大概念视角下的初中化学大单元教学案例研究
——以“碳和碳的氧化物”单元教学为例

范效峰 唐怀庆

(1.宿州市砀山县第五中学,安徽 宿州 235300;2.宿州市砀山县第六中学,安徽 宿州 235300)

随着新课改的深入,大单元教学慢慢成为初中化学教学发展的新趋势.大单元教学是以一个主题为核心,根据学生的认知发展和学情分析,确定单元整体教学目标,组织、联结学习内容,形成贯通情境、任务、活动与评价的整体性教学.

1 教学案例展示

1.1 单元主题分析

本单元教学内容选自《义务教育化学课程标准(2022年版)》(以下简称《新课标》)“物质的组成与性质”学习主题.学生通过之前的学习,已经了解了碳与氧气的反应,知道一些含碳物质,但不清楚它们的性质与应用.在实验探究能力上,已初步掌握实验探究的步骤与方法,也具有了一定的信息提取和分析表达能力.基于以上学情,确定了学生知识待增长点和能力待增长点为:碳单质和碳的氧化物的性质与应用;二氧化碳的制取;系统设计实验并完成实验探究.

1.2 单元教学设计

1.2.1单元教学目标

(1)通过碳和碳的氧化物的学习,认识物质多样性,理解物质的结构、性质、用途之间的关系.

(2)通过二氧化碳制取的学习,构建实验室制取气体的一般思路模型.

(3)通过木炭的吸附性、二氧化碳与水反应等实验,体验科学探究方法与途径,培养创新精神.

(4)通过认识碳循环,初步形成物质转化观,增强环保意识和社会责任感.

1.2.2单元整体知识结构

大概念反映学科本质,具有高度概括性、统摄性和迁移应用价值.结合《新课标》、不同版本的教科书、学情、单元整体性,可将本单元的教学以“在分子、原子水平上研究和创造物质”学科大概念为统摄,按照学科大概念、次级大概念、基本概念和基础知识的顺序揭示知识之间的联系,如图1所示.

图1 单元知识结构

1.2.3单元整体教学思路

本单元整体教学基于大情境创设,即解说烧烤中的碳化学.从“上、中、下”三个方面,设置了真实的情境.在每个教学环节,通过问题驱动和任务驱动,完成知识的自主建构,并在真实情境中进行知识的迁移和应用,帮助学生对知识的理解由浅入深地展开.

第一课时:烧烤中的碳化学(上),其过程如图2所示.

图2 烧烤中的碳化学(上)

第二课时:烧烤中的碳化学(中),其过程如图3所示.

图3 烧烤中的碳化学(中)

第三课时:烧烤中的碳化学(下),其过程如图4所示.

图4 烧烤中的碳化学(下)

1.3 课时教学过程(以第一课时为例)

环节一 入情景,会思考

【展示】播放新闻“淄博烧烤”和烧烤图片.

【问题】人类是从什么时候开始吃烧烤的?烧烤用什么加热材料?

【学生】查阅资料,小组交流,思考并回答.

【讲授】火的发现史、烹饪之器的演化史、人类饮食文明史.

环节二 巧归纳,搭模型

【问题】烧烤木炭都含有什么元素?碳元素能组成哪些碳单质?

【学生】碳元素,列表归纳碳单质的性质与用途.

【归纳】物质的性质决定用途,物质的用途反应性质.

【过渡】这些碳单质的结构是怎样的,你觉得物质的结构与性质有怎样的关系?

【学生活动】分组用球棍模型搭建不同碳单质的结构模型.

【归纳】碳原子的排列方式不同,碳单质的性质有所差异;物质的结构决定性质,物质的性质反应结构.

环节三 乐探究,求真知

【问题】在学习“水的净化”时,活性炭起到了什么作用?你觉得为什么它会有这样的用途?通入二氧化碳后,氢氧化钠溶液中有哪些溶质?如何设计实验证明呢?

【学生实验】分组实验,探究木炭的吸附性.

【归纳】木炭具有疏松多孔的结构,可以吸附一些细小的颗粒、分子.

【展示】多种无定形碳的性质和用途.

【问题】烧烤利用了碳单质的什么性质?碳单质有哪些化学性质?

【学生】碳的可燃性、稳定性、还原性.

【演示实验】木炭还原氧化铜.

【学生】观察实验现象,写出化学方程式,归纳碳的化学性质.

环节四 会迁移,享成长

【问题】如何甄选市面上优质的烧烤木炭?

【学生】比较木炭燃烧的时间,比较木炭的还原性……

【布置作业】调查附近烧烤店一个月内,烧烤木炭的消耗量,选出最佳烧烤木炭的类型.从辩证的角度看问题,思考“烧烤”带来的问题,提出自己的见解.

1.4 课时评价设计

课时评价将互评和自评相结合,进行一体化设计.小组成员的评价表(略).

2 教学案例分析

2.1 立足核心素养,设计单元目标

新课标下的单元教学应围绕核心素养,立足单元整体,分析教材内容的编写特点和教学价值,基于学生认知发展和学情分析,确定教学目标[1].本单元在分析学生已有知识的基础上,从“化学观念”“ 科学思维”“科学探究与实践”“科学态度与责任”制定单元整体教学目标,注重学生的全面发展.

2.2 创设真实情境,进行科学探究

创设真实的问题情境,选择有意义的探究问题,引导学生经历真实的探究过程,加强科学探究中的科学思维,基于科学探究与实践活动建构化学观念.本案例以“解说烧烤”为主题情境,辅助以化学实验、新闻报道、科学史、实物、图片、模型等情境素材,从学生已有的知识经验及教学实际条件出发,引导学生在真实情境中发现问题,开展科学探究,解决问题.科学探究是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动,是一种重要而有效的学习方式.

2.3 采用“大单元教学”,建构知识联结

案例立足于单元整体,重组单元课时为3课时,以“碳和碳的氧化物”为学习线索,从研究“碳单质”到研究“碳的氧化物”,建立了“结构-性质-用途”模型,建构了“碳三角”的知识链,创设了多种有意义的情境和任务活动,让学生参与到知识建构的过程中,体验成功的喜悦.既使教学过程相互关联,又使学生学会了研究物质的方法.

2.4 “教-学-评”一体化,发展学科素养

在教学评价上,采用定性评价和定量评价相结合.案例中,教师根据课堂上学生的表现及时地给予评价和鼓励,激发学生的学习兴趣.学生及时地进行自评和互评,实现了评价方式的多样化,评价主题的多元化,体现了教-学-评一体化.案例中,运用“交流共享”“归纳对比”等学习方法,学生通过交流发言,引发思维的碰撞,提炼出有思维容量的问题,激发学生深刻思考,建构学科观念,促进知识的建构和能力的提升,发展学科素养.

3 结束语

大概念视角下的初中化学大单元教学,从真实情境出发,通过单元整体教学设计,有利于学科知识和学科观念的建构,也有利于学生科学思维的发展.在教学过程中,学生完成了多样的、情境性的学习任务,拓展课堂的参与度,促进深度学习,发展学生的科学素养.