核心素養(yǎng)導(dǎo)向的初中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計：基于大概念

周玉芝

]基于案例分析了如何基于大概念構(gòu)建教學(xué)單元，闡述了基于大概念進行單元教學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵環(huán)節(jié)與方法：分析教學(xué)內(nèi)容所聚焦的大概念、設(shè)計多維度單元教學(xué)目標(biāo)、基于基本問題設(shè)計教、學(xué)、評一體化教學(xué)活動和融入學(xué)科聯(lián)系。為初中教師開展核心素養(yǎng)導(dǎo)向的單元教學(xué)設(shè)計提供了參考。

單元教學(xué)；大概念；核心素養(yǎng)；基本問題

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準（ 2022版）》提出了基于大概念整體設(shè)計和合理實施單元教學(xué)的明確要求，本文就如何落實該要求進行探討。

1基于大概念創(chuàng)建教學(xué)單元

教學(xué)單元是課程中由若干課時或子課題組成的相對獨立的教學(xué)系統(tǒng)。根據(jù)教學(xué)單元主題性質(zhì)的不同，化學(xué)教學(xué)單元可分為學(xué)科主題單元與社會議題單元兩種類型。學(xué)科主題單元是基于學(xué)科知識的某些共性特征而組建的教學(xué)單元，如“氧化還原反應(yīng)”、“電離與離子反應(yīng)”等主題教學(xué)單元。社會議題單元是將社會、政治、經(jīng)濟等領(lǐng)域熱點問題作為單元主題，在此情景框架下選擇與組織教學(xué)內(nèi)容，如“科學(xué)防疫”、“新能源汽車是否會取代燃油汽車”等社會議題類單元教學(xué)。

學(xué)科主題單元外顯了學(xué)科核心知識，有利于引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)學(xué)科知識體系。社會議題單元將化學(xué)教學(xué)與社會生活情景密切聯(lián)系，有利于知識情景化和激發(fā)學(xué)習(xí)興趣。這兩種類型的教學(xué)單元各有優(yōu)勢，在實際教學(xué)中常會交叉融合。

創(chuàng)設(shè)教學(xué)單元是開展單元教學(xué)設(shè)計的第一步。一些教師在創(chuàng)設(shè)教學(xué)單元時常糾結(jié)是否需要對教材章節(jié)內(nèi)容進行重組以構(gòu)建新的教學(xué)單元。例如，有教師糾結(jié)是否將人教版九年級化學(xué)教材第四單元“自然界的水”與第九單元“溶液”整合為一個教學(xué)單元，因為這兩個單元的教學(xué)內(nèi)容均與水有關(guān)，而且水和溶液在課程標(biāo)準中也是并列在同一個主題內(nèi)容中。筆者認為在分析教材內(nèi)容并進行教學(xué)內(nèi)容重組時需要從課程的整體性、教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)聯(lián)系以及學(xué)生情況等方面綜合考慮。

仍以上述人教版化學(xué)教材第四單元為例，該單元有四個課題：“課題1愛護水資源”“課題2水的凈化”“課題3水的組成”“課題4化學(xué)式與化合價”。如果以水為聯(lián)系點，那么前三個課題的確可以與第九單元“溶液”整合在一起。但從學(xué)科本質(zhì)角度，課題3和課題4培養(yǎng)的是認識物質(zhì)組成的思路與方法，因此這些教學(xué)內(nèi)容與第三單元的“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”具有更為深刻的意義聯(lián)系。

從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度，由于水是學(xué)生最熟悉的物質(zhì)，在第三單元“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”教學(xué)中，教師通常會以水為例來幫助學(xué)生建構(gòu)概念理解。因此，以水為載體進行有關(guān)物質(zhì)組成的教學(xué)符合學(xué)生的認知基礎(chǔ)。而如果將課題3移到第九單元進行教學(xué)，勢必會影響課題4化學(xué)式與化合價教學(xué)，因為學(xué)生對化學(xué)式與化合價的學(xué)習(xí)要以水的組成實驗探究為認知基礎(chǔ)。因此，第四單元“課題3水的組成”“課題4化學(xué)式與化合價”與第三單元的“物質(zhì)構(gòu)成的奧秘”整合起來構(gòu)成教學(xué)單元是適宜的（圖１）。

對教材內(nèi)容不僅要從知識表面來分析關(guān)聯(lián)性，還需要分析教學(xué)內(nèi)容的深層聯(lián)系。能夠幫助我們洞悉知識間深層聯(lián)系的工具是大概念。所謂大概念，是指反映學(xué)科本質(zhì)，具有高度概括性、統(tǒng)攝性和遷移價值的概念性知識。義教化學(xué)新課標(biāo)提出了“物質(zhì)的多樣性”“物質(zhì)的組成”、“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化“等大概念。那么，基于大概念分析， “水的組成”“化學(xué)式與化合價”是大概念“物質(zhì)的組成”統(tǒng)攝的下位知識。

需要指出的是，雖然要創(chuàng)設(shè)以大概念為統(tǒng)領(lǐng)的教學(xué)單元，但并不意味著所有與某大概念相關(guān)的教學(xué)內(nèi)容均納入一個教學(xué)單元之中。創(chuàng)設(shè)教學(xué)單元還要考慮學(xué)生的認知特點。對一些學(xué)習(xí)難點大的教學(xué)內(nèi)容需要做分散處理，避免學(xué)生在一個單元學(xué)習(xí)中負擔(dān)過重。

2基于大概念設(shè)計單元教學(xué)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

義教化學(xué)新課標(biāo)特別重視大概念教學(xué)，指出“明確學(xué)習(xí)主題，凝練大概念，反映核心素養(yǎng)在各學(xué)習(xí)主題下的特質(zhì)化內(nèi)容要求。充分發(fā)揮大概念對實現(xiàn)知識的結(jié)構(gòu)化與素養(yǎng)化的功能價值?！薄盎诖蟾拍羁梢詭椭鷮W(xué)生建構(gòu)化學(xué)觀念，形成化學(xué)學(xué)科思維方式和方法，樹立正確的價值觀，落實課程目標(biāo)”。

要落實義教化學(xué)新課標(biāo)的上述課程理念，教師必須明確教學(xué)內(nèi)容所聚焦的大概念的內(nèi)涵及其內(nèi)容邏輯結(jié)構(gòu)。以“溶液”教學(xué)單元為例，基于學(xué)科理解并參考有關(guān)文獻建立圖2所示的初中溶液單元由事實性知識到大概念建構(gòu)的結(jié)構(gòu)體系。

由圖2可見，初中“溶液”單元教學(xué)關(guān)聯(lián)的大概念有兩個，分別是“尺度、比例和數(shù)量”和“結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”。但僅有這兩個大概念的詞語還不能讓人明確到底要學(xué)生理解什么，因此需要結(jié)合單元內(nèi)容主題轉(zhuǎn)化為關(guān)于大概念的重要理解?！叭芤骸眴卧枰獙W(xué)生發(fā)展的重要理解有：“混合物中粒子的大小、數(shù)目會影響混合物的宏觀狀態(tài)與性質(zhì)”“物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、微粒間相互作用以及微粒運動等影響物質(zhì)的溶解性”等。

氯化鈉溶解、碘在不同溶劑中的溶解等事實性知識支撐學(xué)生建立溶液、溶質(zhì)、溶劑、溶解度等概念。在這些基礎(chǔ)概念之上，學(xué)生還要領(lǐng)悟更高位、更具遷移價值的大概念及其重要理解。學(xué)生要能認識到混合物體系粒子的大?。ǔ叨龋┮约皵?shù)目會影響混合物的宏觀狀態(tài)與性質(zhì)?；凇俺叨?、比例和數(shù)量”這一大概念，學(xué)生具有了分析懸濁液、乳濁液、溶液等混合物的化學(xué)視角。該概念理解也為后續(xù)的膠體、稀溶液性質(zhì)等知識學(xué)習(xí)奠定認知基礎(chǔ)。

為了發(fā)展學(xué)生對溶解問題的解釋、預(yù)測和論證能力，還需使學(xué)生從微觀層面理解影響物質(zhì)溶解的主要因素，并為后續(xù)在高中學(xué)段基于物質(zhì)結(jié)構(gòu)、分子間作用力來深入理解物質(zhì)的溶解性、理解“相似相溶”規(guī)律奠定基礎(chǔ)。

單元教學(xué)目標(biāo)是關(guān)于學(xué)生經(jīng)過單元學(xué)習(xí)后達到的預(yù)期結(jié)果，是教學(xué)活動與教學(xué)評價設(shè)計的導(dǎo)向標(biāo)。單元教學(xué)目標(biāo)不是單元內(nèi)各課時教學(xué)目標(biāo)的簡單疊加，單元目標(biāo)的表述不宜瑣碎，可采取“中心目標(biāo)+基本點”的表述方法，來發(fā)揮全局性、統(tǒng)領(lǐng)性的導(dǎo)向作用。其中，中心目標(biāo)體現(xiàn)了該單元教學(xué)的“中心思想”，體現(xiàn)了單元教學(xué)的大方向，基本點是從學(xué)科核心素養(yǎng)角度對中心目標(biāo)進行的闡釋。

威金斯給出了包含以下五項內(nèi)容的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計模板：所確定的目標(biāo)（G）、預(yù)期的理解（U）、我們需要思考的基本問題（Q）、學(xué)生將獲得的重要知識（K）與技能（S）。該模板能夠促進教師將大概念理解作為教學(xué)重點?；诹x教化學(xué)新課標(biāo)的目標(biāo)要求，借鑒威金斯的教學(xué)目標(biāo)設(shè)計模板，以初中“溶液”單元教學(xué)為例，構(gòu)建了如下的單元教學(xué)目標(biāo)（表1）：

表1中的總括性目標(biāo)（G）是參照課程標(biāo)準中的學(xué)業(yè)要求而設(shè)定的經(jīng)由單元學(xué)習(xí)以后所能達到的預(yù)期結(jié)果。這些目標(biāo)的表述是總括性的，也是綜合性的表現(xiàn)性學(xué)習(xí)目標(biāo)。

為了在單元教學(xué)中落實核心素養(yǎng)培養(yǎng)，在總括性目標(biāo)基礎(chǔ)上還要進一步明確需要學(xué)生理解的重要思想和過程、需要發(fā)展的科學(xué)思維與實踐能力等。預(yù)期的理解（U）是本單元教學(xué)所應(yīng)發(fā)展的對大概念的重要理解。這些重要理解以歸納或命題式的完整句子呈現(xiàn)，指明了學(xué)生應(yīng)該理解的具體內(nèi)容。預(yù)期的理解（U）是單元教學(xué)的重心，它們指向觀念建構(gòu)與思維培養(yǎng)，需要通過討論、反思、解決問題、研究等深度學(xué)習(xí)的方式來認識與理解。

核心知識（K）是需要學(xué)生獲取的重要知識。這些知識對應(yīng)于課程標(biāo)準的內(nèi)容要求。探究實踐（P）明確了單元學(xué)習(xí)后學(xué)生應(yīng)具有的探究與實踐能力表現(xiàn)，如計算和配置一定質(zhì)量分數(shù)的溶液、制定分離簡單混合物的方案等；探究實踐即包括基本的學(xué)科技能，也包括綜合運用化學(xué)學(xué)科知識以及跨學(xué)科知識處理問題的能力表現(xiàn)，如說明自來水廠凈化水的方法，基于真實問題情境探討飲用水安全等。

科學(xué)思維（T）是基于單元教學(xué)所應(yīng)培養(yǎng)的如何思考問題的視角、方式與方法等。對于初中“溶液”單元教學(xué)來說，重點培養(yǎng)基于模型和證據(jù)進行推理來分析和處理混合物體系問題的思路與方法。根據(jù)單元教學(xué)內(nèi)容特點，表1還明確了本單元重點發(fā)展的態(tài)度責(zé)任（A）以及可以加強的學(xué)科間的橫向聯(lián)系。

表1為教師進行素養(yǎng)導(dǎo)向的單元教學(xué)目標(biāo)設(shè)計提供了一個參考框架。通過該框架即可避免羅列細碎的知識與技能目標(biāo)，也避免因目標(biāo)過于宏觀而缺乏對后續(xù)教學(xué)活動與教學(xué)評價設(shè)計的指導(dǎo)和引領(lǐng)作用。

2.3.1什么是基本問題

所謂的基本問題是指向或突出大概念的、發(fā)人深省和引發(fā)探究的問題?；締栴}就像是通道或鏡頭一樣，透過它們，學(xué)生能夠更好地發(fā)現(xiàn)和探討基本概念、主題、理論以及暗含在教學(xué)內(nèi)容中的問題。

以溶液單元為例，“什么是溶液？為什么要制備溶液？”“哪些因素影響物質(zhì)的溶解？”“如何制備溶液？”“如何獲得純凈的水？”是該單元教學(xué)的基本問題。

以“什么是溶液？為什么要制備溶液？”為例，這兩個問題聯(lián)合在一起作為基本問題使學(xué)生對溶液的認識重心不僅放在“均一、穩(wěn)定”這樣的表現(xiàn)特征上，而是從微觀本質(zhì)認識什么是溶液，探究溶液與懸濁液、乳濁液的區(qū)別，理解混合物中粒子的大小、數(shù)目會影響混合物的宏觀狀態(tài)與性質(zhì)，進而形成分析為什么很多化學(xué)反應(yīng)需要在溶液體系中進行？為什么生物生存一定需要水？等真實問題的化學(xué)視角。

可見，基本問題能夠引發(fā)對知識的深入探究。由基本問題所驅(qū)動的單元教學(xué)的重心不再是 “事實”或“現(xiàn)象”的了解與記憶，而是使學(xué)生通過對特定現(xiàn)象的認識與理解，形成更上位、更一般性的認識，并用它們來理解、解釋其他現(xiàn)象。學(xué)生不僅知道“是什么”，而且能夠認識“為什么——原因、條件”、及“會怎么樣——結(jié)果、影響、作用、意義”，還能夠知道“如何做”，從而將學(xué)習(xí)引人深層思考和賦予意義與價值的方向。

2.3.2基于基本問題設(shè)計教、學(xué)、評一體化教學(xué)活動

學(xué)生的學(xué)習(xí)需要以問題來激發(fā)，探究實踐需要圍繞問題來開展，科學(xué)思維需要基于問題而深化、態(tài)度責(zé)任需要基于問題而生發(fā)、素養(yǎng)導(dǎo)向的學(xué)習(xí)評價也需要基于問題解決中的表現(xiàn)來開展，因此基本問題的設(shè)計成為落實單元教學(xué)目標(biāo)、實現(xiàn)教—學(xué)—評’一體化的重要工具。

圖3[91]?是初中“溶液”單元中各個課題教學(xué)所聚焦的基本問題。通過基本問題能夠發(fā)現(xiàn)溶液單元教學(xué)的5個課題是按照“是什么”、“為什么”、“怎么辦”的邏輯順序逐步進展的。

需要指出的是，圍繞基本問題進行教學(xué)并不意味著教師直接將基本問題拋給學(xué)生進行探究，而是在一定的真實問題情境下引出對基本問題的探究。例如，“課題1溶液的形成”教學(xué)的基本問題是“什么是溶液？為什么要配制溶液？”，為了引發(fā)對基本問題的探究，教師展示遭遇干旱的玉米田的照片，讓學(xué)生思考為什么干旱的田地上的玉米枯萎了？帶著這樣的問題，學(xué)生通過化學(xué)實驗認識水是一種溶解能力很強的溶劑，發(fā)現(xiàn)溶液與懸濁液及乳濁液的不同，建構(gòu)溶液的微觀認識模型。通過化學(xué)反應(yīng)在無水和有水條件下的現(xiàn)象對比，結(jié)合溶液的微觀認知模型認識水溶液中化學(xué)反應(yīng)特點，從而能夠從化學(xué)視角分析水對植物生長的作用。

基于基本問題所開展的學(xué)習(xí)活動也具有評價功能。例如，學(xué)生通過實驗探究與觀看微觀動畫模擬等，形成了關(guān)于氯化鈉溶液的認知模型。圖4為學(xué)生繪制的氯化鈉水溶液的微觀示意。通過這些表現(xiàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)可以評價學(xué)生對溶液概念理解情況。

通過圖4（a）能夠發(fā)現(xiàn)，學(xué)生認為水溶液中的氯化鈉是以“分子”的形式存在。雖然初中并沒有講授電離的概念，但對于像氯化鈉這些常見的物質(zhì)，學(xué)生需要知道其在溶液中是以離子形式存在的。如果帶著以上錯誤認知，將會影響后續(xù)的酸堿鹽知識的學(xué)習(xí)，也會影響高中學(xué)段的電離概念學(xué)習(xí)。

繪制圖4（b）的學(xué)生頭腦中具有氯化鈉在水溶液中以離子形式存在的認識，但他們的溶液認知模型完全忽略水存在。這些學(xué)生沒有認識到氯化鈉水溶液的形成是水分子作用于氯化鈉的結(jié)果，也沒有認識到溶液中鈉離子和氯離子因水分子的存在而阻止了它們重新結(jié)合成氯化鈉晶體。如果學(xué)生具有圖4（b）的這種溶液認知模型，將影響“哪些因素影響物質(zhì)的溶解？”這部分內(nèi)容的學(xué)習(xí)。

新義務(wù)教學(xué)課程標(biāo)準特別強調(diào)要加強學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)性。為此教師應(yīng)該在單元教學(xué)中有意識地引導(dǎo)學(xué)生利用其它學(xué)科的知識、思想方法來分析與處理化學(xué)問題，也讓學(xué)生意識到化學(xué)在其它領(lǐng)域的重要應(yīng)用。以初中“溶液”單元教學(xué)為例，聯(lián)系數(shù)學(xué)思想方法可以更好地理解溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)概念以及溶解度與溫度之間的數(shù)據(jù)曲線、聯(lián)系生物學(xué)科知識可以更好地理解溶液的意義與價值、聯(lián)系工程技術(shù)可以更好地理解化學(xué)學(xué)科的意義與價值。

為了提升學(xué)生綜合利用多學(xué)科知識處理問題的能力，義教化學(xué)新課標(biāo)新增了跨學(xué)科實踐活動的內(nèi)容要求。所謂跨學(xué)科實踐活動是需要運用兩種或兩種以上的學(xué)科觀念、學(xué)科思維以及學(xué)科技術(shù)等解決真實問題的實踐活動?？鐚W(xué)科實踐活動突出的教學(xué)價值在于基于實踐建構(gòu)學(xué)科間的意義聯(lián)結(jié)，擴展視野，激發(fā)創(chuàng)新思維，提升運用多學(xué)科思維與方法分析和解決問題能力，獲得對事物更全面的認識等。

跨學(xué)生實踐活動既要具有實踐性、多學(xué)科性，還要具有思維性，促進學(xué)生高階思維發(fā)展。例如，在 “溶液”教學(xué)單元中，教師讓學(xué)生繪制愛護水資源的手抄報的實踐活動，雖然此活動具有一定的學(xué)科融合，但很多學(xué)生僅是將教材中有關(guān)內(nèi)容以繪畫的方式進行了表達，缺乏高階思維能力發(fā)展。

同樣以“溶液”教學(xué)單元為例，如果學(xué)生面對的是如下問題：有一些北京市民認為南部的自來水質(zhì)較北部的自來水質(zhì)差，你將如何驗證這種說法的真?zhèn)危?那么，這一問題是與北京學(xué)生的生活息息相關(guān)的真實問題，能夠激發(fā)學(xué)生的探究欲。學(xué)生需要運用技術(shù)手段分析不同區(qū)域的水質(zhì)，調(diào)查北京市自來水的組成，思考地表水與地下水的差別，了解南水北調(diào)等。那么，這樣的實踐活動則具有較好的跨學(xué)科性，也提升了學(xué)生利用科學(xué)與技術(shù)知識來分析與判斷社會性議題的能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度與社會責(zé)任。

綜上所述，基于大概念設(shè)計初中化學(xué)單元教學(xué)要構(gòu)建以大概念為重心的多維單元教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計指向大概念的基本問題并圍繞基本問題設(shè)計教、學(xué)、評一體化的學(xué)科實踐活動及跨學(xué)科實踐活動來促進學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。

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[91]“如何制備溶液”改為“如何配制溶液"