淺談基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)的策略

馬輝

摘要： 隨著新一輪課程改革的推進(jìn)，基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)的設(shè)計(jì)理念正逐步走進(jìn)一線課堂，成為廣大教師課堂教學(xué)研究的中心課題。依據(jù)“原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)”的化學(xué)學(xué)科大概念，以高中化學(xué)“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”教學(xué)內(nèi)容為素材，著眼單元學(xué)習(xí)主題的生成，從厘清概念層級(jí)、設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)、優(yōu)化學(xué)習(xí)活動(dòng)、細(xì)化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)等方面系統(tǒng)闡述基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)的策略。

關(guān)鍵詞： 中學(xué)化學(xué)； 單元整體教學(xué)； 學(xué)科大概念； 教學(xué)策略； 原子結(jié)構(gòu)

文章編號(hào)： 10056629（2023）10003406 中圖分類(lèi)號(hào)： G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱“課標(biāo)”）中明確提出：重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，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］。基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)，能有效統(tǒng)整知識(shí)點(diǎn)，促進(jìn)知識(shí)向能力與素養(yǎng)的進(jìn)階提升。怎樣從學(xué)科大概念的視角結(jié)構(gòu)化地設(shè)計(jì)、實(shí)施與評(píng)價(jià)單元學(xué)習(xí)的任務(wù)和活動(dòng)，是進(jìn)行單元整體教學(xué)的關(guān)鍵所在。依據(jù)單元教學(xué)內(nèi)容，立足學(xué)科和教學(xué)視角，關(guān)聯(lián)學(xué)科大概念及其次級(jí)概念，建構(gòu)科學(xué)、合理的學(xué)習(xí)任務(wù)，設(shè)計(jì)梯度化、層次化的學(xué)習(xí)活動(dòng)和評(píng)價(jià)指標(biāo)，是實(shí)施單元整體教學(xué)的重要路徑。本文以高中化學(xué)“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”教學(xué)內(nèi)容為例，探討基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)的策略，以促進(jìn)知識(shí)的完整建構(gòu)和學(xué)科素養(yǎng)的有效落實(shí)。

1 單元學(xué)習(xí)主題的生成

“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”是在學(xué)習(xí)部分元素化合物性質(zhì)的基礎(chǔ)上，從原子結(jié)構(gòu)的視角，引導(dǎo)學(xué)生探究元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律，使學(xué)生對(duì)元素化合物性質(zhì)的認(rèn)識(shí)更加系統(tǒng)化和理性化。本單元的學(xué)習(xí)主題為“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”，旨在發(fā)展學(xué)生對(duì)元素化合物的認(rèn)識(shí)模型從“價(jià)類(lèi)”二維認(rèn)識(shí)模型進(jìn)階到“位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)（元素、物質(zhì)）”（以下簡(jiǎn)稱“位構(gòu)性”）三維認(rèn)識(shí)模型［2］。

“位構(gòu)性”三維認(rèn)識(shí)模型是學(xué)生立足原子結(jié)構(gòu)，認(rèn)識(shí)元素周期表，分析預(yù)測(cè)元素化合物性質(zhì)的重要思維工具，也是“模型認(rèn)知”學(xué)科核心素養(yǎng)在本單元學(xué)習(xí)中的具體體現(xiàn)。因此，模型建構(gòu)是本單元學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的核心，也是單元學(xué)習(xí)的重點(diǎn)和難點(diǎn)。依據(jù)課標(biāo)和教材，研究設(shè)計(jì)單元學(xué)習(xí)目標(biāo)，如表1所示。

2 單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)策略

2.1 立足學(xué)科視角，厘清概念層級(jí)

所謂學(xué)科視角，是指教師從學(xué)科本原性問(wèn)題入手，依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合學(xué)科思維方式和方法，對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行學(xué)科功能分析的一種教學(xué)設(shè)計(jì)視角［3］。通過(guò)學(xué)科功能分析，梳理并構(gòu)建完整的概念層級(jí)結(jié)構(gòu)，使單元知識(shí)不再是孤立、單一的知識(shí)點(diǎn)，而是在學(xué)科大概念“統(tǒng)整”下的有機(jī)整體。

元素性質(zhì)是人們分析、預(yù)測(cè)、解釋宏觀物質(zhì)性質(zhì)的重要依據(jù)，而原子結(jié)構(gòu)是“最小化”的微觀結(jié)構(gòu)模型，為研究元素性質(zhì)提供了思維路徑。因此，“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”的學(xué)科大概念可提煉為“原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)”，其中“原子結(jié)構(gòu)”不僅是本單元的核心概念，也為研究其他核心概念如“元素性質(zhì)”“元素周期律”“元素周期表”等提供了認(rèn)識(shí)視角。核心概念依據(jù)組成要素，進(jìn)一步解構(gòu)細(xì)化為基本概念，如原子結(jié)構(gòu)中的“最外層電子數(shù)”“核電荷數(shù)”“電子層數(shù)”等?；靖拍罱?jīng)過(guò)抽象與概括，整合為核心概念?！霸咏Y(jié)構(gòu)元素周期律”的概念層級(jí)結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2.2 精研課標(biāo)教材，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)

單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)不僅要基于學(xué)科視角，還需要從教學(xué)視角對(duì)課標(biāo)和教材進(jìn)行分析，以期構(gòu)建科學(xué)、合理的學(xué)習(xí)任務(wù)。教學(xué)視角分析包括教師對(duì)教學(xué)資源的篩選和對(duì)教學(xué)內(nèi)容的重組、優(yōu)化等具體內(nèi)容，體現(xiàn)的是教師學(xué)科專業(yè)化水平。

“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”的教學(xué)內(nèi)容包括“原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)”“元素周期律和元素周期表”“元素周期表的應(yīng)用”三個(gè)核心板塊。第一板塊的目的是解析原子結(jié)構(gòu)的二級(jí)要素并與元素原子得失電子的能力之間建立關(guān)聯(lián)；第二板塊的目的是探究原子半徑、主要化合價(jià)的周期性變化規(guī)律及其原因并認(rèn)識(shí)元素周期表的結(jié)構(gòu)；第三板塊的目的是探究元素周期表中同周期、同主族元素的性質(zhì)規(guī)律，并加以應(yīng)用。由此可見(jiàn)，“元素性質(zhì)及其變化規(guī)律”的內(nèi)容貫穿單元學(xué)習(xí)的始終。

基于以上分析，結(jié)合課標(biāo)要求，研究設(shè)計(jì)了“初建關(guān)聯(lián)”“再建關(guān)聯(lián)”“完善關(guān)聯(lián)”“應(yīng)用關(guān)聯(lián)”四個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)主線?！俺踅P(guān)聯(lián)”與“再建關(guān)聯(lián)”分別對(duì)應(yīng)教材內(nèi)容的第一、第二板塊，旨在建立“位構(gòu)性”之間的關(guān)聯(lián)?！巴晟脐P(guān)聯(lián)”與“應(yīng)用關(guān)聯(lián)”對(duì)應(yīng)教材內(nèi)容的第三板塊，重點(diǎn)結(jié)合“物質(zhì)性質(zhì)”，建立完整的“位構(gòu)性”模型并進(jìn)行實(shí)例應(yīng)用?！霸咏Y(jié)構(gòu)元素周期律”單元學(xué)習(xí)任務(wù)及任務(wù)目標(biāo)，具體如表2所示。

2.3 優(yōu)化學(xué)習(xí)活動(dòng)，建構(gòu)關(guān)聯(lián)模型

模型建構(gòu)能力是模型認(rèn)知素養(yǎng)的重要組成部分，也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要求。“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”單元學(xué)習(xí)的核心任務(wù)是建立元素位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)、物質(zhì)性質(zhì)四者之間的關(guān)聯(lián)，具體可通過(guò)“位構(gòu)性”三維模型的建構(gòu)活動(dòng)加以落實(shí)。該三維模型的建構(gòu)不僅是本單元學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)的落腳點(diǎn)，也是發(fā)展學(xué)生“宏微結(jié)合”“模型認(rèn)知”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵一環(huán)。因此，在研究設(shè)計(jì)單元學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，需要將“位構(gòu)性”三維模型的建構(gòu)活動(dòng)作為主線展開(kāi)，遵循由易到難、由簡(jiǎn)到繁、由單一到綜合的原則逐步建構(gòu)。單元學(xué)習(xí)任務(wù)下的核心學(xué)習(xí)活動(dòng)及活動(dòng)意圖設(shè)計(jì)，如表3所示。

2.4 細(xì)化學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)，診斷素養(yǎng)水平

學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)應(yīng)該具有一定的目標(biāo)導(dǎo)向，注重評(píng)價(jià)的層次性，多維度評(píng)價(jià)和診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)效果［4］。“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”凸顯“原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)”的學(xué)科大概念，單元任務(wù)目標(biāo)的重點(diǎn)就是逐層、逐級(jí)、逐步搭建“位構(gòu)性”三維認(rèn)識(shí)模型，模型建構(gòu)是本單元過(guò)程性評(píng)價(jià)的核心內(nèi)容。在“初建關(guān)聯(lián)”學(xué)習(xí)任務(wù)中，設(shè)計(jì)了辨識(shí)原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)及比較陌生元素性質(zhì)的兩個(gè)評(píng)價(jià)活動(dòng)，以診斷學(xué)生“構(gòu)性”模型的建構(gòu)與應(yīng)用能力。本單元各學(xué)習(xí)任務(wù)中指向“模型建構(gòu)”的過(guò)程性評(píng)價(jià)目標(biāo)、評(píng)價(jià)活動(dòng)及學(xué)生預(yù)期表現(xiàn)水平等，歸納如表4所示。

3 單元整體教學(xué)的實(shí)踐反思

3.1 立足概念層級(jí)，體現(xiàn)教學(xué)整體性

選擇一個(gè)具有統(tǒng)攝性的學(xué)科大概念作為主題學(xué)習(xí)的支撐點(diǎn)，對(duì)于整合教材中較為零碎的課時(shí)知識(shí)內(nèi)容，建構(gòu)學(xué)科主題單元知識(shí)脈絡(luò)具有極為重要的意義［5］。“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”在學(xué)科大概念的統(tǒng)攝下，將“原子結(jié)構(gòu)”“元素性質(zhì)”“元素位置”等核心概念串聯(lián)為一個(gè)“概念整體”。核心概念中各二級(jí)要素即基本概念之間的關(guān)聯(lián)（如“最外層電子數(shù)”“化合價(jià)”“主族序數(shù)”的關(guān)聯(lián)）則是指向“位構(gòu)性”三維模型建構(gòu)的另一個(gè)“活動(dòng)整體”?；谀Ｐ徒?gòu)，設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)任務(wù)，開(kāi)展相關(guān)活動(dòng)并進(jìn)行有效評(píng)價(jià)，體現(xiàn)了“教學(xué)評(píng)”的一致性，則是本單元教學(xué)中的又一個(gè)“評(píng)價(jià)整體”?！案拍钫w”“活動(dòng)整體”“評(píng)價(jià)整體”組成了本單元教學(xué)的“系統(tǒng)整體”?；趯W(xué)科大概念的單元整體教學(xué)的設(shè)計(jì)框架如圖2所示。

3.2 設(shè)計(jì)拼圖活動(dòng)，診斷模型建構(gòu)的能力水平

“位構(gòu)性”三維模型是“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”單元學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動(dòng)的核心。在進(jìn)行單課時(shí)學(xué)習(xí)時(shí)，設(shè)計(jì)如下的“卡片拼圖”活動(dòng)：學(xué)生將寫(xiě)有“位構(gòu)性”三維模型中一、二級(jí)各要素的名稱卡片進(jìn)行位置擺放并闡述理由和論述關(guān)聯(lián)，以診斷學(xué)生對(duì)模型中各要素的從屬關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系的理解以及掌握的能力水平。完整的“位構(gòu)性”三維模型的卡片拼圖圖示，如圖3所示。

3.3 基于課后訪談，評(píng)價(jià)單元目標(biāo)的達(dá)成效果

為進(jìn)一步評(píng)價(jià)單元學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成效果，在完整的單元學(xué)習(xí)結(jié)束以后，隨機(jī)從授課班級(jí)中抽取了10名化學(xué)學(xué)習(xí)能力較強(qiáng)且程度相當(dāng)?shù)膶W(xué)生進(jìn)行訪談。訪談問(wèn)題如表5所示。

通過(guò)訪談可以發(fā)現(xiàn)：學(xué)生能較為順利地回答訪談問(wèn)題1，能從原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)聯(lián)視角闡述“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科大概念并能準(zhǔn)確舉例說(shuō)明。對(duì)于“位構(gòu)性”三維模型中“位構(gòu)”“位性”“構(gòu)性”一、二級(jí)要素的從屬關(guān)系及其關(guān)聯(lián)較為清晰，論述較為順暢。但在個(gè)別二級(jí)要素的具體關(guān)聯(lián)上略有缺失，如在分析元素原子得失電子能力、原子半徑與原子結(jié)構(gòu)中的二級(jí)要素之間有著怎樣的具體關(guān)系時(shí)，論述上稍顯模糊。學(xué)生在回答問(wèn)題2、問(wèn)題3時(shí)，性質(zhì)預(yù)測(cè)比較準(zhǔn)確，實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)基本合理，本單元知識(shí)能力化、素養(yǎng)化的目標(biāo)基本達(dá)成。但存在性質(zhì)預(yù)測(cè)的角度單一片面、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的“變量控制”意識(shí)偶有缺失、“價(jià)”“類(lèi)”“律”認(rèn)識(shí)角度不夠完整等個(gè)性化問(wèn)題?？梢?jiàn)，單元整體教學(xué)中“知識(shí)能力素養(yǎng)”的進(jìn)階發(fā)展并非一蹴而就，“宏微結(jié)合”“證據(jù)推理”的素養(yǎng)提升也絕非朝夕之功，需要教師在日常教學(xué)中不斷滲透和強(qiáng)化，更需要教師一以貫之的長(zhǎng)期錘煉和培養(yǎng)。

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