大概念視角下的高中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計與實踐

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A文章編號：0450-9889（2025）14-0104-05

《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）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，促進學(xué)科核心素養(yǎng)的落實”。由此可見，基于大概念的化學(xué)學(xué)科教學(xué)是必要且有意義的。要想在高中化學(xué)教學(xué)中發(fā)揮學(xué)科大概念教學(xué)的優(yōu)勢，必須了解學(xué)科大概念的內(nèi)涵，探究通過單元教學(xué)促使學(xué)生從掌握化學(xué)知識向發(fā)展核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)變的途徑。本研究以“沉淀溶解平衡”單元教學(xué)為例，從大概念的確立和解構(gòu)、教學(xué)目標的設(shè)定、單元教學(xué)活動的設(shè)計和評價等三個方面，探討大概念視角下的單元教學(xué)設(shè)計與實踐。

一、學(xué)科大概念和單元教學(xué)的內(nèi)涵

（一）化學(xué)學(xué)科大概念的界定

大概念（BigIdeas）也被譯為大觀念、核心觀念、核心概念等[2]，是學(xué)科結(jié)構(gòu)的骨架和主干部分；它能夠反映學(xué)科知識結(jié)構(gòu)，提供理解知識和解決問題的思想方法3。本研究中的化學(xué)學(xué)科大概念是指能反映化學(xué)學(xué)科的本質(zhì)和核心的觀點[2]，它居于學(xué)科中心地位，把學(xué)科關(guān)鍵思想和關(guān)鍵內(nèi)容聯(lián)系起來構(gòu)成學(xué)科框架的重要概念。學(xué)科大概念不是學(xué)科中某一具體的概念、定理或法則，而是學(xué)科思想和理論的載體，大概念能夠把碎片化的知識進行整合、鏈接，使之結(jié)構(gòu)化、遷移化，體現(xiàn)了化學(xué)學(xué)科的頂層思維和觀念。

（二）單元教學(xué)的含義

不同學(xué)者對單元教學(xué)有不同理解：王磊認為單元教學(xué)是教師根據(jù)對《課程標準》教材內(nèi)容的理解，及學(xué)情特點，整合、重組教學(xué)內(nèi)容，形成相對完整的教學(xué)主題單元；胡九華等認為單元教學(xué)是以系統(tǒng)論作為指導(dǎo)，突出知識構(gòu)建的過程；鐘啟泉認為單元教學(xué)設(shè)計不是以孤立的單課時為單位，而是整合單元內(nèi)容，從學(xué)科核心素養(yǎng)出發(fā)分析《課程標準》，并進行單元設(shè)計?；谏鲜龇治觯狙芯恐械膯卧虒W(xué)主要指以核心素養(yǎng)為指向，以實際學(xué)情為前提，以學(xué)科大概念為教學(xué)核心思想來重組、劃分教材中的章節(jié)。單元教學(xué)中的單元與教材中的單元既有共性又有不同，共性體現(xiàn)在知識概念的大分類，不同點體現(xiàn)在真實情境的貫穿應(yīng)用及教學(xué)活動設(shè)計—單元整體教學(xué)不一定以教材劃分的單元為中心，而是按照新的要求進行劃分，可以是一個主題思想，也可以是知識內(nèi)容重組的學(xué)習(xí)單元。大概念視角下的單元教學(xué)，不再追求“一課一得”，而是力求站在宏觀的單元視角看清每節(jié)課的作用。

（三）學(xué)科大概念視角下的單元教學(xué)

從學(xué)科大概念角度開展單元教學(xué)被認為是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的重要途徑之一。圍繞學(xué)科大概念進行單元教學(xué)，需要從單元整體內(nèi)容出發(fā)，把握《課程標準》相關(guān)要求，整合學(xué)科相關(guān)知識，依據(jù)學(xué)情特點，設(shè)計與學(xué)科大概念相呼應(yīng)、獨立又相互聯(lián)系的問題情境和驅(qū)動任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生自主構(gòu)建知識結(jié)構(gòu)框架，厘清知識本源性問題，建立系統(tǒng)的單元知識體系。從大概念的角度開展教學(xué)，有利于學(xué)生形成具有連貫性的結(jié)構(gòu)化知識，促進學(xué)生深層次的學(xué)習(xí)與發(fā)展，提升學(xué)生的核心素養(yǎng)。

二、基于大概念開展單元教學(xué)的思考

（一）教學(xué)設(shè)計的流程

圍繞學(xué)科大概念開展學(xué)科單元教學(xué)，需要教師熟悉《課程標準》、課程內(nèi)容，立足學(xué)科理解來挖掘具體知識背后更本質(zhì)、核心的思想，提取學(xué)科大概念，完成對大概念從上而下的層層解構(gòu)，同時依據(jù)學(xué)生認知基礎(chǔ)和發(fā)展特點，整合和開發(fā)單元教學(xué)內(nèi)容，制訂單元教學(xué)目標，設(shè)置與單元知識聯(lián)系緊密的生產(chǎn)、生活真實情境，在驅(qū)動式問題解決中，引導(dǎo)學(xué)生主動對核心知識進行再構(gòu)建，整合繁雜、零散的知識，逐步領(lǐng)悟具有遷移價值的化學(xué)思想和化學(xué)思維方法，實現(xiàn)從化學(xué)知識向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。這樣的教學(xué)設(shè)計一般流程如圖1所示。

（二）實施教學(xué)的策略

1.創(chuàng)設(shè)真實的情境

大概念具有抽象、復(fù)雜和遷移等性質(zhì)，直接使用大概念教學(xué)會導(dǎo)致學(xué)生理解出現(xiàn)困難，而將大概念與真實情境有機結(jié)合，能有效降低學(xué)生的理解難度。創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的本質(zhì)就是把知識或結(jié)論從課本剝離出來，與現(xiàn)實中生活、生產(chǎn)的情境相融合，使學(xué)生通過分析和解決情境中的問題，引發(fā)對知識的深度認知，幫助學(xué)生從現(xiàn)象看到本質(zhì)。只有在真實情境下運用一種或多種知識完成特定的任務(wù)，才能評估關(guān)鍵能力、必備品格與價值觀念[4]

化學(xué)學(xué)科的特點之一是與日常生活、生產(chǎn)密切聯(lián)系，教師可以從實際生活入手，圍繞教學(xué)內(nèi)容創(chuàng)設(shè)與之相關(guān)的真實教學(xué)情境，這樣既能激起學(xué)生的探究興趣，又能讓學(xué)生通過解決任務(wù)掌握化學(xué)知識在生活中的實際運用，有效地凸顯了大概念的遷移性，是對化學(xué)觀念及科學(xué)思維進階發(fā)展的應(yīng)用。教師也可以對教材中的單元教學(xué)情境進行優(yōu)化，引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系相關(guān)的知識開展協(xié)同學(xué)習(xí)、思考和應(yīng)用，讓學(xué)生在親自探究和驗證中總結(jié)與反思學(xué)習(xí)過程中存在的不足，然后在教師的指引下完成對單元知識的系統(tǒng)化建構(gòu)和靈活應(yīng)用。

2.設(shè)置學(xué)習(xí)任務(wù)驅(qū)動

教師應(yīng)根據(jù)單元內(nèi)容結(jié)構(gòu)特點、教學(xué)目標、學(xué)生認知規(guī)律等將大概念轉(zhuǎn)化為單元大任務(wù)或大問題，再將大任務(wù)或大問題逐層分解為若干子任務(wù)或子問題，形成有驅(qū)動性的學(xué)習(xí)任務(wù)群或問題鏈，同時根據(jù)不同的任務(wù)或問題，精心設(shè)計一系列具有啟發(fā)性、挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)活動，使學(xué)生通過完成基本的學(xué)習(xí)任務(wù)，激發(fā)內(nèi)在興趣，主動經(jīng)歷思考與探究，建構(gòu)知識體系，逐步生成系統(tǒng)的邏輯思維體系，進而達成教學(xué)目標。

3.實施學(xué)習(xí)評價活動

單元教學(xué)具有整體性、連貫性的特點，這就決定了教學(xué)評價應(yīng)將過程性評價與終結(jié)性評價相結(jié)合。教師在課堂教學(xué)中將學(xué)生需要掌握的知識設(shè)計成一個個任務(wù)或問題后，還應(yīng)根據(jù)教學(xué)目標配備課前評價、課堂評價和課后評價，帶領(lǐng)學(xué)生在學(xué)習(xí)活動的過程中開展自評與互評，讓學(xué)生的不同思想在交流中產(chǎn)生碰撞，促使學(xué)生從不同角度去理解本單元大概念的含義。同時針對學(xué)生的學(xué)習(xí)成果，采用教師及時參與評價的方式，反饋學(xué)生對大概念理解的優(yōu)點和不足，促使學(xué)生及時自我反思。在過程性評價和終結(jié)性評價中，收集證明學(xué)生達到目標的證據(jù)，有效指引教學(xué)活動的進行，以評價促進學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)持續(xù)進階發(fā)展。在單元教學(xué)中，將教學(xué)評價與教學(xué)任務(wù)、教學(xué)活動融為一體，既能以評促教，有效檢驗教學(xué)目標的達成情況，又能以評促學(xué)，加深學(xué)生對大概念的理解，從而發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

三、大概念視角下的“沉淀溶解平衡”單元教學(xué)實例

（一）確定并解構(gòu)大概念

《課程標準》在闡釋“變化觀念與平衡思想”學(xué)科核心素養(yǎng)中明確指出：能認識物質(zhì)是運動和變化的，知道化學(xué)需要一定的條件，并遵循一定的規(guī)律；認識化學(xué)變化的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)生成，并伴有能量轉(zhuǎn)化；認識化學(xué)變化有一定限度、速度，是可以調(diào)控的；能多角度、動態(tài)地分析化學(xué)變化，運用化學(xué)反應(yīng)原理解決簡單的實際問題[1]。

“沉淀溶解平衡”是高中階段關(guān)于水溶液知識的重要組成部分，這一章節(jié)的編排從分析單一平衡體系溶劑和溶劑的電離，過渡到探究多平衡體系鹽類的水解和沉淀溶解。整個單元的主要知識是化學(xué)反應(yīng)調(diào)控在離子角度的應(yīng)用，教學(xué)目標是在第二章“化學(xué)反應(yīng)速率與化學(xué)平衡”理論學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，使學(xué)生能運用化學(xué)平衡的一般原理，定量認識水溶液體系中電離、水解和沉淀平衡的一般規(guī)律，發(fā)展“變化觀念與平衡思想”學(xué)科素養(yǎng)。結(jié)合《課程標準》對學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)要求，本單元教學(xué)可以以“化學(xué)變化是有限度的，限度是可以調(diào)控的”這一大概念作為統(tǒng)領(lǐng)。

在深入分析文獻、教材和《課程標準》的基礎(chǔ)上，筆者梳理出大概念統(tǒng)領(lǐng)下的“沉淀溶解平衡”單元教學(xué)架構(gòu)（如圖2所示）。

（二）確定單元教學(xué)目標

1.學(xué)情分析

在前面的學(xué)習(xí)中，學(xué)生對與化學(xué)平衡相關(guān)的理論知識有了基本認識，提煉和總結(jié)了平衡體系的特征、影響平衡移動的因素及研究平衡過程的思路；具備基本的化學(xué)實驗技能，了解科學(xué)探究的基本過程和方法，具有解決簡單的實際問題的能力。但由于對沉淀物形成固有認知一認為沉淀是不溶物，因此部分學(xué)生在構(gòu)建沉淀存在溶解平衡的過程中存在困難，且利用平衡常數(shù)來調(diào)控反應(yīng)限度的知識遷移能力有限，未能形成完整的化學(xué)平衡體系認知。

2.單元教學(xué)目標

根據(jù)學(xué)生已有基礎(chǔ)和《課程標準》要求，教師將“沉淀溶解平衡”單元教學(xué)目標設(shè)定為學(xué)生形成認識沉淀溶解平衡的基本思路，具體內(nèi)容如表1所示。

（三）設(shè)計單元教學(xué)活動

在“化學(xué)變化是有限度的，限度是可以調(diào)控的”這一大概念統(tǒng)攝下，以真實情境中“電鍍工業(yè)廢水除

Ag+”的問題解決作為外顯主線，將核心概念的建立、學(xué)生思維的發(fā)展作為暗線，通過實驗探究使學(xué)生認識沉淀溶解平衡的存在，并使學(xué)生從感性觀察實驗化學(xué)現(xiàn)象上升到理性分析化學(xué)反應(yīng)原理。在核心概念的統(tǒng)領(lǐng)下，學(xué)生從實驗、理論、應(yīng)用三個不同角度逐步深入地認識沉淀溶解平衡，從學(xué)科本源上認識化學(xué)平衡，同時加深對研究平衡的思路和方法的認知，實現(xiàn)思維的升華，使化學(xué)知識轉(zhuǎn)化為化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

下面以“沉淀溶解平衡”單元課時1為例，通過教學(xué)活動設(shè)計（如下頁圖3所示）和課堂實錄，展示在學(xué)科大概念統(tǒng)攝下構(gòu)建沉淀溶解平衡模型，并利用模型定性解決生活中的問題。

環(huán)節(jié)二：初識沉淀溶解平衡。

教師活動：展示資料。AgCl固體在水中溶解和沉淀的過程。

師：根據(jù)化學(xué)平衡特點，完成沉淀溶解平衡的學(xué)案。

學(xué)生活動：類比化學(xué)平衡，自主構(gòu)建沉淀溶解平衡的定義、表示方法、定量特征、性質(zhì)。

師：請寫出難溶物 F Γ_s（OH）_3?Ag₂S 的溶解平衡 環(huán)節(jié)一：構(gòu)建真實情境，提出問題。

教師活動：資料展示。工業(yè)廢水中 Ag⁺ 的危害。

師：（提出問題）根據(jù)所學(xué)知識小組討論廢水中的Ag如何除掉？

生：可用沉淀法，如加入CI、 CO₃^2? 等，還可以用離子膜法。

師：加入NaCl溶液后，產(chǎn)生了白色沉淀，請大家思考，此時 Ag⁺ 是否完全除盡了？如何檢驗溶液中還有沒有

學(xué)生活動：小組討論、發(fā)言、設(shè)計方案并實施。

學(xué)生用滴管取出少許上述懸濁液于試管，加入幾滴 0.1mol/L 的KI溶液，有沉淀生成，于是得出結(jié)論：AgCl懸濁液中仍含有 Ag⁺，AgCl 的沉淀不完全，“難溶解”并非“不溶解”。

師：溶液中的 Ag⁺ 從哪里來？你的證明方法、原理是什么？

學(xué)生活動：假設(shè)猜想，并檢驗。

猜想： ① 可能是微溶在水中的AgCl電離； ② 可能是沉淀的 AgCl 一邊沉淀一邊溶解。

驗證方案： ① 取上層清液滴加KI溶液； ② 往AgCl沉淀中滴加等量KI溶液。對比結(jié)果，得出結(jié)論。

師：（小結(jié)）同學(xué)們在整個實驗設(shè)計中，實際運用了一個重要的方法證明平衡的存在，即讓平衡“動”起來——使平衡發(fā)生移動。

設(shè)計意圖：教師創(chuàng)設(shè)了工業(yè)廢水除Ag的情境，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。通過開放式探究性實驗，強化了學(xué)生從微觀角度認識水溶液中的反應(yīng)的能力，同時使學(xué)生掌握了證明平衡存在的科學(xué)方法。培養(yǎng)了學(xué)生的證據(jù)意識，提升了學(xué)生的微粒觀，發(fā)展了學(xué)生的科學(xué)探究與創(chuàng)新意識方面的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

方程式及平衡常數(shù) Ksp 的表達式。接著觀察表格數(shù)據(jù)，描述溶度積常數(shù)的性質(zhì)、代表意義及其與溶解度的關(guān)系。

學(xué)生活動：書寫結(jié)果，自評，得出正確書寫溶解平衡方程式及 Ksp 表達式的要點。

設(shè)計意圖：通過類比化學(xué)平衡認識沉淀溶解平衡的定義，用化學(xué)語言表示沉淀溶解平衡，引導(dǎo)學(xué)生建立沉淀溶解平衡的“宏”“微”“符”三重表征思維模型。對比分析各類沉淀的Ksp與溶解度的數(shù)據(jù)，找規(guī)律，得出兩者之間的關(guān)系，增強學(xué)生的信息獲取、分析能力與推理能力。

環(huán)節(jié)三：Ksp的意義及應(yīng)用。

師：（提出問題）如何改變沉淀溶解反應(yīng)中的物質(zhì)轉(zhuǎn)化程度，實現(xiàn)沉淀的生成和溶解呢？從定性角度來看，根據(jù)勒夏特列原理，平衡移動了，沉淀一定會溶解或析出嗎？

學(xué)生活動：討論并得結(jié)論。 Q 與 Ksp 的大小關(guān)系是預(yù)測沉淀是溶解還是析出的唯一依據(jù)。

師：（小結(jié)）要實現(xiàn)沉淀的生成與溶解，本質(zhì)是 Q 與 K 不等。

設(shè)計意圖：聯(lián)系平衡常數(shù)，引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會從定量角度解釋平衡移動，討論 K 的意義，并用 K 與 Q 的關(guān)系解釋沉淀的溶解與生成。

環(huán)節(jié)四：回歸情境，解決問題。

師：（提出問題）要使工業(yè)廢水中的 Ag⁺ 濃度盡量小，你能想出其他哪些方法？

生：向工業(yè)廢水中加入含有CI、 Br^- 或 S^2- 等能與Ag⁺ 形成難溶沉淀的離子的試劑。

師：請解釋生活中的現(xiàn)象——為什么吃糖、喝可樂容易長齲齒。

學(xué)生活動：學(xué)生分析、結(jié)論。

糖在酶的作用下會生成一種有機弱酸—乳酸，乳酸電離出的 H⁺"與 ΔOH^-"反應(yīng)，使"平衡正向移動，牙釉質(zhì)受破壞，產(chǎn)生齲齒。預(yù)防齲齒的方法有降低口腔的酸性，即漱口刷牙，補充 Ca²⁺，PO₄^3-

設(shè)計意圖：利用化學(xué)平衡移動原理，分析生活中和工業(yè)生產(chǎn)中的真實問題，感受化學(xué)反應(yīng)原理對實際生產(chǎn)、生活的指導(dǎo)意義，體會化學(xué)學(xué)科的價值與魅力。

環(huán)節(jié)五：回顧總結(jié)。

師：這節(jié)課你的收獲是什么？

學(xué)生活動：學(xué)生討論，談收獲。難溶物質(zhì)并不是絕對不溶的；沉淀溶解平衡是可以控制的；改變 Q 與Ksp的關(guān)系可以調(diào)控平衡，從而改變?nèi)芤褐械碾x子和反應(yīng)，達到平衡為我們所用的目的。

設(shè)計意圖：通過反思，加深學(xué)生對大概念“化學(xué)反應(yīng)是有限度的，可通過改變條件來改變限度”的理解。

（四）教學(xué)活動評價

大概念視角下的單元教學(xué)的目的是使學(xué)生把零散的知識結(jié)構(gòu)化，形成一個完整的知識體系，因此，教學(xué)中的過程性評價必不可少。教師全面采集學(xué)生學(xué)習(xí)過程性和結(jié)果性證據(jù)，運用多元方式呈現(xiàn)學(xué)生達成目標的表現(xiàn)和水平，重點實施表現(xiàn)性評價，評價學(xué)生運用所學(xué)知識解決真實情境中的問題的能力。

此外，在每課時每個教學(xué)環(huán)節(jié)后增設(shè)表現(xiàn)性評價表，包括學(xué)生自評、同桌互評和小組自評，針對學(xué)生的課堂表現(xiàn)、知識掌握情況進行評價。

大概念視角下的單元教學(xué)對學(xué)生和教師都提出了較高的要求，學(xué)生須改變過去被動接受知識的學(xué)習(xí)方式，積極、主動地成為知識的構(gòu)建者和評價者，教師作為大概念教學(xué)的引路人，須在不同類型的課堂中不斷實踐、探索、總結(jié)，以發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為目標，落實立德樹人根本任務(wù)。

參考文獻

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[4]崔允.學(xué)科核心素養(yǎng)呼喚大單元教學(xué)設(shè)計[J].上海教育科研，2019（4）：1.

（責(zé)編劉小璦）