基于“學(xué)科提煉”欄目的高中化學(xué)大單元教學(xué)研究

吳北梅

［摘 要］文章基于對(duì)蘇教版高中化學(xué)新教材“學(xué)科提煉”欄目的研究，探討如何在高中化學(xué)教學(xué)中有效落實(shí)大單元教學(xué)， 以保障“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容與大單元教學(xué)同向同行。具體地，挖掘梳理了高中化學(xué)教學(xué)中蘊(yùn)含的大單元教學(xué)素材，凝練出“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容融入大單元教學(xué)的途徑和提升大單元教學(xué)的系統(tǒng)性、真實(shí)性、可視性等的實(shí)施策略。

［關(guān)鍵詞］大單元教學(xué)；“學(xué)科提煉”欄目；高中化學(xué)

［中圖分類號(hào)］G633.8［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］?A［文章編號(hào)］ 1674-6058（2023）32-0065-04

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn) （2017年版）》（以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》）明確指出，進(jìn)一步精選學(xué)科內(nèi)容，重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引導(dǎo)，使課程內(nèi)容情境化，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)［1］。核心素養(yǎng)教育背景下，教師必須站在更高的角度處理學(xué)科知識(shí)體系，從落實(shí)雙基知識(shí)的教學(xué)轉(zhuǎn)化為培養(yǎng)能力的教學(xué)，從零碎知識(shí)的積累轉(zhuǎn)變?yōu)榛谡鎸?shí)情境下的大單元知識(shí)的構(gòu)建。

一、大單元教學(xué)的含義和價(jià)值

教學(xué)大單元不同于教材編排中呈現(xiàn)出的自然單元，在教學(xué)內(nèi)容的選擇與組織上注重打破教材在學(xué)科間或?qū)W科內(nèi)的排列組合，借任務(wù)、問題、項(xiàng)目等重組知識(shí)內(nèi)容，建立跨學(xué)科、跨領(lǐng)域的知識(shí)聯(lián)結(jié)，促進(jìn)新舊知識(shí)、直接經(jīng)驗(yàn)與間接經(jīng)驗(yàn)的融合［2］。因此，大單元教學(xué)需要教師從更高的角度看學(xué)科的知識(shí)體系，從關(guān)注零散的知識(shí)點(diǎn)轉(zhuǎn)變?yōu)榘盐罩R(shí)的整體性，通過建立化學(xué)學(xué)科大概念，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)?；诓剪敿{的學(xué)科結(jié)構(gòu)理論，化學(xué)學(xué)科大概念主要包含三個(gè)內(nèi)容：物質(zhì)微粒性、化學(xué)變化和能量。物質(zhì)微粒性是指物質(zhì)由微粒組成，微粒間有相互作用。通過模型建構(gòu)和模型推理方法表征物質(zhì)的微觀離子，可促進(jìn)學(xué)生形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)觀念?；瘜W(xué)變化的本質(zhì)是化學(xué)鍵的斷裂與形成?；瘜W(xué)變化可以通過控制反應(yīng)條件進(jìn)行人為調(diào)控，進(jìn)而滿足人們生產(chǎn)生活的需要。能量是指物質(zhì)具有能量，物質(zhì)變化中伴隨著能量變化。建立定性和定量模型研究能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，高效利用和控制能量以滿足人們生產(chǎn)生活的需要［3］?；瘜W(xué)大概念體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的意義，讓學(xué)生明白研究物質(zhì)變化和能量變化的最終目的是幫助人們更好地生產(chǎn)生活。以學(xué)科大概念為統(tǒng)攝的大單元教學(xué)是把零散的知識(shí)點(diǎn)或碎片化的學(xué)科知識(shí)，通過情境和探索實(shí)踐，引導(dǎo)學(xué)生反思內(nèi)化形成相對(duì)獨(dú)立、完整的，具有結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的化學(xué)概念、化學(xué)方法和化學(xué)思想［4］?？梢?，大單元教學(xué)是基于《課標(biāo)》要求提出的具體的教學(xué)實(shí)踐方法。

二、“學(xué)科提煉”欄目與大單元教學(xué)的關(guān)系

蘇教版高中化學(xué)新教材中的“學(xué)科提煉”欄目旨在以簡(jiǎn)潔的語言介紹與化學(xué)核心知識(shí)相關(guān)的基本原理、思想方法等，嘗試探索化學(xué)學(xué)科本質(zhì)，揭示化學(xué)知識(shí)的認(rèn)識(shí)功能［5］?！皩W(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容是學(xué)科知識(shí)的凝練，具有一定的學(xué)科指導(dǎo)性，能幫助學(xué)生把大量碎片化的化學(xué)知識(shí)提煉為精簡(jiǎn)的化學(xué)核心知識(shí)，進(jìn)而掌握化學(xué)學(xué)科知識(shí)的基本脈絡(luò)［6］。“學(xué)科提煉”欄目從設(shè)計(jì)形式來看，欄目以醒目的標(biāo)題和凝練的內(nèi)容來展開，其作用相當(dāng)于每個(gè)大概念下的主題概念。在這些主題概念的引領(lǐng)下，融合情境運(yùn)用大單元教學(xué)方法進(jìn)行教學(xué)，可促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)。學(xué)科大概念、大單元教學(xué)、“學(xué)科提煉”欄目和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)系如圖1所示。

三、基于“學(xué)科提煉”欄目的大單元教學(xué)案例

蘇教版高中化學(xué)新教材共設(shè)置了 39 處“學(xué)科提煉”欄目，其中必修教材 19 處、選擇性必修教材 20 處。必修教材中“學(xué)科提煉”欄目所蘊(yùn)含的學(xué)科大概念及相應(yīng)的大單元教學(xué)案例如表1所示。

蘇教版高中化學(xué)必修第一冊(cè)專題1第二單元第二節(jié)的“學(xué)科提煉”欄目的主題是“物質(zhì)的量是宏觀與微觀聯(lián)系的橋梁”，主要內(nèi)容是“物質(zhì)的量不僅可以反映物質(zhì)的質(zhì)量、微粒數(shù)目，而且可以與氣態(tài)物質(zhì)在一定溫度、壓強(qiáng)下的體積相聯(lián)系，從而在宏觀物質(zhì)和微觀粒子之間建立了橋梁。運(yùn)用物質(zhì)的量可以幫助我們更好地對(duì)物質(zhì)的組成和化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行定量研究?！保?］在教學(xué)中不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在解答原子、電子等方面的問題時(shí)比較容易出錯(cuò)，因此教師可以在“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容的基礎(chǔ)上增加原子結(jié)構(gòu)的相關(guān)內(nèi)容，以“看不見的世界也精彩”為主題開展物質(zhì)的量的大單元教學(xué)。該大單元教學(xué)可安排三個(gè)課時(shí)：課時(shí)一，介紹構(gòu)成物質(zhì)的微粒的種類、數(shù)目等；課時(shí)二，以“磨咖啡”為生活化情境，利用模型構(gòu)建、類比等方式，順應(yīng)學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由單一到綜合、具體到抽象、宏觀到微觀地對(duì)物質(zhì)的量及單位摩爾進(jìn)行介紹；課時(shí)三，微粒集合體的體積——?dú)怏w摩爾體積。本次大單元教學(xué)以“微粒”為研究對(duì)象引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行定性和定量思考，其中定量思考是本次大單元教學(xué)重點(diǎn)培養(yǎng)的思維方式，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)定量描述微觀世界的微粒。教學(xué)設(shè)計(jì)中教師通過問題框架的建構(gòu)細(xì)化課時(shí)內(nèi)容，使學(xué)生對(duì)物質(zhì)的量有深入的認(rèn)知。

蘇教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)中專題6第一單元“化學(xué)反應(yīng)速率與反應(yīng)限度”的教學(xué)可以以合成氨的工業(yè)生產(chǎn)為背景，以“自主創(chuàng)業(yè)者的合成氨探索之旅”為主題，將影響化學(xué)反應(yīng)速率和化學(xué)平衡的內(nèi)容整合為大單元教學(xué)。該大單元教學(xué)可安排五個(gè)課時(shí)：課時(shí)一，探討合成氨的規(guī)模，引入化學(xué)反應(yīng)速率的學(xué)習(xí)；課時(shí)二，提升合成氨的效益，展開化學(xué)反應(yīng)速率影響因素的學(xué)習(xí)；課時(shí)三，尋找合成氨的終點(diǎn)，研究化學(xué)平衡的判據(jù)；課時(shí)四，優(yōu)化合成氨的產(chǎn)率，探究化學(xué)平衡的影響因素；課時(shí)五，選擇合成氨的條件，掌握化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控。本專題的“學(xué)科提煉”欄目之一“控制變量法”的主要內(nèi)容是單一變量法，在課時(shí)二的學(xué)習(xí)中可以得到滲透；“學(xué)科提煉”欄目之二“化學(xué)平衡觀念”的主要內(nèi)容是動(dòng)態(tài)平衡和反應(yīng)限度，在課時(shí)三進(jìn)行分解學(xué)習(xí)；課時(shí)四和課時(shí)五則是將以上兩個(gè)“學(xué)科提煉”欄目的內(nèi)容再次運(yùn)用于問題解決中，從而促進(jìn)學(xué)生掌握控制變量法和建立化學(xué)平衡觀念。

蘇教版高中化學(xué)必修第二冊(cè)專題8第三單元“人工合成有機(jī)化合物”的“學(xué)科提煉”欄目的主題是“有機(jī)合成中的綠色化學(xué)思想”，主要內(nèi)容是“設(shè)計(jì)和創(chuàng)造新的有機(jī)化合物分子是有機(jī)化學(xué)研究的重要課題，如何把常見的反應(yīng)物轉(zhuǎn)化為具有特定組成結(jié)構(gòu)的生成物，是有機(jī)合成的關(guān)鍵。在有機(jī)合成中，我們要秉承綠色化學(xué)的理念，注意避免環(huán)境污染的產(chǎn)生，盡可能降低能耗，最大限度地提高反應(yīng)過程中的利用率?！保?］在大單元教學(xué)中，教師可以“阿司匹林的合成與結(jié)構(gòu)修飾”為主題，設(shè)計(jì)五個(gè)驅(qū)動(dòng)性任務(wù)：任務(wù)一，認(rèn)識(shí)阿司匹林的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)；任務(wù)二，實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿司匹林的結(jié)構(gòu)；任務(wù)三，確定阿司匹林的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式和性質(zhì)；任務(wù)四，合成阿司匹林的路線設(shè)計(jì)及其制備；任務(wù)五，了解阿司匹林藥物的改良與結(jié)構(gòu)修飾。在任務(wù)四中，學(xué)生對(duì)不同的設(shè)計(jì)路線進(jìn)行對(duì)比和分析，根據(jù)有機(jī)合成中的綠色化學(xué)思想選擇最優(yōu)的設(shè)計(jì)路線，將“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容融合于教學(xué)中。其他四個(gè)任務(wù)則是對(duì)整個(gè)大單元知識(shí)進(jìn)行構(gòu)建，確保知識(shí)的完整性，讓化學(xué)知識(shí)不再碎片化。

四、基于“學(xué)科提煉”欄目的大單元教學(xué)途徑

人類的知識(shí)都是在人類追求事物真相的過程中逐漸形成的，每一個(gè)知識(shí)都有它被發(fā)現(xiàn)的過程和社會(huì)價(jià)值。深入挖掘“學(xué)科提煉”欄目，在大單元教學(xué)中恰到好處地融入“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容，使其以潤(rùn)物細(xì)無聲的方式融入化學(xué)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)，既要防止生搬硬套又要防止?fàn)繌?qiáng)附會(huì)?！皩W(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容融入大單元教學(xué)的途徑如圖2所示。這樣的融合保證了化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容與“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容有效結(jié)合，使知識(shí)的形成具有過程性和真實(shí)性。教學(xué)中，學(xué)生不需要死記硬背“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容，而是在知識(shí)的形成過程中感受化學(xué)知識(shí)的價(jià)值，潛移默化地從知識(shí)的吸收和技能的培養(yǎng)升華為價(jià)值觀的提升。

五、基于“學(xué)科提煉”欄目的大單元教學(xué)策略

（一）系統(tǒng)性策略

“學(xué)科提煉”欄目是對(duì)某知識(shí)模塊的凝練，具有綜合性。在大單元教學(xué)中首先要遵循系統(tǒng)性原則，即將“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容和教學(xué)內(nèi)容融合成一個(gè)有邏輯關(guān)系的系統(tǒng)。首先基于課程標(biāo)準(zhǔn)要求提出課程知識(shí)的大概念，再根據(jù)大概念明確大單元教學(xué)目標(biāo)，并通過完整的教學(xué)情境將“學(xué)科提煉”欄目的內(nèi)容融入教學(xué)中，同時(shí)提出要研究和解決的核心問題、設(shè)計(jì)核心任務(wù)，進(jìn)而根據(jù)教學(xué)任務(wù)開發(fā)、整合學(xué)習(xí)資源，形成大單元教學(xué)的腳手架。除了采用教材中“學(xué)科提煉”欄目的現(xiàn)有素材作為主題概念進(jìn)行大單元的開發(fā)和設(shè)計(jì)，教師在教學(xué)過程中還可以自己凝練教學(xué)內(nèi)容、思想和方法，豐富“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容。教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)要重視學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，注重學(xué)生的反饋，根據(jù)學(xué)生的反饋及時(shí)調(diào)整教學(xué)設(shè)計(jì)。例如，物質(zhì)的分離與提純、物質(zhì)的檢驗(yàn)兩塊知識(shí)屬于化學(xué)物質(zhì)生產(chǎn)中需要使用的實(shí)驗(yàn)手段。通過以“舌尖上的化學(xué)——五味之首食鹽篇”為主題的大單元教學(xué)，展示食鹽生產(chǎn)過程中的物質(zhì)的分析、提純和檢驗(yàn)，將兩個(gè)“學(xué)科提煉”欄目的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)性整合，把書本碎片化的知識(shí)整合成基于化學(xué)物質(zhì)研究方法的大單元教學(xué)。同樣地，專題3第一單元第三節(jié)的“氧化還原反應(yīng)中的守恒”和專題4第二單元第二節(jié)的“氧化劑和還原劑的判斷”這兩個(gè)“學(xué)科提煉”欄目的內(nèi)容通過“如何設(shè)計(jì)汽車尾氣凈化器”大單元主題進(jìn)行系統(tǒng)化整合。

（二）真實(shí)性策略

大單元教學(xué)不僅要把教學(xué)內(nèi)容整合成系統(tǒng)性知識(shí)，更要把化學(xué)知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際生產(chǎn)生活中，實(shí)現(xiàn)知識(shí)的實(shí)用性價(jià)值，因此大單元教學(xué)的情境創(chuàng)設(shè)要以真實(shí)的社會(huì)事件或真實(shí)材料為素材，提出真實(shí)任務(wù)，解決實(shí)際問題?；凇皩W(xué)科提煉”欄目的大單元教學(xué)的問題鏈要有邏輯關(guān)系，具有逐步深入的層次感，能夠引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行深度學(xué)習(xí)，有效培養(yǎng)學(xué)生思維。大單元教學(xué)應(yīng)以學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)為導(dǎo)向，探索深度學(xué)習(xí)的一些方式、策略、活動(dòng)、情境、任務(wù)，基于“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容將本來零散的知識(shí)變成相互關(guān)聯(lián)、由淺入深、由遠(yuǎn)離生活到實(shí)際應(yīng)用的問題，進(jìn)而解決現(xiàn)實(shí)教學(xué)中淺、碎、雜的問題，從而更好地培育學(xué)生適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的正確價(jià)值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。例如， 學(xué)習(xí)有機(jī)物的官能團(tuán)特征反應(yīng)時(shí)，可以蘋果醋的釀造工藝為情境（工藝流程為：原料→破碎→加熱糖化→酒精發(fā)酵→水化醛發(fā)酵→蘋果酸發(fā)酵→ 陳釀→過濾→包裝→成品），再將這些真實(shí)情境中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化變?yōu)楣倌軋F(tuán)的轉(zhuǎn)化（淀粉→葡萄糖→醇（羥基）→醛（醛基）→羧酸（羧基）→酯（酯基））［9］，更有利于大單元教學(xué)的順利推進(jìn)。

（三）可測(cè)性策略

教師應(yīng)基于學(xué)生的實(shí)際認(rèn)知開展教學(xué)，但是由于學(xué)生個(gè)體之間存在差異性，在不同的班級(jí)中面對(duì)不同的學(xué)生往往得到的教學(xué)結(jié)果也不同。因此，在基于“學(xué)科提煉”欄目的大單元教學(xué)中，教師要關(guān)注課堂中的生成問題和學(xué)生的反饋，及時(shí)調(diào)整教學(xué)任務(wù)，使教學(xué)沿著正確的方向進(jìn)行。教學(xué)目標(biāo)是否達(dá)成是教學(xué)評(píng)價(jià)的依據(jù)之一，因此大單元教學(xué)的實(shí)施要具有可測(cè)性，即可觀察、可測(cè)量、可操作、可評(píng)價(jià)。教師提出的教學(xué)任務(wù)，要能夠通過某種方式判斷學(xué)生是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)，即“眼見為實(shí)”。例如，對(duì)于“氧化劑和還原劑的判斷”這一“學(xué)科提煉”欄目?jī)?nèi)容，如果照本宣科地進(jìn)行講解，教師無法評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果是否達(dá)到理解的程度，因此這樣的教學(xué)不具有可測(cè)性。若教學(xué)活動(dòng)修改為讓學(xué)生說出具體反應(yīng)中的氧化劑和還原劑，或上臺(tái)板演繪制雙線橋，教師就可以通過學(xué)生的反饋來檢測(cè)教學(xué)效果。

總之，“學(xué)科提煉”欄目是教材知識(shí)的整體凝練，該欄目可以為大單元教學(xué)提供整體性知識(shí)框架?；凇皩W(xué)科提煉”欄目開展大單元教學(xué)是廣大中學(xué)教師不斷探索的一個(gè)課題。教師在設(shè)計(jì)大單元教學(xué)時(shí)需要注意以下幾點(diǎn)：一是化學(xué)的大單元建設(shè)要以化學(xué)教材為基礎(chǔ)，只有準(zhǔn)確把握化學(xué)學(xué)科定位，尊重化學(xué)知識(shí)形成的規(guī)律，優(yōu)化問題鏈在化學(xué)知識(shí)中的作用，化學(xué)教材欄目的開發(fā)才不會(huì)成為無源之水、無本之木；二是化學(xué)課程大單元教學(xué)的設(shè)計(jì)不應(yīng)忽略化學(xué)知識(shí)的真實(shí)性，而應(yīng)在真實(shí)情境中融入化學(xué)知識(shí)內(nèi)容，讓學(xué)生在潛移默化中形成化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

［? ?參? ?考? ?文? ?獻(xiàn)? ?］

［1］? 中華人民共和國(guó)教育部.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版［M］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］? 雷浩，李雪.素養(yǎng)本位的大單元教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施［J］.全球教育展望，2022（5）：49-59.

［3］? 胡欣陽，畢華林.化學(xué)大概念的研究進(jìn)展及其當(dāng)代意蘊(yùn)［J］.課程·教材·教法，2022（5）：118-124.

［4］? 王云生.大單元教學(xué)的設(shè)計(jì)、規(guī)劃和組織：以高中化學(xué)課程教學(xué)為例［J］.基礎(chǔ)教育課程，2022（20）：4-12.

［5］［7］? 王祖浩.普通高中教科書? ? 化學(xué)? ? 必修第一冊(cè)［M］.南京：江蘇鳳凰教育出版社，2020．

［6］? 蘆瑾，嚴(yán)文法，田婷娟.中學(xué)化學(xué)核心概念初步遴選研究［J］.中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2019（13）：9-13.

［8］? 王祖浩.普通高中教科書? ? 化學(xué)? ? 必修第二冊(cè)［M］.南京：江蘇鳳凰教育出版社，2020.

［9］? 林曉霞.大概念引領(lǐng)下的真實(shí)情境結(jié)構(gòu)化教學(xué)實(shí)踐：羧酸及其衍生物［J］.化學(xué)教育（中英文），2022（21）：73-79.

（責(zé)任編輯 羅 艷）