摘 要:構建大概念統領下的化學課程內容體系是新課標對初中化學教學提出的全新要求,旨在以大概念為主導實現化學碎片化知識的整合、初中學生化學學科素養與邏輯思維能力的發展。單元整體教學作為化學課堂模式的重要調整,強調教師與學生對化學知識的結構化、系統化,是鍛煉學生化學學科思維與探究能力、科學素養的重要思路。以大概念為統攝開展化學單元教學,是基于兩種核心思想一致性、統一化的教學新嘗試,在核心素養導向下進行大概念視角下的化學單元教學思考具有極為重要的教育價值。文章以大概念為統領,重點分析化學單元教學的現實意義與科學實踐。
關鍵詞:初中化學;大概念;單元教學;實踐
[中圖分類號] G633.8 [文獻標識碼] A [文章編號] 2097-2539(2024)18-0170-03
*本文系廣西教育科學“十四五”規劃2023年度專項課題“邊境地區教研員工作坊引領初中化學教學質量發展實踐研究—基于大概念下單元教學設計視角”(課題編號:ZJY489)階段性成果。
新課標和素質教育的推行,帶動了化學課堂模式的積極轉型,以全新的教育思想和教育模式構建高質量化學課堂、達到高品質素養培育目標成為當前化學教師的首要任務。但從學科屬性的維度而言,化學知識具有鮮明的抽象性、復雜性、綜合性和碎片化,這一特性與初中學生邏輯思維、整合學習、綜合能力相對薄弱的學情特征存在本質矛盾,因而部分學生會在化學學習過程中表現出畏難和回避心理。而大概念視角下的化學單元教學以化學整體思維視角為切入點,注重單元整體知識體系的建構,對初中學生而言,這一教學思路能弱化化學學習的抽象性和碎片化問題,最大限度調動學生的化學學習積極性。
傳遞化學知識、提高應試技能是傳統化學課堂教學的根本指向,缺乏對學生進行化學知識概念整體學習與探究的引導,因此,部分學生在化學學習后依然難以深入地解讀化學知識,更難以真正養成良好的學科素養。而在大概念統攝下的單元教學模式下,學生可以養成學科大視角、大思維,以單元大主題為引領整合單元大內容,既實現了初中學生對化學大概念的理解與掌握,又能幫助學生實現思維的深度遷移和解決問題能力的真正提升。具體而言,大概念視角下化學單元教學具有以下不可忽視的育人價值。
(一)幫助學生構建完整的化學知識體系
初中化學教材收錄了不同領域、不同維度的大量化學知識、公式、定理、實驗,這些知識的統一特征在于碎片化和零散化,倘若按照教材單元章節布局進行逐一教學,會直接導致學生化學知識結構的不成系統,進而影響學生化學思維的割裂性。而大概念視角下的化學單元教學,其本質是教師與學生分析、整合、充足分散化學知識的過程。在這個過程中,學生可以收獲大單元概念提煉、內容整合、大單元任務探究等豐富的單元學習體驗,基于這種思維整合與邏輯重構的深度思維過程,既可以有效避免碎片知識堆積、分散問題重疊等教學漏洞,又可以幫助學生建構邏輯清晰、理解便利的知識網絡。
(二)幫助學生提升全面的化學學科素養
作為一門自然科學,化學學科素養是化學教育的最終目的,是化學學科精髓靈魂的重要體現,素質教育背景下的化學學科素養集中表現為學生扎實系統的化學知識、多元豐富的實踐能力、邏輯嚴謹的化學思維以及科學探究的化學精神。大概念統攝下的化學單元教學,以知識整合為形式,以單元主題為主導,以學生對單元主題下的知識進行整合為基礎,以學生科學探究單元任務為主干,以全面客觀的單元教學評價為保障,從基礎概念和基本教學流程維度而言,大概念視角下化學單元教學的最終落腳點均指向學生在單元學習中的知識、能力、素養與精神培育。在系統且全面的化學學習與探究過程中,學生必將獲得正確價值觀念、系統邏輯思維、科學探究精神與創新意識的深度發展。
(三)幫助學生鍛煉深層的化學實踐能力
新課標的提出,意味著現代化學課程的教學任務將實現由基礎理論知識教學向實踐應用的拓寬與延伸,在扎實掌握化學基礎理論、公式定理、實驗原理的同時,能靈活應用所學知識分析生活中的化學現象、解決生活中真實存在的化學問題,最終達到學以致用的教學效果,這樣才能真正體現新課標的要求與宗旨。而這一目標的達成,顯然不能成為延續傳統知識講解與灌輸式的課堂組織模式,因以應試為導向的傳統模式很大程度上忽視了學生的課堂主體性、忽略了化學實踐應用教學的必要性。而在大概念視角下推進化學單元教學,教師通常會有意識地引導學生透過化學現象、化學大概念的表象探究與提煉其深層內涵和本質規律。這樣一來,學生可以從整體上把握化學單元知識的應用情境、應用方法與注意問題,進而獲得分析問題與解決問題能力的提高。
二、大概念視角下化學單元教學的科學思路
(一)基于新課標確定單元教學主題
單元作為大概念教學的最小單位,其內容與形式直接影響著大概念的提煉。從概念層面來講,化學單元有兩個維度的理解。其一是教育學家依據新課標指示經過科學設計和深入研討,編排而成的化學教材中的教學單元;其二是以特定的化學主題為核心整合而成的主題單元,它是素質教育背景下形成和發展而來的新型教學思路,相較于傳統單元教學,更加看重學生在整體化化學知識學習中的學習體驗、學習收獲與個性成長,單元教學主題的提煉對單元教學發揮著核心導向作用。因此,在大概念視角下保障單元教學活動的正常、高效進展,首要任務是依據新課標、教材內容、化學大概念、學生學情與素質教育要求等確定單元教學主題。只有這樣,單元主題教學才能在保障大概念下始終沿著核心方向進行。基于此,還需提煉單元教學目標,以實時規范單元教學過程。
(二)基于大主題提煉單元性大概念
大概念的提煉是化學單元教學的前提,作為一個抽象性和統領性的概念,化學單元大概念的提煉需要經過從基礎知識到核心概念,再到大概念的提煉過程,其范圍既可以輻射化學教材,也可以輻射多個基礎學科,它是對單元主題下相關知識之間內在聯系的揭示,是學生逐步形成個人理解、層次分明化學知識框架的重要影響因素。通常而言,大概念的提煉需要教師以新課標為出發點,在關注教學內容和學生需要的前提下,以大概念的模型描述、概括單元主題下的化學知識結構。
(三)基于大概念整合單元教學內容
單元教學內容是單元教學的主題,是在化學大概念統攝、化學單元主題關聯下的相關知識的統一,整合單元教學內容的目的在于明確單元教學的邏輯主線和知識層次,進而保障化學單元教學與學生單元學習的完整性和系統化。基于此,幫助學生更清晰地構建完整的單元知識體系,形成良好的大概念知識網絡。
(四)基于大內容設計單元教學活動
單元教學活動明確規定了單元教學的各個環節及其基本內容、核心任務、最終目標,化學大概念整體結構的搭建往往需要建立在各個階段性單元教學活動有效推進以及單元教學目標累積達成的基礎上。具體而言,化學是一門以化學猜想、實驗論證、概念提煉為主線的人文學科,基于這一學科特性設計大概念下的單元教學活動,既需要教師為學生的單元學習構建多元、適宜的教學情境,通過情境引導與熏陶使學生更好地理解與應用知識、體會化學學科實用魅力。又需要化學教師為學生搭建科學化學實驗平臺,并充分保障學生化學實驗的設備需求、方法指導需求等。通過多元化單元教學活動的組織來整體提升教學質量,促進學生化學核心素養的進一步升華。
(五)基于大活動開展單元教學評價
教學評價是新課標下所有教學新嘗試的關鍵環節,是教師對教學實踐整體效果進行客觀評估、學生對自我學習效果進行整體評價的重要途徑。大概念視角下的單元教學評價要深度關聯核心素養要求與單元教學目標,體現階段性與結果性、橫向與縱向的統一,同時需要教師在做好單元教學后整體評價與反思的同時,實時監測學生在單元教學活動開展過程中的思想、心態與行為表現,既要肯定大概念下單元教學的亮點與優勢,又要看到不足與劣勢,以便在以后的單元教學過程中做好教學改進。
“自然界的水”是人教版初中化學九年級上冊第四單元的單元主體,圍繞這一主體共收錄了四個課題內容,其中課題3“水的組成”、課題4“化學式與化合價”均以水作為媒介,教學目標在于讓學生掌握物質構成元素的分辨方法和思路。這一教學目標與第三單元“物質構成的奧秘”,特別是課題3“元素”知識關系密切。同時,水是生命源泉,是初中學生日常生活、社會生產以及地球生物存在與發展的必備元素,圍繞水相關知識點進行單元教學,既能調動學生的學習與科學探究積極性,又可以整合學生的生活經驗與真實體驗。依據大概念視角下化學單元教學的科學思路進行教學,主要實踐包括以下環節:
(一)明確單元教學主題
水的組成是從化學元素構成視角提出的科學命題,對這一命題進行論證需要借助化學實驗這一媒介,這與第五單元“化學方程式”知識建立了密切聯系,即從微觀層面認識水的化學變化,得到相關化學方程式。通過以上單元內容的梳理,可以得出本單元教學目標——增強學生對自然界中水及其構成的了解、掌握相關化學方程式的書寫與計算,基于這一目標,可以進一步明確單元教學主題——解讀水的構成及變化。
(二)提煉單元教學概念
在單元教學時,可以了解水電解實驗及化學應用、水的構成及化學式、電解水化學方程式等基本事實,進而提煉化學變化生成其他物質、分子與原子變化關系等具體概念。化學變化意味著新物質產生,其本質是特定規律下原子的重新組合等核心概念。基于對學科知識向學科核心概念的逆推過程,以及對教材的分析,可以最終提煉本單元教學大概念為物質的化學變化。這一學科大概念隸屬于科學教育14個大概念的范疇,即宇宙萬物都由細小的微粒構成。
(三)整合單元教學內容
本單元教學內容主要以第四單元課時3為主線,以課時4、第三單元中課時3、第五單元知識為補充,由此構成大概念視角下單元教學的內容框架。
(四)設計單元教學活動
首先,創設問題情境,即以大概念統攝單元教學為基本前提。引導學生圍繞“航天員在空間站生活所需的水分和氧氣從哪里來、如何在太空獲取氧氣”問題進行思維頭腦風暴,進而引出電解水單元知識概念;其次,豐富教學內容,及利用多媒體設備播放電解水的實驗,引導學生基于對實驗現象與結論的觀察思考:電解水的過程是物理變化還是化學變化、觀察到哪些實驗現象、實驗最終產物是什么,由此引出氫氣概念,并引導學生結合實驗來寫出電解水實驗的文字表達式;再次,知識延伸,即由電解水的產物引出元素概念和元素周期表知識,鼓勵學生思考電解水化學反應是否導致元素種類的改變,進而引出原子、分子及其關聯性概念;最后,基于此,以同樣問題引導、實驗觀察、知識延伸的思路進行化學方程式知識教學設計。完成單元教學實踐后,為學生設計實踐作業,在已知水和氧氣密度的情況下,求解在太空開展1L電解水實驗能得到多少氧氣,以此達到學以致用的單元教學目標。
(五)開展單元教學評價
首先,邀請其他一線化學教師,利用化學教學設計評價量表對教師單元教學設計進行質化與量化評價,評價內容涵蓋一致性、認知與元認知、社會文化與情感、科學描述與應用量表四個維度,不同標準下又進行了共計19個二級指標,用以對教師單元教學過程和結果進行綜合評價;其次,教師為學生布置思維導圖單元知識梳理作業,要求學生發揮主觀能動性整合知識要點、梳理單元主線,而后根據學生提交的作業進行繪制過程、繪制結果、過程態度評價,以客觀全面評估學生的單元學習情況及對單元大概念的認知水平。
總之,以大概念為統領開展初中化學單元整體教學是化學課程改革與教學方式調整的重要實踐,是幫助初中學生建構驗證化學知識結構、發展化學核心素養與綜合實踐能力的重要途徑。而在新課標教學背景下實現這一關鍵的教學調整,需要初中化學教師堅定以學生為本的核心思想、以實現學生全面發展為重的基本原則,對化學單元內容加以整合、對單元目標予以明確、對單元計劃進行合理設計、對單元計劃進行科學評價,細化大概念視角下的化學單元教學各個環節,切實保障化學教育目標的達成與學生核心素養的提升。
參 考 文 獻
[1]王磊.基于大概念統領多維課程內容,外顯學習主題的核心素養發展要求——義務教育化學課程標準課程內容修訂重點[J].課程·教材·教法, 2022(08).
[2]鄧峰,竇炳新.芻議化學大概念的提煉[J].化學教學,2023(08).
(責任編輯:楊慧芝)