核心素養背景下指向大概念的高中化學教學

《普通高中化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱新課標）指出，高中化學教學應“立足于學生適應現代生活和未來發展的需要，充分發揮化學課程的整體育人功能，構建全面發展學生化學學科核心素養的高中化學課程目標體系”。大概念是對概念之間內在聯系的抽象化總結與思考，反映著學科特性和事物之間的本質性關系。在此背景下，教師應以大概念統領化學教學，學習化學知識和學習方法，讓學生從整體入手，把握化學概念之間的內在聯系，縱橫分析化學知識網絡，促進新舊知識的銜接與整合，為學科本質思想和方法的學習打下堅實的基礎。

一、核心素養背景下構建指向大概念的高中化學教學模式的意義

（一）促進教學設計優化和教學效率提升

受高考壓力的影響，化學教學存在時間緊張、教師主導課堂的情況，學生長期處于被動學習狀態，以學習化學知識為目標開展教學活動，其核心素養難以得到有效提升，如何實現效率和分數的平衡是高中化學教學的難點。以核心素養為背景，以大概念統領高中化學教學，從整體出發把握概念之間的內在聯系，根據學科間的內在邏輯性和進階性整合教學內容，能夠切實提高教學效率，促進知識點之間的相互銜接。同時，變知識傳授為自主探究的學習方式為學生提供了參與化學知識探究的機會，在獨立思考與合作探究中，學生的化學核心素養得到發展，結合舊知識探析新知識的學習過程增強了學生的學習興趣，促使化學教學效率進一步提升。與傳統的教學方法相比，大概念教學模式在響應新課標要求，踐行核心素養培養目標的同時保證了教學效率，為學生的成長與發展提供了有力支持。

（二）實現學科知識的深度理解與運用

高中化學教學持續時間較長，知識分布在多個模塊之中，隨著教學進程的推進，舊知識逐漸生疏、遺忘，即便多次講解、練習，部分學生仍然會出現混淆近似概念、遺忘關鍵知識點的問題，嚴重影響了化學教學質量的提高。而指向大概念的高中化學教學模式的構建推動實現了知識點的整合，在教師的引導下，學生從概念間的內在聯系入手學習化學知識，分析化學知識的內在聯系，逐步建立起以學科大概念為核心的學習框架，以此為基礎分析所學化學知識，將已有知識遷移運用到其他場景中，強化了新舊知識之間的內在聯系，將零散的知識以清晰的脈絡呈現出來，為其今后運用化學知識解決問題打下基礎。

二、核心素養背景下指向大概念的高中化學教學模式構建策略

（一）把握中心性特征，自主探索大概念

化學大概念具有中心性特征，是具有統攝性的事實、概念、原理、方法、原則，大概念連接著細碎的小概念，小概念正是高中化學教學的主要內容。為了使學科知識擺脫碎片化的特征，建立結構化的化學知識體系，實現系統化教學，踐行核心素養培養目標，教師應從小概念的內在聯系入手來選擇大概念，確保大概念反映化學學科的基本結構與學科本質，使散碎的知識點串聯為相互聯系的整體，編織一張以大概念為中心結點，以小概念為線條的知識網絡，使化學大概念成為化學學科的整體框架，助力學生成長。課上，教師應引領學生結合學習過程探索化學大概念，把握知識的內在聯系，學思結合，促進化學核心素養的發展。

以蘇教版高二化學選擇性必修1第一單元《弱電解質的電離平衡》為例，為了深化學生對化學知識的理解，教師帶領學生一同審視所學，從電離平衡常數的意義、強弱電解質電離程度差異、影響電離平衡的因素、酸堿電離理論等知識點的內在聯系入手，分析電離方程式、離子反應發生條件，深入理解所學知識的同時，得到大概念“離子反應”，促進學生變化觀念與平衡思想的發展。

首先，教師為學生自主探究大概念提供知識儲備，借助化學實驗導入課程：電解水制備氫氣、氧氣時需要向水中加入氫氧化鈉溶液或硫酸溶液，為什么要加入這些物質？溶液為什么可以導電？引導學生分析離子反應中導電能力的變化原因，結合溶液中離子濃度和離子所帶電荷數變化說明弱電解質的含義。教師組織實驗探究活動，讓觀察對比鹽酸和醋酸在水溶液中的電離程度差異，經pH值測試、鎂條反應和導電性測試后，從離子、溶質分子、電離程度三個方面入手，分析兩者電離程度的區別，進一步深化學生對強弱電解質含義的理解。另外，教師還可以借助圖片展示弱電解質電離過程中離子生成速率與離子結合成弱電解質分子的速率變化圖表，并提出問題引導學生思考：“當弱電解質分子電離成離子的速率與離子結合成弱電解質分子的速率相等時，物質會發生什么變化？結合醋酸在水溶液中的電離過程分析電離平衡的含義與特征，思考哪些因素會影響電離平衡？”在討論中完成自主探索大概念必要的基礎知識積累過程。

其次，教師設計任務驅動式教學法，引導學生思考電解質的電離過程和導電本質，對比強弱電解質含義以及電離平衡內涵推導大概念。課上，教師提出探索性的問題：“粗鹽中有什么？”借問題引導學生自主設計科學實驗，嘗試證明粗鹽溶液中溶質的存在形式。為了使學生在實驗探究中逐步靠近大概念，教師設置引導性的問題，輔助學生反思實驗設計，分析實驗現象。問題一：溶液要導電需要具備哪些條件？HCL屬于強電解質還是弱電解質？請結合實驗現象說明。問題二：在實驗中溶質發生哪些變化？問題三：溶質以何種形式存在于溶液中？學生結合實驗過程反思所學，發現無論是電離平衡、酸堿電力、強弱電解質電離差異還是探究性實驗活動，學習的化學知識均屬于離子反應范疇，探討內容都屬于離子的反應變化，從而確定大概念。

最后，教師帶領學生回顧所學化學概念，并提出問題，促進學生互動：“電離中離子的運動過程具有怎樣的特點？電解質化合物中離子具有什么樣的特征？非電解質的化合物離子具有什么特征？強電解質離子在水溶液中會發生哪些變化？弱電解質離子呢？電離平衡狀態下離子發生怎樣的變化？”學生在問答互動中回顧所學知識，圍繞大概念“離子的反應”解釋化學概念，鞏固所學知識的同時培養宏觀辨識與微觀探析能力，為系統化學知識網絡的構建奠定基礎。

（二）大概念融合情境，遷移運用促成長

大概念是對多個事實性知識概念、原理和方法的高度概括的產物，反映著化學學科的本質，抽象性較強，學習理解難度較大。為了深化學生對大概念的理解，減輕學生的學習負擔，教師應從化學知識對現實生活的指導作用出發，將生活化的情境引入大概念統領的高中化學課堂，學生自發地以概念框架的形式理解生活中的實際問題，實現概念的遷移運用，促進核心素養的發展。

為了實現大概念與真實情境的深層次融合，教師從教學內容出發，分析化學知識與現實生活的內在聯系，結合現實生活需求創設符合教學需要的生產情境、生活情境或實驗情境，圍繞特定主題分解學科知識，從應用角度出發，分析知識對現實生活的影響，靈活運用所學知識解決問題，從而建立系統化的學科知識網絡，在化學知識的遷移運用中提升學生的學科素養，助力學生發展。

以蘇教版高一化學必修第一冊《含硫化合物的性質》一課為例，本課從二氧化硫的化學性質入手，講解無機物性質和變化規律，目的是讓學生掌握研究無機物化學性質的一般思路和方法。

首先，在教學設計階段，教師先分析學生學情，學生經過以往的學習，對化學元素和化合物知識有了一定的認識，了解了酸雨的形成與危害，認識到二氧化硫是導致酸雨現象發生的重要因素。基于此，教師創設“酸雨治理”生活情境，圍繞生活情境分析二氧化硫的性質以及轉化過程，引導學生結合所學知識探究酸雨的治理方法，通過實驗驗證酸雨治理方案的可行性，思、學、用相互結合，培養學生的科學態度與社會責任，促進學生成長。二氧化硫是酸性氧化物，情境主要討論酸性氧化物的氧化還原性，為此，教師構建大概念“物質的類別轉化”，從化合物性質入手構建化學知識體系，為化學知識的遷移運用做好準備。

其次，教師播放酸雨視頻，讓學生自主觀看視頻，分析酸雨對建筑和農作物的危害，激發學生的探究熱情。教師結合視頻提問：“為什么會出現酸雨？能否采取措施減少酸雨的危害呢？”學生從化學視角分析酸雨問題，認識到酸雨的危害實質上就是二氧化硫對土地和農作物的危害，以此推斷將云層中的二氧化硫轉化為其他物質，可以避免酸雨危害。教師將學生分為多個討論小組，以小組為單位討論二氧化硫的性質，思考二氧化硫相關的化學反應，為實驗做好準備。為了保證討論質量，教師提出問題，為學生指明思路：“二氧化硫與哪些物質具有相似性？這些物質的性質是否具有相似性？”在教師的引導下，學生回憶所學知識，對比分析二氧化碳與二氧化硫的性質，發現兩者都能溶于水，都屬于酸性氧化物，都能與氫氧化鈣等堿性物質發生反應，過量排放都會引起環境變化。結合對二氧化碳性質的理解，學生提出“嘗試排放堿性物質，與二氧化硫發生反應”，從而實現酸雨治理目標。

最后，為了驗證猜想，教師用橡膠塞住裝有二氧化硫氣體的礦泉水瓶，交給各個學生小組，引導其自行選擇材料，規劃實驗流程。結合此前所學，學生選用堿性物質設計實驗，部分學生將氫氧化鈣溶液注入礦泉水瓶，另一部分學生將氫氧化鈉溶液注入礦泉水瓶，發現礦泉水瓶開始變形，且隨著時間的流逝變形程度進一步增加，從而確定二氧化硫發生了化學反應。學生對比二氧化硫、二氧化碳等酸性氧化物與堿性物質反應的過程和結果，分析酸性氧化物的共性，生成類別轉化的學科概念，在實驗活動中培養了科學態度與社會責任素養。

（三）劃定概念層級，小目標走向大概念

大概念是對知識概念、原理、方法高度抽象總結而成的產物，是學科中的上位概念，越是從宏觀視角出發觀察事物，大概念層級和抽象程度越高，理解難度也就越大?；瘜W知識本身較為抽象，理解難度較大，為了避免加重學生的課業負擔，滿足學生的個性化需求，教師從學生學情入手，改進大概念統領的化學教學模式，分層設置化學大概念，帶領學生由淺入深、從低層次概念出發向高層次概念邁進，強化概念之間內在聯系的同時逐步深化所學，助力學生成長。

以蘇教版高一化學必修第一冊第一單元《物質及其反應的分類》為例，本單元主要學習按照物質組成和性質分類的方式，多角度理解物質性質，學習單質、氧化物、酸、堿、鹽等物質的相互轉化關系。

首先，在教學設計環節，為了實現逐層遞進，探究層級大概念的教學目標，教師從化學概念性質和覆蓋面出發，將概念統分為四個層級：第一層級主要指具體的化學知識和化學現象，抽象性較弱，方便理解；第二層級指特定的概念，如電解質、非電解質、酸性氧化物等涉范圍較小、與事實緊密聯系在一起的單一概念；第三層級為次級大概念，包容性較強，具有一定的統攝作用；第四層級為學科大概念，與單元教學目標密切相關，抽象性較強，涉及的知識點較多，覆蓋面較廣。教師應從第一層級入手，循序漸進地引領學生推導學科大概念，使教學活動契合學生的思維認知發展規律，為學生核心素養的形成提供有力支持。

其次，在課堂教學環節，教師列舉金剛石、一氧化碳、氧化鈣、三氧化二鐵、硫酸銅溶液、氫氧化鐵膠體、鹽酸、硫酸、氫氧化鈣、氫氧化鈉、氯化鈉、氯化鉀等物質，要求學生從存在狀態、導電性、所含物質種類、元素種類、是否為有機物等標準進行分類，通過對比討論結果，發現分類結果會因分類標準而發生變化。

最后，教師帶領學生復習化學反應，結合化學反應分析物質轉化特點。學生發現，金剛石、鐵、銅、鋁等都可視為金屬單質；一氧化碳、氧化鈣都有氧原子，都屬于氧化物，而氧化物與鹽酸、硫酸、氯化鈉等物質可以發生化合反應，因此屬于化合物；溶液和膠體物質中都存在分散質粒子，因此可以被歸類為分散系，從而推動思維認知向第二層級轉變。學生對比分析單質、化合物、分散系的特點發現，單質與化合物具有組成元素相近、物質性質相似的特點，而分散系物質中粒子直徑的大小影響著物質的性質，以此為標準，再次將物質分為純凈物和混合物兩種類型，思維認知向第三層級進發。最終，學生自發對比純凈物與混合物的特點，自主生成學科大概念“物質的組成結構決定物質性質”，從而循序漸進地把握知識之間的縱橫關系，促進核心素養的形成。

三、結語

綜上所述，在核心素養背景下構建指向大概念的高中化學教學模式，教師必須從學生的真實情況和課程特點入手，充分發揮大概念在化學概念上的總領作用，以大概念為節點組合小概念，搭建化學知識網絡，從整體入手把握化學學科思想，為核心素養培養目標的有效落實奠定堅實的基礎。