基于發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)

陳寅　宋蕊

摘要： 新課程改革對(duì)傳統(tǒng)課堂提出了轉(zhuǎn)型要求，單元教學(xué)設(shè)計(jì)關(guān)注課時(shí)之間的關(guān)聯(lián)，改變偏重記憶零碎知識(shí)和符號(hào)的教學(xué)，為基于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的課堂改革提供了路徑。以“晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”為例開(kāi)展化學(xué)單元結(jié)構(gòu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，穿插基于情景的探究式、啟發(fā)式、體驗(yàn)式或互動(dòng)式等教學(xué)活動(dòng)，落實(shí)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)。

關(guān)鍵詞： 化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng); 化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì); 宏觀辨識(shí)與微觀探析; 晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

文章編號(hào)： 10056629（2020）01003106

中圖分類(lèi)號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

在發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)為化學(xué)課程目標(biāo)的背景下，課堂是落實(shí)的主陣地，核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)對(duì)現(xiàn)有課堂提出了新的要求?；瘜W(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的實(shí)施往往是跨課時(shí)的，甚至是跨學(xué)期、跨學(xué)年的。而現(xiàn)有課堂中，比較關(guān)注課時(shí)目標(biāo)的落實(shí)，忽視了課時(shí)之間的相互關(guān)聯(lián)，缺乏對(duì)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)的頂層設(shè)計(jì)。單元教學(xué)設(shè)計(jì)是教師運(yùn)用系統(tǒng)方法，架構(gòu)各課時(shí)之間的教學(xué)關(guān)聯(lián)的過(guò)程性設(shè)計(jì)，其目的在于改變偏重記憶零碎知識(shí)和符號(hào)的教學(xué)，強(qiáng)調(diào)學(xué)生手腦并用獲得完整的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，重視整個(gè)學(xué)習(xí)情境中的各部分關(guān)系[1]。

基于上述的背景與需求，本研究認(rèn)為，單元教學(xué)設(shè)計(jì)對(duì)發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)非常適宜，從以往忽視課時(shí)之間的聯(lián)系，轉(zhuǎn)向以學(xué)科核心素養(yǎng)為教學(xué)目標(biāo)，開(kāi)展以單元、主題、模塊為單位的結(jié)構(gòu)化教學(xué)設(shè)計(jì)，穿插基于情景的探究式、啟發(fā)式、體驗(yàn)式或互動(dòng)式等教學(xué)活動(dòng)，從而落實(shí)發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的課程目標(biāo)。

1 單元教學(xué)設(shè)計(jì)概述

20世紀(jì)初，美國(guó)學(xué)者杜威主張實(shí)用主義的單元教學(xué)，并提出了關(guān)于單元教學(xué)的教學(xué)模式;20世紀(jì)60年代，布魯姆提出“掌握學(xué)習(xí)”教學(xué)理論，要求以單元為單位組織教學(xué)，通過(guò)教學(xué)目標(biāo)控制整個(gè)單元內(nèi)的教學(xué)活動(dòng)，避免教學(xué)的模糊無(wú)序，提高了教學(xué)效率。20世紀(jì)20年代，“單元教學(xué)”從國(guó)外引入，并在國(guó)內(nèi)經(jīng)歷了較長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，在借鑒國(guó)外先進(jìn)教育理念的同時(shí)，結(jié)合我國(guó)教育實(shí)際，探索適合我國(guó)的教學(xué)道路[2]。

單元教學(xué)設(shè)計(jì)是指形成單元主題并針對(duì)單元主題對(duì)教學(xué)目標(biāo)、單元教學(xué)過(guò)程進(jìn)行籌劃的過(guò)程性設(shè)計(jì)。單元教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)教學(xué)目標(biāo)全面性和教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)過(guò)程系統(tǒng)性設(shè)計(jì)，以提高課時(shí)教學(xué)效益，增進(jìn)學(xué)生學(xué)科體系和學(xué)科觀念的整體構(gòu)建。同時(shí)，單元教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)從單元整體出發(fā)設(shè)計(jì)教學(xué)，突出教學(xué)目標(biāo)、內(nèi)容和過(guò)程的整體性、連續(xù)性和發(fā)展性。

2 單元教學(xué)設(shè)計(jì)流程

單元教學(xué)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)一般包括三部分，分別為單元規(guī)劃、單元教材教法分析與目標(biāo)設(shè)計(jì)、單元教學(xué)活動(dòng)/作業(yè)/評(píng)價(jià)/資源設(shè)計(jì)，如圖1所示[3]。

2.1 單元規(guī)劃

單元規(guī)劃即通過(guò)分析課程標(biāo)準(zhǔn)、教材等，基于教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行重新組織，形成具有特定主題的單元系列。其中化學(xué)學(xué)科的主題通常是能夠統(tǒng)攝一類(lèi)化學(xué)知識(shí)的化學(xué)核心概念或化學(xué)學(xué)科思想與觀念。單元規(guī)劃需要具有整體性、有序性和可操作性。

2.2 單元教材教法設(shè)計(jì)

單元教材教法分析和設(shè)計(jì)是基于課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、學(xué)情分析單元內(nèi)容的地位與作用、所體現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)的載體、單元教學(xué)目標(biāo)與重難點(diǎn)、單元學(xué)習(xí)的基本知識(shí)，從而為制定教學(xué)目標(biāo)維度、設(shè)計(jì)教學(xué)活動(dòng)、實(shí)施教學(xué)評(píng)價(jià)奠定基礎(chǔ)的教學(xué)實(shí)踐活動(dòng)。

2.3 單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

化學(xué)單元教學(xué)目標(biāo)是縱觀層面上的教學(xué)目標(biāo)，起到聯(lián)結(jié)學(xué)科核心素養(yǎng)與微觀的課時(shí)目標(biāo)的作用，是學(xué)科核心素養(yǎng)落地的重要橋梁。單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)就是通過(guò)分析單元教學(xué)內(nèi)容，確定各單元所承載的學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)容，再結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，分析單元所體現(xiàn)的課程目標(biāo)，最終根據(jù)單元承載的學(xué)科核心素養(yǎng)與課程目標(biāo)，設(shè)計(jì)單元目標(biāo)。

2.4 單元學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)不能完全通過(guò)直接傳授的方式而獲得，需要在各種形式的學(xué)習(xí)活動(dòng)過(guò)程中發(fā)展。而單元學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)就是教師根據(jù)單元目標(biāo)、單元內(nèi)容特點(diǎn)和學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，進(jìn)行一系列以知識(shí)技能習(xí)得和過(guò)程方法體驗(yàn)為特征的教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，從而凸顯新課程改革基本思想與基本活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)的培養(yǎng)，并落實(shí)發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的目標(biāo)。單元教學(xué)活動(dòng)包括課時(shí)活動(dòng)與跨課時(shí)活動(dòng)。

2.5 單元作業(yè)設(shè)計(jì)

單元作業(yè)設(shè)計(jì)是指依據(jù)單元目標(biāo)，系統(tǒng)規(guī)劃、整體設(shè)計(jì)一個(gè)單元各課時(shí)作業(yè)和單元末作業(yè)，也是整個(gè)單元教學(xué)設(shè)計(jì)的重要組成部分。

2.6 單元評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)

單元評(píng)價(jià)是通過(guò)比較某些基準(zhǔn)對(duì)學(xué)生完成單元的整體學(xué)習(xí)后的水平，包括知識(shí)與技能的掌握、情感價(jià)值觀的變化、學(xué)科核心素養(yǎng)水平、交流與合作能力等進(jìn)行考查與評(píng)價(jià)。同時(shí)單元評(píng)價(jià)也可以檢核教師單元教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成程度。

2.7 單元資源設(shè)計(jì)

單元資源是指支持單元教學(xué)中的單元學(xué)習(xí)活動(dòng)、單元作業(yè)和單元評(píng)價(jià)的物質(zhì)資源條件，主要包括設(shè)備、場(chǎng)所、器材、信息、資料等。

3 “晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”單元教學(xué)方案設(shè)計(jì)

本研究以“晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的單元教學(xué)方案設(shè)計(jì)過(guò)程為例，包括單元規(guī)劃與單元教材教法設(shè)計(jì)、單元教學(xué)目標(biāo)與單元學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（暫不涉及單元作業(yè)、單元評(píng)價(jià)與單元資源設(shè)計(jì)），其中課時(shí)教學(xué)目標(biāo)與課時(shí)教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)以“離子鍵”一課為例。具體設(shè)計(jì)方案如下：

3.1 單元規(guī)劃

根據(jù)教學(xué)基本要求與教材分析，以滬科版《化學(xué)》高中一年級(jí)第一學(xué)期“探索原子構(gòu)建物質(zhì)的奧秘”章節(jié)（共計(jì)5課時(shí)）、高二第一學(xué)期“金屬鍵金屬晶體”內(nèi)容（共計(jì)4課時(shí)）與高三拓展型課程中“分子晶體”的內(nèi)容（共計(jì)1課時(shí)）等化學(xué)鍵和晶體結(jié)構(gòu)的知識(shí)模塊共同組成一個(gè)教學(xué)單元。該單元的教學(xué)內(nèi)容是發(fā)展“宏觀辨識(shí)與微觀探析”這一核心素養(yǎng)的重要知識(shí)載體，同時(shí)微粒變化觀的學(xué)習(xí)可以培育學(xué)生“變化觀念與平衡思想”的核心素養(yǎng)，并運(yùn)用“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的學(xué)科核心素養(yǎng)來(lái)描述和解釋化學(xué)現(xiàn)象。

本單元規(guī)劃思路如圖2所示，主要的教學(xué)目標(biāo)為培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的學(xué)科核心素養(yǎng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)目標(biāo)水平逐步深化，從掌握晶體的分類(lèi)，到形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的觀念，最終可以進(jìn)行微觀結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)的互證[4]。根據(jù)該水平發(fā)展階段對(duì)單元教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行梳理，各部分的教學(xué)設(shè)計(jì)遵循“作用力的形成→作用力的強(qiáng)弱→晶體的結(jié)構(gòu)→性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系”的思路，最終達(dá)成發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”等教學(xué)目標(biāo)[5]。

3.2 單元教材教法設(shè)計(jì)

在“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的目標(biāo)導(dǎo)向下，旨在促進(jìn)學(xué)生對(duì)宏觀數(shù)據(jù)、現(xiàn)象的感知，學(xué)會(huì)從微觀的視角認(rèn)識(shí)物質(zhì)性質(zhì)的一般思路和方法，建立“宏觀微觀符號(hào)”的化學(xué)知識(shí)表征方式。分析學(xué)生的學(xué)情，學(xué)生對(duì)原子、分子、離子已經(jīng)有了初步的概念，但是對(duì)化合物的微觀形成過(guò)程還比較模糊，同時(shí)本單元所涉及的化學(xué)知識(shí)均為較抽象的微觀概念，無(wú)法用直觀的觀察和實(shí)驗(yàn)獲得具體的認(rèn)識(shí)。宏觀上，需要通過(guò)引入模型引導(dǎo)學(xué)生從宏觀層面感受化學(xué)鍵的真實(shí)存在，微觀上，從原子的結(jié)構(gòu)、電子的運(yùn)動(dòng)和變化、陰陽(yáng)離子間的相互作用等層面，感受化學(xué)鍵的形成，將無(wú)形的化學(xué)鍵轉(zhuǎn)化為有形的認(rèn)識(shí)，從而使學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)化學(xué)鍵的本質(zhì)。

3.3 單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計(jì)

通過(guò)分析單元教學(xué)內(nèi)容，確定本單元所承載的學(xué)科核心素養(yǎng)主要為“宏觀辨識(shí)與微觀探析”，同時(shí)也能培育學(xué)生的“變化觀念與平衡思想”和“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”等，結(jié)合學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平，確定所對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)，以“學(xué)科核心素養(yǎng)→課程目標(biāo)→單元目標(biāo)→課時(shí)目標(biāo)”的解析路徑，形成各個(gè)課時(shí)目標(biāo)，如表1所示[6，7]。

3.4 單元學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

該單元主要以課時(shí)活動(dòng)為主，以“離子鍵”一課為例，依據(jù)教法設(shè)計(jì)與課時(shí)目標(biāo)，設(shè)計(jì)了氯化鈉的形成、離子鍵強(qiáng)弱的判斷、離子晶體、氯化鈉的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系等4項(xiàng)活動(dòng)任務(wù)，具體見(jiàn)課時(shí)教學(xué)案例與分析。

4 “晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”單元課時(shí)教學(xué)案例與分析

依據(jù)單元規(guī)劃的線(xiàn)索，遵循單元教法、單元教學(xué)目標(biāo)與單元學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)，以“離子鍵”一課為例進(jìn)行“晶體的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”單元的課時(shí)教學(xué)案例設(shè)計(jì)。

4.1 環(huán)節(jié)1： 氯化鈉的形成

[教師設(shè)問(wèn)]這是兩個(gè)金屬球，有什么方法可以增大兩球之間的吸引力？

[學(xué)生回答]利用電性作用，讓一個(gè)球帶正電，另一球帶負(fù)電，兩球吸引。

[教師]這是一臺(tái)手搖感應(yīng)起電器，搖動(dòng)以后可以產(chǎn)生異種電荷，通過(guò)導(dǎo)線(xiàn)讓一個(gè)球帶正電，另一球帶負(fù)電，觀察兩個(gè)球能否相互吸引。

[學(xué)生]認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)，分析、思考發(fā)生的現(xiàn)象。

[教師設(shè)問(wèn)]如果這兩個(gè)球分別代表的是原子，用什么方法可以增大兩個(gè)原子之間的吸引力？

[學(xué)生回答]可以利用電性作用，讓他們分別變成陰、陽(yáng)離子，依靠異性相吸，產(chǎn)生靜電引力。

[教師設(shè)問(wèn)]順著異性相吸的思路，在元素周期表的第3周期有我們熟悉的元素，在這一周期中最容易形成陽(yáng)離子和陰離子的分別是哪兩種元素？

[學(xué)生回答]鈉易形成陽(yáng)離子，氯易形成陰離子。

[活動(dòng)1]請(qǐng)大家從原子結(jié)構(gòu)的角度思考和討論NaCl是怎樣形成的。若需要可以觀看課桌上電腦里鈉與氯氣反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)視頻。

[學(xué)生]觀看視頻，相互討論。

[教師]由于電子與電子、原子核與原子核都會(huì)產(chǎn)生同性相斥作用。當(dāng)兩種離子接近到某一距離時(shí)，吸引和排斥作用達(dá)到了平衡，于是陰、陽(yáng)離子之間就形成了穩(wěn)定的離子鍵。由于陰、陽(yáng)離子靠得比較緊密，我們也會(huì)用核間距表示兩個(gè)離子的間距。像NaCl這樣陰、陽(yáng)離子間通過(guò)靜電作用所形成的化學(xué)鍵稱(chēng)為離子鍵。化學(xué)上可用電子式來(lái)表示含有離子鍵的NaCl。

[學(xué)生]思考、領(lǐng)悟和分析。理解概念的內(nèi)涵及關(guān)鍵點(diǎn)：“相反電荷”、“相互作用”。

[教師設(shè)問(wèn)]在元素周期表中除了鈉和氯，還有哪些區(qū)域的元素可以形成像Na+這種典型的陽(yáng)離子，或Cl-這種典型的陰離子？請(qǐng)同學(xué)們用化學(xué)式表示含有離子鍵的物質(zhì)。

設(shè)計(jì)分析： 利用手搖感應(yīng)起電器引導(dǎo)學(xué)生從宏觀層面感受靜電作用，從原子結(jié)構(gòu)（微觀層面）入手分析離子鍵的形成過(guò)程及其本質(zhì)，再?gòu)暮暧^角度感受離子鍵的存在，不斷從宏觀和微觀兩個(gè)角度進(jìn)一步認(rèn)識(shí)離子鍵、運(yùn)用化學(xué)符號(hào)表征離子鍵，培養(yǎng)學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的核心素養(yǎng)。通過(guò)感受離子鍵的形成過(guò)程，培養(yǎng)了學(xué)生“變化觀念與平衡思想”的核心素養(yǎng)。

本環(huán)節(jié)以“原子結(jié)構(gòu)”、“原子間的相互作用”作為前概念學(xué)習(xí)離子鍵的形成，通過(guò)宏觀現(xiàn)象讓學(xué)生感受離子鍵的存在，為共價(jià)鍵、金屬鍵等學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

4.2 環(huán)節(jié)2： 判斷離子鍵的強(qiáng)弱

[教師提問(wèn)]在同學(xué)們書(shū)寫(xiě)的這些物質(zhì)中，下面我們著重討論NaCl、 MgO這種AB型化合物中的離子鍵。請(qǐng)大家思考一個(gè)問(wèn)題，怎樣判斷離子鍵的強(qiáng)弱？

[學(xué)生]看書(shū)、歸納、理解概念。

[活動(dòng)2]根據(jù)式子F=KQ1Q2r2，如果Q1、 Q2是同種電荷的電量，那么F為斥力;如果Q1、 Q2是異種電荷的電量，那么F為引力。由于今天我們研究的是離子鍵，所以F的大小其實(shí)反映了離子鍵的強(qiáng)弱，那么離子鍵強(qiáng)弱會(huì)跟哪些因素有關(guān)？

[學(xué)生]Q可以表示離子所帶電荷的多少，由于陰、陽(yáng)離子排列比較緊密，r可以表示兩個(gè)離子半徑之和或核間距。

[教師提問(wèn)]NaCl、 MgO中誰(shuí)的離子鍵更強(qiáng)？（提供O2-、 Na+、 Mg2+、 Cl-等離子半徑數(shù)據(jù)）

[學(xué)生回答]討論后回答是MgO。

設(shè)計(jì)分析： 本環(huán)節(jié)通過(guò)提供數(shù)據(jù)信息，幫助學(xué)生判斷陰、陽(yáng)離子間的核間距，運(yùn)用微粒作用理解離子鍵強(qiáng)弱的影響因素，建構(gòu)判斷離子鍵強(qiáng)弱的方法模型，提升學(xué)生的“證據(jù)推理”意識(shí)和科學(xué)探究能力。同時(shí)引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成重視課本資料信息的習(xí)慣，培養(yǎng)分析歸納的能力，提高學(xué)生“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

本環(huán)節(jié)以“庫(kù)侖定律”作為前概念，引出作用力的強(qiáng)弱，通過(guò)對(duì)離子鍵作用力強(qiáng)弱的認(rèn)識(shí)，使學(xué)生可以更好地理解其他類(lèi)型化學(xué)鍵作用力的強(qiáng)弱。原子間的強(qiáng)作用力也為后續(xù)較弱的分子間作用力的學(xué)習(xí)起到了鋪墊作用。

4.3 環(huán)節(jié)3： 離子晶體

[活動(dòng)3]現(xiàn)有一大一小兩個(gè)模型球，如果把離子近似地認(rèn)為是球體，哪個(gè)表示Na+、哪個(gè)表示Cl-？根據(jù)靜電學(xué)理論，Na+和Cl-各自所帶的電荷為整個(gè)離子共有，所以它在各個(gè)方向上的靜電效應(yīng)是等同的。而且只要離子附近空間條件允許，每一個(gè)離子就有可能吸引盡量多的帶相反電荷的離子。當(dāng)然陽(yáng)離子吸引幾個(gè)陰離子并不是隨意的，而是有一定規(guī)律的。請(qǐng)大家完成游戲，一個(gè)Na+周?chē)疃嗫梢晕龓讉€(gè)Cl-？

[學(xué)生]分組討論、游戲，并回答問(wèn)題。

[教師]NaCl晶體是一大堆Na+和Cl-按一定排列方式相互吸引向三維空間無(wú)限延伸的巨型離子結(jié)構(gòu)（視頻）。像NaCl這種含有離子鍵的化合物稱(chēng)為離子化合物。離子化合物在室溫時(shí)以晶體形式存在，此時(shí)的晶體叫做離子晶體。我們?cè)鯓友芯窟@種“巨型”的離子晶體呢？科學(xué)家已從中取出一部分，這部分是一個(gè)三維結(jié)構(gòu)，它從化學(xué)和幾何學(xué)上可以代表整個(gè)晶體。

[教師]請(qǐng)大家將模型從盒中取出，球體表示離子，棍子表示離子鍵。一維、二維重復(fù)行嗎？為什么是三維重復(fù)？這種三維結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是什么？

[學(xué)生]討論，感悟。并回答是正方體，Na+位于棱上和中心，Cl-位于頂點(diǎn)和面上。

設(shè)計(jì)分析： 通過(guò)游戲讓學(xué)生更好地理解離子鍵、離子晶體概念的內(nèi)涵與特征，從原子間作用力的角度對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類(lèi)，建立晶體是有結(jié)構(gòu)的觀念，也為共價(jià)晶體、金屬晶體、分子晶體結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)，理解微觀結(jié)構(gòu)對(duì)宏觀性質(zhì)的影響。

4.4 環(huán)節(jié)4： 氯化鈉的性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系

[活動(dòng)4]剛才研究的是Na+怎么跟Cl-結(jié)合成NaCl的。如果我們需要將Na+、 Cl-從晶體中取出，請(qǐng)問(wèn)該怎么辦？斷開(kāi)局部的NaCl都很費(fèi)勁，哪怕一小塊食鹽晶體，也是很多個(gè)Na+和Cl-通過(guò)離子鍵相互結(jié)合的，那就需要很多的力拉開(kāi)！斷開(kāi)兩個(gè)陰、陽(yáng)離子要用F大小的力，化學(xué)上怎么表示斷開(kāi)無(wú)數(shù)個(gè)離子鍵的作用力呢？且離子晶體有不同的類(lèi)型，有無(wú)方法可以比較離子晶體中離子鍵強(qiáng)弱呢？

[學(xué)生]研究模型，思考、領(lǐng)悟。

[教師]老師介紹一種工具。溫度0K時(shí)，將1mol離子化合物中的陰、陽(yáng)離子，由互相遠(yuǎn)離的氣態(tài)結(jié)合成離子晶體時(shí)放出的能量稱(chēng)為晶格能。晶格能越大表示斷開(kāi)離子間作用力所消耗的能量越多，離子鍵也越強(qiáng)。晶格能是具有化學(xué)特色的研究離子間作用力的工具，它跟庫(kù)侖定律得到的結(jié)果基本一致。大家從表格中的數(shù)據(jù)能夠得出什么結(jié)論？

[學(xué)生]由表中數(shù)據(jù)可見(jiàn)，當(dāng)離子電荷相同，核間距越短，晶格能越大。所以晶格能的大小與離子晶體中離子電荷、離子間核間距等因素有關(guān)。

[教師]通過(guò)晶格能，我們可知離子晶體中存在較強(qiáng)的離子鍵，破壞它需要較高的能量。那么它會(huì)對(duì)離子晶體的性質(zhì)產(chǎn)生什么影響呢？以氯化鈉為例，一般涉及以下性質(zhì)： 密度和硬度較大，有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn);能溶于水，但不溶于非水溶劑;固體時(shí)不導(dǎo)電，熔融或溶于水后能導(dǎo)電。破解這些性質(zhì)的奧秘掌握在大家的手里，我選了兩組問(wèn)題和相關(guān)資料存放在筆記本電腦里，請(qǐng)大家閱讀并思考?；卮饡r(shí)按以下三個(gè)步驟： 一敘述你們的問(wèn)題，二展示你們用到的資料，三闡述你們的觀點(diǎn)。

問(wèn)題1： 為何NaCl的密度和硬度較大，有較高的熔點(diǎn)和沸點(diǎn)？提供資料： ①表： 一些AB型離子晶體的晶格能、熔點(diǎn)、沸點(diǎn)和硬度;②視頻： 研磨食鹽晶體;③圖： 氯化鈉晶體。

問(wèn)題2： 物質(zhì)的宏觀表現(xiàn)往往跟其微觀層面的存在形態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式有關(guān)。已知NaCl為固體時(shí)不導(dǎo)電，而熔融或溶于水后能導(dǎo)電。請(qǐng)你從微粒的存在形態(tài)和運(yùn)動(dòng)方式視角進(jìn)行解釋。提供資料： ①圖： 氯化鈉晶體;②視頻： 熔融的氯化鈉導(dǎo)電;③視頻： 氯化鈉水溶液導(dǎo)電。

[學(xué)生]思考、討論、分析、歸納;師生共同討論。

[教師]NaCl是離子晶體的代表物。本課圍繞兩個(gè)字展開(kāi)： 合、分。從“合”的角度體現(xiàn)的是離子鍵的形成和結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，“分”的視角更多展現(xiàn)的是性質(zhì)與結(jié)構(gòu)的關(guān)系。因此，本課體現(xiàn)了“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”這一重要的學(xué)科思想。

[學(xué)生]思考、領(lǐng)悟。

設(shè)計(jì)分析： 本環(huán)節(jié)以氯化鈉為例，推測(cè)離子晶體的結(jié)構(gòu)與其性質(zhì)的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)生從微觀層面正確理解離子晶體的宏觀性質(zhì)，尋求宏觀與微觀之間的關(guān)系，建構(gòu)“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的觀念，發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”的核心素養(yǎng)。同時(shí)，該環(huán)節(jié)幫助學(xué)生形成基于證據(jù)進(jìn)行分析推理，解釋證據(jù)與結(jié)論之間關(guān)系，運(yùn)用模型描述和解釋化學(xué)現(xiàn)象，建立解決復(fù)雜化學(xué)問(wèn)題的思維框架，發(fā)展“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的核心素養(yǎng)。

通過(guò)本課程可遷移到其他晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的學(xué)習(xí)，例如學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)共價(jià)鍵、金屬鍵與分子間作用力等，可綜合分析不同作用力對(duì)物質(zhì)宏觀性質(zhì)的影響，從而根據(jù)微觀結(jié)構(gòu)推斷物質(zhì)性質(zhì)，或根據(jù)物質(zhì)性質(zhì)推斷微觀結(jié)構(gòu)。再如學(xué)生可綜合運(yùn)用原子間作用力與分子間作用力的知識(shí)，通過(guò)石墨的性質(zhì)推演石墨的結(jié)構(gòu)信息，最終達(dá)成發(fā)展學(xué)生“宏觀辨識(shí)與微觀探析”核心素養(yǎng)的目標(biāo)。

5 結(jié)語(yǔ)

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是將知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀“三維”融于一體后的整體表現(xiàn)，如何將抽象的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)化為具體的教學(xué)目標(biāo)，單元教學(xué)設(shè)計(jì)為其提供了轉(zhuǎn)換的路徑。

化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)較難通過(guò)直接傳授的方式獲得，需要在各種形式的教學(xué)活動(dòng)中逐漸形成，本研究通過(guò)挖掘教學(xué)內(nèi)容中的基本觀念和方法，以單元的整體視角，對(duì)教學(xué)活動(dòng)進(jìn)行整體的規(guī)劃，將核心素養(yǎng)融于教學(xué)活動(dòng)之中。

鳴謝： 研究案例在實(shí)施中得到王祖浩、羅濱、葉佩玉、徐睿等專(zhuān)家的指導(dǎo)。

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