大概念下的高中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)

胡永濤

【摘? 要】“大概念”教學(xué)的本質(zhì)在于對(duì)高中化學(xué)教材中的知識(shí)內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化處理，將具有密切關(guān)聯(lián)性的知識(shí)內(nèi)容整合為同一單元內(nèi)容，從而形成以學(xué)科大概念為核心的完整課程體系。通過(guò)這一整合方式不僅能夠引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)經(jīng)驗(yàn)遷移的方式來(lái)有效掌握知識(shí)，同時(shí)也可以將學(xué)科核心素養(yǎng)有效楔入到具體知識(shí)當(dāng)中，以此促進(jìn)學(xué)生的全面發(fā)展。基于此，本文圍繞大概念視角下的高中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)展開(kāi)了研究，從錨定大概念、把握學(xué)情、目標(biāo)定位、教學(xué)情境以及任務(wù)驅(qū)動(dòng)等多個(gè)層面入手，共同討論構(gòu)建完整教學(xué)單元的有效措施，希望能夠起到一定的參考作用。

【關(guān)鍵詞】大概念；高中化學(xué)；單元教學(xué)；設(shè)計(jì)思路

《普通高中課程方案（2017年版2020年修訂）》中強(qiáng)調(diào)，高中化學(xué)教師在進(jìn)行課程實(shí)施的過(guò)程中，需要遵循學(xué)科大概念的統(tǒng)攝地位，對(duì)教材知識(shí)單元進(jìn)行整體重構(gòu)與整合，從而在情景化的任務(wù)導(dǎo)向下引領(lǐng)學(xué)生掌握知識(shí)，并促使學(xué)生的核心素養(yǎng)得到有效發(fā)展。為此在新時(shí)期背景下，高中化學(xué)教師需要深入研讀教材，把握教材中的知識(shí)呈現(xiàn)特征，以此有效對(duì)高中化學(xué)知識(shí)進(jìn)行模塊化與結(jié)構(gòu)化重組，并引導(dǎo)學(xué)生準(zhǔn)確掌握化學(xué)知識(shí)的發(fā)展規(guī)律，從而全面提高自身學(xué)習(xí)效果。

一、大概念的內(nèi)涵解讀

“大概念”一詞最初源于西方教育觀點(diǎn)Big ideas，譯成“核心概念”或“大觀點(diǎn)”。在現(xiàn)代教育理論當(dāng)中，將“大概念”理解為了一個(gè)樞紐形象，泛指學(xué)科當(dāng)中存在最為廣泛的一種思想觀念，并且能夠有效將不同知識(shí)點(diǎn)串聯(lián)起來(lái)。因此“大概念”教學(xué)實(shí)質(zhì)上是強(qiáng)調(diào)教師深入解決學(xué)科知識(shí)規(guī)律，并提取學(xué)科領(lǐng)域當(dāng)中最精華的部分進(jìn)行重組，以此形成結(jié)構(gòu)化的、深層次的、可遷移的、有意義的知識(shí)概念，并由此幫助學(xué)生從理論化的知識(shí)內(nèi)容當(dāng)中獲得具體的化學(xué)方法。

二、大概念統(tǒng)攝下的單元設(shè)計(jì)思路

（一）錨定大概念——知識(shí)內(nèi)容整合

“大概念”并非單純要求教師對(duì)教材進(jìn)行重組，而是強(qiáng)調(diào)教師把握不同知識(shí)結(jié)構(gòu)之間的邏輯關(guān)聯(lián)，并從中分析出具體的化學(xué)思想或方法，從而遵循一定規(guī)律將零散的知識(shí)信息整合到一起，使學(xué)生能夠通過(guò)學(xué)習(xí)來(lái)把握其中的共同點(diǎn)，也就是所謂的“大概念”思想。為此本文通過(guò)對(duì)人教版高三化學(xué)選擇性必修3“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”這一冊(cè)教材進(jìn)行分析，確定了“醛酮和糖類”這一單元教學(xué)主題。

“醛酮”與“糖類”這兩大知識(shí)點(diǎn)分別設(shè)置在本冊(cè)教材第三、四章節(jié)當(dāng)中，從其中的知識(shí)聯(lián)系來(lái)看，醛和酮是兩種常見(jiàn)的有機(jī)物，并且其分子中都含有羰基官能團(tuán)；而“糖類”則是典型的多官能團(tuán)物質(zhì)，醛和酮所具有的官能團(tuán)也包含其中。因此將這兩個(gè)知識(shí)點(diǎn)聯(lián)系起來(lái)，不僅可以實(shí)現(xiàn)二者學(xué)習(xí)思路之間的躍遷，同時(shí)也可以引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)多官能團(tuán)有機(jī)物與單官能團(tuán)有機(jī)物之間的聯(lián)系。而教師在對(duì)這兩個(gè)知識(shí)進(jìn)行單元整合設(shè)計(jì)的過(guò)程中，也可以根據(jù)其知識(shí)聯(lián)系來(lái)確立“物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，物質(zhì)的性質(zhì)決定用途”這一大概念主題，并引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)官能團(tuán)特點(diǎn)的深入研究，來(lái)分析有機(jī)化合物的具體性質(zhì)。

（二）把握學(xué)情——找出起點(diǎn)、障礙點(diǎn)、發(fā)展點(diǎn)

1.知識(shí)起點(diǎn)。高中化學(xué)必修第二冊(cè)第七章中已經(jīng)對(duì)“有機(jī)化合物”進(jìn)行初步介紹，學(xué)生通過(guò)這一章節(jié)的學(xué)習(xí)，可以從《基本營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)》一課中了解到“糖的類別”“葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)”以及糖對(duì)人體健康的具體影響；同時(shí)通過(guò)對(duì)苯的同系物、酚、乙醇、乙酸、鹵代烴等知識(shí)的學(xué)習(xí)，學(xué)生已經(jīng)掌握了基本的有機(jī)物結(jié)構(gòu)和化學(xué)性質(zhì)，并對(duì)基團(tuán)之間相互影響及羥基到醛基官能團(tuán)的轉(zhuǎn)化具有初步了解。

2.知識(shí)障礙點(diǎn)。首先，學(xué)生在進(jìn)行化學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)的過(guò)程中，無(wú)法控制好體系酸堿性以及試劑用量，因此在驗(yàn)證官能團(tuán)的相互影響作用時(shí)，可能會(huì)受到各類因素的干擾；其次，學(xué)生此前接觸到的有機(jī)物知識(shí)偏向于常識(shí)性內(nèi)容，并未涉及到對(duì)有機(jī)物結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)化教學(xué)，因此根據(jù)有機(jī)物結(jié)構(gòu)來(lái)分析性質(zhì)可能會(huì)存在一定障礙，如“醛類物質(zhì)的氧化還原反應(yīng)原理”等等。

3.知識(shí)發(fā)展點(diǎn)。借用現(xiàn)有知識(shí)基礎(chǔ)來(lái)進(jìn)一步探索葡萄糖的分子結(jié)構(gòu)，同時(shí)根據(jù)其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)來(lái)準(zhǔn)確辨認(rèn)其化學(xué)性質(zhì)，并嘗試獨(dú)立完成有關(guān)“雙糖”與“多糖”的科學(xué)探究。同時(shí)在這一過(guò)程中，幫助學(xué)生通過(guò)對(duì)含羰基有機(jī)物的學(xué)習(xí)，形成從“代表物→官能團(tuán)→化學(xué)鍵”逐層遞升的完整認(rèn)知體系，使其能夠掌握判斷有機(jī)物性質(zhì)的正確方法。

（三）目標(biāo)定位——明確核心素養(yǎng)導(dǎo)向

大概念統(tǒng)攝是核心素養(yǎng)目標(biāo)錨定至具體知識(shí)的重要途徑，為此教師在進(jìn)行單元整體教學(xué)目標(biāo)設(shè)定時(shí)，需要著眼于新課標(biāo)思想對(duì)教材內(nèi)容提出倡導(dǎo)建議，同時(shí)結(jié)合學(xué)生化學(xué)能力發(fā)展的現(xiàn)實(shí)需求，來(lái)考慮學(xué)生在單元學(xué)習(xí)過(guò)程中的能力目標(biāo)與知識(shí)目標(biāo)。為此根據(jù)新課標(biāo)思想中對(duì)于醛酮、糖類以及官能團(tuán)知識(shí)的教學(xué)要求，教師在進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)需要明確以下教學(xué)目標(biāo)：

1.通過(guò)對(duì)羰基結(jié)構(gòu)的探究，引領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)了解醛和酮的化學(xué)性質(zhì)，并在這一過(guò)程中同步獲得利用有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)去分析其性質(zhì)的有效方法。

2.將從小分子知識(shí)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)遷移到大分子（高分子）之上，引領(lǐng)學(xué)生探索糖的分類、結(jié)構(gòu)以及性質(zhì)，從而在這一過(guò)程中幫助學(xué)生了解醛基、烴基等多官能團(tuán)有機(jī)物的性質(zhì)。

3.將“單糖”物質(zhì)的學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)遷移到“雙糖”“多糖”當(dāng)中，并通過(guò)獨(dú)立設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的方式，進(jìn)一步掌握利用有機(jī)物的分子結(jié)構(gòu)去分析其性質(zhì)的方法。

（四）情境創(chuàng)設(shè)——打造真實(shí)問(wèn)題情境

大概念統(tǒng)攝下的單元教學(xué)活動(dòng)，目的在于引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)對(duì)知識(shí)的系統(tǒng)探索來(lái)掌握相關(guān)化學(xué)能力，從而能夠有效解決現(xiàn)實(shí)中的實(shí)際問(wèn)題。為此在“醛酮和糖類”這一單元教學(xué)活動(dòng)當(dāng)中，教師在對(duì)知識(shí)進(jìn)行深入整合的基礎(chǔ)上，還需要將其放置于真實(shí)的學(xué)習(xí)情境當(dāng)中，引領(lǐng)學(xué)生以小組合作、實(shí)驗(yàn)探究、課外拓展等多種活動(dòng)方式，來(lái)掌握與單元知識(shí)相關(guān)的應(yīng)用技能，從而確保學(xué)生可以有效運(yùn)用化學(xué)知識(shí)來(lái)解決實(shí)際問(wèn)題，以此有效落實(shí)化學(xué)核心素養(yǎng)。為此根據(jù)單元教學(xué)目標(biāo)，教師可以將知識(shí)板塊整體劃分為3個(gè)課時(shí)，同時(shí)為每一課時(shí)創(chuàng)設(shè)具體的學(xué)習(xí)情境：

課時(shí)一：借助多媒體教學(xué)設(shè)備，為學(xué)生展示現(xiàn)實(shí)生活中常見(jiàn)的醛類物質(zhì)和酮類物質(zhì)，并引導(dǎo)學(xué)生觀察二者的分子結(jié)構(gòu)，從而對(duì)羰基結(jié)構(gòu)展開(kāi)系統(tǒng)探索。

課時(shí)二：使用文字材料，向?qū)W生介紹“葡萄糖”的現(xiàn)代化提取法工藝，同時(shí)了解Fischer測(cè)定方法，以此引導(dǎo)學(xué)生對(duì)“單糖”的結(jié)構(gòu)與性質(zhì)展開(kāi)探究。

課時(shí)三：幫助學(xué)生了解“麥芽糖還原實(shí)驗(yàn)”“纖維素和乙醇的發(fā)展”“淀粉和纖維素水解實(shí)驗(yàn)”等內(nèi)容，引領(lǐng)學(xué)生系統(tǒng)了解糖類物質(zhì)對(duì)人類發(fā)展的重要作用，同時(shí)嘗試?yán)帽咎谜莆盏闹R(shí)對(duì)雙糖與多糖進(jìn)行探究。

（五）任務(wù)驅(qū)動(dòng)——引導(dǎo)學(xué)生對(duì)知識(shí)展開(kāi)自主探究學(xué)習(xí)

在完成單元主干框架的設(shè)計(jì)之后，教師需要圍繞單元知識(shí)的目標(biāo)與情境設(shè)定來(lái)進(jìn)一步配置課堂活動(dòng)內(nèi)容，使學(xué)生能夠自主對(duì)知識(shí)展開(kāi)探究，并根據(jù)教師引導(dǎo)來(lái)順利掌握相關(guān)技能。為此按照單元課時(shí)劃分以及情境設(shè)定，教師可以為學(xué)生提供以下課堂學(xué)習(xí)任務(wù)：

1.課時(shí)一：醛酮的初步認(rèn)識(shí)。本階段教師主要引導(dǎo)學(xué)生了解醛和酮的分子結(jié)構(gòu)，并把握二者的相同點(diǎn)與不同點(diǎn)來(lái)對(duì)羰基結(jié)構(gòu)進(jìn)行探索，從而總結(jié)出與有機(jī)物化學(xué)性質(zhì)相關(guān)的化學(xué)規(guī)律，并借助實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證。為此教師在第一課時(shí)中主要為學(xué)生設(shè)置了以下三個(gè)任務(wù)。

任務(wù)1：借助多媒體課件觀察醛和酮的分子結(jié)構(gòu)，隨后與小組成員一起找出二者官能團(tuán)的異同與結(jié)構(gòu)差異。

任務(wù)2：聯(lián)系化學(xué)鍵知識(shí)對(duì)醛的官能團(tuán)進(jìn)行分析，嘗試推理其化學(xué)性質(zhì)以及與之有關(guān)的斷鍵位置。

任務(wù)3：嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，來(lái)驗(yàn)證你所發(fā)現(xiàn)的化學(xué)性質(zhì)。

2.課時(shí)二：?jiǎn)翁堑脑僬J(rèn)識(shí)。教師為學(xué)生引入課外閱讀材料，幫助學(xué)生了解葡萄糖的相關(guān)信息，同時(shí)根據(jù)其制備方法來(lái)推理C6H12O6的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式。在此基礎(chǔ)上借助葡萄糖的官能團(tuán)對(duì)其進(jìn)行分析，同時(shí)根據(jù)“果糖是酮糖”這一信息，判斷其是否具備還原性。

任務(wù)1：利用“C6H12O6”嘗試推理葡萄糖的官能團(tuán)種類與數(shù)量。

任務(wù)2：推理葡萄糖的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)式，同時(shí)借助石蕊試劑、氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液來(lái)測(cè)試其可能存在的官能團(tuán)。

任務(wù)3：根據(jù)“乙炔水化反應(yīng)”“銀鏡反應(yīng)”等材料，分析果糖的性質(zhì)。

3.課時(shí)三：雙糖與多糖的探究。單元教學(xué)的最后一階段，教師主要引領(lǐng)學(xué)生利用自身掌握的知識(shí)技能，嘗試對(duì)化學(xué)知識(shí)進(jìn)行外延以及探索，并能夠以此來(lái)解決相關(guān)的生活問(wèn)題。為此在這一環(huán)節(jié)中，教師主要引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)資料拓展、實(shí)驗(yàn)探究等方式來(lái)對(duì)雙糖與多糖進(jìn)行探索，從而進(jìn)一步掌握根據(jù)有機(jī)物結(jié)構(gòu)來(lái)分析其性質(zhì)的有效方法。

任務(wù)1：分析麥芽糖與蔗糖的性質(zhì)，討論其是否也是還原性糖？同時(shí)嘗試設(shè)計(jì)有效實(shí)驗(yàn)來(lái)對(duì)其進(jìn)行驗(yàn)證。

任務(wù)2：結(jié)合課外閱讀材料，進(jìn)一步討論淀粉或纖維素轉(zhuǎn)化為乙醇的有效方法。

任務(wù)3：分析纖維素和淀粉的水解及水解產(chǎn)物，嘗試設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行自主驗(yàn)證。

三、結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，本文圍繞大概念背景下的高中化學(xué)單元教學(xué)設(shè)計(jì)展開(kāi)了研究，強(qiáng)調(diào)教師需要明確“大概念”核心內(nèi)容，從而對(duì)教材知識(shí)進(jìn)行有效解構(gòu)重組，并圍繞學(xué)生現(xiàn)實(shí)發(fā)展需求來(lái)合理規(guī)劃課程目標(biāo)，從而確保學(xué)生能夠有效獲得化學(xué)學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，并全面提高自身的學(xué)習(xí)質(zhì)量。

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（基金項(xiàng)目：甘肅省教育科學(xué)“十四五”規(guī)劃2022年度重點(diǎn)課題《基于真實(shí)情境的高中化學(xué)單元整體教學(xué)實(shí)踐研究》階段成果，課題立項(xiàng)號(hào)：GS【2022】GHBZ133）