基于學(xué)科大概念的高中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計與實施

化學(xué)是探索物質(zhì)變化本質(zhì)與規(guī)律的學(xué)科，高中化學(xué)課程致力于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，基于學(xué)科大概念的高中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計可以更有效地實現(xiàn)這一目標(biāo)。學(xué)科大概念涵蓋了化學(xué)的基本概念、原理和規(guī)律，是理解化學(xué)現(xiàn)象和解決問題的關(guān)鍵。本文以魯教版高中化學(xué)必修2“元素周期表的應(yīng)用”為例，探討了基于學(xué)科大概念的教學(xué)設(shè)計與實施策略，期望為高中化學(xué)教師提供參考。一、明確核心概念，引入新課內(nèi)容核心概念既是構(gòu)建教學(xué)框架的基礎(chǔ)，也是學(xué)生掌握周期表應(yīng)用的關(guān)鍵，教師在明確了核心概念后，需要構(gòu)建邏輯清晰、層次分明的單元教學(xué)框架，這一框架應(yīng)包括以下幾個層次：回顧原子結(jié)構(gòu)和元素周期律的基礎(chǔ)知識；深入剖析元素周期表的編排規(guī)律和元素性質(zhì)的周期性變化；通過具體案例和實驗，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)習(xí)如何利用元素周期表預(yù)測元素性質(zhì)；指導(dǎo)化學(xué)反應(yīng)等實際應(yīng)用，總結(jié)歸納周期表的應(yīng)用方法和技巧。在教學(xué)“元素周期表的應(yīng)用”時，教師首先帶領(lǐng)學(xué)生回顧了元素周期表的基本結(jié)構(gòu)。周期表是按照原子序數(shù)遞增的順序排列，每一橫行構(gòu)成一個周期，每一縱列形成一個族，這樣的編排方式不僅清晰地展示了元素的排列順序，還揭示了元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律。緊接著，教師提出問題，引導(dǎo)學(xué)生思考：“什么是元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律呢？為什么元素性質(zhì)會呈現(xiàn)出這樣的周期性變化規(guī)律？”通過這些問題，教師成功激起了學(xué)生的好奇心和求知欲。隨后，教師詳細解釋了元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律。教師指出，隨著原子序數(shù)的遞增，元素的性質(zhì)會呈現(xiàn)出周期性的變化，這種變化不僅體現(xiàn)在元素的物理性質(zhì)上，如熔沸點、密度等，還體現(xiàn)在元素的化學(xué)性質(zhì)上，如化合價、化學(xué)反應(yīng)活性等。元素性質(zhì)會呈現(xiàn)這種周期性的變化規(guī)律，與其原子結(jié)構(gòu)有著密切聯(lián)系，隨著原子序數(shù)的遞增，原子核外電子的排布也會發(fā)生變化，這直接影響了元素的性質(zhì)。最后，教師表示本節(jié)課將通過一系列的實驗，深入學(xué)習(xí)元素周期表的應(yīng)用，并鼓勵學(xué)生認真聽講，積極參與討論，共同掌握這一強大的化學(xué)工具。通過這樣的教學(xué)過程，教師成功地引出了“元素性質(zhì)的周期性變化規(guī)律”這一核心概念。二、整合教學(xué)資源，提高實踐能力為了有效實施單元教學(xué)，教師需整合教學(xué)資源，采用多樣化教學(xué)手段，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，幫助學(xué)生深入理解學(xué)科大概念，進而提升化學(xué)素養(yǎng)和綜合能力。在教學(xué)“元素周期表的應(yīng)用”時，教師可借助教材、多媒體課件、網(wǎng)絡(luò)資源等，將抽象的元素周期表知識以直觀、生動的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，利用圖片、動畫等方式展示元素周期表的構(gòu)成和規(guī)律，幫助學(xué)生形成直觀認識，同時，通過小組討論、案例分析等多樣化的教學(xué)手段，引導(dǎo)學(xué)生積極參與課堂活動，發(fā)揮主體作用。針對實驗探究環(huán)節(jié)，教師可以設(shè)計一系列實驗，通過實驗操作、觀察和分析，學(xué)生可以加深對元素周期表的理解，這里通過比較鈉、鎂和鋁的金屬性強弱，以及氯、溴和碘的非金屬性強弱，來探索同周期、同主族元素的遞變規(guī)律。實驗一：比較鈉、鎂和鋁的金屬性強弱實驗教師：在之前的學(xué)習(xí)中，大家已經(jīng)了解了鈉與水反應(yīng)的現(xiàn)象，現(xiàn)在請大家回憶一下，鈉與水反應(yīng)時會出現(xiàn)什么現(xiàn)象呢？學(xué)生：鈉與水反應(yīng)時會迅速浮在水面上，并發(fā)出“嘶嘶”的響聲，同時產(chǎn)生大量氣泡，這些氣泡就是氫氣（見圖1、表1）。教師：那么鎂與冷水和熱水反應(yīng)的現(xiàn)象又有什么不同呢？實驗中為什么要將鎂條用砂紙打磨至光亮？請大家認真觀察并記錄實驗現(xiàn)象（見圖2、表2）。學(xué)生：Mg是強氧化劑，放置在空氣中有MgO生成，MgO是氧化物，氧化反應(yīng)的速度比較慢，把鎂條打磨至光亮，是為了讓單質(zhì)鎂能以最大的面積接觸空氣中的氧氣。教師：接下來，大家觀察MgCl2、AlCl3與NaOH的反應(yīng)，比較Mg（OH）2、Al（OH）3的堿性強弱（見圖3、表3）?，F(xiàn)象：Na能和冷水反應(yīng)，Mg不能和冷水反應(yīng)，只能和熱水反應(yīng)。結(jié)論：Na的金屬性強于Mg?，F(xiàn)象：過量氫氧化鈉溶液會使氫氧化鋁沉淀溶化，氫氧化鎂則不受影響。結(jié)論：Mg的金屬性強于Al。最終結(jié)論：鈉、鎂和鋁的金屬性由強到弱的排序為：Na＞Mg＞Al。實驗二：比較氯、溴和碘的非金屬性強弱教師：（1）在點滴板的3個孔穴中分別滴入3滴NaBr溶液、NaI溶液和新制的氯水，然后向NaBr溶液和NaI溶液中各滴入3滴新制的氯水，觀察顏色變化，并與氯水的顏色進行比較，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式（見圖4、表4）。教師：（2）在點滴板的2個孔穴中分別滴入3滴NaI溶液和溴水，然后向NaI溶液中滴入3滴溴水，觀察顏色變化，并與溴水的顏色進行比較，寫出反應(yīng)的化學(xué)方程式（見表5）。教師：實驗中所用的氯水為什么要用新制的？學(xué)生：氯水中溶解的氯氣部分能夠與水反應(yīng)，生成鹽酸和次氯酸，次氯酸不穩(wěn)定，受光易分解產(chǎn)生氧氣，最終氯水變?yōu)辂}酸?，F(xiàn)象：Cl2能從NaBr中置換出Br2，從NaI中置換出I2。結(jié)論：Cl2的非金屬性強于Br2，也強于I2?，F(xiàn)象：Br2能從NaI中置換出I2。結(jié)論：Br2的非金屬性強于I2。最終結(jié)論：氯、溴和碘的非金屬性由強到弱的排序為：Cl2＞Br2＞I2。通過實驗，學(xué)生得出了鈉、鎂和鋁的金屬性遞變規(guī)律，以及氯、溴和碘的非金屬性遞變規(guī)律，這些規(guī)律不但適用于這些特定的元素，而且在整個元素周期表中都有廣泛應(yīng)用。三、建立評價體系，促進持續(xù)發(fā)展在單元教學(xué)的實施過程中，建立科學(xué)的評價體系是至關(guān)重要的，評價體系不僅是對學(xué)生學(xué)習(xí)成果的檢驗，還是對教學(xué)質(zhì)量的反饋和提升。一個完善的評價體系應(yīng)關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)過程、理解程度以及應(yīng)用能力等多個維度，以全方位地衡量學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)。從學(xué)習(xí)過程來看，教師需要建立一種過程性評價機制，通過觀察學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)、參與討論的情況、合作完成任務(wù)的能力等方面評價學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)，這種評價方式能夠更真實地反映學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)自己的優(yōu)點和不足，從而調(diào)整學(xué)習(xí)策略。從學(xué)生對知識的理解程度來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果時，教師可以設(shè)置一些開放性問題或案例分析題來考查學(xué)生的思考深度和廣度，從而更全面地評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果。從應(yīng)用能力來評價學(xué)生的學(xué)習(xí)成果時，教師應(yīng)注重考查學(xué)生的應(yīng)用能力，可以通過組織一些實踐活動或項目任務(wù)讓學(xué)生應(yīng)用所學(xué)知識，并通過觀察學(xué)生的表現(xiàn)來評價學(xué)生的應(yīng)用能力。為了建立這樣一個評價體系，教師可以采用多種評價方式：課堂表現(xiàn)可以作為評價學(xué)生學(xué)習(xí)態(tài)度、參與度和表達能力的一個重要依據(jù)，作業(yè)完成情況則可以反映學(xué)生對課堂知識的理解和掌握程度，實驗報告則可以考查學(xué)生的實驗技能和科學(xué)思維等方面。此外，教師還可以采用問卷調(diào)查、個別談話等方式來獲取更全面的評價信息。需要注意的是，評價體系的建立不僅僅是為了給學(xué)生打分，更重要的是通過評價結(jié)果的反饋教學(xué)和學(xué)習(xí)：教師應(yīng)根據(jù)評價結(jié)果及時調(diào)整教學(xué)策略，針對學(xué)生的不足進行有針對性的指導(dǎo)，幫助學(xué)生克服學(xué)習(xí)困難，增強學(xué)習(xí)效果；學(xué)生應(yīng)根據(jù)評價結(jié)果了解自己的不足和進步方向，調(diào)整學(xué)習(xí)策略，努力提升自己的學(xué)習(xí)水平。四、教學(xué)總結(jié)基于學(xué)科大概念