建構基于學科核心素養培養的教學單元

摘要：基于學科核心素養培養的化學教學，要把化學學科的教學內容整合為具有一定主題的結構化的教學單元。要從化學學科核心素養培養的視角，從科學認知、化學實驗和科學探究、科學與人文教育三個維度分析、梳理、把握教學內容；依據化學學科知識的邏輯結構和學生認知順序，把三個維度的教學內容有機融合，建構教學單元。教學單元的實施要運用多種教學方式，創設盡可能接近真實的學習情境，精心設計和組織學習活動。

關鍵詞：學科核心素養；教學單元；內容整合

文章編號：1005–6629（2017）3–0008–05 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

課堂教學要從知識技能傳授的單向灌輸，轉向以學科核心素養培養為目標和導向。要從學科素養培養的視角分析、把握教學內容，變革學習方式和教學模式，探索教學設計和課堂教學的轉型。在課堂教學設計和組織上，要基于學科核心素養培養，把教學內容整合為具有一定主題的結構化的教學單元；要密切聯系自然、社會生產生活實際和熱點問題，創設學習情境，讓學生盡可能在真實的情境中學習；要把學習活動開展作為課堂教學的主線，讓學習活動成為課堂的主旋律。建構基于學科核心素養培養的結構化的教學單元，是課堂轉型的核心，學習情境創設、學習活動開展是有效地實施單元教學、落實學科核心素養培養的保證。

1 從學科核心素養培養的視角看待和分析學科教學內容

基礎教育的學科教學內容，一是學科的基礎知識（學科基本概念、基本原理及其應用）的理解和掌握、學科學習和研究基本方法和基本技能的習得。這部分內容學科的邏輯結構清晰，系統性強，具有學科特質，是顯性的教學內容，在教科書的語言文字、符號、圖表中可以非常明白地讀到、學到。二是在學科基礎知識、學科學習和研究基本方法和基本技能中蘊含著的學科思維方式、學科觀念、科學探究、科學精神、價值觀和人文精神教育內容。這部分學習內容既有學科特質，又包含跨學科教育功能。這部分學習內容缺乏系統性和明晰的邏輯結構，大多分散、滲透在學科基礎知識、學科學習和研究基本方法和基本技能之中。許多內容在教科書的字里行間讀不到，是隱性的（但不是外加、虛幻的）。學科教學的這兩部分內容，前者是后者的載體，后者是前者的靈魂，對于學科核心素養形成都是不可或缺的。

基礎教育化學課程中，化學科學的最基礎、最核心的知識，包括從原子、分子水平研究物質及其變化的事實性知識，化學研究方法、手段工具和技術等策略性、方法性知識，化學科學在認識物質及其變化、合理利用物質、創造新物質等方面應用的價值性知識，是顯性的學習內容，也是傳統學科教學的重點。從基礎教育所承擔的人的培養即學生發展核心素養的培養看，基礎教育的化學課程，不僅需要上述化學科學的核心知識，還應該包括所蘊含的化學科學的核心觀念、化學學科的思維方式、科學探究和科學倫理道德，看待和處理人與自然，科學與技術、社會、環境關系的準則等隱性的內容。這些隱性的學習內容，不僅是有效地掌握并能靈活運用化學科學的核心知識所不可缺少的，也是幫助學生形成必備品格和關鍵能力，優化思想感情、形成健康生活方式、提升價值觀所不可缺少的。

高中化學課程標準修訂中，提出了用“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“實驗探究與創新意識”“科學精神和社會責任”五個語句概括的學科核心素養。從化學學科核心素養培養的視角看，基礎教育化學課程的顯性與隱性的教學內容如下：

（1）科學認知維度：運用化學實驗方法，基于證據做分析推理，借助想象、模型方法和符號表達，從化學現象的宏觀辨識入手，深入到在原子分子水平上對物質及其變化做微觀探析，理解、掌握化學學科的核心基礎知識、基本技能與相關的研究和學習方法。

（2）化學實驗和科學探究維度：在觀察物質及其變化現象（包括化學實驗現象）的過程中，發現并提出問題，開展科學探究，提高問題意識、探究意識和創造意識，形成化學學科的思維方式、科學探究能力、分析和解決問題能力。

（3）科學與人文教育維度：在主動參與學習的過程中體驗、感悟，形成化學的基本觀念，理解科學的本質，理解科學與社會、生活、生產、環境的關系，認識化學科學價值，培養社會責任，培養科學精神和科學倫理觀念。

例如，對于高中化學課程（教材）[1]中以電解質溶液原理為主題的學習內容，從上述三個維度分析，可以清晰地剖析和梳理其中蘊含的化學學科核心素養培養的要素。

（1）科學認知：借助實驗現象觀察，從宏觀性質（電解質溶液或熔融狀態可以導電，不同的電解質在相同條件下、相同電解質在不同條件下導電性的差異）的辨識入手，運用想象和微觀粒子運動模型做微觀探析，理解、掌握有關電解質的基本概念和原理知識，從微觀視角，運用化學符號系統描述、分析電解質溶液的組成和離子反應；應用電解質原理知識解釋說明生產、生活中有關離子互換反應、鹽類水解反應、有離子參加的氧化還原反應、原電池反應、電解反應、難溶電解質的溶解、沉淀和沉淀的轉移等實際問題。

（2）化學實驗和科學探究：能從有關電解質在溶液中存在狀態、變化與相互作用的現象中，發現和提出問題，運用化學實驗方法和邏輯思維方法，探究酸堿鹽在溶液中的電離及其存在狀態、電解質溶液中的各類離子反應，通過實驗探究，理解原電池反應和電解反應的原理，難溶電解質的溶解、沉淀和沉淀的轉化的原理。

（3）科學與人文教育：在研究電解質在溶液中的變化和相互作用的過程中，形成有關電解質電離、離子反應的規律意識與理性思維習慣，樹立變化觀念和平衡思想；在分析研究與電解質溶液原理相關的化學實際問題中，培養實事求是的科學精神，認識電解質溶液原理知識在促進化學科學發展上，在研究和解決生活、生產、環境中相關問題上的價值，培養理論聯系實際的學風和社會責任感，形成科學的價值觀和科學倫理觀念。

2 從學科核心素養培養的視角建構學科課程的教學單元

單元教學，是教學中經常運用的教學設計和組織的策略。從不同的教學目標和內容主題出發，可以有多種多樣的教學單元建構方式。例如，基于知識理解和習得的知識單元設計；基于生活經驗的活動單元設計；基于“目標-達成-評價”方式設計的課程單元；基于“主題-探究-表達”方式設計的活動課程單元，基于學科核心素養的教學單元設計等。

傳統的教學設計，基本上是基于學科知識理解和學科技能習得的知識單元設計。這種教學設計以知識、技能的傳授為目標，以知識點傳輸與技能訓練來設計組織教學。在平時教學階段的教學設計，依章節順序孤立地進行知識、技能的教學，考慮的是如何做好每一節課顯性教學內容的教學，研究教學重點講授、難點突破的教學策略和方法。只在單元課時教學完成后以單元復習課形式，安排專題或單元知識網絡的講解、灌輸，做知識的歸納、梳理，把平時傳授的知識點連接成網絡，希望借此幫助學生了解知識的結構、掌握系統化的知識。這種教學設計體現的單元結構是基于學科知識的邏輯體系，著眼于教材章、節中知識點的聯系、相關技能項目的整體訓練，雖然能較好地達成知識、技能的學習和掌握，但是難以完成學科核心素養培養的要求。

即使從幫助學生形成結構化的學科知識的要求看，實際效果也頗成問題。教師本身在平時教學設計中，往往沒有對整個單元（專題）的教學內容做整體分析、研究，沒有理出各節課、各知識技能點間的內在關聯，沒有從專題整體來分析把握各節各知識技能點的教學，不能基于整個專題的整體來剖析各節各部分內容在整個單元中的地位、教育功能來設計教學，常常“只見樹木不見森林”，學生得到的必然只是“點”狀、碎片式的知識。想靠單元復習的“知識系統”灌輸，讓學生記憶“知識網絡”，實際上效果并不理想。學生在復習課中“接受”的知識體系，是教師外加的，不是自己通過平時學習逐漸建構起來的。學生大多難以真正理解單元中各部分內容的內在聯系和單元知識的邏輯體系，不僅難以構建結構化的知識系統，也無助于學科觀念、學科核心素養的形成。

基于核心素養的教學單元設計“不是單純知識點傳輸與技能訓練的安排，而是教師基于學科素養，思考怎樣描繪基于一定目標與主題而展開探究活動敘事的活動，目的是為了創造優質的教學”。“這種教學單元設計以一定主題的教學內容單元作為教學設計的基本單位，基于學科核心素養來安排和設計課堂教學，形成結構化的教學單元”[2]。

基于學科核心素養培養的教學單元設計，要求變革以學科知識的理解和學科技能習得的知識單元設計模式。一要從學科核心素養的培養出發，全面、整體地解讀單元（專題）教材，把課程（教材）中一定主題下（可能涉及教材中的一個章、節或若干個章、節）的顯性和隱性的教育內容融合起來，相互滲透，從科學認知、化學實驗和科學探究、科學與人文教育三個維度把握、處理教學內容。二要在教學設計上改變只從化學科學知識本位出發，只為化學學科的基礎知識和技能傳承的教學設計和組織的教學策略和方法。不能只關注知識技能學習目標的達成，忽視知識間內在關系的揭示，忽視知識形成過程的體驗和學習方法的熏陶，情感態度、價值觀的教育。三要從學科核心素養培養的主旨出發，按照學科知識的邏輯結構、學生學習的序，以相關主題和任務為主線整合、重組教學內容，組成若干個相互銜接的教學階段，由這些教學階段，有機組合成基于學科核心素養培養的結構單元。四要在平時的課時教學中，注意從單元整體出發來看待、分析和處理，把各階段、各節的課時教學置于整個單元系統中，注意揭示并幫助學生體會各部分教學內容的內在關系，使各課時的教學具有強的關聯性、結構性，有利于學生整體理解、把握學習內容，自主建構知識系統。

例如，對于電解質溶液的教學，要在剖析和梳理其中蘊含的化學學科核心素養培養要素的基礎上，從培養學生學科核心素養的主旨出發，依據電解質溶液知識的邏輯體系和學生認識發展的序，可以建構形成結構化的四階段教學單元，通過各個階段、各個課時教學達成學科核心素養的培養目標。

第一階段：從宏觀現象入手，運用想象并借助微粒運動模型和化學語言描述，建立強（弱）電解質（酸、堿、鹽）及其電離的概念，為學習酸堿鹽溶液的性質和相關反應奠定基礎。

這一階段的學習內容是電解質的最基礎知識。幫助學生從感性認識向理性的規律性認識發展，從理解接受進而達到能應用分析。教學內容和相應教學序包括：（1）從電解質在水溶液或熔融狀態下導電的宏觀現象入手辨識電解質、非電解質，形成初步的感性認識；（2）從電解質的構成微粒（分子或離子）的運動和變化，深入到微觀視角認識電解質的電離過程、強弱電解質在電離程度上的差異、影響電解質電離與電離程度的內外因素，形成關于電解質及其電離的理性認識；（3）幫助學生從動態平衡的觀念看待電解質的電離，運用電離平衡常數、電離度表征弱電解質的電離程度；（4）運用上述的基本觀點，分析酸、堿、鹽在水溶液中電離的一般規律；（5）運用上述基本觀點分析水的電離特點，認識水是極弱電解質，分析影響水的電離平衡的因素，理解水的離子積Kw；（6）學習正確分析、定量描述常見酸堿鹽等電解質溶液的組成，學會分析、判斷水或水溶液中氫離子（氫氧根離子）濃度、溶液pH和酸、堿性。

第二階段：通過實驗和運用實驗探究的方法，形成離子反應的概念，并能用于解釋、描述或預測電解質溶液中的常見離子反應。

這一階段的教學，是在認識各類電解質及其電離的基礎上，幫助學生認識電解質溶液中發生的反應是離子反應，能運用離子反應的概念，基于證據分析、歸納和概括，初步掌握各類離子反應的一般規律，形成理性思維習慣和規律意識，樹立變化觀念和平衡思想；形成理論聯系實際的應用意識，認識電解質溶液理論在認識、處理酸、堿、鹽溶液中的反應或變化問題的價值。這一階段教學的序如下：（1）通過典型實驗（如觀察分析用硫酸溶液中和氫氧化鋇溶液過程中溶液導電性、酸堿度的變化和沉淀的生成）和邏輯分析、推理建立離子反應的概念；（2）結合實驗探究，用電解質和離子反應的基本觀點正確分析、表征酸堿鹽溶液的離子互換反應，并能運用于解釋說明相關的簡單實際問題；（3）運用實驗探究方法，深入認識并辯證地看待中和反應和鹽類的水解反應，并能正確地解釋說明相關的簡單實際問題。

第三階段：應用有關電解質溶液的原理知識，運用科學探究方法，并借助理想化模型分析原電池反應與電解反應，難溶電解質的沉淀溶解和轉移、簡單配離子的形成與電離及其在溶液中發生的離子反應，進一步培養運用電解質原理知識探究、分析和解決問題的能力和應用意識。

第二、三階段的學習內容是電解質溶液原理的核心知識，是幫助學生從原子分子（離子）水平，分析研究電解質在溶液中的行為（運動、變化和反應），也是培養學科核心素養的關鍵階段。要注意設計多樣的學習活動，創設問題情境，讓學生通過參與式、體驗式的學習，掌握知識，培養意識，形成觀念，提高關鍵能力和必備品格。例如，為了幫助學生建立配離子的概念，可運用實驗創設問題情境，啟發學生運用已有知識進行探究學習：讓學生進行硫酸銅溶液和過量氨水的反應實驗，“發現”銅鹽和氨水這種堿溶液能發生反應，無法用鹽溶液和堿溶液的離子互換反應知識來解釋。硫酸銅溶液和氨水作用，生成的藍色氫氧化銅沉淀，會因繼續加入氨水而溶解，溶液呈深藍色。怎么理解發生的“新”反應，生成的新化合物？建議學生用三種銅鹽——氯化銅溶液、硝酸銅溶液、硫酸銅溶液分別與氨水、燒堿、氫氧化鉀溶液反應，觀察、比較、分析反應的現象和結果：各種銅鹽溶液和燒堿、氫氧化鉀溶液的反應，都得到藍色氫氧化銅沉淀，而各種銅鹽溶液和過量氨水反應，都得到深藍色溶液。說明深藍色溶液的生成和鹽的酸根種類無關，只和氨水中的氨分子或銨根離子、銅離子有關。為了幫助學生深入地探究問題，可以告訴學生，事實上從深藍色溶液中確實可以得到組成為[Cu（NH3）4]SO4的深藍色晶體，說明深藍色溶液中存在[Cu（NH3）4]2+離子。引導學生聯系NH3分子合氫離子形成NH4+離子所形成的化學鍵，思考Cu2+、NH3與酸根離子是怎樣結合的？晶體中存在怎樣的化學鍵？通過學生自己的分析，可以判斷具有空軌道的Cu2+可與具有孤電子對的NH3分子以配位鍵結合，形成[Cu（NH3）4]2+離子，很自然地初步形成配離子的概念。

第四階段：綜合應用電解質溶液的知識，嘗試分析或解決在陌生的或相對復雜的情境下的化學問題，如實際上生產生活中應用的電解質溶液組成的定性、定量分析；判斷或預測不同電解質溶液間可能發生的離子反應；解釋說明有關酸（堿）性廢水、廢液中銅等重金屬離子的處理、化學電源以及電解、電鍍工作原理等，加深對電解質溶液的有關原理的理解，培養運用化學原理知識和化學方法，進行科學探究，分析解決實際問題的能力和實踐能力，體會化學科學的價值，提高社會責任感。

這四個教學階段構成了相互銜接的以學科核心素養培養為目標的電解質溶液教學單元。從科學認知維度上看，結構單元的學習內容要點、學習順序與傳統的以知識傳授為目標的教學（包括平時和單元復習）設計類似，都遵循知識本身邏輯結構和學生認識發展的序。但結構單元中的每個學習階段都蘊含著學科核心素養的培養要素，而且核心素養的水平要求，隨著學習內容的擴展、深入也逐步得到提升。例如，實驗和科學探究水平，從實驗現象的觀察、解釋，實驗現象的歸納概括（第一階段），提升到在相對簡單或較為復雜的情境中通過實驗探究，獲得證據，做推理、判斷（第二、三階段），獲得新知，再提升到在復雜、陌生的情境下通過實驗和探究，分析解決問題（第四階段）。

3 以學科核心素養培養為主旨的教學單元的實施

以學科核心素養培養為主旨的教學單元的實施，有賴于課堂教學與學習方式的變革。

課堂教學要密切聯系自然、社會生產生活實際或熱點問題，創設學生可感知、可理解的真實性的問題情境，讓學生在盡可能真實的情境中展開學習，從生活經驗、自然、生產實際中走進化學，再從化學走進自然和生產、生活實際。

課堂教學要以學生的學習活動作為線索，設計讓學生在教師激勵、引導和組織下開展形式多樣的學習活動的課堂。課堂學習活動的設計最終表現為學習任務的設計，學習活動可以圍繞某個問題的探究、某項任務的完成來設計、組織，采用教材或學習資料閱讀、參觀考察、調查研究、質疑、交流討論、實驗探究、學習成果展示等形式[3]。

課堂教學模式的選擇和應用應該多樣化，服從于教學需要。要依據教學內容、學生的學習基礎和能力，乃至學校的教學條件、教師的教學特點來選擇。不要把課堂教學模式化。課堂上，既有學生的獨立學習，又要有學生之間的合作學習，師生之間的對話和情感交流，使課堂充滿活力、富有創造性。

教師在課堂上要依據學生的基礎、學力水平等學情，在觀察學生的學習活動中，在聆聽學生交流討論的對話中，了解學習活動的動態，依據需要給予鼓勵、支持、幫助、指導，通過對話、評析、答疑、補充講解或活動調整，發揮教師教的主體作用，發揮協同學生學習的作用。建立起共同學習、探究的學習共同體，在共同體中有思想、感情、價值觀念的交流碰撞。這樣的課堂教學，才能使基于核心素養培養的單元教學收到預期的效果。

參考文獻：

[1]王祖浩主編.普通高中課程標準實驗教科書·化學反應原理[M].南京：江蘇教育出版社，2012.

[2]鐘啟泉.學會“單元設計”[J].中國教育報，2015，（6）：9.

[3]王云生.探索課堂學習活動設計 落實核心素養培養要求[J].化學教學，2016，（9）：3～6.