指向學科核心素養的大概念單元教學設計探究

孫 昊

（淄博市基礎教育研究院 山東 淄博 255030）

大概念統領下的單元教學是落實學科核心素養的有效手段，其成為當前素養為本、深化教育教學改革中的研究熱點與趨勢。［1］-［2］讓學生在頭腦中準確地建立基本化學觀念，是中學化學教學的重要目標，而大概念統領下的單元教學設計能對零散的學科知識進行有效的提煉概括，幫助學生在頭腦中建構學科知識結構全景圖，促進形成化學觀念。因此，開展以學科大概念為統領的單元教學對課程教學改革的實施具有重要意義。

一、大概念與教學

1.教學過程的本質

學習其本質上是一個特殊的認識過程。教學就是教師通過創造條件，引導學生實現從感性認識到理性認識再到實踐的過程。高質量的課堂是知識、概念在學生頭腦中形成多維聯系、學生思維積極活動的課堂，學生要完成對知識深層次的理解，就要對知識進行深入加工與整合，加強對概念之間關系的抽象概括，挖掘它們之間有意義的聯系，加深對知識的理解與認識。

2.大概念的內涵理解

對于大概念的定義及理解學者們有三個共識：（1）大概念是抽象概括出來的概念，認為大概念是在經驗和事實的基礎上對概念之間關系加以抽象概括的結果。（2）大概念是聯系整合概念的概念，能將各種概念和理解統一成一個整體。（3）大概念是能夠廣泛遷移應用的概念。認為大概念超越了個別的知識和技能，能夠在更大范圍內遷移運用。［3］

所謂大概念即從具體的事實、經驗、概念中簡明扼要地凝練和概括出來的反映學科本質特征的上位概念和核心概念。大概念搭建了一個“認知框架”，清晰地顯示出了各個事實、經驗、概念之間的聯系，使人們在整體的認知框架下理解學習各個概念、事實。基于大概念的這種整合統領特性，可以促進學習者的深度學習、持久記憶和廣泛遷移。因此，我們應該轉變教學目標取向，認識大概念對學生深度學習、發展學生思維的重要性，從單純地讓學生記憶專家結論轉向培育專家思維，促進知識的結構化，推動學生對知識的理解、調用及遷移能力。

二、基于學科核心素養的大概念提煉

大概念的提煉及單元學習主題的建構要求教師深刻理解學科本質，站在更高層次理解學科核心知識，能從具體內容出發深刻分析和挖掘知識背后的學科思想觀念，實現從碎片化的知識教學轉變為促進學科觀念形成并以此發展學生核心素養的教學。

1.基于學科思想本質凝練大概念

化學的學科本質指在研究物質的宏觀性質和微觀結構、創造新物質，以及形成和發展新理論的過程中，體現的化學基本觀念和思想、科學探究方法及科學態度和精神。［4］由此，基于學科思想本質角度凝練大概念，可以從以下幾方面來探索思考：一是指向加強化學思維方式和基本觀念的形成，基于化學學科的研究對象和基本問題來提煉大概念。如圍繞“物質組成和結構”，通過對組成物質的微粒的認識，引導學生形成元素觀、微粒觀、變化觀等基本化學觀念。二是指向化學學科的探究和思維方法，基于科學探究和實驗探究活動的主要構成要素提煉大概念。如化學實驗體系三要素及其相互關系的認識、化學實驗內容與方法。三是指向科學態度和社會責任。如嚴謹求實的科學態度、批判質疑和勇于探究的科學精神、化學與社會進步、綠色化學等。

2.圍繞課程標準確定大概念

義務教育化學學科課程標準2022年版以大概念為統領，精心選擇了促進全體學生核心素養全面發展的化學課程內容，構建了大概念統領下的化學課程內容體系。因此，深入研究與把握課程標準要求，對提煉和概括學科大概念具有積極的促進作用。

例如物質的組成與結構學習主題內容要求：“初步形成基于元素和分子、原子認識物質及其變化的視角，建立認識物質的宏觀和微觀視角之間的關聯”。本主題致力于讓學生從宏觀和微觀兩個角度認識事物的組成與結構，打通宏觀與微觀之間的聯系，促進學生元素觀、微粒觀的形成。因此，我們可以圍繞物質的組成與結構大概念抽提出次級大概念“物質的組成可以從宏觀元素和微觀粒子角度認識，物質的性質與組成和結構有關”，進而在宏觀元素和微觀粒子兩條認識路線下學習元素概念、元素符號書寫、涵義、元素周期表；分子、原子、離子概念特點；化學式涵義、書寫、化合價、相對分子質量等核心概念，最終落實到水由氧元素和氫元素組成；通電條件下水分子可以分解成氫原子和氧原子；氨水揮發使酚酞溶液變紅等化學事實。“物質的組成與結構”學科大概念及其知識結構如圖1所示。

圖1 “物質的組成與結構”學科大概念及知識結構

3.依據核心素養提煉大概念

核心素養是學科育人價值的集中體現，是學生通過課程學習而逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的正確價值觀、必備品格和關鍵能力。核心素養是落實教育立德樹人根本任務的具體畫像，對教學具有很強的指導作用，因此大概念也可以從學科核心素養中提取。如化學觀念中：“化學變化有新物質的生成，其本質是原子的重新組合”就是大概念。依據此大概念可以分別從質量守恒定律、化學反應的特征及類型、化學反應的表示方法及應用展開進行教學。

三、以大概念統領單元教學設計

以大概念統領的單元教學設計，應協調統一學科知識學習與發展學生素養兩者的關系，通過大概念組織具體教學知識素材，創設真實的學習情境，設計挑戰性的學習任務，將“惰性知識”轉化為“專家思維”，實現知識的高通路遷移。以“物質的組成與結構”為例，依據魯科版初中化學教材，以大概念為統領，統籌“水的組成”“物質構成的奧秘”兩個單元內容進行大單元教學設計如下。

1.學科核心素養導向的單元學習目標

新頒布的義務教育化學學科課程標準，明確了化學觀念在內的四方面核心素養目標，指出了通過解決實際問題、強化創新意識和增強實踐能力等途徑落實核心素養要求。因此，教學目標應立足發展學生的學科核心素養，將具體知識作為發展素養的腳手架，幫助學生在大概念的統領下構建學科知識結構，完成由知識向能力的發展。基于以上考慮，根據義務教育課程標準要求，以“物質的組成和結構”大概念為統領，幫助學生形成從宏觀和微觀兩個視角認識物質的思維方式，重點培養學生的化學觀念，體驗化學學科探索世界，研究物質的獨特的學科方法，感受化學學科對社會發展的重要作用。具體如下：（1）知道物質是由微粒構成的，初步形成從宏觀元素和微觀粒子視角認識物質的學科思維。（2）理解分子、原子和物質之間的關系，并能用符號從微觀角度對物質及其變化進行表征。（3）初步認識原子的結構，知道模型建構是化學學科認識事物的常用方法。（4）體會人類探索物質微觀世界的不斷發展的艱辛過程，認識化學學科對社會的突出貢獻，形成正確的化學價值觀。

2.單元學習流程與活動設計

在單元目標的指引下，可以有目的地組織教學內容，圍繞“物質的組成與結構”大概念，設計層層遞進式的單元學習流程和挑戰性學習任務，從學生日常生活中最熟悉的水入手，讓學生理解分子的概念，初步從微觀角度認識物質。通過水的電解實驗，讓學生認識元素的概念，知道物質都是由元素組成的，明確分子、原子和元素之間的關系。通過用化學式、化學方程式表示水的分解與合成，初步建立宏觀、微觀、符號三重表征的化學學科思維。整個單元圍繞對水的認識與研究，從宏觀元素和微觀粒子兩條線展開，基于具體化學學科知識的學習，建立化學學科思維，形成化學學科觀念，最終促進學科核心素養的發展。“物質的組成與結構”單元，可以按照圖2所示的單元教學框架整體設計教學思路及學習活動。

圖2 “物質的組成與結構”單元教學思路

四、大概念統領下的單元教學思考

高質量的化學課堂是在學科核心素養的指引下，以調動和啟發學生思維為核心，以真實情境中的項目、活動、問題解決為主線的教學。在整個過程中大概念發揮了重要的聯結作用，幫助學生認識各個事實、經驗、概念之間的聯系，依據大概念搭建的“認知框架”，將散落的學科知識一一串聯起來，很好地促進知識的結構化，使概念之間形成深層次的聯系，最終提升學生在面對不同問題情境下的知識遷移應用能力。

以大概念統領的單元教學提升了教師對教學主線的把握，教師可以在教學目標的指引下，依據大概念組織整合教學內容，創設基于真實問題的教學情境，設計具有挑戰性的教學活動，形成高質量的課堂。這對教師學科本質的理解提出了更高要求，需要教師站在更高角度、以更寬視野進行分析和思考，需要從關注具體知識技能的教學逐漸轉變到大概念統領下的大單元教學，深入分析大概念與學生學科思維培養之間的關系，統籌安排學生認知發展進度與課時教學任務，讓學生的思維能力提升與學科知識教學協調同步發展。