核心素养导向下的初中化学单元整体设计-以“自然界的水”为例

绪论1.1研究背景在传统的教学观念当中，学校教育通常以一种较为刻板的印象存在于人们的脑海当中，人们通常把学校单纯定义为教师教授教材内容的地方，由此教师需要做的也就仅仅是教好教材，学生也只需把老师教授的知识记住、完成测试即可。在这种传统理念的影响下，老师通常将自己看作教学的核心，自认为是教学的主导者，常常会忽视学生真实的成长需求，只是单纯地依赖教材灌输相关的知识内容，期望学生掌握基础的理论知识，并能更好地运用所学知识回答平时测试和考试中的问题。[2]而考虑到教师使用填鸭式、灌输式的教学方式，依托孤立、点状、碎片化的基础知识开展教学活动，导致学生很难独立建立和完善知识结构体系，无法参照和结合具体的学习过程来迁移、内化和运用学科知识，从而导致个性化教学效果不尽如人意。[3]但是，随着社会经济的不断发展、科学技术的日新月异，人们对于教育教学也有了更为深刻的认识，传统的教学观念和方法已经无法满足当今社会的实际需要，而学生个体的知识水平和能力也已经远远超出了传统知识传授方式所满足的需求。面对这一新时代教育难题，“核心素养”观念的提出为新时代如何更好培养学生提供了方法论，为新型教学模式提供了新的研究方向。1.2研究现状20世纪90年代，随着社会的发展与教育需求的变化，传统的教育模式无法满足当代社会的需求，学生需要具备更为全面的素养。于是，“核心素养”应运而生，并成为了全球教育改革的重要目标。然而，由于各国文化底蕴和社会制度等因素的差异，它们对核心素养的理解也存在差别，导致各国采取了不同的教育政策。而对核心素养的理解反映了各国对社会所需人才的需求，也反映了各国未来教育发展的方向。[4]1.2.1国外研究现状20世纪末至21世纪初，多个发达国家和组织如日本、美国、欧洲联盟等，开启了研究和探讨有关学生基本核心素养问题的新进程。1997年，经济合作与发展组织（OECD）首次提出了“成功生活、健全社会”的核心素养基本框架，并使其首次得到全球广泛关注。此后，联合国教科文组织（UNESCO）、欧盟（EU）等国际组织也相继推出了“全球学习领域框架”和“终身学习核心素养:欧洲参考框架”两个指标框架，以期构建出相对更加完善的核心素养评估体系。[5]进入21世纪后，其他国家和地区也开始借鉴这一概念，深入研究和发展核心素养相关理论，并逐渐形成了多样且独特的内容体系。表1.2.1不同国家、地区和国际组织有关核心素养的相关内容论述[6]1.2.2国内研究现状对于我国而言，自新中国成立后，特别是改革开放以来，经济与社会都经历了快速增长。仅用几十年时间，我们就完成了西方国家百年才能完成的发展道路。邓小平同志曾指出：“我们国家劳动者的素养决定着我们国家的经济发展水平。”而全面提升劳动者的素养需要从教育方面着手，因此我国将培养全面发展的人作为主要目标，并致力于提升学生的综合素养。从2014年开始，国家启动了基于学生基本素养的综合评价体系。[3]目前，核心素养课程的教学研究有望成为未来教育改革的重要方向，受到了国家的高度重视和支持，具体体现在各级教育课程标准的多次制定与修订当中。在实际教学中，我国的教师和教育工作者也在不断探索和创新。他们通过设计各种各样的单元和课程，使学生在不同的领域和不同的层面得到全面发展。根据文献分析，自2014年教育部的文件提及与倡导以来，国内核心素养导向的研究成果增长迅速，但大多数是关于理论层面上的相关研究成果，少有研究致力于将核心素养与实际教学相结合。此外，目前的教学研究主要集中于某一课时或某一课题，以核心素养导向下的初中化学单元整体设计两个教育热点相结合方面的综合教学研究数量相对就更少了。但是，对于本科生的知识水平与经验深度，分析、处理一个系统的创新教学策略还较为困难，故在此选择以“自然界的水”这一单元教学加以创新，使其更加符合新课标当中的要求，以及学生的学习实际需要。1.3研究意义1.3.1理论意义《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称新课标）将“育人”作为课程重要理念，以培养和发展学生核心素养为主要宗旨，提倡注重核心素养导向下的课程教学，并以此发挥义务教育课程的育人功能，贯彻落实立德树人的根本任务，努力培养一批有理想、有本领、有担当的时代新人。[12]新课标发布后，怎样才能将核心素养融入课程教学，并使之与教学实践紧密结合，成为亟待解决的重大理论与实践问题。[13]核心素养导向作为与传统知识导向截然不同的另一种新型教学取向，有着其独特的生机与活力，能够更好地应对新时代的教育需要；所谓核心素养是指学生在学习过程中必须具备的核心技能和素质，比如批判思维、沟通技巧、团队合作、创新能力等，是学生终身学习和成长的基础。而单元整体设计作为核心素养教育的重要组成部分，不仅展现了核心素养的重要内涵，也是实现核心素养培养目标的重要措施之一。将以前分散的、零碎的教学方式整合为统一的单元整体教学策略，旨在帮助学生探索知识点之间千丝万缕的关联，从而将碎片化的知识统整为系统性的知识框架和知识结构体系。以核心素养为导向的初中化学单元整体设计从某种角度上看来弥补了传统教学模式的缺陷，使教师和学生更高效地梳理和整合学科核心知识体系，有利于学生自主构建学科知识框架，培养和落实学科核心素养。单元整体设计中，教师基于“学生本位”这一重要教育原则，能够更好地在明确单元主题和单元性质的基础上，优化教学思路、重整教学内容、创新教学形式，使之更加符合学生的发展规律；同时，推动课堂由“知识本位”向“素养本位”转变，有利于学生全方位、全面综合发展，进一步促进教育事业的快速稳定发展。[3]1.3.2实践意义本研究将以九年级化学“自然界的水”这一单元为例开展教学案例设计，本研究共有以下三点重要实践意义：首先，借助一系列的问题引导和情景创设开展教学活动，能够更大程度地激发学生学习化学的兴趣和动力；其次，通过融入海南地区特色元素、并适当联系生活实际，有助于激活课堂氛围，促进深度学习；最后，以核心素养为导向，倡导“素养本位”的教学理念，培养学生的化学学科核心素养，即能够运用所学知识创新解决陌生问题的能力，促进学生全面发展。1.4研究思路与方法1.4.1研究思路首先，根据文献记载，针对初中化学教学实践中的“核心素养导向”和“单元整体设计”，梳理研究背景和现状，总结前人研究成果和存在的问题，并在此基础上，阐明本研究的意义、思路和方法；[14]其次，在相关概念界定的基础之上，对“核心素养导向”和“单元整体设计”的本质、实践以及基础框架展开深入研究。从学科、学段、主题以及关键词（核心素养、单元整体设计）等方面逐步探讨相关教学案例，确保研究涵盖广度和深度，在逐渐缩小文献范围的同时，实现精准研究及创新设计；最后，要遵循研究课题，秉持“核心素养导向”和“单元整体设计”的主旨，将其贯穿于论文撰写的全过程。尤其注重设计“情景与问题”，并加强反思与评价体系的建设；同时，继续深入阅读相关文献，进行综合分析和经验总结，确保研究方向不偏离。此外，在写作和修改论文过程中，及时征求导师和一线资深名师的意见和建议，积极改善和完善论文框架结构与内容设计。1.4.2研究方法（1）文献研究法：借助“中国知网（CNKI）学术文献数据总库”“万方数据库”和其他能够查阅学术文章的各种途径、方法，收集相关研究文献，并对文献资料进行妥善的整理与细致的分析。[15]了解“核心素养导向”及“单元整体设计”在初中化学范围领域的应用现状，分析与评估其已经取得的理论成果，为课题项目研究打下坚实有力的理论基础。此外，探索“核心素养导向下的初中化学单元整体教学设计”的基本框架，并深入开展多角度、宽领域、深层次地梳理、分析与创新实践，以求更好地完成本次教学研究。（2）案例分析法：收集涉及“核心素养导向”、“单元整体设计”等相关教学设计策略与案例，深入分析相关研究要素，验证教学方案的可行性和创新性。同时，对可能存在的问题进行反思、评估和总结，并在过往教学案例的基础之上，以九年级化学“自然界的水”为例，进行单元整体教学的设计与研究。2核心概念界定2.1素养导向素养导向的课程教学方案设计，就是指课程应以培养学生的核心素养为导向。素养与知识不同，包括知识、技能、态度的综合，即学生在实际情境中展现出特定“行为”的潜能或素质。[16]确切地说，素养导向的本质是“核心素养导向”。然而，核心素养导向的化学教学注重教本事，并不意味着以忽视学习化学知识的重要性为代价。教师应当在教学中妥善处理知识教学和培养素养之间的辩证关系，[12]将两者有机统一起来，使学知识、长本事相得益彰，促进学生全面发展。2.2核心素养“核心素养”是指学生逐步适应终身发展和社会发展需要所应具备的必备素质和关键能力，特别强调了个人修养、社会关爱和家国情怀，更加注重自主发展，以及如何合作参与、创新实践。[17]学科核心素养是基础课程育人价值的综合体现，是学生借助学科课程学习而构建的适应个体终身发展和当今社会发展所必需的世界观与价值观、关键能力和必备品行。[18]2.3化学学科核心素养新课标中指出的化学课程要培养的核心素养主要包括：化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任，是中国学生发展核心素养在化学课程中的具体化，反映了义务教育化学课程的教育价值与育人功能，体现了化学学科育人的基本要求，全面展现了化学课程学习对学生发展的重要价值。[19]2.4单元整体教学单元整体设计是指教师深入解读和剖析课程标准、教材等教学指导资源后，结合个人对教学主要内容的理解，以及学生的情况和特点，对教学内容进行分析、整合和重组操作，以求构建出完整的教学主题，并以该主题作为单元教学的基础。[20]这里的单元指的是一个内部联系紧密的教学整体，由若干个内容相关的课时组成。[21]单元设计需要根据目标、内容、学生发展需要多方面综合考量、共同确定。3单元整体教学设计3.1教学要素分析教学目标的设置是单元整体教学的重中之重。制定教学目标之前，需要对一系列教学要素逐一进行分析与研究，以求教学设计更加科学、合理。首先，对课程标准中有关该单元的课标要求进行深入解读，从而明确学生学科核心素养在该单元的发展要求；其次，分析该单元内容在整本教材、甚至于整个学科教学中的地位与作用，同时建立起教学内容与核心素养之间的联系；之后，分析教学对象的已有经验，明晰学生在该单元的学习中可能出现的困惑，以求提前寻找出恰当的解决方法；最后，根据教学要素的分析结果，对教学目标、评价目标以及教学过程实施科学设计。3.1.1课程标准分析当我们深入解读新课标时，不难发现本单元在整个初中化学教学中所占据的重要地位。在新课标设置的五个学习主题中，均能发现到《自然界的水》的内容。其中，水作为常见的物质出现在了第二个学习主题“物质的性质与应用”中——认识水的组成，了解吸附、沉降、过滤和蒸馏是净化水的常用方法[19]；同时，在物质性质的广泛应用中出现了“爱护水资源”的相关表述——认识水是宝贵的自然资源，形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任[22]。而本单元中有关“物质组成的表示”位于第三个学习主题“物质的组成与结构”中，具体表述为——知道可以用符号表示物质的组成，知道常见元素的化合价，学习用化学式表示常见物质组成的方法，认识相对原子质量、相对分子质量的含义与应用[20]。新课标将“水的组成及变化的探究”放在了学生必做实验及实践活动中，充分体现了第一个学习主题“科学探究与化学实验”对于化学学科教学的重要性。此外，对于水的组成中应用到的“水电解为氢气和氧气”的化学反应在一定程度上也包含了第四个学习主题“物质的化学变化”的相关理论与知识。除此之外，《2022年版课程标准》相比于《2011年版课程标准》专门增加了跨学科实践活动，具体体现在第五个学习主题“化学与社会·跨学科实践”，[23]而对应本单元的跨学科实践活动是“水质检测及自制净水器、制作模型并展示物质组成与结构的历程”，以培养学生的跨学科思维能力，促进学生核心素养发展。图3.1.1“自然界的水”单元概念结构图3.1.2教科书分析《自然界的水》位于人教版九年级化学上册第四单元。本单元从学生生活实际中随处可见的重要资源——“水”出发，以“水”为主题，既展现了全球和国内的水资源现状，又探讨了水资源的污染与保护等问题，充分利用学生身边的水资源。同时，将单质、化合物化学基本概念及沉淀、过滤、蒸馏等初中化学重要实验操作技能，本论文围绕化学基础概念，如单质、化合物、物质的组成等，以及重要实验操作技能，如沉淀、过滤、蒸馏展开。[24]同时，探讨了化学式和化合价的关系及应用，旨在为学生提供认知周边事物的素材，帮助学生创设从身边事物中学习化学知识的真实情境。[25]课题1“爱护水资源”从生活中随处可见的水入手，通过简单介绍水资源概况、水体污染与防治，理解社会与环境相互关系的基础之上，初步形成节约资源、保护环境的意识，树立生态文明的理念，同时培养学生“科学态度与责任”的核心素养。课题2“水的净化”将主题逐渐深入，在了解自然界水的前提下，思考“自然界的水是如何转化为生活用水的呢”，水的净化为这一问题提供了基础的方法论，在这一过程中初步培养了学生解决与化学相关的真实问题的能力，符合“科学思维”的核心素养要求；与此同时，在一定程度上锻炼了学生以实验为主的科学探究能力，使学生初步学习使用过滤的方法对混合物进行分离，培养了学生“科学探究与实践”的化学学科核心素养。而水（H2O）作为初中教材中第一个深入学习的化合物，在学习第四单元之前，我们已经对分子、原子、元素等概念进行了学习与理解，而课题3“水的组成”正是对以上化学观念在化合物中的进一步应用，在该课题的学习中，我们通过“水的组成及变化的探究”这一学生必做实验及实践活动，明晰了“水是由氢、氧两种元素组成的”，学习了水分子的微观分解过程，帮助学生更进一步理解了物质的组成，并将这一概念拓展到了化合物的范畴。课题4“化学式与化合价”更是将化合物的一些概念进行了学习与研讨，在之前接触到的大多为单质，对于化学式的应用与理解还比较浅显，而化合物将符号表征的优点展现的淋漓尽致，同时为了学生们更好地理解与应用化学式，教材同时引入了化合价这个与化学式相辅相成的化学概念；与此同时，随着物质所含元素的增加，我们又引入了相对分子质量的计算方法，将化学学科的定量计算进行一定程度的初步了解与学习。通过上述分析，我们在感受本单元承上启下的重要性的同时，不难发现4个课题之间千丝万缕的紧密联系。作为同一个教学单元的内容，《自然界的水》中的四个课题可以说是由浅入深、层层递进的，整个单元的逻辑性和不同课题之间的关联性十分清晰明了，而这一特点也为单元整体设计提供了坚实的理论基础。图3.1.2“自然界的水”单元知识结构图[26]3.1.3学生学情分析水作为生活中随处可见的物质，学生对水已经有了一定程度生活经验的积累，相较于上一单元原子、分子、元素、离子等新概念的学习更容易被学生所接受。学生通过小学科学课和中学物理课的学习，对于水的物理性质也有了一定了解，但是对自来水厂的净水过程与净水原理还不够了解，不清楚“自然水是如何变成生活用水送到千家万户的”，对于沉淀、过滤、吸附等常见操作也缺乏系统性的学习，所以在教学中需要进行演示实验并加以视频展示，帮助学生更好学习。此外，学生虽然通过之前单元的学习，对原子、分子等化学概念有了一定的了解，但是还缺乏将知识加以理解与应用的能力，对于水的组成、结构、化学性质等化学知识更为陌生，因此要通过相关探究实验、水的结构图，并结合多媒体教学，提高学生对于本单元的学习兴趣，增强学生的求知欲。对于化学式、化合价以及相对分子质量的计算，这一课题的学习相较于前面三个以水为主题的课题，学生对其更为陌生、也更难理解，需要加强其与第三单元“物质构成的奥秘”相关化学概念的联系，并加以大量的举例与练习辅助学习，对于学生在学习过程中遇到的问题要及时发现、及时解决，完善相关概念体系。3.2教学目标与评价目标的制定3.2.1单元整体教学目标和评价目标正确制定和达成教学目标是衡量教学质量的重要标准，也是教学评价的重要依据。单元整体教学目标是单元整体教学的出发点，在教育教学活动中发挥着举足轻重的作用，具有多方面的意义和价值，是教育教学的灵魂所在。单元教案的整体设计对教学情境的选择、教学流程的创设、教学方法的选择起到价值导向的作用，[14]为教师的教学活动明确方向，同时帮助学生更好了解和完成学习目标。单元整体评价目标同样是单元整体教学中至关重要的组成部分。教学评价是指对教育教学过程中的各个环节进行系统性的评估和分析，而单元整体评价目标的制定需要在满足“及时了解和发现教学中存在的问题，采取恰当妥善的改进措施，从而提高教学质量和学生学习效果”这些基础要求的同时，还要在真实教学情境中综合诊断学生学科核心素养培养目标地达成情况，是否建立起相关的知识、方法的认知模型，真正做到“素养为本”，坚持核心素养导向。借助日常性评价、诊断性评价、终结性评价等评价形式，充分发挥教学评价的诊断和育人功能，从而在一定程度上落实“教—学—评”一体化。基于对教学要素的逐一分析，从初中化学核心素养的化学观念、科学思维、科学探究与实践、科学态度与责任四个维度，[27]制定“自然界的水”单元整体教学目标和评价目标，以求更好落实学生学科核心素养的培养。图3.2.1“自然界的水”单元素养目标分析3.2.2课时教学目标和评价目标课时教学目标是各课时教学活动需要达到的预期效果，课时评价目标是对教学活动的过程及其结果的有效评估。课时教学目标和评价目标的制定，在实质上就是在结合课时内容与教学方法等信息的基础上，通过分析单元目标和课时目标之间的内在逻辑关系，对单元整体教学目标和评价目标，用层层递进的方式进行进一步的拆分与细化，将整体目标分解为一个个课时小目标达成，使单元整体目标与课时目标相辅相成，促进核心素养导向的初中化学单元整体教学功能的实现。表3.2.2（a）单元整体教学设计课时安排课时12、345678课题爱护水资源水的净化水的组成化学式与化合价单元复习表3.2.2（b）“自然界的水”各课时教学目标和评价目标第一课时爱护水资源课时教学目标课时评价目标①了解水资源在自然界的分布概况及水的重要性；了解水体污染的主要来源和危害；了解防治水污染的措施以及常用的节水方法。②通过调查生活实际每月用水量等科学探究活动，培养学生收集、处理信息的探究能力。③运用科学的辩证方法看待水资源的既丰富又有限的双重性，加深学生对节约用水和爱护水资源的认识；通过爱水、护水、节水的人文教育，培养学生关心社会的社会责任感。①通过水资源的分布、缺水问题现状，诊断与发展学生辩证看待水资源的丰富与有限的认知水平；②通过对生活实际用水量的调查实践，诊断和发展学生探究实践能力及分析数据、处理数据的水平；③通过互联网调查水污染与和水治理的事例，诊断和发展学生将所学知识在日常生活中加以应用的能力。第二、三课时水的净化课时教学目标课时评价目标①学习沉淀、过滤、吸附等净化水的常用方法；知道过滤操作的目的在于分离混合物，掌握过滤、蒸馏操作的基本装置、操作方法及操作注意事项，了解硬水和软水的区别，掌握硬水的危害及硬水的软化方法；②认识对比思想在实验探究中的重要作用，初步体会运用过滤、蒸馏操作，利用物质性质差异分离、提纯物质的思路和方法，巩固化学实验基础知识与基本技能。[20]③掌握运用过滤、蒸馏操作分离物质的适用条件，形成全面、系统的“物质分离与提纯”基本思路，培养学生的“科学探究与实践”“科学态度与责任”等学科核心素养。[28]①认识常用净水方法和过滤、蒸馏的本质，以及硬水和软水的区别和鉴别方法，诊断和发展学生利用物质性质对物质分离、提纯的基本思路和方法。②通过分析、反思，综合运用物理、化学多学科知识，学做简易净水器，改进净水方法。③诊断学生是否能够理解真实情境下“物质的分离与提纯”的一般解决思路，并能根据实际需要加以合理应用。第三课时水的组成课时教学目标课时评价目标①通过观察与实验，了解氢气的性质；能从水的微观层面学习水的组成、结构和性质；能辨别单质与化合物、氧化物之间的关系。②能够从宏观、微观两种视角分析物质的结构、组成及变化；能建构物质的组成与结构认知模型，并运用模型预测陌生化合物性质。③能够尊重“水的组成及变化”的实验事实和史料证据，不盲目迷信权威，具有独立思考、敢于批判的科学态度与创新精神。[29]①通过分析氢气燃烧和水的电解实验，诊断和发展学生对水的组成、氢气的性质以及单质、化合物、氧化物概念的理解与应用的认知水平，诊断和发展学生对模型认知、宏微结合思维的理解。②通过学习水的组成与结构，诊断与发展学生建构“物质的组成与结构”认知模型和实验探究的综合能力。③通过对水的组成历史进程的了解，诊断和发展学生独立思考、敢于质疑的精神。第四课时化学式课时教学目标课时评价目标①通过生活事例了解化学式的定义，能分析化学式表示的意义；②能结合所学知识，利用化学式表示某些常见物质的组成③能从“宏观—微观—符号”的视角认识物质，并应用于实际生活中。①通过总结化学式的意义，诊断和发展学生对化学式的理解和认知水平；②通过分析归纳化学式的定义，练习化学式的读法、写法，诊断和发展学生学习、理解和应用知识的能力。第五课时化合价课时教学目标课时评价目标①通过书写常见物质的化学式，寻找元素在相互化合时的规律，探究化合价与原子最外层电子数之间的关系，从本质上认识化合价。②通过学习、交流与讨论，形成知识网络和体系，得出“知式求价”“知价求式”的一般步骤，并对化学式书写时的化简问题、括号问题着重练习。①通过探究化合价的内涵，诊断和发展学生对常见物质组成及变化，以及分子、原子、元素等概念的认知水平；②通过练习化合价的应用，诊断并发展学生应用所学知识、解决实际问题的能力。第六课时有关相对分子质量的计算课时教学目标课时评价目标①了解相对分子质量的含义，并学会利用相对原子质量和相对分子质量计算物质组成；②掌握相对分子质量、元素的质量比、某元素的质量分数的计算思路和方法，培养定量计算思维和基本计算能力。①通过学习有关相对分子质量的计算，诊断和发展学生对于相关知识的认知水平，以及依据已知条件进行化学式变式计算的能力。②通过相关计算的学习，诊断和发展学生在生产生活中应用所学知识的能力。第七课时单元复习课时教学目标课时评价目标①采用思维导图等方式总结章节内容，生成知识网络及体系。②透过日常实际案例、基础探究实验深入了解物质的微观构成、分子和原子的差异，揭示化学反应的微观本质，运用“物质的组成与结构”认知模型，分析不同元素的本质和性质差异。③能从不同视角认识物质的类别及变化；建构认知模型，预测陌生物质的简单性质；根据物质的性质差异，归纳物质鉴别的思路。①绘制单元知识思维导图，剖析水的组成、分子的形成和原子结构，评价和提高学生建构微观模型的认知水平；②通过从微观视角构建化学反应的本质模型，评估和提升学生对相关概念和知识的认知水平。3.3教学活动的设计、评价与反思3.3.1设计教学活动教学活动是教育教学过程中不可或缺的一部分，对学生的学习和发展具有重要意义。在获取知识与技能的同时，教学活动在促进学生的全面发展，培养学会的实践能力与核心素养方面同样具有积极作用。设计教学活动时，应当充分考虑制定的单元整体目标与课时目标，以保证教学活动完全服务于教学目标的达成。在核心素养导向下的初中化学单元整体教学活动的设计中，需要着重注意教学情境的创设与驱动型问题的设计，一个真实直观、贴近学生生活实际的教学情境和一个环环相扣、步步深入的驱动型问题链，能够极大地激发学生学习化学的兴趣。与此同时，在设计的过程中，需要落实“教师为主导，学生为主体”的教学原则，学生应通过参与构建的教学情境来发现、思考、讨论和解决问题，通过各种形式的学习活动逐步掌握、运用知识，从而进一步形成知识体系，培养自身学科核心素养水平。根据设计思路，创造生动形象的教学场景，提出相互关联的引导性问题，借以促进学生的各种学习活动，从而设计出一系列教学活动，以达成对知识的掌握、知识系统的形成，以及培养相关学科核心素养等教学目标，最终完善核心素养导向下的初中化学单元整体教学设计。3.3.2评价教学活动教学评价是遵循一定的标准，对教学过程的总结、分析和评价，对教师的教育教学工作进行检验和改进的过程，具有诊断、激励、调节等积极作用。在评价核心素养导向下的初中化学单元整体教学设计时，不仅要评价学生对于单元基础知识的学习与掌握情况，更要从各个角度、全面综合地评价学生学科核心素养的培养与落实情况，检验核心素养导向下的单元整体教学设计是否对学生的全面发展具有良好的积极促进作用。核心素养导向下的初中化学单元整体教学评价应当在遵循客观性、整体性、指导性、科学性和发展性的基础上，注重“备—教—学—评”一体化，注重将诊断性评价、形成性评价与总结性评价结合起来，同时将学生自评与教师他评穿插其中，通过测验、观察提问、作业检查、听课和评课等方式方法，对单元整体教学进行全方位、多层次的深入评价。通过各个维度的评价，充分发挥教学评价的导向、反馈和强化等功能，不断完善教学设计，促进学生全面综合发展。3.3.3教学活动反思教学反思是指教师在教学前后对教学设计中的诸多要素开展自我反思和自我批判的行为，是教师对于教育教学实践再认识、再思考、再改进的过程。通过对单元整体教学全过程的反思，运用讨论分析、行动研究、学生反馈等反思方法，总结经验教训、调整教学方法、优化教学过程，从而实现教学水平的进一步提高。通过教学反思，不断探讨与解决教学过程中存在的问题，有助于对教学方案实现再思考、再完善、再实践，不断提升教学设计的合理性，从而提高教学效率，同时增强教师的自我批评和自我反思能力，促进教师专业化和终身学习的过程。4教学案例的设计与实施核心素养导向下的“自然界的水”单元整体教学活动共分为8个课时，但是在教育实习过程中，由于整体教学进度安排问题，对于核心素养导向下的单元整体教学设计仅仅亲自实践了4.1爱护水资源与4.2水的净化两个课题的内容，其他课时由实习指导老师实践。这里以4.2水的净化为例，展示完整教学设计。4.2.1水的净化（第一课时）时间：2023.10.24班级：九（3）班执教者：宋振武课时：一个课时课目义务教育教科书（人民教育出版社）化学九年级上册第四单元课题2水的净化（第一课时）课题教学目标1、通过观察分析天然水和纯水的外观、成分，知道自然界中的水（自然水）与纯水（饮用水）的区别，逐步形成认识物质成分的化学观念，进一步提高“混合物和纯净物”的认知水平；2、基于我国传统净水工艺史料情境，[30]通过古今对比了解净水工艺，培养学生建立化学史观，感受化学学科对满足人民日益增长的美好生活需要做出的重大贡献；同时，基于对净水过程的学习，让学生了解“水并非拿来即用”，促使学生关注自然与社会，提高爱护水资源的意识，增强社会责任感；3、通过观察图像和科学探究活动，探究沉淀、过滤、吸附、蒸馏等一般水质净化方法，理解硬水和软水的差异；培养和提升学生的观察描述、实验操作、交流评价等能力水平，初步掌握根据不同物质性质进行分离、提纯的原理，并形成系统的“物质分离与提纯”基本思路。课题教学内容1、对比分析天然水和饮用水的外观、成分，提出如何净水。2、结合史料情境，了解沉淀、过滤、吸附、消毒等常见净水过程。3、理解并掌握“过滤操作”的目的、操作、注意事项等知识。【难点】4、观看视频，了解自来水厂一般净水流程，同时对内容进行总结、练习。5、学习硬水与软水的区别及鉴别方法，了解蒸馏的装置、原理等知识。重点理解真实情境下“物质的分离与提纯”的一般解决思路，并能根据实际需要加以合理应用；培养和落实“科学探究与实践”等核心素养。准备一杯带泥的雨水（含有难溶性大颗粒、难溶性小颗粒、红色色素）、玻璃棒、烧杯、铁架台、漏斗、滤纸、药匙、明矾、活性炭等。情景素材古：明初《天工开物》明矾净水；唐“漉水囊”；明末“净水池”；今：明矾沉淀、过滤、活性炭吸附；简易净水器；【高新科技】“生命吸管”“纳滤水机”视频明矾净水实验、过滤操作、活性炭的吸附性、自来水厂净水流程美国产“单兵野外生存生命吸管”；厦门三达膜产“三达纳滤水机”学情&教材分析本课时内容位于人教版教材九年级上册第四单元课题3。该课时与生活联系密切，便于与生活展开联系，相较于上一章节微观角度更容易被学生所接受。该课时以问题驱动的形式进行授课，主要目的在于教给学生沉淀、过滤、吸附、消毒等常见净水流程。但是，由于时间、难度等多因素考虑，对演示实验部分进行了一定的削减，将其改为用视频展示，一定程度上降低了课程的有趣性和吸引力。教学过程环节主要教学活动【教师活动+学生活动】设置意图【素养层面】复习回顾梳理课题1“爱护水资源”知识脉络，回顾该课题重要知识点，针对性完成该课题学习：【丰富而有限】总水资源储量（71%）、可利用淡水资源少（海水；两极、高山、冻土）、水资源短缺（人均少、南水北调-地理）；【爱护水资源】节约用水--喷灌、滴灌;水体污染—工业、农业、生活—水华、赤潮-生物）【现状+措施】通过了解世界和我国水资源现状，辩证地看待水资源的丰富性与有限性；通过了解水污染防治、节水方法，提高关注社会问题、爱护水资源意识。引出主题与日常生活相联系，以“中国母亲河--黄河”与“海南黎母水——南渡江”引出生活用水的来源；采用问题驱动的方式，将自然水与饮用水标准比较，提出问题：如何将自然界的水（自然水）变为生活用水（自来水）？【教学实录】[师]在正式讲新课之前，希望同学们先思考一个问题——我们生活中用到的水主要来源于哪里呢？大家可以开动脑筋、大胆发言。[生A]老师，大海！[师]好，我听见有同学喊大海。哦？我看见有些同学有些疑惑，好像觉得这个答案有问题。上节课我们不是讲到海洋的面积占大约71%嘛，有什么问题嘛？谁可以站起来来发表他的意见嘛？[生B]老师，我觉得这个同学说的不对，因为我们上节课有讲，海洋的面积约占地球表面的71%，但都是含盐高的海水，不能被人们利用！[师]很好，B同学回答得非常好，但是还有一个小问题，海水是淡化成本高，目前不宜推广，但并不是不能利用哦，一些化工产业还会用到。[师]还有其他的答案嘛？现在老师提同学们一点提示，给大家看两幅图片，看大家认不认识这是哪里？【放映黄河—壶口瀑布和南渡江—世纪大桥的图片】哦，我马上就听到有同学说出来了，是不是就是黄河—壶口瀑布和南渡江—世纪大桥呀。我们又称之为“母亲河”和“黎母河”（和同学们一起说），所以说，生活用水来源于……[生C]江河！[生D]湖泊！[师]非常好，现在我来告诉大家正确答案——日常生活中，我们的生活用水主要是来自于地下水、河流、湖泊等自然界的水。（之后，展示饮用水简单标准，思考本节课的核心问题：“如何将自然水变为生活用水？”）联系生活，将自然水与生活用水比较，指出自然水不能直接使用，引出问题：自然水如何处理为生活用水。【浑浊的河水】沉淀操作利用明朝《天工开物》相关史料，引出明矾絮凝作用；之后，通过明矾净水实验视频，帮助学生进一步了解明矾的净水原理——吸附悬浮小颗粒，加快沉降速率。（沉淀操作：“静置沉淀”和“絮凝沉淀”）【教学实录】[师]同学们，我知道大家都有预习新课，已经大概知道我们的净水流程了。这节课我就带着大家跟随古人的脚步，与我们现在的净水工艺联系起来，看看古代人是怎么净水的，好不好？[生]好！（瞪大眼睛，兴趣满满）[师]首先，明代初期宋应星在《天工开物》中提到：“山局别无他水可汲者，宜捣蒜或白矾少许，投入水缸中，以使水沉淀净化”。有没有哪位语文好的同学，可以根据材料信息，给大家解释一下：古人是怎么净水的？净水原理是什么？[生]选用了蒜或白矾，运用的是沉淀净化法。[师]非常好，看来咱们班的同学都很聪明！那么，他这么做的原理，有哪位同学知道嘛？[生]（无人应声）[师]（追述）好吧，那老师来告诉大家，这里的白矾其实就是明矾，而明矾的作用原理是：溶于水形成胶状物，吸附固体小颗粒杂质，使之沉降（或者加速沉降）。不知道的同学可以在教材上勾画一下，做个了解。这里需要科普一下，明矾又称为“絮凝剂”，至于为什么有这个称呼，请大家从视频中找找答案吧。【播放“明矾净水实验”视频，观察絮状沉淀】结合史料，培养学生化学史观；借助视频，清晰感受明矾的絮凝作用，并理解其净水原理。【生成胶状物】（絮状沉淀）过滤操作联系生活类似器具，总结过滤操作的本质介绍过滤操作的实验用品（铁架台、铁圈、烧杯、漏斗、玻璃棒、滤纸），讲解实验操作的步骤及相关注意事项（一贴、二低、三靠），完成教材演示实验4-2。结合实验步骤及注意事项，引导学生自主思考实验误差。【教学实录】[师]下面给大家看一个唐朝陆羽在《茶经》中记录的器具——漉水囊，在古代是用来滤水去虫的工具。【展示“漉水囊”图片】[师]这个器具大家看着可能没有什么感觉，大家看一下边栏几个生活中常见的器具，找找它们的共同点，思考并讨论它们的工作原理是什么？[师]好，有没有同学自告奋勇，起来分享一下你们小组的讨论成果？Haveatry.（无人举手，教师引导）大家看白板，首先，第一个漏勺是不是用来分离饺子和饺子汤的，第二个纱网是用来分离豆渣和豆浆的，最后一个茶隔是用来分离茶叶和茶水的。所以说，大家现在有什么思路和想法了没有呀？[生A]老师，是用来分离茶叶和茶水的工具。[师]很好！很有勇气！只不过只对第三个物品茶隔的用途进行了一个简单的解释。有没有同学可以把这个回答再完善一下呢？[生B]他们是用来分离饺子和饺子汤、豆渣和豆浆以及茶叶和茶水的工具。[师]很好！确实完善了许多，将三张图片都提到了，只不过依旧只是一个简单的列举，有没有哪位同学可以总结归纳一下呢？大家可结合分离物的性质、状态进行思考。[生C]他们是将固体和液体分离开的工具。[师]非常好！其实这个，也就是“过滤”的定义：过滤是一种将不溶性固体与液体的分离开的一种方法。大家来分析一下这句话，与刚才C同学的发言有什么区别呢？答案完善在哪里呢？[生D]因为单纯说固体的话，不能排除会溶于水的可能，所以加一个“不溶性”会更完善一些。[师]D同学分析得很好，同学们以后在回答问题的时候，也需要注意答案的准确性和完整性。（经过上面联系生活实际之后，学生已经对过滤操作的原理有了一定程度的理解。接下来，开始实验中“过滤”这一基础操作的讲解与实践。）首先，学习过滤操作的实验仪器，做实验准备；之后，由老师率先进行演示实验，要求同学仔细观察，同时在演示过程中讲解与强调注意事项。由于演示实验局限性，难以保证全班同学观察清楚，故补充“演示实验”视频，回顾并复习。着重讲解过滤操作注意事项：一贴、二低、三靠【教学过程及时互动，倡导同学有问题及时问】思考过滤操作滤液浑浊、效果不好的影响因素。这部分为本课难点。首先，引用生活中类似作用的器具，从而总结“过滤”的定义；之后在演示实验的过程中，讲解相关知识点，加强印象，更好掌握。【漉水囊】【过滤装置图】【学生绘图】【及时纠错】玻璃棒未能明确体现低于滤纸【小瑕疵】漏斗过长，容易增加漏斗残留损耗【注意事项】吸附净水利用古代运用活性炭净水的实例，引出活性炭极强的吸附作用及相关应用，并结合视频进一步体会活性炭在净水方面的重要作用；之后，联系生活实际，思考活性炭在生活中的其他应用。（补充：运用试管进行探究活性炭吸附性实验，应如何处理吸附后的活性炭？）【明末净水池——池底仍存有木炭】通过古代运用活性炭净水的实例，并加以视频介绍，指出活性炭的吸附作用，并与生活实际相联系，思考活性炭的应用。【震荡中】【充分接触后】小结通过以上内容的学习，引出简易净水器，分析其净水原理，并联系所学知识，思考净水顺序（较大不溶性杂质—较小不溶性杂质—除色除味）搭配简易净水器的内部结构图，并结合前面知识，回顾知识的同时，分析其净水原理，起到学以致用的效果。消毒操作提出问题：经过以上步骤处理后的自然水可以直接使用吗？联系生活用水的标准，指出处理后的水中仍存在细菌等有害微生物，引出杀菌消毒操作。提出问题并加以引导，让学生通过自己的思考提出杀菌消毒操作，并加以概括和拓展。【古代净水之消毒】北魏贾思勰《齐民要术》：“茱萸叶可用于井水消毒”。明代李时珍《本草纲目》也有提及。水厂净水过程通过“自来水厂净水过程”视频，对所学内容进行一定的回顾与了解，同时回答课程开始时提出的问题，运用流程图，对所学知识总结回顾。结合视频，在系统形象地回顾知识的同时，对所学知识进行再记忆，并采用流程的方式对本课时内容加以总结、升华。总结结合自来水厂净水流程对本课内容总结、回顾。在总结回顾的同时，结合美国“单兵野外生存生命吸管”和厦门本土三达膜“纳滤净水器”进行科普与对比，感受当代中国日新月异的技术发展速度，培养博学、慎思、明辨的学习和实践态度。随堂练习通过例题回顾复习本堂课的内容，帮助学生们更好的掌握水净化的流程及相关操作并加以运用。板书设计课后作业详见“附录：4.2水的净化作业设计”反思与评价【优点】1、导入与生活联系密切，为新课学习做好铺垫，激发学生的好奇心；2、主线逻辑清晰，联系古代净水工艺，引发学生对知识的学习兴趣；3、对教学结构的处理较为巧妙，与海南特色结合，使学生更易带入。【不足】1、内容过于丰富，知识点讲解过于细致，没有把握好详略得当；2、教学经验还有所欠缺，对于教学进度的把握仍有较大的进步空间。【改进】1、多与教学一线优秀教师学习、交流、沟通，向前辈借鉴教学经验；2、讲课前，充分细致完成备课任务，多磨多练、及时发现教学问题。5研究结论与反思5.1研究结论通过理论研究表明，单元整体教学有利于学生化学学科核心素养的培养与落实，而从文献和课标分析的角度，论证了核心素养导向下的初中化学单元整体设计的可行性与有效性。从教学实践的角度，尽管未能完整实现单元整体教学，仅实践了部分课时，但是就教学效果来看，依然能够体会到单元整体教学促进了学生对单元内容的理解，对学科思维的培养，发展了学生的化学学科核心素养。5.2研究反思（1）由于实习学校教学进度安排，未能亲自完成整个单元整体教学活动，在教学实践方面存在一定瑕疵，无法细致、完整地评价单元整体教学设计，仅在理论层面分析了单元教学各课题之间的联系，达成了单元整体教学的基础条件。（2）作业设计难度的把握以及题型设计缺乏经验，未能较好地结合学生的实际情况，同时作业的研究数量较少，难以考察到单元知识体系的方方面面。（3）“自然界的水”单元整体设计考虑到了“教师为主导、学生为主体”的原则，并且在核心素养的培养与落实方面有一定成果。但是，研究还只是停留在教材规定的“单元”范畴，在学科逻辑和学生认知顺序的结合方面还有探索空间。5.3未来展望目前，国内外有关核心素养导向的理论研究文献数量逐年增长，已经有了一定的规模和成果，未来需要将更多的注意力转移到教学实践当中，以培养和落实学生的学科核心素养为主要目的。而关于单元整体教学的研究还处于探索阶段，无论是理论还是实践层面的研究都相对偏少。在理论层面，希望广大教育者能够继续深耕和完善核心素养导向下的初中化学单元整体教学的体系与框架，开发出能够准确评估学生核心素养发展的综合评价体系。在实践层面，希望广大研究者能够继续秉持着开拓创新精神，开发出不同主题核心素养导向下的初中化学单元整体教学案例，并加以完整的教学实践，为众多教学一线教师提供参考。此外，随着科学技术的日新月异，丰富多彩的先进技术走入我们的生活当中，智慧教育与信息化教育逐渐成为未来教育领域的研究方向，而如何将先进的科学技术同教育领域妥善联系起来，成为未来教学中需要考虑的方向。在智慧教育和信息化教育中，教师以互联网为载体，以电子白板等电子设施为教学工具，使学生在充分发挥主观能动性的同时，扎实掌握学科知识和学习方法，发展核心素养。对于“自然界的水”这一单元而言，单元教学内容中实验和微观概念占据了较为重要的地位，使用希沃白板的抓取与投屏技术可以对演示实验及学生实验进行实时指导，大大降低了教学空间大、教学对象多的影响，同时便于及时评价、及时纠正，有利于学生自身实验探究能力的进一步提升。而运用希沃白板的高清展示技术，可以对微观示意图动画进行更好地吻合，提高教学效率与效果。参考文献[1]沈金龙，李娜.基于问题解决的单元整体教学设计——以“沉淀溶解平衡”为例[J].化学教与学，2023(12):50-54+59[2]扎西吉.核心素养下初中化学教学策略研究[J].亚太教育，2023(03):164-166[3]张敏,王风丽.核心素养导向下初中化学大单元教学的意义与设计思路[C].2023年教育教学国际学术论坛论文集（二）.北京.2023:532-535[4]向晓波.基于化学核心素养的高中化学教学设计研究——以人教版“电离平衡”为例[D].合肥：合肥师范学院，2023[5]何敏.核心素养导向下的初中化学大单元教学研究[D].合肥：合肥师范学院，2022[6]刘旭.基于学科核心素养的高中体育课堂教学评价指标体系建构[D].沈阳：沈阳师范大学,2021.[7]OECD.TheDefinitionandSelectionofKeyCompetencies:ExecutiveSummary[EB/OL]./pisa/35070367.pdf[8]左璜.基础教育课程改革的国际趋势:走向核心素养为本[J].课程.教材.教法,2016,36(02):39-46[9]WiyarsiAntuni;ProdjosantosoA.K.;NugraheniAnggiyaniR.E...PromotingStudents’ScientificHabitsofMindandChemicalLiteracyUsingtheContextofSocio-ScientificIssuesontheInquiryLearning[J].FrontiersinEducation.Volume6,Issue.2021.[10]AnggrahEnyHestuandWiyarsiAntuni.Students’ChemicalLiteracyonContext-BasedLearning:ACaseofEquilibriumTopic[J].JournalofPhysics:ConferenceSeries.Volume1397.Issue.2019.

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