基于大概念的高中化学《化学反应与能量》单元教学设计与实践

引言

随着教育改革的不断深入，培养学生的核心素养已成为高中化学教学的重要目标。大概念教学作为一种能够帮助学生建立知识体系、培养科学思维和解决实际问题能力的教学方法，受到了广泛关注。《化学反应与能量》是高中化学的重要内容，涉及化学反应的热效应、电化学等知识，与生产生活密切相关。通过基于大概念的教学设计与实践，能够引导学生从宏观和微观相结合的视角理解化学反应中的能量变化，提升学生的化学学科核心素养。

一、大概念在高中化学教学中的重要性

（一）有助于知识的整合

大概念能够将零散的化学知识串联起来，形成系统的知识网络。在《化学反应与能量》单元中，以“化学反应中的能量转化与守恒”这一大概念为核心，可以将反应热、焓变、热化学方程式、原电池、电解池等知识整合在一起，使学生更好地理解知识之间的内在联系。

（二）培养科学思维

大概念教学鼓励学生从不同角度思考问题，培养学生的归纳、演绎、类比等科学思维能力。例如，在学习原电池和电解池时，通过对比它们的工作原理，让学生理解氧化还原反应与电能和化学能相互转化的关系，从而提升学生的思维深度和广度。

( 三) 提升解决实际问题的能力

大概念强调知识的应用，能够帮助学生将化学知识与实际生活联系起来。学生可以运用化学反应中的能量变化知识，解释生活中常见的能源利用问题，如燃料的燃烧、电池的使用等，提高学生解决实际问题的能力。

二、《化学反应与能量》单元大概念构建

（一）确定大概念

本单元的大概念为“化学反应中的能量转化与守恒”。这一大概念涵盖了化学反应中能量变化的形式、原因、计算以及能量转化的条件和应用等方面的内容，能够统领整个单元的知识。

（二） 分解大概念

将大概念分解为若干个较小的概念，如反应热、焓变、热化学方程式、盖斯定律、原电池、电解池等。每个小概念都围绕大概念展开，是大概念的具体体现。

（三）建立概念之间的联系

通过分析各小概念之间的逻辑关系，建立起概念网络。例如，反应热是化学反应中能量变化的具体表现，焓变是恒压条件下反应热的表示方法，热化学方程式用于定量描述反应热，盖斯定律则是计算反应热的重要工具；原电池和电解池是实现化学能与电能相互转化的装置，它们的工作原理都基于氧化还原反应。

三、基于大概念的《化学反应与能量》单元教学设计

（一） 教学目标设定

知识与技能目标：学生能够理解反应热、焓变、热化学方程式、盖斯定律、原电池、电解池等基本概念；掌握反应热的计算方法，能够正确书写热化学方程式；理解原电池和电解池的工作原理，能够设计简单的原电池和电解池。

过程与方法目标：通过实验探究、问题讨论等活动，培养学生的观察能力、实验操作能力、分析问题和解决问题的能力；学会运用类比、归纳等方法总结化学规律，构建知识体系。

情感态度与价值观目标：通过了解化学反应中的能量变化在生产生活中的应用，感受化学学科的价值，激发学生学习化学的兴趣；培养学生的环保意识和可持续发展观念。

（二） 教学内容组织

以大概念为线索，按照“化学反应中的能量变化本质 - 反应热的表示与计算 - 化学能与电能的相互转化”的逻辑顺序组织教学内容，使学生逐步深入理解大概念。结合实际案例，在教学过程中，引入生活中常见的能源利用案例，如煤炭的燃烧、电池的使用等，让学生感受化学反应中的能量变化与生活的紧密联系，提高学生的学习兴趣和知识应用能力。设计探究活动，安排实验探究活动，如中和热的测定、原电池的制作等，让学生通过亲身体验，加深对知识的理解和掌握，培养学生的科学探究能力。

（三） 教学方法选择

问题导向教学法，提出一系列与大概念相关的问题，如“化学反应中为什么会有能量变化？”“如何计算反应热？”“原电池和电解池的工作原理有什么异同？”等，引导学生思考和探究，激发学生的学习兴趣。实验探究法，通过实验探究活动，让学生亲自动手操作，观察实验现象，分析实验数据，得出实验结论。如在学习原电池时，让学生制作简易原电池，观察电流的产生，探究原电池的工作原理。小组合作学习法，组织学生进行小组合作学习，让学生在小组中讨论问题、交流想法、共同完成学习任务。如在学习热化学方程式的书写时，让学生分组讨论热化学方程式的书写规则，然后进行小组汇报和交流

（四） 教学评价设计

过程性评价，关注学生在课堂学习过程中的表现，包括参与度、发言情况、实验操作能力等，及时给予反馈和评价。例如，在小组合作学习中，评价小组的合作效率、成员的分工协作情况等。终结性评价，通过单元测试、作业等方式对学生的学习成果进行评价。测试题目应注重考查学生对大概念的理解和应用能力，以及对知识的综合运用能力。自我评价和相互评价，引导学生进行自我评价和相互评价，让学生反思自己的学习过程和学习效果，学习他人的优点和经验。例如，让学生在小组合作学习后，进行自我评价和小组内相互评价。

结论:

基于大概念的《化学反应与能量》单元教学设计与实践，能够将零散的化学知识整合起来，培养学生的科学思维和解决实际问题的能力。通过教学实践，学生的学习兴趣和知识掌握程度得到了提高，科学思维和探究能力得到了发展。但在教学过程中还存在一些问题，需要在今后的教学中不断改进和完善。未来，应继续探索基于大概念的高中化学教学模式，为提高高中化学教学质量和学生的化学学科核心素养做出贡献。

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