基于大概念教學(xué)統(tǒng)整下的項(xiàng)目式教學(xué)策略研究
——以化學(xué)學(xué)科為例

李 鶴 王秀艷

(吉林師范大學(xué),吉林 四平 136000)

一、問題的提出

《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2022年版)》(以下簡稱“2022版課標(biāo)”)提出化學(xué)課程應(yīng)立足學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn),反映人類探索物質(zhì)世界的化學(xué)基本觀念和規(guī)律,提倡開展項(xiàng)目式教學(xué),注重跨學(xué)科實(shí)踐活動,指出“構(gòu)建大概念統(tǒng)領(lǐng)的化學(xué)課程內(nèi)容體系”,旨在“充分發(fā)揮大概念對實(shí)現(xiàn)知識的結(jié)構(gòu)化和素養(yǎng)化的功能價(jià)值”[1]。項(xiàng)目式教學(xué)在實(shí)踐過程中易出現(xiàn)“學(xué)科概念、知識、邏輯分散,項(xiàng)目真實(shí)的任務(wù)情境之間的導(dǎo)向性、連貫性、梯度性不強(qiáng)”等問題,本文通過對比項(xiàng)目式教學(xué)與大概念教學(xué)之間的區(qū)別與聯(lián)系,提出項(xiàng)目式教學(xué)應(yīng)以大概念為統(tǒng)領(lǐng),以教育理論為支撐點(diǎn)、以教學(xué)設(shè)計(jì)為關(guān)鍵點(diǎn),以真實(shí)情景為切入點(diǎn),以教學(xué)實(shí)踐為生長點(diǎn),以信息技術(shù)為著力點(diǎn)的教學(xué)策略,幫助學(xué)生在諸多學(xué)科知識、核心思想之間建立關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu),構(gòu)建學(xué)科概念,并能靈活遷移應(yīng)用于解決生活中真實(shí)存在的問題,同時(shí)形成正確的價(jià)值觀,發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。

二、大概念教學(xué)與項(xiàng)目式教學(xué)的區(qū)別與聯(lián)系

項(xiàng)目式教學(xué)旨在讓學(xué)生在真實(shí)的問題情境中通過設(shè)計(jì)、參與一系列的項(xiàng)目和一連串的任務(wù)進(jìn)而獲取需要的知識,解決項(xiàng)目中的問題,實(shí)現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí)[2]。大概念教學(xué)是指充分利用反映學(xué)科本質(zhì)內(nèi)涵的學(xué)科觀念、思想和方法等,注重認(rèn)識化學(xué)科學(xué)本質(zhì),建構(gòu)化學(xué)觀念,統(tǒng)攝化學(xué)知識,學(xué)習(xí)創(chuàng)新的本事。大概念教學(xué)和項(xiàng)目式教學(xué)都注重“素養(yǎng)”“遷移”“解決問題”等關(guān)鍵因素,二者在教學(xué)理念、教學(xué)目標(biāo)和教育價(jià)值方面存在共通之處,但在教學(xué)方式和教學(xué)主體上也存在一定差異,如圖1所示。

圖1 項(xiàng)目式教學(xué)與大概念教學(xué)的區(qū)別

2022版課標(biāo)提出的“化學(xué)觀念”是課程目標(biāo)層面的“大概念”。大概念教學(xué)能夠在諸多知識之間建立本質(zhì)的聯(lián)系,引導(dǎo)學(xué)生由知識掌握走向深度學(xué)習(xí)。在教學(xué)理念上,大概念教學(xué)注重提煉知識的核心價(jià)值,追求認(rèn)知的結(jié)構(gòu)化,凝練著化學(xué)學(xué)科中的基本概念、關(guān)鍵要素和實(shí)踐方法;在教學(xué)目標(biāo)上,大概念教學(xué)依據(jù)真實(shí)問題情境對化學(xué)知識進(jìn)行歸納、整合、建構(gòu),引導(dǎo)學(xué)生建立新舊知識的聯(lián)系;在教育價(jià)值上,大概念教學(xué)注重學(xué)科知識的重組及跨學(xué)科、跨時(shí)空的教育互補(bǔ)和價(jià)值整合;在教學(xué)方式上,大概念教學(xué)以單元教學(xué)為抓手,幫助學(xué)生建立學(xué)科大概念、主題大概念等和事實(shí)之間的廣泛聯(lián)系,促進(jìn)深層理解;在教學(xué)主體上,大概念教學(xué)以教師為主體,注重培養(yǎng)學(xué)生的專家思維,建立具有邏輯內(nèi)聚力的知識層級結(jié)構(gòu)。

項(xiàng)目式教學(xué)在教學(xué)理念上,注重發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng),加強(qiáng)學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中搜集和處理信息、提煉知識、提出解決辦法的能力培養(yǎng),加強(qiáng)知識間的本質(zhì)聯(lián)系,促進(jìn)知識結(jié)構(gòu)化、體系化;在教學(xué)目標(biāo)上,項(xiàng)目式教學(xué)在復(fù)雜、真實(shí)的問題情境中進(jìn)行項(xiàng)目、任務(wù)、實(shí)驗(yàn)等活動,設(shè)計(jì)并開展多種探究活動,不斷解決問題并獲取知識和技能,實(shí)現(xiàn)有意義的學(xué)習(xí);在教育價(jià)值上,項(xiàng)目式教學(xué)以合作探究等促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變,激發(fā)深度學(xué)習(xí),促進(jìn)在解決“真問題”中培養(yǎng)“真能力”;在教學(xué)方式上,項(xiàng)目式教學(xué)以“微項(xiàng)目”為切入點(diǎn),重視學(xué)科知識在新情境中的遷移、應(yīng)用和衍生,立足于過程[3];在教學(xué)主體上,項(xiàng)目式教學(xué)“教”和“學(xué)”并重,以學(xué)生為主體,教師輔以引領(lǐng)、監(jiān)督、提供幫助,促進(jìn)自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)的形成。

可以說,大概念的抽象、復(fù)雜及結(jié)構(gòu)化會使學(xué)生在認(rèn)識上存在一定困難,而項(xiàng)目式教學(xué)注重知識體系與真實(shí)情境的有機(jī)融合,在社會關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的構(gòu)建上更加多樣化,不斷延展學(xué)習(xí)的深度和廣度,這為大概念教學(xué)提供了具體的實(shí)踐方式,也充分發(fā)揮了大概念教學(xué)的理論指導(dǎo)作用,推動基于大概念教學(xué)統(tǒng)整下的項(xiàng)目式教學(xué)融合走深走實(shí),如圖2所示。

圖2 項(xiàng)目式教學(xué)和大概念教學(xué)的聯(lián)系

三、融入大概念教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)策略研究

項(xiàng)目式教學(xué)以真實(shí)問題為情境,以項(xiàng)目為主線,以學(xué)生為主體,以教師為主導(dǎo),促進(jìn)學(xué)生利用現(xiàn)有的知識和經(jīng)驗(yàn)解決實(shí)際生活中出現(xiàn)的問題,進(jìn)而提高自身綜合能力。在教學(xué)內(nèi)容的選擇、組織和設(shè)計(jì)過程中應(yīng)以大概念為核心,借助其特有的抽象性、中心性、關(guān)聯(lián)性“向上”整合知識與技能,“向中”凝聚表層概念,“向下”聯(lián)通核心素養(yǎng),“向內(nèi)”轉(zhuǎn)化外部活動經(jīng)驗(yàn)。二者均是教育信息化時(shí)代背景下落實(shí)核心素養(yǎng)的重要途徑,二者的有機(jī)融合離不開多元化的教學(xué)策略和多樣化的教學(xué)手段。

(一)踐行科學(xué)教育理論,凝聚深度學(xué)習(xí)力量

科學(xué)的教育理論幫助學(xué)校更好地貫徹落實(shí)新課程標(biāo)準(zhǔn),提升教師教育理念及專業(yè)能力,準(zhǔn)確把握教育教學(xué)方向,有效提高課堂教學(xué)質(zhì)量。奧蘇貝爾有意義學(xué)習(xí)理論、布魯納認(rèn)知結(jié)構(gòu)主義理論、皮亞杰建構(gòu)主義理論、學(xué)習(xí)遷移等理論在開展融入大概念教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)的學(xué)習(xí)過程中起到支持和引領(lǐng)作用,如圖3所示。

圖3 發(fā)展融入大概念教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)的常見教育理論

1.奧蘇貝爾有意義學(xué)習(xí)理論

有意義學(xué)習(xí)就是將新知識和學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)中已有的適當(dāng)觀念建立非人為的和實(shí)質(zhì)性的聯(lián)系[4]。教師在教學(xué)過程中以大概念為抓手,幫助學(xué)生找到新舊知識的區(qū)別與聯(lián)系,設(shè)置“先行組織者”,圍繞生活中真實(shí)存在的問題,以小組的方式進(jìn)行合作探究,開展分析問題癥結(jié)、設(shè)計(jì)解決方案、開展具體實(shí)施、總結(jié)反饋提升等學(xué)習(xí)任務(wù),促進(jìn)學(xué)生知識建構(gòu)與能力提升。

2.布魯納認(rèn)知結(jié)構(gòu)主義理論與皮亞杰建構(gòu)主義理論

布魯納認(rèn)知結(jié)構(gòu)主義理論與皮亞杰建構(gòu)主義理論對于開展融入大概念教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)的貢獻(xiàn)上有著極高的相似度,提出教學(xué)活動的根本目的在于增加學(xué)生對學(xué)科基礎(chǔ)知識、概念的理解與運(yùn)用。

布魯納認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論從宏觀層面描述學(xué)生認(rèn)知和學(xué)習(xí)過程,強(qiáng)調(diào)學(xué)生的內(nèi)在動機(jī),從中觀層面提出螺旋式課程,從微觀層面提出發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)法,注重在不同的問題情境中由上而下或由下而上豐富完善學(xué)生頭腦中的大概念,促進(jìn)核心觀念、知識關(guān)聯(lián)、學(xué)習(xí)思路的結(jié)構(gòu)化,教學(xué)過程如圖4所示。

圖4 運(yùn)用布魯納認(rèn)知結(jié)構(gòu)理論發(fā)展融入大概念教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)

建構(gòu)主義提倡在教師指導(dǎo)下的、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí),學(xué)生在具體情境的實(shí)踐和體驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)問題和解決問題,在已有經(jīng)驗(yàn)和知識的基礎(chǔ)上提取、凝練、建構(gòu)新的知識和理解,強(qiáng)調(diào)學(xué)生要像科學(xué)家一樣地思考,從而促進(jìn)知識結(jié)構(gòu)化。

3.學(xué)習(xí)遷移理論

大概念教學(xué)和項(xiàng)目式教學(xué)均以培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)和提升學(xué)生解決真實(shí)問題的能力為核心,注重在教學(xué)過程中傳授學(xué)生一種“可持續(xù)發(fā)展”的學(xué)習(xí)方法,即在不同情境下的知識遷移和創(chuàng)新思考。大概念通過高通路遷移進(jìn)行提取,表現(xiàn)為“具體—抽象—具體”的循環(huán)過程[5],如圖5所示,基于學(xué)習(xí)遷移理論創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境,制造遷移起點(diǎn),引導(dǎo)學(xué)生思路,構(gòu)建遷移路徑,強(qiáng)化練習(xí)反饋,完成知識遷移,促進(jìn)學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)中獲得“有意義、有價(jià)值、有質(zhì)量”的知識。

圖5 大概念的生成

(二)基于化學(xué)學(xué)科大概念,設(shè)計(jì)教學(xué)關(guān)鍵環(huán)節(jié)

1.分析教學(xué)內(nèi)容所聚焦的大概念與內(nèi)容結(jié)構(gòu)

2022版課標(biāo)指出“基于大概念可以幫助學(xué)生建構(gòu)化學(xué)觀念,形成化學(xué)學(xué)科思維方式和方法,樹立正確的價(jià)值觀,落實(shí)課程目標(biāo)”[6]。項(xiàng)目及學(xué)習(xí)目標(biāo)的制定,必須明確教學(xué)內(nèi)容所聚焦的大概念內(nèi)涵及其內(nèi)容邏輯結(jié)構(gòu),既要分析課程標(biāo)準(zhǔn)及教材本質(zhì),也要遵循學(xué)生發(fā)展成長規(guī)律,還要結(jié)合學(xué)校的實(shí)際情況。例如人教版九年級化學(xué)“溶液”單元中蘊(yùn)含著“尺度、比例和數(shù)量”和“結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”兩個(gè)大概念,通過觀察氯化鈉在水中溶解、碘在乙醇中溶解的現(xiàn)象,歸納總結(jié)出溶液的概念、特征,分析溶液的組成?；凇俺叨?、比例和數(shù)量”這一大概念,學(xué)生具有探索分析懸濁液、乳濁液、溶液等混合物的定義和特征的思維能力及方式方法,為人教版高中化學(xué)必修1“物質(zhì)的分類及轉(zhuǎn)化”中的膠體、稀溶液性質(zhì)等知識學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ),也促進(jìn)學(xué)生在微觀層面理解影響物質(zhì)溶解的主要因素上開展人教版高中化學(xué)選擇性必修2中“相似相溶”原理的學(xué)習(xí)。

2.圍繞大概念設(shè)計(jì)多層次項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)是教學(xué)活動實(shí)施的方向和預(yù)期達(dá)成的結(jié)果,是一切教學(xué)活動的出發(fā)點(diǎn)和最終歸宿。應(yīng)以學(xué)科大概念為中心目標(biāo),以威金斯的所確定的目標(biāo)(G)、預(yù)期的理解(U)、我們需要思考的基本問題(Q)、學(xué)生將獲得的重要知識(K)與技能(S)五項(xiàng)教學(xué)設(shè)計(jì)為抓手來發(fā)揮全局性、統(tǒng)領(lǐng)性的導(dǎo)向作用[7]。基于“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化”大概念,以人教版高中化學(xué)選擇性必修1“化學(xué)平衡”為例,構(gòu)建項(xiàng)目學(xué)習(xí)目標(biāo),如表1所示。

表1 化學(xué)平衡的項(xiàng)目教學(xué)目標(biāo)

3.融入學(xué)科聯(lián)系

2022版課標(biāo)特別強(qiáng)調(diào)要加強(qiáng)學(xué)科間相互關(guān)聯(lián)性,在項(xiàng)目式教學(xué)中要有意識地引導(dǎo)學(xué)生利用其他學(xué)科的知識、思想方法來分析和處理化學(xué)問題,通過開展跨學(xué)科實(shí)踐活動,加強(qiáng)知識間的內(nèi)在聯(lián)系,促進(jìn)知識結(jié)構(gòu)化,發(fā)展學(xué)生搜集處理信息、團(tuán)隊(duì)合作、應(yīng)用意識、創(chuàng)造性思維等素養(yǎng),促進(jìn)學(xué)生化被動為主動,化低階為高階,化碎片為整體。例如:人教版高中化學(xué)必修2實(shí)驗(yàn)活動中的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能、人教版高中化學(xué)選擇性必修1化學(xué)反應(yīng)與電能中的原電池與物理學(xué)科結(jié)合非常緊密,很多概念的理解是可以相互借鑒的。例如:利用物理課堂中學(xué)過的電子定向移動等知識點(diǎn),開展以“能量轉(zhuǎn)化”的視角抽提大概念統(tǒng)領(lǐng)“化學(xué)能與電能”的跨學(xué)科項(xiàng)目式教學(xué),以探究鋅銅原電池實(shí)驗(yàn)裝置為項(xiàng)目主線,了解原電池的工作原理及發(fā)生條件,書寫電極反應(yīng)式和電池反應(yīng)方程式,掌握鹽橋的概念、作用及理解形成穩(wěn)定、持續(xù)電流的條件4個(gè)關(guān)鍵項(xiàng)目任務(wù)。

(三)聚焦真實(shí)情景驅(qū)動,促進(jìn)專家思維培養(yǎng)

1.巧設(shè)問題鏈,發(fā)展高階思維

《普通高中課程方案(2017年版2020年修訂)》提出:“重視以學(xué)科大概念為核心,使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化,以主題為引領(lǐng),使課程內(nèi)容情景化,促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)”[8]。通過設(shè)計(jì)與學(xué)科有密切關(guān)聯(lián)的問題鏈,巧用聯(lián)想法啟發(fā)學(xué)生原有的認(rèn)知,引導(dǎo)學(xué)生在做任務(wù)的活動中形成對學(xué)科本質(zhì)的認(rèn)識,從而實(shí)現(xiàn)大概念的教學(xué)轉(zhuǎn)化。例如,以“為什么喝酒不能吃頭孢”及“解酒藥是如何研制的”為載體,通過從“物質(zhì)的性質(zhì)與應(yīng)用”的視角抽提大概念統(tǒng)領(lǐng)人教版高中化學(xué)選擇性必修3“乙醛”的項(xiàng)目式教學(xué),引導(dǎo)學(xué)生通過完成“藥物研發(fā)分析”“探究中毒原因”“解酒藥的制備”等3個(gè)項(xiàng)目任務(wù),掌握乙醛的性質(zhì)及其應(yīng)用,明確有機(jī)物空間結(jié)構(gòu)和性質(zhì)特征的關(guān)系,進(jìn)而學(xué)會依據(jù)官能團(tuán)對陌生的有機(jī)物進(jìn)行性質(zhì)的預(yù)測與分析。

2.活用化學(xué)史,培養(yǎng)科學(xué)精神

一篇好的導(dǎo)言往往是順利開啟教學(xué)任務(wù)、引導(dǎo)學(xué)生打開知識大門的“敲門磚”。利用教科書內(nèi)、外化學(xué)史資源,建立化學(xué)史知識教學(xué)體系,將思想教育融合在化學(xué)史學(xué)習(xí)中,使學(xué)生長知識增品質(zhì),潛移默化地受到教育。例如:在人教版高中化學(xué)必修1“鐵及其化合物”一課中,以鐵的冶煉化學(xué)史為主線,創(chuàng)設(shè)真實(shí)且富有情境的問題,吸引學(xué)生的注意力,不斷提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

3.應(yīng)用思維導(dǎo)圖,分類概括概念

思維導(dǎo)圖是一種以圖文并用的方式來表達(dá)和描述知識的方式手段,目前已被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)教學(xué)中。學(xué)生將化學(xué)學(xué)科大概念作為思考中心,運(yùn)用望遠(yuǎn)鏡思維對化學(xué)知識進(jìn)行“向外擴(kuò)展”,運(yùn)用放大鏡思維對化學(xué)知識進(jìn)行“向內(nèi)深挖”,加強(qiáng)學(xué)生思維的引導(dǎo)和思維節(jié)點(diǎn)的構(gòu)建,著重鍛煉學(xué)生自身思維模式和知識建構(gòu)能力。例如:人教版高中化學(xué)選擇性必修1“原電池”與“電解池”課程中以“能量轉(zhuǎn)化”大概念的視角進(jìn)行整體規(guī)劃,設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)、構(gòu)建情景任務(wù)、繪制概念網(wǎng)絡(luò)、梳理知識脈絡(luò),將零散的知識點(diǎn)系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化,進(jìn)而構(gòu)建簡單明了、通俗易懂的知識框架,如圖6所示。

圖6 原電池與電解池能量轉(zhuǎn)化思維導(dǎo)圖

(四)開發(fā)設(shè)計(jì)項(xiàng)目任務(wù),構(gòu)建化學(xué)知識體系

1.以“大概念”統(tǒng)領(lǐng),組織開展板塊任務(wù)式教學(xué)

以“情景—問題—活動”為主線,在真實(shí)情景中激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,通過設(shè)計(jì)與學(xué)科大概念相關(guān)聯(lián)、有一定挑戰(zhàn)性的“學(xué)習(xí)任務(wù)”和“本原性問題”,開展成“塊”狀分布的教學(xué)內(nèi)容或教學(xué)活動,激發(fā)學(xué)生的探究欲望,引導(dǎo)學(xué)生在發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的過程中學(xué)習(xí),感受知識源于生活,服務(wù)于社會。例如:人教版高中化學(xué)必修2中“氨和銨鹽”一課中,利用“物質(zhì)性質(zhì)及物質(zhì)轉(zhuǎn)化”大概念引導(dǎo)學(xué)生從宏觀、微觀兩個(gè)層面著手,觀察氨溶于水的噴泉實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,總結(jié)氨與銨鹽的化學(xué)性質(zhì)及轉(zhuǎn)化關(guān)系,引導(dǎo)學(xué)生基于證據(jù)進(jìn)行分析推理,探究氨與氯化氫等實(shí)驗(yàn)反應(yīng)原理,從辯證的視角認(rèn)識氨和銨鹽的價(jià)值與危害,設(shè)計(jì)思路如圖7所示。

圖7 氨和銨鹽的教學(xué)設(shè)計(jì)思路

2.以“大概念”統(tǒng)領(lǐng),組織開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)課程中最為重要的教學(xué)環(huán)節(jié)之一,它是檢驗(yàn)化學(xué)基礎(chǔ)理論與實(shí)際應(yīng)用相結(jié)合狀況的必要途徑。以大概念為統(tǒng)領(lǐng),將化學(xué)實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容和方法與化學(xué)理論結(jié)合起來,把具體實(shí)驗(yàn)當(dāng)作教學(xué)的載體,明確教學(xué)任務(wù)主線及項(xiàng)目目標(biāo)的進(jìn)階標(biāo)準(zhǔn),將化學(xué)實(shí)驗(yàn)關(guān)鍵要素細(xì)化為實(shí)踐任務(wù),讓學(xué)生體驗(yàn)“手和腦”的學(xué)習(xí)活動,促進(jìn)學(xué)生深入理解化學(xué)知識。例如:在人教版九年級化學(xué)“二氧化碳的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”一課中,在初始階段,利用“化學(xué)實(shí)驗(yàn)體系要素”這一大概念的統(tǒng)領(lǐng)下提出的“依據(jù)二氧化碳的性質(zhì)應(yīng)該如何制取二氧化碳”的驅(qū)動性問題,引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn),構(gòu)建實(shí)驗(yàn)裝置,明確實(shí)驗(yàn)原理,闡述實(shí)驗(yàn)結(jié)果,解決實(shí)驗(yàn)問題。在目標(biāo)進(jìn)階階段,教師引導(dǎo)學(xué)生對比“氧氣和氫氣的制取裝置的異同點(diǎn)”,初步認(rèn)識并了解常見的制取氣體的實(shí)驗(yàn)裝置,明確實(shí)驗(yàn)室中制取氣體的一般方法原理。在鞏固發(fā)展階段,引導(dǎo)學(xué)生尋找不同知識點(diǎn)間連接點(diǎn),建立一個(gè)清晰、穩(wěn)定、有序的思考結(jié)構(gòu),有助于學(xué)生將零散實(shí)驗(yàn)知識轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)化體系。

3.以“大概念”統(tǒng)領(lǐng),組織開展復(fù)習(xí)教學(xué)活動

以學(xué)科大概念統(tǒng)領(lǐng)化學(xué)知識復(fù)習(xí),對課程內(nèi)容進(jìn)行框架的解構(gòu)、體系的重構(gòu)和模型的架構(gòu),擺脫單一、機(jī)械的刷題,避免陷入“題海戰(zhàn)”。例如:人教版高中化學(xué)選擇性必修3“有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)”中以“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)決定用途”這一學(xué)科大概念為統(tǒng)領(lǐng),衍生出3個(gè)主題大概念:首先,在有機(jī)化合物的組成與結(jié)構(gòu)主題下,通過學(xué)習(xí)有機(jī)化合物的分類、結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和命名,建立學(xué)生對有機(jī)化合物的初步認(rèn)識。其次,在有機(jī)化合物的性質(zhì)與應(yīng)用主題下,基于官能團(tuán)、碳原子的飽和性等認(rèn)識烴和鹵代烴、烴的含氧衍生物,了解其代表物及相關(guān)性質(zhì),建立結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的化學(xué)觀念。最后,在有機(jī)合成與有機(jī)推斷主題下,利用有機(jī)物的命名、官能團(tuán)的種類識別、有機(jī)反應(yīng)類型的判斷、反應(yīng)原理等知識考查學(xué)生對常見有機(jī)物之間轉(zhuǎn)化關(guān)系的掌握程度,做到從“學(xué)懂”到“弄通”的層層進(jìn)階。

(五)合理利用信息技術(shù),推動化學(xué)多元教學(xué)

《教育信息化2.0行動計(jì)劃》中提到建設(shè)現(xiàn)代化教學(xué)平臺,創(chuàng)新教學(xué)方法,轉(zhuǎn)變教學(xué)模式以及培養(yǎng)學(xué)生信息化學(xué)習(xí)管理等,促使學(xué)生綜合全面發(fā)展[9]?，F(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展不僅提供了更深入理解復(fù)雜概念、復(fù)雜思維過程的可能性,有助于提高學(xué)生模型認(rèn)知與建構(gòu)水平,還為融入大概念教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)的發(fā)展提供了有力的支持。例如虛擬現(xiàn)實(shí)(VR)技術(shù)、3D打印技術(shù)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)(AR)技術(shù)以及微課,如圖8所示。

圖8 信息技術(shù)支持的深度學(xué)習(xí)

1.虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)注重增強(qiáng)沉浸感與動態(tài)理解力

VR技術(shù)是利用計(jì)算機(jī)為用戶提供一個(gè)交互式的可沉浸的身臨其境的虛擬三維空間,具有沉浸性、想象性、交互性等三個(gè)最突出的特征[10],為融入大概念教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)提供體驗(yàn)支持、情感支持和情景支持,將傳統(tǒng)的二維課堂變成有趣的三維課堂,虛實(shí)結(jié)合間,領(lǐng)悟微觀原理的要義,不再死記硬背,而是通過多元多態(tài)的實(shí)踐進(jìn)行自主學(xué)習(xí)與探究,進(jìn)一步增強(qiáng)學(xué)生的動態(tài)理解力。例如:人教版高中化學(xué)選擇性必修2“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”專題中原子、分子與晶體結(jié)構(gòu)的構(gòu)造原理等概念抽象、理論復(fù)雜,知識缺乏直觀的展示途徑,學(xué)生難以有效地開展自主學(xué)習(xí)和自主探索,在教學(xué)過程中可借助VR技術(shù),建立微觀粒子的基礎(chǔ)思維模型,創(chuàng)設(shè)可視化情境,輔以可交互式分析計(jì)算,將常規(guī)教學(xué)中難以觀察的原子的空間微觀可視化,將抽象晦澀的化學(xué)概念原理模型化、過程化,培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)與高階思維,解決實(shí)際教學(xué)中難教、難學(xué)、得分率低、可利用的教學(xué)素材少的痛點(diǎn)。

2.3D打印技術(shù)凸顯復(fù)雜概念的模型理解和表征

3D打印是通過逐層添加材料來構(gòu)建3D物體的技術(shù)。它能幫助學(xué)生抓住大概念中的構(gòu)成要素及邏輯關(guān)系,突破化學(xué)表征與認(rèn)知障礙,將學(xué)科概念和知識立體化、具體化與可視化,將學(xué)生對微粒構(gòu)成、空間結(jié)構(gòu)等抽象知識的模糊思路轉(zhuǎn)變?yōu)榭捎^、可感的現(xiàn)實(shí),促進(jìn)虛擬的思維外化。例如,人教版高中化學(xué)選擇性必修1第三章第一節(jié)“電離平衡”一課,教師一般利用勒夏特列原理來分析解釋外界因素對弱電解質(zhì)電離平衡的影響,而這部分知識過于抽象,使得學(xué)生難以從本質(zhì)角度分析理解原因,可利用手持技術(shù)數(shù)字化實(shí)驗(yàn)判斷反應(yīng)中pH值的變化,應(yīng)用3D打印技術(shù)和電子電路設(shè)計(jì)模型模擬微觀過程,達(dá)到從抽象到具體的認(rèn)識反應(yīng)過程。

3.增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)用于空間結(jié)構(gòu)的表征與探究

AR技術(shù)是虛擬現(xiàn)實(shí)的擴(kuò)展,通過3D技術(shù)在真實(shí)物體上疊加虛擬對象,從而達(dá)到一種視覺混合增強(qiáng)效果,具有虛實(shí)結(jié)合、無縫交互、浸潤學(xué)習(xí)等特點(diǎn)[11]。通過AR的呈現(xiàn)打破物理空間的限制,為學(xué)生創(chuàng)設(shè)一個(gè)可進(jìn)行獨(dú)立探究的觀察、學(xué)習(xí)環(huán)境,將大概念教學(xué)中微觀的、抽象的、復(fù)雜的知識通過生動、直觀、形象的方式呈現(xiàn)出來,有助于引發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新興趣并增進(jìn)其對學(xué)習(xí)內(nèi)容的理解。例如,人教版高中化學(xué)必修1第三章第一節(jié)“鐵及其化合物”一課中,以鐵銹的“源起”與“源滅”為例,傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)雖然能讓學(xué)生在可觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象之間建立聯(lián)系,但是卻難以從分子層面對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象與概念建立聯(lián)系。利用AR技術(shù)呈現(xiàn)在有水無氧氣、有氧氣無水、有水又有氧氣三種情況下鐵生銹的過程,幫助學(xué)生從微觀視角對宏觀現(xiàn)象建立直覺觀念并發(fā)展微觀層面的解釋能力,以此突破宏觀-微觀之間的認(rèn)知障礙。

4.微課促進(jìn)學(xué)生思維能力發(fā)展

微課是信息技術(shù)與教育相結(jié)合的一種新型產(chǎn)物,常以視頻敘事形式激發(fā)學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動機(jī),為學(xué)生自主學(xué)習(xí)、研究學(xué)習(xí)、實(shí)踐學(xué)習(xí)化學(xué)學(xué)科知識創(chuàng)造豐富機(jī)會。教師在融入大概念教學(xué)的項(xiàng)目式教學(xué)中引入微課,構(gòu)建富有感染力的教學(xué)情景,不僅適合于移動學(xué)習(xí)時(shí)代知識的傳播,也適合學(xué)習(xí)者個(gè)性化、深度學(xué)習(xí)的需求,同時(shí)也使課程更具文化性與趣味性。例如整合人教版九年級化學(xué)“酸和堿”和“鹽化肥”教學(xué)內(nèi)容,聚焦“基于物質(zhì)類別認(rèn)識物質(zhì)的性質(zhì)與反應(yīng)規(guī)律”學(xué)科大概念,利用微課探尋醫(yī)藥應(yīng)用中的酸、堿、鹽原理,幫助學(xué)生建立知識網(wǎng)絡(luò),隨時(shí)隨地開展復(fù)習(xí),解決知識繁多、零散等學(xué)習(xí)難題。

四、結(jié)束語

基于大概念教學(xué)統(tǒng)整下的項(xiàng)目式教學(xué),主要利用大概念的統(tǒng)領(lǐng)作用組織和整體規(guī)劃項(xiàng)目學(xué)習(xí)過程,找準(zhǔn)立足點(diǎn),尋找突破點(diǎn),緊抓發(fā)力點(diǎn),整合學(xué)科知識、學(xué)科方法和學(xué)科思想,將孤立、抽象、碎片化的知識融入真實(shí)的問題情境下并進(jìn)行重新整合,將知識與技能的學(xué)習(xí)、過程與方法的掌握、情感態(tài)度與價(jià)值觀的提升納入一個(gè)有機(jī)的、統(tǒng)一的過程之中,有利于從整體上追尋知識發(fā)展的內(nèi)在邏輯,重構(gòu)知識體系,以促使學(xué)生的學(xué)習(xí)過程由淺入深、螺旋式上升,逐步形成相互支撐、內(nèi)涵豐富的認(rèn)知結(jié)構(gòu),從而打通基礎(chǔ)知識向指導(dǎo)實(shí)踐的關(guān)鍵路徑,培養(yǎng)學(xué)生在真實(shí)情境中分析問題、解決問題的能力,真正將學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為解決問題的工具。