基于初中化学“教—学—评”一体化的大单元教学设计

杨雅茹 马智慧

摘要：大单元教学是培养学生核心素养的抓手。《义务教育化学课程标准（2022年版）》强调要重视课程内容的结构化，重视以主题为引领，使课程内容情境化。教师应深入思考化学知识背后的本质和内涵，将知识内容结构化，基于“教—学—评”一体化，发挥教学目标的核心导向功能，实现教学由知识为本向素养为本的转化，促进学生化学核心素养的发展。

关键词：核心素养；大单元教学；教学设计

《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下通称“新课标”）强调实施大单元整体教学，关注知识的整体性、系统性和发展性，避免单一课时教学设计导致的教学内容碎片化、教学目标孤立化及育人目标浅表化的问题。基于“教—学—评”一体化进行大单元整体教学可以更好地建立系统化的课程观和学生发展观，促使学生深入思考知识背后的本质和内涵。

一 、大单元主题内容分析

笔者从新课标、教材、学情角度对大单元主题内容进行分析。

（一）新课标分析

“水和溶液”大单元在新课标中对应的一级主题为“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”，二级主题为“水和溶液”“物质的多样性”及“物质的组成”。同时，通过对比新课标和《义务教育化学课程标准（2011年版）》笔者发现：新课标中对于“水和溶液”相关内容并未进行大的删减，而是更多突出化学学科的本质，将知识整体化；同时更加注重认识物质性质的思路和方法，特别是培养水等自然资源的可持续发展意识和社会责任感；在学生必做实验部分新增“水的组成及变化”的探究。

（二）教材分析

笔者对比分析了不同版本的教材，其中“水和溶液”的相关知识分布有所不同，特别是人教版教材将两部分分散在了两个不同的单元。这样设计，一定程度上可以帮助学生从不同的视角、逐步深入地认识水和溶液，但是也存在难以建立知识的完整结构与体系的困难。为此，教师要从知识间的内部联系入手，结合学生学情，立足教材，对“水和溶液”单元进行整合。

（三）学情分析

从知识角度分析：学生已形成了元素、分子、原子等基本概念，能画出单质分子的简单模型图；已学习了氧气，具备了气体收集、检验等基本实验技能；同时，对水这种物质在生活与生产中的应用有了一些感性的认识。从实验技能角度分析：学生初步具备一定的实验操作技能，但在实验过程中仍缺乏严谨性和创新意识，缺乏将实际问题转化成化学问题的能力。从思维角度分析：学生对元素守恒、分子由原子構成等宏观及微观的认识都是相互孤立的，也没有形成定性与定量分析相结合的思维路径；特别是探究物质组成、性质、用途的一般思路和方法还没有形成，缺少从化学学科视角认识物质的能力。

二、大单元整体教学设计规划

化学课堂教学评价目标的制订需要教师围绕教学目标，合理规划学习任务和学习活动，依据学习活动承载的素养功能和水平，结合相关学业质量水平的要求，准确定位评价角度和评价水平。

（一）单元教学目标

1.通过“解决太空用水的来源”这个真实问题情境，了解沉淀、过滤、吸附等净水方法，初步学会过滤操作；通过学习水的净化方法与体验太空用水的净化流程，阅读资料、观看视频，了解水体污染的来源及危害，感受净水不易，树立珍惜水资源的意识，养成节约用水的好习惯，增强保护环境的社会责任感。

2.了解硬水的危害，认识硬水软化在生产和生活中的意义，掌握硬水软化的常用方法；初步学会用蒸馏的方法对太空中的水进行分离，学习并练习蒸馏的基本实验操作；通过测定太空净化水样的TDS值，能判断净化后的水质是否达标；初步掌握物质分离、物质检验的实验探究思路和方法，学习控制变量和对比实验的设计方法。

3.能从微观视角对水的构成进行解释，并能通过宏观的实验现象进行具体分析，初步建立宏观与微观相结合视角探究物质的科学思维；通过实验探究，能根据太空水通电分解供氧的事实和已有知识对实验结果进行分析，形成科学探究能力。

4.通过太空用水的实际应用，结合生活经验，认识溶解现象，知道水是重要的溶剂；通过探究溶液性质的小组活动，初步学会设计探究实验方案，并能完成一些简单的化学实验；初步体会物质的性质决定用途的学科思想，最终解决“制订航天员太空循环用水方案及实施”这个真实问题。

（二）课时规划及实施流程

从义务教育阶段化学培养目标考虑，在教学中既要体现学科的知识价值，又要体现学科的育人价值。为此，在大单元整合的教学设计中，教师应以真实问题情境为载体，贯彻整个单元教学课程。真实情境不仅要能承载本单元的核心知识，还要能彰显学科育人价值。空间站中的水循环是将尿液、汗液净化或通过氢氧燃料电池得到饮用水，同时利用电解水系统得到供给人呼吸的氧气这样一套水循环系统，刚好可以承载本单元教学内容。我国科学家自主研发的空间站净水系统的科学精神及空间站中有限的水资源承载着本主题下的学科育人价值。整合后的课时规划及单元教学构架如下页图1所示。

三、大单元整体教学设计实施方案

大单元整体教学设计以问题线、活动线、知识线、能力线、评价线为实施流程。问题线包括：水通电分解来供宇航员呼吸与水的组成有什么关系？空间站为什么可以使用燃料电池生成水？空间站使用的纯净水的内部结构是什么？历史上是如何探究出水的组成的？活动线包括：整合信息，厘清思路；小组合作，实验探究；动手操作，推理演示；学习化学史。知识线包括：电解水实验操作、结论；氧气和氢气的检验方法；水分子微观构成；研究物质思路模型。能力线包括：变化观、元素守恒观；实验设计、探究思维；宏微结合、模型建构；迁移应用。评价线包括：课堂问答；实验过程性评价量表；课后习题、生活实例。

（一）创设情境，梳理思路

【引言】水是自然界最常见的物质之一，它的用途也十分广泛。我国在空间站有一套水循环系统，可满足宇航员的太空用水，让我们一起通过视频来了解一下。

【播放】《空间站中的水循环》视频。

师：为什么空间站可以通过水循环系统分解产生氧气，进一步供给宇航员呼吸？这与水的组成有怎样的关系？探究水的组成应该依据什么原理进行实验设计呢？

师：我们一起回顾拉瓦锡测定空气中氧气含量的实验原理，你们能获得什么启发？

生：我们发现，在反应前后元素的种类是不发生改变的，所以我们可以尝试通过化学方法将水分解，再通过探究其生成物的元素组成进一步推断水的组成。

师：从反应类型看，这两个反应分别是化合反应和反应，我们想要探究一个纯净物的元素组成就要通过化学变化实现对它的拆分和组合。通过设计实验、观察现象、收集证据从而得到结论。

【设计意图】从学生已有的知识经验入手，寻找新的知识增长点，通过元素守恒的化学思想，逐步推理出水的组成的实验探究路径。

【评价任务】通过学生的表述，诊断并发展学生的前认知水平和类比推理能力水平。

（二）小组合作，初探水的组成

师：请大家自主阅读教材和霍夫曼水电解器的使用说明书，小组合作设计实验方案，并将实验现象和结论记录在实验报告单中。提醒大家一下，为了增强水的导电性，我们已经在电解器中加入了一定浓度的硫酸钠溶液。

（学生设计方案，进行实验）

师：哪位同学愿意和大家分享你们的探究成果？

生：我們连通电源和正负极后，观察到两极均有气泡产生，但负极比正极冒出气泡的速率快。一段时间后，切断电源，发现正极和负极气体的体积比大约是1∶2。

师：为了得到更加科学、准确的结论， 我们对比其他小组的数据，发现得到的也是相同的结论。但是，为什么正极氧气的量会偏小呢？这可能是因为正极产生的气体与电极材料发生反应导致消耗了一部分气体。所以，我们对于实验过程和现象的反思也是十分重要的，只有形成严谨的科学态度，才能无限靠近真理。

（三）汇报评议，再探水的组成

师：那么，两极产生的气体到底是什么呢？

生：我们将燃烧的木条放在正极端，发现木条燃烧得更剧烈了；而将燃烧木条放在负极端时，发现有黄色火焰产生，由此我们推测正极和负极产生的气体分别是氧气和氢气，进一步得出水是由氢、氧元素组成的结论。

师：氢气燃烧的火焰为什么看上去是黄色的？

【演示实验】视频展示氢气燃烧改进实验。

【设计意图】引导学生初步形成从“合成”角度认识水的元素组成，体会探索物质成分的学科思维方式。同时，通过对“氢气燃烧”时火焰颜色的讨论，以及对实验的创新改进，使学生体会尊重客观事实、敢于质疑、勇于创新的科学精神。

【评价任务】通过实验，学生能够较完整地描述氢气的性质和氢气燃烧的实验现象，无明显错误。学生依据元素守恒观能准确推断出水的组成，但缺少对实验严谨性的质疑。

师：目前的证据足以说明水只是由氢、氧两种元素组成的吗？

生：不能，我们还要从定量的角度进行分析。

师：其实拉瓦锡很早就考虑到这个问题了，他将135格令的水通电分解，得到了15格令的氢气，和120格令氧气，由此我们就可以得到水只是由氢、氧元素组成的科学结论了。

【设计意图】通过水的电解实验再次认识水的组成，尝试从定性、定量两个角度去观察实验现象。

【评价任务】通过宏观实验的探究，诊断并发展学生对化学变化的现象的认识水平及实验探究水平。通过描述实验现象，得出实验结论，诊断学生是否有证据意识；通过对氢气燃烧结论的分析，诊断学生证据推理能力；通过概括探究水的组成的方法——合成法，诊断学生是否有归纳总结能力。

（四）宏微结合，深探水的组成

师：确定空间站经过净化后的液体是由氢、氧元素组成，那么能确定该液体是水吗？

生：不能，因为过氧化氢也是由氢、氧元素组成的纯净物，所以还要探究水的构成和化学式。

【出示资料】同温同压下，气体的体积之比等于气体分子数之比。

生：在同温同压下，同体积的气体分子个数相同。氢气体积是氧气体积的2倍，所以，氢分子个数是氧分子的 2 倍。又因为一个氢分子含有2个氢原子，一个氧分子也含有2个氧原子，可推知水分子中氧原子和氢原子个数比是2：1，所以水的化学式为H2O。

师：你能用模型表示水电解的微观过程吗？你有哪些发现？

（学生推理水分解的微观过程）

【播放视频】“水的组成”化学史微课。

学生观看微课视频，教师组织学生讨论、反思、总结研究物质成分的一般过程。

【设计意图】通过画图并分析模型，从“宏观、微观、符号”相结合的角度认识物质的组成。通过探究活动发展学生探究实践能力，由宏入微，构建认识水及其变化的微观模型，促进学科核心素养的进一步落实和发展；通过化学史感受知识的生成性过程，培养科学态度与创新意识。

【评价任务】通过探究活动，构建水电解过程的微观模型，诊断并发展学生“宏、微、符”三重表征的认识水平。

整合后的单元设计以单元大任务为引领，在各个课时切割成小任务并结合教学内容进行分析解决，在整体优化的基础上，从具体情境中进行知识的迁移和应用，更利于学生核心素养的发展。

参考文献：

［1］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），2020（21）.

［2］沈旭东.从“为情而境”到“由境生情”：化学教学中真实情境创设概论［J］.化学教学，2019（7）.

（责任编辑：杨强）