學科大概念：從課標到教材到教學的轉化

2022-05-30 10:48:04楊玉琴陸海燕呂榮冠

化學教學 2022年10期

楊玉琴陸海燕呂榮冠

摘要：分析了《義務教育化學課程標準（2022年版）》中的大概念體系及層級關系。基于大概念整體建構的邏輯對教材進行“二次開發”構建教學單元，以清晰的目標導向、真實的情境載體、有邏輯的問題結構、實時的評價反饋，引導學生在做任務的活動中自主形成對學科本質的認識，從而實現大概念的教學轉化。

關鍵詞：義務教育化學課程標準；學科大概念；教學轉化；單元教學

文章編號： 10056629（2022）10000307

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱2022版課標）明確提出了“構建大概念統領的化學課程內容體系”“基于大概念的建構，整體設計和合理實施單元教學”的課程理念，旨在“充分發揮大概念對實現知識的結構化和素養化的功能價值”［1］。所謂大概念是指反映學科本質，具有抽象性、概括性、統攝性和廣泛遷移價值的學科觀念、思想和方法等。聚焦大概念的內容組織與教學，以其“少而精”及“像專家一樣思考”的內在屬性，能夠讓教師從關注知識點的碎片化教學中突圍，幫助學生習得可遷移的課程核心素養［2］。

課程標準所規定的正式課程能否一致性地轉化為學生實際所習得的課程，關鍵在于教師對課程標準所規定的理念、目標、內容、要求等的準確理解以及在課堂中的教學轉化。作為舶來品的“大概念”（Big ideas）雖然是近20年來課程與教學領域的研究熱點，但由于其譯名不一、專家的闡釋不一等緣故，并未能被一線教師理解、掌握與實踐［3］。2022版課標突出大概念的統領作用，勾畫出了課程的內容結構與教學愿景，為我們理解和實施素養導向的教學提供了重要的依據和路徑。

1 2022版課標中的“大概念”解析

2022版課標從不同維度、不同層次對大概念進行了詮釋，形成了課程目標、內容與評價（學業質量）之間的一致性邏輯關系，如圖1所示。

1.1 課程目標以“大概念”為核心要素

義務教育化學課程具有啟蒙性、基礎性和發展性等特點，要為學生未來發展提供最基礎、最核心以及具有較強擴展性和輻射性的知識，幫助學生建立起認識世界和解決問題的化學視角，這就是基本的“化學觀念”。因此，2022版課標將“化學觀念”作為核心素養重要成分，在課程目標部分將其作為第一要素進行闡釋并提出要求，認為“化學觀念是人類探索物質的組成與結構、性質與應用、化學反應及其規律的提煉與升華，是認識物質及其變化，以及解決實際問題的基礎”［4］。可見，此處的“化學觀念”是課程目標層面的“大概念”，承載著學科中的重要思想、核心觀念和方法。大概念的課程意蘊在于其是學科的核心、整合的橋梁、遷移的源頭［5］。2022版課標以“化學觀念”為核心，“科學思維”與“科學探究與實踐”圍繞著化學觀念的建構與應用，“科學態度與責任”則是在建構與應用“化學觀念”中所形成的正確價值觀和必備品格。如此，“四維一體”共同構成了義務教育化學課程核心素養。

1.2 課程內容以“主題”大概念統攝多維度內容

主題是化學課程內容結構化的重要形式。由圖1可見，作為核心素養內容載體的5個學習主題本身就是能夠統攝一類化學學習內容的大概念［6］。其中，學習主題2、 3、 4是體現化學學科本體論意義的大概念，它們從組成與結構、性質與應用以及變化三個方面，以化學科學研究的客觀對象為載體，呈現了化學學術共同體在化學科學研究和實踐中所形成的對物質世界的基本認識和觀念；學習主題1體現了化學學科的認識論和方法論，即化學學科的建立與發展以科學探究與化學實驗為基礎；學習主題5則從學科內的整合及學科間的聯系體現了化學學科的應用價值，即化學與人類可持續發展的關系。

2022版課標每個學習主題的內容要求，都由5部分構成，分別是該學習主題需要建構的大概念（B），需要學習的核心知識（C），需要掌握的基本思路與方法（M），需要形成的重要態度（A）以及需要經歷的必做實驗和實踐活動（P）。每個學習主題以大概念為統攝，形成了BCMAP內容結構。以學習主題3“物質的組成與結構”為例，其內容結構如圖2所示?？梢娫撝黝}以大概念“物質的組成”，整合了與該內容主題密切相關的學科知識（元素、分子、原子與物質）、科學思維（認識物質的組成與結構的思路與方法）、科學探究與實踐（學生必做實驗及實踐活動）以及科學態度與責任（研究物質的組成與結構的意義），將課程目標具體化為學習主題的內容要求，使得課程核心素養的形成與發展具有明確的內容載體和方法路徑。2022版課標課程內容的選擇和組織，充分體現了大概念對主題內容的統領作用，彰顯了化學課程的育人價值。

1.3 學業質量以大概念的建構與應用為主要評估內容

學業質量是基于課程目標中對核心素養的培養要求，結合課程內容對學生學業成就的具體表現特征進行的整體刻畫，描述學生在義務教育化學課程學習后所達到的核心素養水平。通過學業質量評估課程目標的達成程度，形成課程目標課程內容課程實施課程評價的閉環及內在邏輯的一致性。

2022版課標中的學業質量共4條，分別聚焦于學生通過義務教育化學課程學習，在“說明物質組成與性質”“解釋化學反應與規律”“參與實驗探究與實踐”“探索問題解決與應用”4個方面的學業成就［7］。其中，“說明物質組成與性質”“解釋化學反應與規律”主要回應學生在“化學觀念”課程目標維度的要求，對應于“主題2 物質的性質與應用”“主題3 物質的組成與結構”“主題4 物質的化學變化”的內容要求。如，課程目標在“形成化學觀念，解決實際問題”維度要求“能從元素、原子、分子視角初步分析物質的組成及變化”，學習主題3中要求“初步形成基于元素和分子、原子認識物質及其變化的視角，知道物質的性質與組成、結構有關”，在學業質量第1條中則提出“能從元素與分子視角辨識常見物質”“能舉例說明物質組成、性質和用途的關系”等?？梢姡瑢τ诖蟾拍罱嬇c應用的評估是學業質量的重要部分。

1.4 “大概念”層級關系

由以上分析可知，“大概念”貫穿于2022版課標的課程理念、課程目標、課程內容和課程評價中?！按蟾拍睢奔润w現在這些不同的維度中，在課程內容部分又呈現出不同的層次關系。5個一級主題精煉表達了化學學科最重要的大概念，一級主題中包括若干二級大概念，而二級大概念又涵蓋眾多化學基本概念或觀念。以“主題3 物質的組成與結構”為例，其大概念層次關系如圖3所示。其中，“基本概念”即通常意義上的化學概念（concept），它們是形成大概念的基礎；二級和一級大概念則更多地體現了基本概念之間的聯系，是反映了學科本質、學科核心思維和價值的，構成本學科框架的一系列思想觀念（idea）。一級主題大概念最為抽象，二級大概念是對一級大概念的具體詮釋。

大概念的形成是螺旋上升的過程。課程設計者根據概念的層級由上而下思考、自下而上呈現［8］。學生的學習則往往以事實性知識、具體問題或具體情境為起點，從基本概念開始，在不斷積累中自下而上逐漸形成屬性更一般、范圍更廣泛、起歸屬作用的大概念，逐漸深化看待世界的核心思想觀念與思維方式。

2 基于大概念的教材理解與開發

2022版課標在課程實施部分提出了“教師應注重基于大概念來組織單元教學內容，發揮大概念的統攝作用”?；瘜W教材是將課程標準所規定的理念、目標、內容等具體化、系統化的文本材料，是教師教學和學生學習的主要資源。但教材單元并不一定等于教學單元，需要在把握教學單元的目標一致性、內在關聯性、相對完整性及相對獨立性等基本屬性的基礎上，深入分析課程標準要求，對教材進行理性分析，基于大概念整體建構的邏輯對教材單元進行“二次開發”［9］。

2.1 理解教材的編寫邏輯

課程標準的5個“一級大概念主題”體現了化學化學學術共同體對化學學科本質、學科方法及學科價值的基本觀念，但“學科”的理論內容只有以適合學生智能發展的方式加以組織和教授才能被學生所接受。教材編寫一方面要依據課程標準，另一方面需綜合考慮學科知識的邏輯順序、學生的認知順序和學生的心理發展順序三者的統一。故教材會將課標主題進行分解或重組，將理論內容與元素化合物內容穿插編排、方法論和價值論內容貫穿編排、抽象概念螺旋式編排以及淡化某些概念的嚴密性等。如表1所示是人教版九年級化學教材（2012年第1版，2020年第9次印刷。以下簡稱人教版）與兩版課標主題的對應關系?？梢?，兩版課標的一級主題并沒有實質上的不同，只不過2022版課標主題的“大概念”指向更明確，如以“物質的性質與應用”替換“身邊的化學物質”，突出了“物質具有廣泛的應用價值，物質的性質決定決定用途”的大概念。而2011版課標亦已明確要求教材編寫要“根據課程標準選取核心知識，重視化學基本觀念的形成”［10］，所以在2022版課標版教材尚未出版的情況下，并不妨礙我們用2022版課標要求來分析老教材和用老教材來教。

由表1可見，課標的一級主題大概念一般需通過多個教材單元“二級大概念”的持續建構。如，“物質的性質與應用”這一主題內容分布于“我們周圍的空氣”“碳和碳的氧化物”“金屬和金屬材料”“水”“溶液”“酸和堿”“鹽”等多個單元中，通過對不同物質的持續學習逐步建立起“性質決定用途”“物質是多樣的”“依據物質的組成和性質可以對物質進行分類”“同類物質在性質上具有一定的相似性”等大概念，從而形成關于“物質的性質與應用”的整體性認識；一個單元也可能指向多個二級大概念的建構，如“碳和碳的氧化物”單元既包含“物質性質決定用途”，還蘊含“元素組成決定物質性質”這一大概念。學習時，這些大概念就像多個“固著點”構成了一種結構性框架，不斷吸納、聚焦和處理具體的信息和事實，學習者在抽象的大概念與事實之間穿行，大概念與事實相互解釋、相互驗證，從而達到深度理解。當學生像專家一樣頭腦中儲存的是具有概括性、解釋性的大概念框架，在面臨新問題、新情境的時候，就可以被靈活提取、遷移應用。

2.2 基于大概念開發利用教材

在充分理解教材編寫意圖的基礎上，基于課程標準相應主題的大概念內容要求，分析教材單元下的各個課題之間是否具有邏輯關聯、能否用大概念進行統整，從而構建適宜的教學單元。如表1“第三單元物質構成的奧秘”由“分子和原子”“原子的結構”“元素”3個課題組成，整個單元指向“物質由分子、原子等微觀粒子構成”“物質由元素組成，元素在化學變化前后不變”等大概念的建構，且3個課題之間具有緊密的邏輯遞進關系：在實驗事實基礎上形成物質由分子、原子等微觀粒子構成的認識，再深入解剖原子的結構；在對原子結構認識的基礎上，形成“具有相同質子數的同一類原子為元素”以及“物質由元素組成、元素在化學變化前后不變”等大概念。這一邏輯雖然與化學史上科學家對物質的認識順序不同，但符合學生的認知規律。整個教材單元相對完整、獨立，具有方向上的一致性，因此，可作為一個教學單元。

但分析“第四單元自然界的水”，發現課題13都在講“水”的故事，而“課題4 化學式與化合價”雖然建立在對“水的組成”的感性認識基礎上，但主體內容并非“水”。在課標中，“水”屬于“主題2 物質的性質與應用”，“化學式與化合價”屬于“主題3 物質的組成與結構”，該教材單元不能統整在同一大概念下。課題4實質上是對“物質的組成”一般規律和符號表達的探索，形成“元素的原子在相互化合時遵循一定的規律”“用化學式可以表示物質組成及其量的關系”等大概念，因此，可將此部分從第四單元獨立出來，重構一個相對獨立的教學單元（見圖4），置于“自然界的水”單元之后，將“水的組成”作為該單元的事實性知識基礎，進一步深化對“第三單元物質構成的奧秘”的認識。并且，調整教材先教化學式再教化合價再寫化學式的順序，第1課時先探討物質組成的規律，第2課時學習化學式書寫及其“質的意義”，第3課時探討化學式“量的意義”，三個課時之間的邏輯緊密，指向化學式的本質大概念的建構，也使得化學式的書寫有規律可循、有據可依，而不是一種死記硬背的行為。

大概念從課標到教材的分析，是兩者雙向互動的過程。既要從課標出發尋找教材落實課標理念、目標和內容要求的思路線索；還要從教材本身出發分析其單元建構的目標、邏輯及其與課標要求的對應關系。在此基礎上，對教材“二次開發”形成具有內在邏輯的教學單元，結合課標主題大概念內容要求及具體教學內容，對單元大概念進行具體化表達。教學設計中大概念的表達要站在學生立場，從便于理解、易于建立概念之間聯系的角度去表達，這種表達也是學生在探究性學習活動中經過分析、反思、綜合等思維活動能夠提煉或揭示出來的結論。如此，可為后續的教學設計與實施奠定基礎。

3 基于教學轉化建構大概念

2022版課標要求“基于大概念，幫助學生建構化學觀念，形成化學學科思維方式和方法，樹立正確的價值觀，落實課程目標”［11］。以大概念建構為核心目標的單元教學作為橋梁連接了課程目標要求和課時教學，是落實學科核心素養目標的基本單位［12］。教學轉化是教師基于對課標及教材的理解，將課程標準中的理念、目標和內容要求等轉變成具體的、可行的教學目標、教學過程及評價任務并付諸于實際教學情境的一系列歷程［13］。圍繞大概念的教學轉化中，在前述構建適宜的教學單元基礎上，以下幾點較為關鍵。

3.1 清晰的目標導向

教學是一種有目的的理性行為。教學的理性涉及教師為學生選擇“什么”目標，教學的目的性則關系到教師“如何”幫助學生達到目標。無論哪一層次的教學都要以清晰的目標為導向，否則教學會落入知識點或內容導向而非素養導向。在大概念統攝的教學單元確定后，需結合課標的內容要求、學業要求和學業質量將大概念轉化為具體、易把握、可觀測、可達成的教學目標［14］。如表2以“物質組成的表示”為例，該單元的大概念轉化為單元中心目標“從元素組成角度認識和表示物質”，再將單元目標有機分解到課時目標中。單元教學大方向明確，課時小目標具體，“步步為營”實現大概念的建構。

3.2 真實的情境載體

在去情境的教學中，即便知識的組織方式是結構化的，但由于多以學科邏輯鏈接在一起，缺乏情境脈絡的支持，因而在遇到問題時無法和問題情境對接，找到有針對性的解決策略，這種圖式仍是僵化、無效的。真實情境載體中展開的單元教學是一個由知識發生、發? 展的線索串聯起來的連貫整體，依托“故事鏈”，不僅知識點與知識點之間形成了結構化聯系，且知識與解決問題的情境脈絡之間也建立了聯系［15］。學生通曉知識的來龍去脈，既可以從整體上把握知識的結構，又清晰地感知所學知識能解決什么類型的問題，從而能靈活地遷移和應用所學知識，使得單元教學真正成為核心素養形成與發展的基本單位。

以“物質組成的表示”單元教學為例，讓學生展示課前收集家中所用的藥品、飲料或食品等標簽，尋找其中物質的相關信息，如名稱、符號、含量等，學生不難找到水（H2O）、食鹽（NaCl）等，教師再展示自己從網上購買家用除濕劑時所看到的廠家宣傳標簽，引導學生關注生石灰粉對應的化學符號及“含鈣可高達99%”的信息（見圖5）。以此作為貫穿單元的大情境，提出本單元要解決的基本問題，如表3所示。

3.3 有邏輯的問題結構

具有內在邏輯關系的問題結構對單元整體學習具有關鍵作用，它連接了情境中的事件與具體的學習任務與活動，體現了知識建構的歷程與思路，促進學生結構化知識與觀念的建構。如表3所示，單元大情境所引發的基本問題指向單元大概念的建構，課時問題則是對單元基本問題的展開，每一課時又按學生的認知規律、知識的發展邏輯建構了具有內在邏輯關聯的、與具體事實性知識連接的問題線索，從而將單元組織成了一個圍繞目標的完整的探究“故事”。學生在解決問題的任務與活動中，不僅建構知識，體驗到知識的效用，發現貫穿學習材料的重要聯系，而且通過分析、綜合、歸納等方法將事實性知識上升為大概念理解。

3.4 實時的評價反饋

大概念統領下的單元教學以學生是否“學會”為標志［16］。因此，在目標指引下，不僅要思考通過怎樣的情境載體、問題與任務等達成目標，還需考慮通過什么樣的方式方法判斷學生是否達成目標以及目標達成的程度如何，從而實時地對教學過程做出有利于學生學習的調整，此即“教學評一體化”的設計。如表4“物質組成的表示”課時3的4個學習任務與活動分別服務于該課時的兩個目標，而任務與活動3.3、 3.4既是對本單元大情境中“含鈣量高達99%”所蘊含問題的回應，也是評價“目標3.2 會分析說明生產生活中常見元素的質量分數的意義，讀懂藥品、飲料和食品的標簽中的成分和含量”是否達成的重要依據。教師通過課堂傾聽、觀察以及作業評價等方法實時獲取學生目標是否達成的證據，據此反饋調整教學進程，保證學生獲得最大程度的發展。

國家課程標準作為高度概括化、專業化的綱領性文件，為教師的日常教學和評價實踐提供了重要參照與指引。2022版課標凝練了義務教育化學課程核心素養，構建了大概念統領的課程內容體系，對教學與評價提出了新要求。這需要化學教師充分理解課標中的大概念體系，深入剖析教材邏輯及其與課程標準的依存關系，基于大概念建構與實施單元教學，實現大概念從課標到教材到教學的轉化。

參考文獻：

［1］

［4］

［7］

［11］

中華人民共和國教育部制定.義務教育化學課程標準（2022年版）［S］.北京：北京師范大學出版社，2022：3;5;37～39;42.

［2］鄭長龍.大概念的內涵解析及大概念教學設計與實施策略［J］.化學教育（中英文），2022，43（13）：6～12.

［3］于麗萍，蔡其全.義務教育階段大概念教學研究［J］.教育理論與實踐，2022，42（14）：52～55.

［5］李凱，范敏.素養時代大概念的生成與表達：理論詮釋與行動路徑［J］.全球教育展望，2022，51（3）：3～19.

［6］房喻，王磊主編.義務教育化學課程標準（2022年版）解讀［M］.北京：高等教育出版社，2022：34.

［8］呂立杰.大概念課程設計的內涵與實施［J］.教育研究，2020，（10）：53～61.

［9］［12］楊玉琴.核心素養視域下的單元教學設計：內涵解析及基本框架［J］.化學教學，2020，（5）：3～8;15.