芻議大概念統(tǒng)攝下的高中化學(xué)單元教學(xué)

摘 要： 單元教學(xué)是建構(gòu)大概念的重要教學(xué)形態(tài)。在具體實(shí)踐中要以系統(tǒng)化的思維進(jìn)行大概念的提煉和單元的劃分，遵循整體化、結(jié)構(gòu)化、情境化、真實(shí)性的單元教學(xué)設(shè)計(jì)原則，依托單元情境組實(shí)現(xiàn)“教學(xué)評”一體化，并根據(jù)實(shí)踐效果進(jìn)行反思、優(yōu)化和再實(shí)踐。

關(guān)鍵詞： 大概念； 單元教學(xué)； 結(jié)構(gòu)化； 高中化學(xué)

文章編號： 10056629（2024）10000307

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

1 基本釋義

1.1 大概念

《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》明確強(qiáng)調(diào)“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］。大概念也稱大觀念，最早源于教育心理學(xué)領(lǐng)域［2］，是指反映學(xué)科本質(zhì)，具有抽象性、概括性、統(tǒng)攝性和廣泛遷移價(jià)值的學(xué)科思想和觀念［3］。劉徽認(rèn)為可以通過課程標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)科核心素養(yǎng)、專家思維、概念派生自上而下解構(gòu)大概念，也可以通過生活價(jià)值、知能目標(biāo)、學(xué)習(xí)難點(diǎn)、評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)自下而上提煉大概念［4］。

1.2 化學(xué)大概念

學(xué)科大概念被作為發(fā)展核心素養(yǎng)的手段和方法，最為重要的兩點(diǎn)是其所蘊(yùn)含的“少而精”和“像專家一樣思考”的內(nèi)在屬性［5］。胡欣陽分別從學(xué)科、課程、學(xué)習(xí)三個(gè)認(rèn)識主體層面構(gòu)建了化學(xué)大概念的內(nèi)容體系，形成化學(xué)學(xué)科大概念、化學(xué)主題大概念、化學(xué)基本觀念?；瘜W(xué)學(xué)科大概念是化學(xué)家等科學(xué)共同體關(guān)于化學(xué)學(xué)科本質(zhì)特征的認(rèn)識［6］。吳星將化學(xué)學(xué)科大概念分為物質(zhì)組成與結(jié)構(gòu)、物質(zhì)變化與轉(zhuǎn)化、物質(zhì)性質(zhì)與應(yīng)用、物質(zhì)變化與能量四方面，并進(jìn)行了相應(yīng)描述［7］?；瘜W(xué)主題大概念是化學(xué)學(xué)科大概念與特定化學(xué)課程主題內(nèi)容的融合［8］。王換榮等認(rèn)為化學(xué)主題大概念教學(xué)是解決課程內(nèi)容組織的結(jié)構(gòu)化和建立化學(xué)基本觀念的一般路徑［9］?；瘜W(xué)單元大概念就是一種常見的化學(xué)主題大概念?；瘜W(xué)基本觀念是以學(xué)生認(rèn)識發(fā)展為主體指向的一種特殊的化學(xué)大概念，強(qiáng)調(diào)學(xué)生通過化學(xué)主題大概念的學(xué)習(xí)而在頭腦中自主建構(gòu)形成的有關(guān)化學(xué)學(xué)科的總括性認(rèn)識［10］，包含元素觀、微粒觀、結(jié)構(gòu)觀、變化觀、能量觀等知識觀念，分類觀、實(shí)驗(yàn)觀等方法觀念，化學(xué)價(jià)值觀等情感觀念［11］。

1.3 大概念統(tǒng)攝下的化學(xué)教學(xué)單元

單元教學(xué)是介于宏觀課程和微觀課時(shí)之間的中觀教學(xué)，向上能實(shí)現(xiàn)課程目標(biāo)和知識結(jié)構(gòu)化，向下能理清課時(shí)之間的教學(xué)邏輯［12］，能夠克服傳統(tǒng)課時(shí)教學(xué)知識割裂的弊端，是建構(gòu)大概念的主要載體［13］。大概念視角下的單元是素養(yǎng)目標(biāo)達(dá)成的單位，不再拘泥于教材的章節(jié)，可分為顯性單元和隱性單元［14］。顯性單元是指教材中現(xiàn)有的單元，教師可以直接從中提煉大概念。而隱性單元則只涉及現(xiàn)有單元的部分內(nèi)容，這些內(nèi)容與其他單元的部分內(nèi)容擁有共同的大概念，教師可以根據(jù)需要進(jìn)行整合，如化學(xué)實(shí)驗(yàn)單元、化工生產(chǎn)單元等。根據(jù)所對應(yīng)的大概念的大小不同，還可以將單元分為宏觀單元、中觀單元和微觀單元。宏觀單元可以跨越時(shí)間和空間，適合處理初中、高中必修、高中選擇性必修均涉及的內(nèi)容（如化學(xué)反應(yīng)類型單元）和建構(gòu)跨學(xué)科大概念（如分類思維大概念）。中觀單元圍繞某一學(xué)段的大概念展開，一般要在幾個(gè)學(xué)期內(nèi)完成，例如元素化合物單元。微觀單元一般是指教材現(xiàn)有的單元。

綜上所述，化學(xué)教學(xué)中教師首先要具備化學(xué)學(xué)科大概念，并主動將其與化學(xué)課程內(nèi)容相融合形成化學(xué)主題大概念，以化學(xué)主題大概念統(tǒng)領(lǐng)單元教學(xué)，幫助學(xué)生在頭腦中建構(gòu)化學(xué)基本觀念，從而切實(shí)發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)（見圖1）。

2 設(shè)計(jì)模型

大概念統(tǒng)攝下的高中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)模型可用圖2表示。

2.1 目標(biāo)內(nèi)核

單元目標(biāo)是核心素養(yǎng)與單元教學(xué)內(nèi)容的具體結(jié)合，是學(xué)生單元學(xué)習(xí)的預(yù)期結(jié)果，既是單元教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)也是歸宿，支配著教學(xué)的全過程，規(guī)定著教與學(xué)的方向［15］，是學(xué)生素養(yǎng)達(dá)成的“座架”。單元大概念是單元目標(biāo)的內(nèi)核，能將單元目標(biāo)中的認(rèn)知維、技能維、情感維統(tǒng)合為一個(gè)結(jié)構(gòu)化的整體，并深度融合成素養(yǎng)。

2.2 價(jià)值旨?xì)w

當(dāng)前的化學(xué)課堂仍存在碎片化教學(xué)現(xiàn)象，例如未能從整體關(guān)聯(lián)的視角審視教學(xué)內(nèi)容，孤立、靜態(tài)地教授知識；零散知識點(diǎn)大量堆砌，學(xué)生進(jìn)行默寫、刷題等低通路遷移［16］，不僅遺忘率高，還不能靈活遷移應(yīng)用到新情境；止步于具體知識方法的學(xué)習(xí)，未能抽象提升到一般性思維模型，難以實(shí)現(xiàn)抽象原理在不同情境中的遷移應(yīng)用。

課堂轉(zhuǎn)型的方向是為素養(yǎng)而教。核心素養(yǎng)是學(xué)生在面對真實(shí)復(fù)雜的情境時(shí)能夠以專家的思維方式高質(zhì)量解決問題的綜合品質(zhì)。這就要求教師從教專家結(jié)論轉(zhuǎn)向教專家思維，而學(xué)生形成專家思維的標(biāo)志就是理解了大概念［17］。理解大概念需要經(jīng)歷“具體歸納抽象演繹具體”的螺旋上升過程，這個(gè)過程就是高通路遷移。從這個(gè)角度講，大概念就是高通路遷移中的“高位抽象”［18］，是反映專家思維方式的概念、觀點(diǎn)或論題［19］，能幫助學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)解決復(fù)雜的實(shí)際問題，這正是大概念統(tǒng)攝下的高中化學(xué)單元教學(xué)的價(jià)值旨?xì)w。

2.3 設(shè)計(jì)原則

2.3.1 整體化原則

整體化包含兩層含義，一是單元內(nèi)部的整體設(shè)計(jì)，二是關(guān)聯(lián)單元的整體設(shè)計(jì)。迭代邏輯是大概念單元教學(xué)設(shè)計(jì)要遵循的整體化思路，所謂迭代邏輯是指不斷重復(fù)、反饋和提升的過程，呈現(xiàn)螺旋上升的態(tài)勢［20］。單元內(nèi)部的整體設(shè)計(jì)要以單元大概念貫穿單元教學(xué)始終，即圍繞單元大概念制定單元目標(biāo)和評價(jià)目標(biāo)，創(chuàng)設(shè)單元情境組，設(shè)計(jì)表現(xiàn)性任務(wù)和真實(shí)性問題，引導(dǎo)學(xué)生在不同情境中不斷地經(jīng)歷歸納和演繹的動態(tài)過程，以此實(shí)現(xiàn)對單元大概念的動態(tài)理解。關(guān)聯(lián)單元的整體設(shè)計(jì)要關(guān)注不同單元內(nèi)容之間的科學(xué)邏輯，關(guān)注同一大概念在不同學(xué)段的進(jìn)階發(fā)展，關(guān)注跨學(xué)科大概念的建構(gòu)和應(yīng)用。

2.3.2 結(jié)構(gòu)化原則

化學(xué)大概念產(chǎn)生的社會背景是，化學(xué)課程內(nèi)容過多的事實(shí)性知識和細(xì)節(jié)使學(xué)生喪失對化學(xué)的興趣和熱愛，喪失終身學(xué)習(xí)的能力和意愿［21］。課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化是國際課程改革在知識激增背景下培養(yǎng)人才的重要課程設(shè)計(jì)方式［22］，這與化學(xué)大概念產(chǎn)生的背景相似。所謂結(jié)構(gòu)化，是指將逐漸積累起來的知識加以歸納和整理，使之條理化、綱領(lǐng)化，做到綱舉目張［23］?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課程標(biāo)準(zhǔn)”）指出：內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化是促進(jìn)學(xué)生從化學(xué)學(xué)科知識向化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵，主要有基于知識關(guān)聯(lián)、認(rèn)識思路和核心觀念三種結(jié)構(gòu)化形式［24］。以結(jié)構(gòu)化的方式開展大概念單元教學(xué)，能為學(xué)習(xí)者提供化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)與獲得的過程，讓學(xué)生在單元學(xué)習(xí)中像“專家”一樣將化學(xué)大概念內(nèi)化為自己頭腦中的化學(xué)基本觀念。

2.3.3 情境化原則

精心創(chuàng)設(shè)豐富多樣的教學(xué)情境，置學(xué)生于情境中思考和學(xué)習(xí)，已經(jīng)成為中學(xué)化學(xué)教師的一個(gè)共識，并逐漸落實(shí)為一種自發(fā)的教學(xué)實(shí)踐［25］。素養(yǎng)的形成需要依托多個(gè)情境，這就要求大概念單元教學(xué)要在情境組中進(jìn)行。單元情境組中的不同情境共同圍繞一個(gè)或幾個(gè)單元大概念，既能實(shí)現(xiàn)對教學(xué)內(nèi)容的全覆蓋，也不能太過重復(fù)，同時(shí)還要符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律，由簡單到復(fù)雜，由單一到多元，由限制到開放。化學(xué)教學(xué)中常見的情境有實(shí)驗(yàn)情境、生活情境、生產(chǎn)情境、化學(xué)史情境、科學(xué)研究（學(xué)術(shù)）情境等。

2.3.4 真實(shí)性原則

鐘啟泉指出：核心素養(yǎng)區(qū)別于應(yīng)試學(xué)力的最大特質(zhì)在于真實(shí)性，真實(shí)性是核心素養(yǎng)的精髓［26］。真實(shí)性指的是“超越學(xué)校價(jià)值”的知識成果，也就是解決真實(shí)問題的能力［27］。這就要求教師在設(shè)計(jì)大概念統(tǒng)攝的單元教學(xué)時(shí)要關(guān)注啟發(fā)學(xué)生思考的問題的真實(shí)性，真實(shí)性問題常常鑲嵌在單元情境組中。需要注意的是，真實(shí)性問題的目的是幫助學(xué)生形成未來解決現(xiàn)實(shí)世界問題的專家素養(yǎng)，其本身在當(dāng)下不一定是真實(shí)的，例如在“硫酸工業(yè)”教學(xué)中的真實(shí)性問題：“如果你是硫酸工廠的負(fù)責(zé)人，你會如何選擇生產(chǎn)原料、調(diào)控生產(chǎn)條件、改善生產(chǎn)工藝？”

3 實(shí)踐路徑

大概念統(tǒng)攝下的高中化學(xué)單元教學(xué)實(shí)踐路徑可用圖3表示。

3.1 提煉大概念，初步規(guī)劃單元

教師可以從學(xué)科本質(zhì)、課程標(biāo)H+E78cDU7fX3roWen5m1CQN2e0hstFkGs7t+4qwz7Lc=準(zhǔn)、教材分析等角度，結(jié)合已有文獻(xiàn)研究和自身實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，系統(tǒng)提煉化學(xué)大概念。圍繞大概念，依托教材內(nèi)容，初步系統(tǒng)規(guī)劃必修課程和選擇性必修課程的學(xué)習(xí)單元，同時(shí)要做好化學(xué)大概念的初高中銜接?！读x務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》構(gòu)建了大概念統(tǒng)領(lǐng)的化學(xué)課程內(nèi)容體系，明確了“化學(xué)科學(xué)本質(zhì)”“物質(zhì)的多樣性”“物質(zhì)的組成”“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化”“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”等大概念及其具體內(nèi)涵要求［28］，為高中化學(xué)大概念的建構(gòu)奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.2 細(xì)化單元主題及內(nèi)容，確定單元大概念

素養(yǎng)導(dǎo)向下的單元主題包括單元重點(diǎn)學(xué)習(xí)的學(xué)科知識及其蘊(yùn)含的學(xué)科思想和學(xué)科思維方式。顯性單元的主題一般可以保持教材原有的單元名稱，隱性單元的主題則常常需要適當(dāng)?shù)母木?。根?jù)細(xì)化的單元主題及內(nèi)容，結(jié)合提煉的化學(xué)大概念，可以確定單元大概念。一個(gè)單元的大概念可能不唯一，但也不宜過多，以不超過3個(gè)為宜。例如表1、表2是依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)分別對必修課程主題2、主題3的內(nèi)容提煉的大概念，確定的單元大概念、單元主題和內(nèi)容，教師可以根據(jù)所使用的教材版本及學(xué)生的特點(diǎn)進(jìn)行調(diào)整。

3.3 以單元大概念為核心進(jìn)行單元整體設(shè)計(jì)，形成單元鏈結(jié)構(gòu)

大概念具有多重層級結(jié)構(gòu)［30］，單元大概念雖然已經(jīng)是學(xué)科大概念的具體化，但依然具有大概念的特征，是單元教學(xué)的核心，需要經(jīng)過多個(gè)課時(shí)的學(xué)習(xí)來加深理解。大概念視角下的單元內(nèi)部邏輯可以通過單元鏈［31］來呈現(xiàn)。單元鏈以單元大概念為核心，能幫助教師厘清相同大概念統(tǒng)領(lǐng)的必修內(nèi)容與選擇性必修內(nèi)容的關(guān)系，還能清晰地呈現(xiàn)顯性單元和隱性單元、同一單元的顯性部分和隱性部分的關(guān)系。以高中化學(xué)必修課程和選擇性必修課程均涉及的“氧化還原反應(yīng)”單元（不包含有機(jī)化學(xué)）為例，繪制如下單元鏈（見圖4）。

3.4 依托單元情境組，實(shí)施單元“教學(xué)評”一體化教學(xué)

以單元情境組為載體，通過指向大概念單元目標(biāo)的表現(xiàn)性任務(wù)和真實(shí)性問題，可實(shí)現(xiàn)單元“教學(xué)評”的一體化。表現(xiàn)性任務(wù)以情境為載體，包含系列真實(shí)性問題，對應(yīng)單元素養(yǎng)目標(biāo)，體現(xiàn)對大概念的理解，可防止低通路遷移。例如在必修課程“氧化還原反應(yīng)”單元中創(chuàng)設(shè)的單元情境組、表現(xiàn)性任務(wù)和真實(shí)性問題見表3。

情境1診斷并發(fā)展學(xué)生從物質(zhì)、元素、微粒角度認(rèn)識氧化還原反應(yīng)的進(jìn)階水平，情境2診斷并發(fā)展學(xué)生對氧化還原反應(yīng)認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化水平，情境3和情境4分別診斷并發(fā)展學(xué)生應(yīng)用氧化還原反應(yīng)的物質(zhì)轉(zhuǎn)化和能量轉(zhuǎn)化解決實(shí)際問題的水平。

希爾推崇在表現(xiàn)性任務(wù)中使用SOLO分類理論，即將學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果由低到高分為前結(jié)構(gòu)、單點(diǎn)結(jié)構(gòu)、多點(diǎn)結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和抽象拓展結(jié)構(gòu)5個(gè)不同的層次［32］，體現(xiàn)了學(xué)生認(rèn)知的結(jié)構(gòu)化水平。教師在具體實(shí)踐中可以收集不同結(jié)構(gòu)水平的典型回答，用于制定大概念單元教學(xué)的認(rèn)知評價(jià)量規(guī)，進(jìn)而對學(xué)生進(jìn)行有針對性的指導(dǎo)。

3.5 進(jìn)行持續(xù)性反思和優(yōu)化，并進(jìn)行再實(shí)踐再反思再優(yōu)化

大概念統(tǒng)攝下的高中化學(xué)單元教學(xué)是一項(xiàng)系統(tǒng)工程，涉及教師對課程標(biāo)準(zhǔn)、教材的深度理解和教學(xué)觀念、教學(xué)方法、評價(jià)方式的轉(zhuǎn)變，需要教師以研修共同體的方式進(jìn)行持續(xù)性反思和優(yōu)化，并在多輪教學(xué)中進(jìn)行再實(shí)踐、再反思、再優(yōu)化。

化學(xué)大概念能幫助學(xué)生在更高的認(rèn)知層面理解具體知識背后的更為本質(zhì)的觀念［33］，即使未來學(xué)生不從事與化學(xué)相關(guān)的專業(yè)，但是化學(xué)學(xué)科所蘊(yùn)含的思維方式也會影響其日常生活。大概念統(tǒng)攝下的高中化學(xué)單元教學(xué)從學(xué)生的學(xué)習(xí)層面出發(fā)，關(guān)注學(xué)生高質(zhì)量、高效率的學(xué)習(xí)，是從如何教到學(xué)什么、如何學(xué)的深刻變革，能為學(xué)生的終身發(fā)展提供支持，但相關(guān)研究目前還處于起步階段，值得一線教師深入實(shí)踐和探索。

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