既可以激发学生的学习兴趣，又可以进行跨学科的学习，促进学生的综合能力提升。2．外显大目标主要从课标、教材及学情入手，以学情为依据，以素养为导向将大目标外显。外显的目的是将学科核心素养细化为具体的学习目标。根据课程标准来确定学生经过课程学习后所要达到的水平，将核心素养拆解细化为大单元教学的层次及目标。根据教材呈现的内容锁定学生的已有认知。教材的系统化有利于教师从整体把握学生的知识基础。通过大数据等手段收集学情信息，根据前期学情分析结果了解学生的最近发展区，找到学生迷思点进行针对性教学。另外，外显后的大目标要明确且完整、具体可操作、表征可评价。大单元教学依托课时单元实现，所以还应深入挖掘大单元内容中的内隐性知识、能力、方法等，将单元目标细化为课时目标，每个课时目标的实现都是大单元目标实现的基础。3．设计大任务为了达成深度学习的迁移应用目标，大任务的设计要从真实情境出发。创设真实情境、解决现实问题既是大单元教学的设计方法，也是大单元教学的目的所在。设计关键问题以及子问题可以推动真实情境问题化，通过一连串递进的设问与反问，促进知识的深度加工，实现学生思维的进阶，达到深度学习。通过任务驱动可以促进真实情境具体化，使宏观的真实情境与微观的化学知识相联系，建立化学、生活、社会的价值取向。学生在任务完成的过程中必须依靠团队协作等多种合作方式，在合作的过程中既可以取长补短，不断优化任务成果，又可以提升信息加工能力和合作学习能力。4．评价大发展评价大发展是检验教师教的效果、诊断学生学的成效的重要反馈手段。通过收集学生作品、展示学生成果、评定学生认知结构化水平、概念论证和理解的程度来评价学生的大发展。通过教师点评、小组互评、学生自评的方式对学生的作品和成果进行评价交流，通过表征工具(如思维导图、知识结构图、手账等)对学生认知的结构化水平进行评估。通过观察、测验、访谈等方式评价学生对概念的论证和理解程度，以反馈其是否达到了深度学习。三、基于深度学习的高中化学大单元教学实践例一

“铁及其化合物”1．确定“铁及其化合物”大概念元素化合物内容属于物质概念范畴，是高中化学的重点内容。元素化合物是沟通物质与真实情境问题的纽带，也是培养化学观念的重要一环。但常规教学中常常存在以下问题：(1)重方程式书写轻真实问题解决；(2)重实验技能操作轻思维方法培养；(3)重零碎知识点记忆轻知识系统整合[66]。以大单元教学形式促进学生元素化合物的深度学习，可以在渗透学科知识的同时，加强知识间的联系，培养学生的核心素养。因此确定大单元教学的大概念为“铁元素的千变万化——元素化合物的认知模型”。2．外显“铁及其化合物”大目标（1）课标分析《普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)》对铁及其化合物的要求如下：结合真实情境问题或实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质及应用。结合实例认识铁及其化合物的多样性，能通过化学反应探索物质性质、实现物质转化，认识物质及其转化在促进社会进步、资源利用和环境保护中的重要价值。能从价类二维的角度，依据化学反应原理预测物质的化学性质和变化，说明物质的转化途径和方法，并进行初步验证、分析、解释有关实验现象。可见铁及其化合物部分知识是化学联系社会的重要载体，也是建立化学方法与体系的重要一环。该部分的教学应着眼于学生生活经验和已有认知体系，将铁及其化合物的性质应用于复杂真实情境，掌握并利用认识元素化合物的一般方法，促进核心素养落地。（2）教材分析本课例教学主题选自人教版化学第一册第三章“铁金属材料”第一节“铁及其化合物”。主要知识结构如图所示。本单元的知识点多而复杂，不易区分。核心知识线以铁的3种价态展开对铁及其化合物的性质、制备和用途的学习。本单元是学生第一次系统应用化学理论认识元素化合物，解决实际问题，因此本节课既要构建新的知识体系也要巩固提升原有认知。（3）学情分析学生经过第一章“物质及其变化”的学习后，具备了一定的化学实验基本方法和能力，掌握了复分解反应、离子反应和氧化还原反应理论。经过第二章“海水中的重要元素——钠和氯”的学习后，掌握了金属和非金属的通性，了解了认识元素化合物的一般步骤。但认知体系并不清晰完整，有待进一步完善。（4）大单元教学目标通过对铁及其化合物的分类，初步构建价-类二维图模型。通过小组合作学习、汇报评价提升合作能力和语言能力。通过价-类二维图预测铁及其化合物的化学性质及转化方法，提升证据推理与模型认知素养，并迁移应用到其他元素化合物的学习中。通过探究真实情境中的问题了解铁及其化合物的应用，体会科学探究的基本方法和思维，发展创新意识和社会责任素养。（4）大单元教学目标通过对铁及其化合物的分类，初步构建价-类二维图模型。通过小组合作学习、汇报评价提升合作能力和语言能力。通过价-类二维图预测铁及其化合物的化学性质及转化方法，提升证据推理与模型认知素养，并迁移应用到其他元素化合物的学习中。通过探究真实情境中的问题了解铁及其化合物的应用，体会科学探究的基本方法和思维，发展创新意识和社会责任素养。3．设计“铁及其化合物”大任务根据大单元教学目标将本大单元教学划分为2个课时，4个环节。各个环节的情景素材和素养发展意图如表所示。4．评价“铁及其化合物”大发展

根据大任务中的学习活动，确定本大单元教学的评价体