大概念統領的義務教育化學課程改革

畢華林

(山東師范大學 化學化工與材料科學學院，山東 濟南 250014)

《義務教育化學課程標準(2022年版)》(以下簡稱化學新課標)在課程性質部分明確提出“構建大概念統領的化學課程內容體系”，充分發揮大概念對實現知識結構化和素養化的功能價值；“重視開展核心素養導向的化學教學”，積極探索大概念引領的課堂教學改革。重視大概念的統領，可以說是化學新課標修訂的重要突破口和創新。什么是大概念？如何理解大概念統領的化學課程與教學改革？需要廣大老師和教學研究人員，緊密結合化學新課標去研究并實施、落實！

一、化學大概念的內涵與特征

大概念(Big Ideas)因其強調“少而精”的教育理念，近年來受到國內教育界的普遍重視，被認為是落實核心素養的課程與教學改革的重要錨點[1]。但作為一個“舶來品”，“大概念”與我國基礎化學教育領域所倡導的“化學基本觀念”“化學學科觀念”“化學核心概念”等是什么關系？特別是，我國多年來的基礎教育，特別重視基本概念教學，甚至達到“摳”概念的程度，那么教師教學中所“摳”的“基本概念”，是否與“大概念”同一，還是屬于其他關系，至少尚不夠明晰！

大概念在我國的引入，最早是來自韋鈺院士翻譯的《科學教育的原則和大概念》一書，該書將“發展著的、寬泛的科學知識，有助于幫助學生了解他們周圍事物，使他們能夠成為一名能作出有依據地進行決策的公民”一類的核心概念及進展過程，稱為科學上的大概念[2]。從此描述中看出，大概念是指可以適用于一定范圍內物體和現象的概念，它具有統攝性和廣泛的遷移性。在心理學上，概念被認為是事物本質特征的概括，從其抽象性可以分為具體概念和定義性概念。如水是由水分子構成的，這是一個具體概念；而分子是構成物質的一種微觀粒子，這就是定義性概念。在中學階段，課本上的定義性概念通常稱為基本概念，它統攝、表征的具體事物和現象的多少，就決定了基本概念的抽象程度。而一系列具有內在聯系的基本概念可以進一步概括提煉出更本質的特征，形成統攝范圍更大、概括性程度更高的概念，如世界上所有的物質都是由分子、原子等微觀粒子構成的，這就是科學大概念。

可見“大概念”與“基本概念”既有聯系更有區別，基本概念是大概念形成的基礎，大概念是基本概念的進一步提煉概括，它更加復雜和抽象。在化學新課標中沒有對大概念進行明確界定，而是指出“大概念反映學科本質，具有高度概括性、統攝性和遷移應用價值”。這就是大概念的基本特征，其中廣泛的遷移性是大概念最重要的特征，即大概念能夠應用于解釋大量的科學現象和事實。

“大概念”與“學科觀念”又有什么關系？實際上大概念與學科觀念具有很大的一致性[3]，只是認識的視角和指向不同而已。大概念主要是從學科視角出發，指向的是學科的本質規律和思想方法；而學科觀念或學科基本觀念，則是指學生通過學科課程學習形成的對學科本質特征的概括性認識。它主要是從學生的認識視角出發，指向的是學生對學科的深刻理解。

在多數情況下，大概念的抽象程度超出了學生的認知水平，如果直接將大概念的內涵告訴學生，他們難以將這些描述與自然界中的現象和事物建立起聯系，必然導致對大概念內涵的死記硬背，難以廣泛地遷移應用。為更好地發揮化學大概念對化學觀念建構的促進作用，我們依據認識主體指向的不同，從化學學科、化學課程、化學學習三個層面構建了化學大概念內容體系，分別是化學學科大概念、化學主題大概念和化學基本觀念，它們之間的關系如圖1所示[4]。化學學科大概念是以化學家為代表的科學共同體，在認識和研究物質世界的基礎上所形成的關于化學學科特征、本質規律以及化學問題解決的思想方法，主要包括“物質微粒性”“化學變化”“能量”三個學科大概念；化學主題大概念是化學學科大概念與特定學習主題內容的融合，即以學科大概念為根本，結合學生的認知發展水平，將學習主題中相關的知識、方法和態度等聯系起來并賦予其一定的意義。結合學習主題的特點，化學新課標中明確了五個主題大概念及其具體內涵要求；而化學基本觀念則是學生通過化學課程中主題大概念的學習，在理解化學學科本質特征的基礎上，在頭腦中形成的對化學學科的總觀性認識，它是化學觀念核心素養的具體達成。其中，化學主題大概念起到承上啟下的重要作用。

圖1 化學大概念的轉化關系

二、大概念統領的化學課程內容結構

義務教育化學課程以促進學生核心素養發展為導向，設置了五個學習主題。每個學習主題圍繞大概念選取多維度的具體學習內容，既包括核心知識，又包括對思路方法、探究實踐和情感態度價值觀等方面的要求，構建了大概念統領的多維課程內容結構，從而將課程目標具體化為各學習主題的內容要求。

每個學習主題都是由五個維度的內容構成，以學習主題三“物質的組成與結構”為例，圖2所示為該學習主題的內容結構。在化學新課標中對主題三的大概念“物質的組成”是這樣描述的“初步形成基于元素和分子、原子認識物質及其變化的視角，建立認識物質的宏觀與微觀視角之間的關聯，知道物質的性質與組成、結構有關”。我們知道，宏觀與微觀的聯系是化學學科最基本的特征，也是化學學科獨特的思維方式，而“結構決定性質”則是體現化學學科本質規律的重要的學科思想。從“物質的組成”大概念的內涵陳述可以看出，主題大概念是化學學科思想方法與主題內容的融合，是化學學科認識視角、思維方式與本質規律在該學習主題的特質化的表述。

圖2 “物質的組成與結構”學習主題的內容結構

構建大概念統領的課程內容結構是義務教育化學課程改革的突出亮點，它對于全面落實化學課程目標、轉變教師的知識觀和教學思維，具有重要的意義。首先，大概念統領的課程內容結構，反映了“化學觀念、科學思維、科學探究與實踐、科學態度與責任”核心素養在各學習主題下的特質化的內容要求，即各維度的核心素養具體轉化為“大概念、核心知識、基本思路與方法、重要態度、重要實踐活動”等內容要求，將核心素養目標內容化，有利于促進核心素養課程目標的落地落實。

其次，任何知識都是前人經歷艱難曲折的探索過程發現的，都蘊含著豐富的內涵。過去我們在課程與教學中呈現給學生的主要是事實、概念、原理等結論性知識，而獲得這些知識的過程方法以及伴隨的情感態度則需要教師去深度分析和挖掘，導致在具體教學中往往被忽視了。大概念統領的課程內容結構，將學科知識的內涵和價值顯性化，將蘊含在知識背后的思路、方法、態度等外顯出來，使課程內容素養化。學生對課程內容的學習，不再僅僅是知識結論的記憶，獲得知識的思路與方法，以及在探究實踐中養成的情感態度，都是化學新課標要求的重要內容。學科知識不再是課程教學的主要目標，而是成為學生探究與實踐的對象，教師要依據課程標準的要求，努力將學科知識與獲得知識的思路方法、情感態度緊密結合起來，使學生在積極主動的探究實踐中，獲得核心素養的全面發展。

第三，大概念統領的課程內容結構，有利于實現知識的系統化和結構化。一方面，通過大概念能夠將不同的事實和技能建立聯系并賦予其一定的意義，形成系統化的知識網絡，增進學生對知識的深刻理解；另一方面，大概念統領可以建立知識技能、思路方法、情感態度之間的內在聯系，有助于在學生頭腦中形成結構化、程序化的操作系統，提高其分析和解決實際問題的能力[5]。

三、大概念引領的化學課堂教學改革

核心素養導向、大概念統領的化學課程內容結構，必然引起化學教學理念和教師教學思維的轉變。化學新課標指出：課堂教學是發展學生核心素養的主渠道，教師應積極探索大概念引領的課堂教學改革，實現課堂教學從掌握知識到發展素養的轉變。

化學主題大概念是化學學科大概念與學習主題內容的融合，它不是具體的學科知識，也不是知識技能的簡單堆砌，它是通過對學科知識以及知識中蘊含的思路、方法、情感態度等的深度學習，在不斷地概括、提煉和遷移應用中，建立起不同學科知識之間以及學科知識與思路方法、科學態度之間的相互聯系。大概念的形成不是一蹴而就的，而是學科知識、思路、方法、態度不斷整合與發展的過程，它貫穿整個基礎教育化學教學的始終。因此，大概念引領的化學課堂教學，不是一種具體的教學模式或教學方法，而是作為一種教學理念引領初中化學課堂教學改革，基于大概念促進學生化學觀念核心素養的達成。

大概念是對學科本質特征和規律的整體性、概括性認識，因此大概念引領的課堂教學首先要從整體出發，理解學科知識間的內在聯系，以單元教學的方式組織化學教學內容，即在整體中認識部分。傳統的課時教學將化學學科割裂成零散的知識點，難以建立起化學主題大概念與核心知識、思路方法和科學態度之間深入的聯系，在一定程度上阻礙了學生化學觀念的建構。

其次，大概念的“大”主要體現在其廣泛的遷移性，即大概念能廣泛應用于解決實際問題或解釋科學現象和事實。學生是否理解大概念，是否基于大概念建構起化學觀念，記住了大概念的內涵很重要，但更關鍵在于是否形成了分析和解決問題的思路方法。大概念引領的課堂教學，要引導學生開展積極的探究實踐活動，以思路方法為主線統整核心知識、探究過程、科學態度的學習，使學生了解他們在課堂探究活動中涉及的概念是如何與日常生活中的事件相聯系的，提高知識遷移能力。

另外，大概念的形成離不開對所學知識、技能、方法的概括提升和總結反思，如果說化學主題大概念將核心知識和思路方法編織成網絡，那么貫穿其中的就是化學科學思維[6]。因此，大概念引領的課堂教學，要切實加強學生的化學思維活動，一方面要培養學生運用宏觀與微觀相結合的化學思維方式審視問題，利用證據推理和模型推理等化學思維方法解決問題，引導學生像化學家一樣深刻思維；另一方面，要引導學生充分運用反省性思維，不僅要反思對核心知識的理解，還要積極反思解決問題的思路方法，以及其中體現的情感態度等各維度的變化與提升。從而使學生在探究實踐活動中，形成超越化學知識本身的思維方式和思想方法，并在不斷反思中逐漸修正、完善和豐富其化學觀念。

總括之，大概念引領的化學課堂教學，是基于整體視角的單元教學，是以思路方法為主線統整知識、方法、態度的探究教學，是重視反思體驗等高階思維活動的思維教學。