化學學科理解視域下的教材單元整體備課

范遺燦

【摘要】基于學科理解進行單元整體備課，是教師把握學科知識體系、提升教學設計的站位、實現“素養為本”教學的重要基礎。化學學科理解視域下的教材單元整體備課內容主要是對教材內容邏輯順序與認識思路結構化的系統梳理，確定單元總體與課時教學目標，挖掘教材單元內容所內隱的學科核心素養與教育教學價值，對教學內容、策略進行重構與設計等。對課程標準進行解讀理解和對不同教材版本相關內容進行比較整合是提升教材單元整體備課質量的有效途徑。

【關鍵詞】學科理解;教材單元;整體備課;學科核心素養

引言

《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱“課程標準”）實施建議中指出：開展基于學生化學學科核心素養發展的課堂教學，對化學教師的專業素養提出了更高的要求，要求教師進一步增進化學學科理解。化學學科理解蘊含豐富的內涵，包括理解化學學科的研究內容（知識體系與基本思想觀念）、學科的特征、學科的研究方法，從認識論、社會功能的視角認識學科間、學科和學生生活經驗的聯系，理解學科的價值。筆者在平時的聽課與調研中發現，教師對學科理解多停留于知識和技能層面，缺乏對知識內隱的學科觀念與方法、教育價值和促進學生素養發展功能的理解。教學中存在知識點孤立割裂、結構化課程意識不強等不利于學生學科核心素養的培育與進階的現象。在新課程標準、新教材、新高考的背景下，很多學生在高一下學期就參加化學合格性考試，教師面臨著必修教材內容增多且課時不夠的雙重壓力。

一、對單元價值的充分認知是單元教學設計的前提

（一）從具體化學知識中揭示單元價值

1.“化學研究的天地”單元的內容結構與思想方法

對于單元價值的認知先要“見樹木”，再要“見森林”。滬科技版高中化學教材開篇第一單元“化學研究的天地”的引言中提到化學是研究物質的性質、組成、結構、變化和與之相伴隨的能量轉變的科學。這一單元的內容展示了化學對物質研究的全貌。基于組成對物質進行分類，用物質的量來計量物質的組成。結構體現在從微觀視角去理解物質的分類方式，例如，基于微粒間空隙的大小去理解物質具有不同聚集狀態;并從微觀視角對物質進行分類，如基于微粒尺度的大小對分散系進行分類，通過實驗探究丁達爾現象、膠體的電泳與聚沉從而實現對膠體性質的學習。變化體現在物質的制備、物質的分離與提純、物質的檢驗方面，并用物質的量研究化學反應和變化。物質的應用體現在膠體與社會生活及生產實踐之間的緊密聯系以及一系列實驗研究方法在生產生活中的應用等。“化學研究的天地”單元涉及以下研究物質的思想方法，有分類思想、計量思想和變化思想。通過觀察分析得到物質的性質，再將性質進行歸納，從而得到物質分類的不同依據，這也是認識復雜事物的一種方法。計量思想中體現對構成物質的微觀粒子的計量規范和規則，凸顯科學技術發展對物理量單位定義的影響，拓展關聯到計算化學這一分支學科的形成。在物質的制備、物質的分離與提純、物質的檢驗過程中體現出轉化與實驗的主題，凸顯變化的思想，并且理解轉化的原理以及實驗過程的規范表達。

二、單元整體備課要解決的關鍵問題

學科理解視域下的教材單元整體備課是教師圍繞特定教材單元進行教學設計的實踐。單元整體備課是為了更好實現學生深度學習、落實“素養為本”的教學，所以單元整體備課要解決的關鍵問題是找尋單元知識與素養的結合點、發展的障礙點與延伸點。唯有如此方能搭建好學習支架，根據不同學習內容選擇恰當的情境與學習任務、運用多樣的學習方式與教學策略，厚植學科素養，有效實現單元教學的素養目標。本單元知識與素養的結合點：厘清“微粒之間的相互作用力”的單元核心概念關系，確立以化學鍵等核心概念來統攝單元整體教學。在化學鍵等核心概念的自主建構中，梳理必備知識結構體系，厘清教學內容所承載的學科核心素養、關鍵能力的發展要求，挖掘蘊含的教育功能與價值。化學鍵是高中化學的核心且抽象的概念性知識，學習化學鍵可以幫助學生對物質的物理和化學性質做出一定的預測和解釋，是探究微觀世界和化學反應本質的必備條件，化學鍵概念的建立對學生微粒觀、變化觀的發展和完善有著十分重要的影響，化學鍵也是培育“宏觀辨識與微觀探析”素養的一個關鍵的教學內容。如通過教師展示鈉在氯氣中燃燒的實驗圖片。演示NaCl固體與熔融狀態導電情況的實驗。學生觀察并記錄實驗現象，找尋離子鍵存在的證據，再引導學生從微觀原子結構、導電的本質原因分析推理，感悟離子鍵的存在，發展學生“宏觀辨識與微觀探析”相結合的學科認知視角，初步形成離子鍵是陰陽離子之間的靜電作用的認知模型;通過演示大小不同的磁鐵吸引鐵釘的實驗讓學生感悟不同原子對電子的吸引力的不同，自主建構化學鍵的統一認知模型;基于化學鍵這個核心概念將學生的微粒觀從孤立水平進階至微粒間相互作用的水平，將化學變化的認識發展到“物質轉化與能量轉化”水平。

三、聚焦學生“直接體驗”的單元教學設計

（一）以學生“直接體驗”為導向的活動設計可實現深度學習

筆者反思學生經過中學四年的化學學習，對“蒸發”這一化學基本實驗操作的認知，真正理解和領會的比例會有多少，可以發給每個學生一個蒸發皿，提供其他必要儀器和溶液，讓他們完成“蒸發結晶”，觀察有多少學生當看到沸騰現象時就馬上撤掉熱源。而實驗操作目的與“加熱火候”把控的匹配融合一定是來源于給學生充足的時間，在操作中體會到蒸發到什么程度就獲得了熱的飽和溶液;加熱到什么地步就獲得了大量晶體，接下來的趁熱過濾又有何道理;什么情況下，可以撤掉熱源，余熱就能夠實現蒸干;直接加熱蒸干會有什么不妥;等等。

（二）基于課堂實效正確處理活動和課時的關系在設計學生直接體驗為主的學習活動時，筆者碰到的最大挑戰和矛盾就是有限的課時。高中三年的教學過程中教師要敢于追問“學生學會了什么”。當發現大批高三學生在使用分液漏斗時，不規范地振搖和進行放氣操作，很多學生覺得使用容量瓶配制一定物質的量濃度的溶液沒有必要時，筆者會停下來反思教學進度，會舍得用課時讓學生充分認識儀器設計之妙，比如為分液漏斗制作一張使用說明書、為容量瓶制作一張使用說明書。單元教學設計在學生素養的生成、情感的培養以及思維習慣與方法的形成等方面能夠發揮其獨特作用。在單元教學設計中，教師要充分認識各單元價值，使各單元之間有機地聯系在一起，主動挖掘蘊含的具有說服力、主題鮮明、感染力強的案例，將顯性教育與隱性教育融會貫通，從主題、內容到形式有機統一，把握“進階”這一單元教學設計的關鍵，促使學生以一種螺旋上升的態勢認識到化學學科的邏輯體系與學科魅力。

總結

由于教師學科教學知識（PCK）、教學經驗及教學理念的不同，形成了不同的化學學科理解，導致了差異明顯的教學設計，進而影響課堂教學行為與結果。建立教師備課共同體，通過交流對指定單元的課程標準的理解、知識結構化的理解，共同開發教學資源，對學習情境、任務與問題設計、單元內容與學科核心素養的有效整合、學生認知水平與進階等方面進行集體備課，將大大提升單元整體備課的深度與質量。

參考文獻：

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[2]王云生.基礎教育課程，2019（12）：72-77

[3]朱瓊芬.化學教育（中英文），2021，42（1）：61-65