高中化学实施单元教学设计的实践与思考——以苏教版必修“化学能与电能的转化”单元教学为例，本文主要内容关键词为：单元论文,电能论文,为例论文,能与论文,教学设计论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
单元教学运用系统方法以单元为基本单位来编排教学内容，组织教学过程，指导学生学习。教师在对课程标准、考纲和各种版本的教材等教学资源进入深入解读合理剖析后，依据对教学内容的理解和学生情况的了解，有效整合教学资源，形成相对完整的教学主题。教师通过实施单元教学，对教学内容、教学方法等进行变革，提高学生自主学习能力，形成自主、合作、探究的学习方式，从而提高课堂教学效率。
一、研究背景
1.课程标准和课改要求
在《普通高中课程标准（实验）》中，明确高中化学教学要以“提高学生科学素养为宗旨”，高中化学课程应该“有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能”。学生“科学素养”的提升，教师的作用就不仅仅是“传道授业解惑”，更需要加强学法的指导。
《基础教育课程改革纲要（试行）》提出应培养“具有适应终身学习的基础知识、基本技能和方法”的新型人才。教师不仅仅要教授知识，更重要的是指点方法，全面提高学生自主学习的能力。
2.模块教学需要
新课程改革以来，高中化学是分模块教学，每个模块相对独立，很多学生觉得学习化学的广度拓宽，学习难度加大，知识点零散而繁多，知识间内在逻辑关系不明显，模块间的脱节之处比较多，课时又少。这就需要教师认识模块功能，深度解读教材，针对实际情况，不断开拓教学内容，整合各类教学资源，形成有教学意义的单元，创造性使用教材，优化课堂教学，注意将知识的传授与学法指导有机融于整个教学活动中。
二、理论依据
1.系统论观点
系统论的核心思想是“整体性”原则。任何系统都是一个有机整体，整体不是各个部分的简单相加或机械组合，可以用亚里士多德的“整体大于部分之和”的名言来说明系统的整体性。系统中各要素不是孤立地存在着，要素之间相互关联，构成不可分割的整体。现代心理学研究发现：在人脑中有意识及无意识心理活动总是交织在一起的，当有意识及无意识活动整体处在最和谐状态时，人的活动最顺利及最有效[1]。学生学习效率低下往往是他们没有把学习活动整合起来。
传统的教学以课时为教学单位，以教材的自然章、节（专题、单元）的栏目为教学内容。传统教学重视一个个知识点的突破，以知识点的积累形成学科体系和建构学科观念。师生往往在教学过程中关注知识点突破及完成教学任务，易产生只见树木不见森林的心理效应，而忽视了相关知识学习目标及任务之间的内在联系，不利于学科观念以及学科体系整体构建[2]。单元教学强调教学三维目标的全面性、教学内容和过程的系统性设计，以提高课堂教学效益，增进学生对学科体系及学科观念整体构建。
2.建构主义理论
建构主义认为，教师不是知识传输者与灌输者，而是“意义建构帮助者”、促进者；学生不是“外部刺激被动接受者”和被灌输者，而是“信息加工主体、是意义主动建构者”。建构主义倡导教师指导下的、学习者为中心的学习，强调学生对知识的主动探索、主动发现和对所学知识意义的主动建构。如果教师不注重对学法的指导，帮助学生建构知识体系，学生往往只能求助于对书本知识的记忆，缺乏整体的知识建构，“依葫芦画瓢”式的学习方式和由此形成的思维惯性和惰性，往往顾此失彼，导致创新意识的缺乏，难以完成自主学习，更不可能达到教育家叶圣陶所提倡的“教是为了不教”的境界。
单元教学运用建构主义学习理论进行课堂教学设计，重视了解学生已有学习经验，激发学生的学习自主性。外界施加的信息只有通过自身的交流、合作和探究，对客观世界作出反应，一方面对新信息的意义进行建构，另一方面完成对原有经验的改造和重组。所以要把学生放在教育活动的中心，教师充当引导者。教学形式上，建构主义提倡发现学习、探究性学习、合作学习以及利用现代信息技术手段进行教学。
三、教学实践与反思
1.教学内容分析
以苏教版必修2专题2的第三单元“化学能与电能的转化”为例。
本单元只要求学生能够“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”、“通过制作简易原电池的实验，了解原电池的概念和原理”[3]。初中化学已经从化石燃料燃烧，将化石燃料中的化学能转化为电能的角度介绍了化学电池的一些知识，也加入Cu-Zn与硫酸铜的原电池实验。而在选修模块“化学反应原理”中，将从科学概念层面及定量角度较系统学习化学反应与能量、化学反应速率以及化学平衡原理。因此，本单元内容既是对初中化学相关内容的提升与拓展，又为选修“化学反应原理”的学习奠定了必要的基础，学生概念的形成和发展呈现一种螺旋式上升的形态。苏教版必修化学2的教材在“反应中的能量变化”这一专题中来讨论“化学能与电能的转化”，旨在从生活经验，从学生对电的认识和了解，引出化学能与电能的相互转化——原电池和电解池，通过实验分析了解原电池、电解池的基本工作原理，凸显该过程中能量是如何转化的，并了解这些原理在实际生活、生产中的应用。
2.单元教学设计思路
根据课程标准和教师教学参考书的建议，将本单元教学确定为三个课时。教学单元的总体教学思路是：通过生活实例建立概念；通过实验探究，认识化学能可以转化为电能，初步认识原电池的反应原理——拓展概念，基于原电池的原理分析，了解常见的化学电源及其应用——迁移应用；通过原电池模型的变化比较，认识电能如何转化为化学能，了解电解池的原理和应用。从学生“已知”出发，通过学生的实验探究形成对概念的感性认识，调动学习积极性，激发学生“想知”，培养学生理论与实践相结合的能力，培养其合作意识，解决学生的“未知”。
第一课时教学活动：（1）利用学生已有的经验，通过实验探究，把学生带进原电池的研究之中。（2）从氧化还原反应的电子转移角度认识化学能转化为电能的本质，认识原电池反应本质是氧化还原反应。（3）梳理概念，从反应是放热反应和反应中能量变化曲线来认识原电池中的能量转化及这种转化的实际应用价值。（4）初步应用原电池原理解释金属腐蚀现象。第一课时作为新概念教学，教师引导比较多，师生间互动多于学生间互动，实验以教师演示为主，主要让学生从氧化还原角度掌握原电池反应的本质和其能量转化。
第二课时教学活动：（1）学生动手实验，制作水果电池或简易燃料电池，更深刻理解原电池反应原理。（2）通过原电池和传统干电池（锌锰电池）初步认识化学电源的化学原理和结构。（3）掌握判断化学电源正负极的方法。（4）通过介绍新型电池体现化学电池的改进与创新，初步形成科学技术的发展观。（5）让学生设计原电池（根据学生的学习情况确定是否安排），以培养学生的知识应用能力和创新意识。第二课时是对第一课时知识的应用拓展，借助第一课时所学原电池知识推广到化学电源的正负极判断和在生活中的广泛用途。第二课时中，教师带领学生对化学电源本质探究分析，帮助学生把书本知识提升到应用层面，增加学生实验，让学生在主动探究中获得新知。本课时安排了学生实验、小组交流，形式多样，使学生在自主实验、积极思考和相互讨论中发现问题、分析问题和解决问题。
第三课时教学活动：（1）复习原电池装置引入石墨电极电解氯化铜的装置。（2）根据电极产物判断电解方程式书写。（3）根据反应的吸放热情况，讨论电解过程中的能量转化。（4）问题探究，如何自制消毒水？拓展实验设计，将阳极石墨换为铜棒再实验，从熟悉的过程中发现问题，以培养学生的钻研精神。第三课时为学生创设一个真实的问题情境，让学生从比较原电池与电解池异同的角度思考问题，在解决问题的过程中，学生对电能与化学能的转化有关知识不断应用和梳理，建构电化学知识的网络。
3.单元教学反思
单元教学要求教师认真钻研比较课程标准中必修和选修的“内容要求”，依据对课程标准的准确分析、学科的内在逻辑及学生的发展需要，统筹重组和整合优化教学内容体系，确定课堂教学内容的深广度。如高一电化学的教学，课程标准对“电能与化学能的转化”内容的要求是“举例说明化学能与电能的转化关系及其应用”。而“对于较复杂的原电池、电解池的电极反应式的书写和金属的电化学腐蚀等暂不作要求”，但是在多年的教学实践中发现，很多教师受老教材和习题的影响，不仅要补充内容，有时候还将选修模块内容前移。例如在“电解”教学中，补充了溶液中离子放电顺序问题，将原理模块中氯碱工业等也移到此处，不仅有违课程标准要求，也加重了学生的课业负担，导致很多学生在高一就觉得化学学习很难，缺乏学习的积极性和主动性，带来心理负担。在本单元教学的设计中，注重知识的连续性和系统性，注重从学生已学知识出发。从电子得失、氧化还原微观角度揭示电化学的原理，从能量转化、反应物生成物能量高低比较的宏观角度确定电能与化学能的转化，以原电池为模板，引出电解池，让学生在差异中比较分析，掌握新知，有效联系了必修前后的内容，让学生不断温故知新，从已知推测未知。
单元教学要求教师掌握学生的实际情况，从学科思想和学科方法角度整合教学内容，确定课时教学内容和方法。教师要牢牢把握课标要求，合理使用教材，贯彻以“单元整合”为纽带，贯彻以“思考探究”为核心，以“学生活动”为途径，以“实际应用”为源泉的教学思想。一个有效的单元教学设计不是教材中内容的简单重复和堆砌，而是围绕一个主题，由浅入深，层层递进的推进。各个课时任务之间应该联系紧密，前一课时应该为后一课时教学提供支架，后一课时是对前一课时的提高和拓展。在教学安排上贴近生活，结合生活、生产实际，遵循学生的认知规律，重视对学生情感态度、价值观的培养，重视学生知识体系的形成。将化学反应与能量转化联系起来，帮助学生用化学的视角认识自然、环境、能源和社会的关系，让学生了解能源与化学科学的密切关系，认识能源对社会发展的重要性。在电化学单元设计教学中，不同的课时尽可能安排不同类型的学生活动，如阅读、交流、实验等，使学生在不同情境中认识应用所学知识。教学中以探究学习为基本方法，思维训练为主线，理论与实际相结合，运用实验手段分析原理，让学生自主参与知识获取的过程，给学生充分表达自己想法的机会。如在教学中通过回顾电解水、电解饱和食盐水、电解熔融的氯化钠和熔融的氧化铝来制备金属钠、铝等，进一步认识电解的原理在生产中的应用，并激发学生的兴趣和热情，布置探究作业：利用家中现有的材料如何自制消毒水；通过对手机充放电的探究，认识原电沲和电解池的关系；再以探究实验“石墨上镀铜”，将学习和兴趣引向选修内容“电镀”。
单元教学实践的价值是促进教师从“教教材”向“用教材”转变；有利于整合教学内容和资源，促进教法和学法的转变；有利于用实验引领教学，充分发挥实验的功能；有利于以学生为主体、教师为主导，有效促进三维目标的达成等。