學(xué)科大概念多重層級(jí)下的主題大概念教學(xué)路徑

王換榮 肖中榮

摘要： 構(gòu)建學(xué)科大概念統(tǒng)領(lǐng)的課程內(nèi)容體系，是義務(wù)教育階段和普通高中階段課程改革的重大創(chuàng)新?；趯W(xué)科大概念的多重層級(jí)及其與特定主題內(nèi)容的融合，提出主題大概念教學(xué)，是解決課程內(nèi)容組織的結(jié)構(gòu)化和建立學(xué)科基本觀念的一般路徑。化學(xué)學(xué)科大概念讓學(xué)生能夠在更高的認(rèn)知層面理解具體知識(shí)背后的更為本質(zhì)的觀念，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)，為學(xué)生的終身發(fā)展提供支持。

關(guān)鍵詞： 學(xué)科大概念； 主題大概念； 學(xué)科基本觀念； 概念層級(jí)； 跨模塊

文章編號(hào)： 1005-6629（2023）09-0025-04???中圖分類(lèi)號(hào)： G633.8???文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

2017年版普通高中課程標(biāo)準(zhǔn)（以下簡(jiǎn)稱(chēng)新課標(biāo)）要求教學(xué)以素養(yǎng)為導(dǎo)向，課堂要從傳授知識(shí)結(jié)論轉(zhuǎn)向培養(yǎng)創(chuàng)新思維，要讓學(xué)生學(xué)會(huì)運(yùn)用專(zhuān)家思維解決現(xiàn)實(shí)世界的問(wèn)題，而不是積累大量的惰性知識(shí)［1］。大概念（Big Ideas）作為發(fā)展核心素養(yǎng)的手段和方法，蘊(yùn)含“少而精”“作為遷移的源頭”和“專(zhuān)家思維”的內(nèi)在屬性［2］。大概念研究起源于美國(guó)教育心理學(xué)家杰羅姆·布魯納［3］。他指出，學(xué)生若能理解事物之間相互關(guān)聯(lián)的方式，掌握事物和學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，就能輕松應(yīng)對(duì)課堂內(nèi)外所遇到的各類(lèi)問(wèn)題。大概念是在忘記具體的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)事實(shí)之后還能長(zhǎng)久保留的中心概念，反映事物和學(xué)科的本質(zhì)，具有高度的概括性和抽象性，科學(xué)大概念的分類(lèi)見(jiàn)圖1。大概念教學(xué)的目標(biāo)是使每位公民都具備基本的認(rèn)識(shí)世界的學(xué)科視角。

1? 大概念統(tǒng)領(lǐng)教學(xué)的意義

懷特海指出，惰性知識(shí)是學(xué)生只在單一學(xué)科和獨(dú)立的單元內(nèi)才能顯示出學(xué)會(huì)的知識(shí)，很難在離開(kāi)此學(xué)科和單元后再次被激活［4］。換言之，惰性知識(shí)難以在同學(xué)科的單元之間、不同學(xué)科之間、學(xué)校教育和現(xiàn)實(shí)世界之間遷移。當(dāng)前的課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)的更多是學(xué)生惰性知識(shí)的積累和對(duì)某一具體實(shí)踐活動(dòng)的體驗(yàn)，沒(méi)有讓他們習(xí)得背后的核心經(jīng)驗(yàn)［5］。同時(shí)，有限的學(xué)校課程難以承載不斷增長(zhǎng)的知識(shí)，學(xué)生也無(wú)法掌握太多的事實(shí)性知識(shí)?！叭绾巫寣W(xué)生學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)，掌握認(rèn)識(shí)和理解世界的方法”，應(yīng)作為學(xué)科課程設(shè)計(jì)的首要目標(biāo)。鑒于大概念的統(tǒng)攝性和持久性，可以解釋較大范圍內(nèi)的學(xué)科現(xiàn)象，若能發(fā)揮大概念的可遷移性對(duì)解決相關(guān)學(xué)科問(wèn)題的廣泛指導(dǎo)作用和對(duì)學(xué)習(xí)的引領(lǐng)作用，必然可以減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，讓學(xué)生饒有興趣地投入學(xué)科學(xué)習(xí)中［6］。因此，對(duì)初入高中的學(xué)生，要借助大概念使學(xué)生具有洞察和整合學(xué)科全局的視野。

2? 學(xué)科大概念、學(xué)科基本觀念和主題大概念的界定

大量研究認(rèn)為，大概念即學(xué)科大概念，從形式上看是高度概括的觀點(diǎn)陳述句，從本質(zhì)上而言是具體知識(shí)背后的核心思想和觀念，是聯(lián)結(jié)下層小概念的上層概念，也稱(chēng)核心概念或大觀念。這些研究似乎混淆了核心概念、學(xué)科大概念和學(xué)科基本觀念的范疇和功能。學(xué)科大概念不等同于核心概念，核心概念更關(guān)注作為專(zhuān)家結(jié)論的學(xué)科知識(shí)，而學(xué)科大概念能培養(yǎng)學(xué)生具有生存和生活價(jià)值的專(zhuān)家思維。學(xué)科基本觀念超越了知識(shí)，傾向于思想方法，能更好地發(fā)揮知識(shí)的遷移價(jià)值［7］。2022年版課標(biāo)更強(qiáng)調(diào)基于主題抽提大概念，主題大概念即從課程設(shè)計(jì)的視角審視學(xué)科大概念并將其與特定的主題內(nèi)容融合，通過(guò)主題情境建立學(xué)科大概念間的橫向聯(lián)系，形成圍繞特定主題內(nèi)容的思想、觀點(diǎn)和方法，從而構(gòu)建學(xué)科基本觀念，深刻理解學(xué)科大概念?？梢?jiàn)，主題大概念是與學(xué)生聯(lián)系最為緊密的［8］。學(xué)科大概念、主題大概念和學(xué)科基本觀念的關(guān)聯(lián)見(jiàn)圖2。

依據(jù)認(rèn)識(shí)主體指向的不同，可以從學(xué)習(xí)、學(xué)科、課程三方面開(kāi)展大概念教學(xué)［9］。主題大概念教學(xué)是從學(xué)生的學(xué)習(xí)層面出發(fā)，本質(zhì)上是從如何教到學(xué)什么、如何學(xué)的深刻變革［10］。要求學(xué)生聚焦對(duì)事實(shí)和實(shí)例的思考，從細(xì)節(jié)入手，建立學(xué)科的核心思維，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)樯顚哟蔚膶W(xué)科結(jié)構(gòu)。學(xué)科基本觀念是從學(xué)科層面出發(fā)，體現(xiàn)觀念的分類(lèi)?；瘜W(xué)基本觀念包含元素觀、微粒觀、結(jié)構(gòu)觀、變化觀、能量觀等知識(shí)觀念；分類(lèi)觀、實(shí)驗(yàn)觀等方法觀念；化學(xué)價(jià)值觀等情感觀念。學(xué)科大概念教學(xué)是從課程層面出發(fā)，課程與人才培養(yǎng)密切相關(guān)。教師依靠對(duì)課程與教學(xué)內(nèi)容的整體把握，以及對(duì)學(xué)生知識(shí)學(xué)習(xí)、思維發(fā)展和能力提升的系統(tǒng)思考，以學(xué)科大概念的核心內(nèi)涵為綱，將相關(guān)上位概念、次位概念按照其內(nèi)在邏輯關(guān)系編織成網(wǎng)絡(luò)化的概念體系［11］。學(xué)科大概念可以自下而上由學(xué)生建立，也可由教師自上而下分享。

3? 學(xué)科大概念的多重層級(jí)

學(xué)科大概念一般分為章節(jié)大概念、模塊大概念和跨模塊大概念三種層級(jí)，需要由小到大逐步建立概念間的內(nèi)在聯(lián)系［12］。以人教版（2019版）選擇性必修2《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》為例，將“物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)的概念、原理、結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系”這些模塊大概念作為教學(xué)結(jié)構(gòu)中心［13］。

3.1? 章節(jié)大概念

把同一章節(jié)的全部或部分內(nèi)容用同一大概念進(jìn)行統(tǒng)攝和引導(dǎo)，就形成了章節(jié)大概念［14］。第一章“原子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”分為“原子結(jié)構(gòu)、原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”兩節(jié)。其中，原子結(jié)構(gòu)是根源，從這個(gè)章節(jié)大概念出發(fā)，讓學(xué)生根據(jù)構(gòu)造原理能寫(xiě)出1～36號(hào)元素基態(tài)原子的電子排布式，并在認(rèn)識(shí)泡利原理、洪特規(guī)則和能量最低原理的基礎(chǔ)上寫(xiě)出軌道表示式。能根據(jù)核外電子排布解釋元素周期表的基本結(jié)構(gòu)，尤其是過(guò)渡元素的核外電子排布、元素周期表的分區(qū)等。能討論原子半徑、第一電離能和電負(fù)性的周期性變化。教材的設(shè)計(jì)框架與原子結(jié)構(gòu)知識(shí)的內(nèi)在邏輯契合，幫助學(xué)生循序漸進(jìn)地理解有關(guān)原子結(jié)構(gòu)的基本概念體系［15］。

3.2? 模塊大概念

把同一模塊、不同章節(jié)的內(nèi)容用同一大概念進(jìn)行統(tǒng)攝和引導(dǎo)，就形成了模塊大概念［16］。第二章可與第三章整合為“分子結(jié)構(gòu)和晶體結(jié)構(gòu)”，以模塊大概念“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”統(tǒng)領(lǐng)兩章，依照邏輯關(guān)系，闡明分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)、晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系［17］。第二章“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”，分成“共價(jià)鍵、分子的空間結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)”三節(jié)。分子可以解離為原子，原子通過(guò)共價(jià)鍵構(gòu)成分子，物質(zhì)中存在分子間作用力。對(duì)于分子結(jié)構(gòu)，一是分子中原子間的成鍵特征，可從共價(jià)鍵的本質(zhì)特征（原子軌道重疊）、極性和強(qiáng)弱（鍵長(zhǎng)和鍵能）、化學(xué)鍵的表示方式（電子式、結(jié)構(gòu)式）等視角學(xué)習(xí)。二是分子的空間結(jié)構(gòu)，可從如何預(yù)測(cè)（價(jià)層電子對(duì)互斥模型）、如何解釋?zhuān)s化軌道理論）、如何表征（鍵角及球棍模型、比例模型）等視角學(xué)習(xí)。第三章“晶體結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”分為“物質(zhì)的聚積狀態(tài)與晶體的常識(shí)、分子晶體與共價(jià)晶體、金屬晶體與離子晶體、配合物與超分子”四節(jié)。晶體除分子、共價(jià)、金屬和離子四種類(lèi)型外，還存在許多化學(xué)鍵類(lèi)型的漸變過(guò)渡形成的過(guò)渡晶體和結(jié)構(gòu)混雜形成的混合型晶體，其性質(zhì)與晶體結(jié)構(gòu)密切相關(guān)。

3.3? 跨模塊大概念

把不同模塊、不同章節(jié)的內(nèi)容用同一大概念進(jìn)行統(tǒng)攝和引導(dǎo)，就形成跨模塊大概念［18］。

必修1第四章“物質(zhì)結(jié)構(gòu)和元素周期律”在原子結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，建立了化學(xué)鍵的概念，從粒子間相互作用的視角學(xué)習(xí)元素的原子如何構(gòu)成物質(zhì)，以及化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)變化的實(shí)質(zhì)。選擇性必修2《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》的第二章，在原子結(jié)構(gòu)理論的基礎(chǔ)上，建立了化學(xué)鍵的電子理論，共價(jià)鍵是現(xiàn)代化學(xué)鍵理論的核心。分子的空間結(jié)構(gòu)和分子之間的作用力是理解分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)關(guān)系的關(guān)鍵。這兩個(gè)不同的模塊由淺入深地從粒子間的相互作用來(lái)認(rèn)識(shí)物質(zhì)及其變化，讓學(xué)生建立“粒子間相互作用”的跨模塊大概念。此外，選擇性必修2《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》在第三章第4節(jié)“配合物和超分子”中闡明了共價(jià)鍵、分子間作用力與配合物及超分子結(jié)構(gòu)形成的關(guān)系，拓展了對(duì)分子空間結(jié)構(gòu)理解的深廣度。

4? 圍繞學(xué)科大概念組織主題大概念教學(xué)的路徑

教師遵循知識(shí)發(fā)展的邏輯順序和學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，分析教學(xué)內(nèi)容之間的內(nèi)在本質(zhì)聯(lián)系，依次提煉出教材中的章節(jié)、模塊和跨模塊大概念，其實(shí)質(zhì)是“從具體到抽象再到具體”的思維過(guò)程。學(xué)科學(xué)習(xí)的終極任務(wù)是跨模塊大概念的交叉融合和靈活應(yīng)用，前提是將作為“模塊大概念”學(xué)習(xí)的大任務(wù)，分解為若干“章節(jié)大概念”的小任務(wù)。對(duì)學(xué)生而言，最直接的是章節(jié)大概念的學(xué)習(xí)。學(xué)科大概念教學(xué)主要按照三個(gè)層級(jí)和具體課程承載的主題大概念，根據(jù)學(xué)期、單元教學(xué)的總體規(guī)劃和課時(shí)目標(biāo)進(jìn)階，把能體現(xiàn)學(xué)科大概念的關(guān)鍵性?xún)?nèi)容具體化為教學(xué)任務(wù)，將零散的知識(shí)置于有邏輯結(jié)構(gòu)的框架之下，凸顯課堂教學(xué)任務(wù)的主線(xiàn)索，通過(guò)情境化和結(jié)構(gòu)化的探究實(shí)踐來(lái)促進(jìn)學(xué)生自主形成主題大概念，建構(gòu)學(xué)科基本觀念［19］。主題大概念教學(xué)要摒棄對(duì)具體知識(shí)的反復(fù)記憶和題目的機(jī)械訓(xùn)練，引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成一種態(tài)度，習(xí)慣于尋找學(xué)校教材和現(xiàn)實(shí)生活的相互聯(lián)系［20］。

4.1? 學(xué)科大概念統(tǒng)領(lǐng)下設(shè)置主題教學(xué)

新課標(biāo)指出，大概念是學(xué)科領(lǐng)域中最有價(jià)值的內(nèi)容?；瘜W(xué)學(xué)科大概念包括物質(zhì)微粒性、化學(xué)變化和能量。依據(jù)化學(xué)的基礎(chǔ)性研究領(lǐng)域，將《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》分為“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)、微粒間的相互作用與物質(zhì)的性質(zhì)、研究物質(zhì)結(jié)構(gòu)的方法與價(jià)值”3個(gè)主題［21］。每個(gè)主題圍繞學(xué)科大概念選取多維度的具體學(xué)習(xí)內(nèi)容，除核心知識(shí)外，對(duì)思維方法、探究實(shí)踐等方面也提出了較高要求。同時(shí)，利用結(jié)構(gòu)化板書(shū)凸顯主題大概念思維，目的是外顯知識(shí)間的內(nèi)在聯(lián)系以及分析和解決問(wèn)題的思維路徑，讓學(xué)生一目了然，幫助學(xué)生將知識(shí)結(jié)構(gòu)化，再將知識(shí)轉(zhuǎn)化為學(xué)科基本觀念和解決相關(guān)問(wèn)題的思維工具。比如，在“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”主題教學(xué)中，借助科學(xué)史的故事和素材多角度展示人類(lèi)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)過(guò)程，跳出知識(shí)點(diǎn)的慣性思維來(lái)考察各知識(shí)點(diǎn)的本質(zhì)聯(lián)系，讓學(xué)生自主提取主題大概念，促進(jìn)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解［22］。再帶領(lǐng)學(xué)生繪制思維導(dǎo)圖，發(fā)揮主題大概念對(duì)實(shí)現(xiàn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化和素養(yǎng)化的功能。

4.2? 圍繞主題大概念的問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)

大概念單元教學(xué)的策略是將主要教學(xué)內(nèi)容或任務(wù)設(shè)計(jì)成與主題大概念相呼應(yīng)的“驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題”。精心設(shè)計(jì)的學(xué)習(xí)任務(wù)單是問(wèn)題驅(qū)動(dòng)式教學(xué)的載體，也是指引學(xué)生深度學(xué)習(xí)的文本支架。在每項(xiàng)任務(wù)中，設(shè)置圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)、教學(xué)目標(biāo)和核心概念的主問(wèn)題鏈“是什么？為什么？你是怎么理解的？主題大概念是否讓你聯(lián)想到在其他情境中的應(yīng)用？”，這些問(wèn)題鏈要具有與學(xué)生密切關(guān)聯(lián)的生活情境性，讓學(xué)生愿意主動(dòng)思考主題大概念的意義和價(jià)值［23］。比如，在“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”主題教學(xué)中，向?qū)W生提供原子半徑、第一電離能、電負(fù)性等數(shù)據(jù)，借助如下問(wèn)題鏈“你能分析原子序數(shù)與核外電子排布的關(guān)系嗎？你能發(fā)現(xiàn)變化規(guī)律，建構(gòu)元素周期律（表）模型嗎？你能利用模型分析和解釋常見(jiàn)元素的性質(zhì)嗎？”，幫助學(xué)生建立基于位、構(gòu)、性關(guān)系的系統(tǒng)思維框架，接著組織學(xué)生設(shè)計(jì)并完成與任務(wù)相關(guān)的實(shí)驗(yàn)探究、分析推理、關(guān)聯(lián)概括、解釋說(shuō)明等系列活動(dòng)，促進(jìn)他們認(rèn)識(shí)、體驗(yàn)并構(gòu)建主題大概念，形成解決問(wèn)題的一般思路和方法［24］。

4.3? 引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)主題大概念

教師要關(guān)注學(xué)段教學(xué)內(nèi)容的遞進(jìn)性和實(shí)用性。在大概念的框架內(nèi)，按照學(xué)段教學(xué)內(nèi)容的遞進(jìn)關(guān)系把握核心概念進(jìn)階，依據(jù)學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，關(guān)注知識(shí)間的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，改變碎片化和割裂式的教學(xué)傾向。加強(qiáng)具體知識(shí)與現(xiàn)實(shí)生活間的聯(lián)系，通過(guò)核心概念在真實(shí)情境中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)核心概念的深度理解和靈活應(yīng)用［25］。主動(dòng)建構(gòu)概念是運(yùn)用概念的基礎(chǔ)，學(xué)生主動(dòng)建構(gòu)概念的一般流程見(jiàn)圖3。教師在學(xué)生層面通過(guò)創(chuàng)設(shè)社會(huì)發(fā)展需求的真實(shí)情境，讓學(xué)生建立小概念，再進(jìn)行概念間的聯(lián)系，將小概念網(wǎng)絡(luò)成主題大概念［26］。進(jìn)而掌握在未來(lái)世界可能遇到的學(xué)科大概念，幫助他們獲得更好地適應(yīng)社會(huì)生活的學(xué)科基本觀念［27］。比如，在“原子結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”主題教學(xué)中，借助必修階段對(duì)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)和元素周期律（表）的已有認(rèn)識(shí)，利用氫原子和多電子原子光譜所產(chǎn)生的復(fù)雜現(xiàn)象等情境，引導(dǎo)學(xué)生反思已有理論模型的局限，建立新的原子結(jié)構(gòu)模型和構(gòu)造原理等概念。

總之，依據(jù)學(xué)科大概念統(tǒng)領(lǐng)的課程內(nèi)容體系和不同層級(jí)設(shè)計(jì)主題大概念教學(xué)，幫助學(xué)生正確定位學(xué)科學(xué)習(xí)的方向與范疇，從注重知識(shí)的數(shù)量走向關(guān)注知識(shí)的質(zhì)量和價(jià)值，從而自主構(gòu)建學(xué)科大概念，使龐雜的知識(shí)得以融通，并能?chē)@學(xué)科大概念實(shí)現(xiàn)知識(shí)的遷移、應(yīng)用與創(chuàng)新，在教學(xué)中起到事半功倍的效果，切實(shí)提升學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)。

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