基于學習進階的高中化學大概念教學設計與實施

高中化學課程作為一門核心的自然科學學科，包含了許多的基本概念和理論，對學生的學習技能和科學素養有著較高的要求。然而，傳統的教育模式通常以教師為中心，強調知識的傳授和記憶，這往往難以激發學生的學習熱情和批判性思維。構建以大概念為中心的教學，能夠協助學生搭建一個更全面、高效的知識架構，同時也能有效地發現和解決問題，從而提升學生的學習質量和核心素養。運用學習進階理論引導學科教學，使各學科的學習成為一個有序的整體，有助于學生的知識結構構建、核心觀點的形成和學科核心素養的提升。本文在學習進階理論的引導下，以高中化學的大概念教學實踐為支撐，研究以關鍵能力作為進階要素的大概念教學模式，其目標是提出具有針對性的大概念教學設計建議，為教師在實際教學中更有效地運用學習進階方法提供參考。

一、學習進階和大概念教學的含義及特點

近些年，我國的教育改革持續深化，教育觀念也在不斷更新。在這些新教育觀念中，基于大概念教學落實核心素養已經成為教育改革的主要研究方向之一。大概念能展示在事實類知識背后的規則和規律，它作為知識的支撐點，使分散的知識能夠建立有機聯系。這種有機聯系的知識不僅方便記憶，同時也有助于學生在已掌握的知識基礎上去接納新的知識。

（一）二者含義

學習進階指學生在一定時間內對某一主題的學習和探索過程逐步提升、層層遞進的思考模式。學習提升不僅解決學生的認知發展軌跡，更關注于學生在認知發展過程中所需的具體“支點”。學習提升符合學生思維發展的自然規律，是圍繞核心理念從淺入深的提升過程。這一過程體現在學生在掌握同一主題概念時，遵循的是一種連續、典型的學習路線。在提升的起點基礎上，分析和診斷提升過程中可能遇到的困境和挑戰，尋找最佳的提升路徑，設計核心活動，逐步提升，層層遞進。

大概念是一種通過抽象總結得到的，具有整合、關聯并廣泛適用的觀念。這種觀念不僅是一個詞語或者一個定義，其內涵和范圍超越了一般的概念，成為承載學科思維和理論的載體，使原本散亂的學科知識得以有序整合，為學科的解讀和綜合研究提供了有力的工具。學生可以借助這個“概念的錨點”深入研究學科的核心，有效洞察和遷移學科知識，真實掌握學科的核心素養。研究表明，大概念教學可以聚焦教學的核心內容，并清楚地表述教學目標，利于教師進行高效的教學設計；有助于設定教學的優先級，構建學科知識框架；挖掘學科“大概念”是對學科核心素養的探索，能幫助學生更深入地理解學習的核心任務與個人發展的關聯，持續優化自己的學習狀態，從而更好地理解學科核心素養的教育價值，并實現這些價值。

（二）二者特點

學習進階研究的特點可以概括為：圍繞核心概念建構、刻畫學生知識和能力的不同層級、學習表現呈現層級發展的證據、體現課程和教學的影響。大概念本身的三個特點：整合性、抽象性與廣泛適用性。大概念能展現出一切事物的共有特性，是對某一領域物質的系統化、全方位、本質化認識，具有強大的整合作用。大概念之所以被提出，關鍵在于它能整合眾多的小觀點，有了大概念的整合，學生頭腦中學過的知識不再是孤立、零碎的存在，而是組成了一張結構性極強的知識網。大概念位于學科概念體系的頂端，匯集性極強，通常只需一個詞語就能標識，例如“構造”“變化”。這些詞語通常是生活中的常用詞語，但其背后卻隱藏著巨大的含義世界。這一特性使大概念成為連接學校和真實世界的橋梁，但部分人對大概念的理解較為淺顯。大概念不可以直接學習，其習得是一個慢速、持續、逐步的過程，學生需要在事實層面與概念層面反復思考才能領悟。大概念下的各種知識以其優秀的結構性在解答問題中展現巨大的優勢。如專家掌握某一領域的大概念知識，能夠從復雜的問題情境中抽取概念性因素，并遷移到頭腦中熟悉的領域，從而比新手更擅長將所學知識遷移到新的環境中。

二、高中化學教學實行“大概念教學”的重要意義

（一）構建化學知識的系統結構

大概念教學能幫助學生構建完整的化學知識體系，明確各知識點間的內在關聯和邏輯關系，將孤立的知識點相互融合，形成一個整體的認知架構，使學生對化學的基本原理和實質有更深刻的理解。這種系統的知識架構為學生未來的學習和應用奠定了堅實的基礎。

（二）提升學生的綜合思考和解決問題能力

大概念教學注重知識的全面性和綜合性，有助于培養學生的綜合思考和解決問題能力。它要求學生將各個知識點聯系在一起，理解其相互影響和作用，有助于提高學生的系統思維和問題分析能力。在面對實際問題時，學生能較好地將理論知識融入實際場景，進而提高其應用能力。

（三）激發學生對化學的興趣和理解

大概念教學使學生得以更細致地理解化學的含義和其所帶來的價值。這種教學方式不僅讓學生體驗到化學現象的多樣性，更讓其了解到化學在日常生活中的應用，感受到化學在推動社會進步和改變世界中的關鍵作用，使學生對化學知識產生親和感，激發學習興趣，逐步提升課堂教學效果。學生在這個過程中不再是被動地吸收知識，而是通過理解整體的概念來增強對化學的熱愛。這種興趣的培養有助于激發學生對化學的探索精神和求知愿望，從而提升其學習化學的積極性。

（四）推動跨學科整合

化學作為一門自然科學，與物理、生物等學科有著緊密的聯系。大概念教學能使學生更好地理解不同學科間的關聯和交叉領域，推動跨學科整合。這有助于學生形成更加完整的科學知識體系，為未來的跨學科研究和應用打下基礎。高中化學課程使用學習進階理論統領學科教學，將多門學科課程的學習轉變為一個有機的整體，有益于培養學生的知識體系，形成核心觀念和提升學科核心素養。因此，高中化學課程開展基于學習進階的大概念教學設計和應用實踐研究具有很大的現實意義。

三、高中化學基于學習進階的大概念教學策略研究

（一）創建概念地圖，引導學生建立整體認知

在高中化學學習過程中，部分學生通常只專注于單個的知識點，忽視了這些知識點間的關聯。為了輔助學生建立全局性的理解，教師可以運用如概念地圖、思維導圖等工具。借助這類工具，學生能將各個知識點串聯起來，構建系統的認知結構。教師通過示范和引導，讓學生在創建概念地圖的過程中逐步洞悉知識間的內在聯系，進而更深入地理解化學大概念。

例如，在“二氧化硫的性質和作用”教學中，教師可以引領學生共同整理知識并建構知識體系，讓學生應用價類思想自主繪制思維導圖。在此過程中，學生以二氧化硫的性質和作用為核心，將二氧化硫對空氣的污染和硫酸型酸雨的產生原因等擴展知識進行填充，再擴大自己的學習體驗和理解內容，繪制出一幅屬于自己的思維概念圖。這個過程中，教師將學習的主控權移交給學生，讓學生主動繪制并完善概念圖，不但能有效拓展學生的思維，還能提升學生的邏輯分析能力和知識體系建構能力，有利于培養高中學生化學學科核心素養。

（二）進行實驗教學，引領學生洞察化學學科本質

化學是一門實驗性強的學科，高中化學教師可以利用化學實驗來促進學生理解化學知識。一般來說，學生對化學實驗極具熱情，教師可以鼓勵學生自我設定主題、規劃實驗、執行實驗、驗證理論。在全部的實驗流程中，教師僅扮演指導者的角色。這種方式能有效地激發學生的學習興趣，調動學生的學習主動性，通過進行化學實驗的發掘與研究，引導學生洞察化學學科本質。

例如，在“乙酸、碳酸以及苯酚酸性的強弱對比”的教學中，教師可以將課堂分為不同的小組，讓他們自主設定實驗內容，設計并執行實驗，在此過程中，教師的角色是觀察者和輔導員。在實驗結果分析階段，教師引導學生利用“強酸制弱酸”的概念來解釋實驗結果。學生們通過小組內部討論后，在實驗室里實踐他們的設計，同時與其他小組比較，以決定哪個實驗設計最佳。這樣的課堂活動，不僅使學生在實踐活動中掌握理論知識，也鍛煉了實踐技能，提高了團隊協作能力。在以學生為中心的教學模式下，教師的角色是引導者和組織者，而學生是探究者和創造者。因此，教師應把課堂的主動權交給學生，充分激發他們的學習動力。同時，教師可以適當地組織學生參與課堂教學，讓其把所學的知識分享給其他同學。教師應積極鼓勵學生進行探究學習，提高他們的創新能力和實踐操作能力，使學生在探究中洞察化學學科本質。

（三）生活化教學，促進學生知識遷移

化學這一門以探究物質的性質和變化為主線的學科，其知識體系的構建離不開深入理解和掌握基礎概念。為了使學生更好地理解這些概念，教師可以從學生的日常生活中找到入手點，將抽象的理論知識與生活實踐緊密相連，促進學生知識遷移，讓大概念成為連接學校和真實世界的橋梁。高中化學教師運用生活化教學策略，讓學生在熟悉的生活環境中理解和掌握化學概念，從而提升學習興趣，培養其實踐能力。

例如，在教學“鐵以及它的化合物”時，教師可以將日常生活中與鐵有關的現象作為教學資源，以此引導學生理解化學知識。教師在講解鐵化合物的知識點時，可以讓學生探討生活中常見的青磚是如何形成的，引導學生在實踐中探索氫氧化亞鐵的制作過程，讓學生在實踐中加深對鐵和其化合物的理解，建立起知識之間的聯系，同時也鍛煉了學生的獨立思考和解決問題的能力。

（四）創設探究情境，培養學生關鍵能力

開展實踐探究活動，能夠引導學生積極思考，加深其對化學知識的理解，也能夠培養其實踐能力和創新精神。因此，高中化學教師需要跳出傳統教學的框架，盡可能地將學習主動權交給學生，讓其通過合作探究，自我發現和學習新的知識和技能，從而提高化學教學的課堂活力。

例如，在教授“弱電解質的電離平衡”這個知識點時，教師可以組織學生進行小組討論和實驗探究。教師先向學生提出問題：“我們知道酸、堿、鹽都是電解質，但為何同為酸和堿，卻有強弱之分，如鹽酸和醋酸有何差異？”然后，教師指導學生利用實驗材料，比較不同濃度的鹽酸與等量的鎂條的反應速度，或者比較相同濃度的鹽酸和醋酸溶液與等量鎂條的反應速度。在實驗過程中，學生不僅可以親身體驗化學反應的過程，也能通過實驗結果，加深對弱電解質電離強弱的理解，提高自身的實踐創新能力。這樣的教學模式，既激發了學生的課堂參與熱情，也有助于培養其化學實踐能力和創新精神。

（五）基于多元教學資源，推進跨學科整合

教師運用多元化的教學資源、互動式的教學平臺以及項目化學習，將化學學科大整合或跨學科大整合，讓教學內容更豐富多彩，有效提升學生學習的熱情和核心素養。如利用影片、動態圖像等方式，將化學的抽象概念以具象、生動的形式展現出來，使學生對所學知識產生更深的興趣。并通過互動式的教學平臺，設計互動問答、在線討論等環節，引導學生在參與的過程中思考和交流。

例如，在對“二氧化碳性質”的教學過程中，教師利用多媒體手段來解析此知識點，增強學生對二氧化碳的認識深度。在課堂上，教師通過PPT展示二氧化碳在日常生活中的作用，播放一些與二氧化碳相關的視頻，使學生對二氧化碳有一個基本的認識。采用這種教學方式，不僅提升了課堂效率，也讓學生對學習化學產生了興趣。在教學“金屬材料和無機非金屬”的知識點時，教師可以通過多媒體教學的方式，引導學生理解金屬和非金屬的區別，并運用多媒體的直觀性，將抽象的知識點簡化和具體化，讓學生以更易于理解的方式，掌握所學的知識。在這個過程中，教師可以鼓勵學生以新的角度看待已學知識，從而更好地理解和掌握知識點。同時，這種教學方式還可以鍛煉學生獲取和處理信息的能力，使他們更深刻地認識到金屬元素在社會和日常生活中的重要作用。這樣的教學方式，既讓學生的學習思維得到發展，激發了其學習興趣，也讓學科核心素養落地。

四、結語

綜上所述，在課堂教學中實施大概念的教學模式，有助于教師和學生深度理解化學學科知識。這種理解包含了知識的理解，以及對具有學科特性的思維方式和策略的理解，這對教師和學生的未來發展有著深遠的影響。在高中化學教育中，階段性的學習可以輔助學生深入理解和掌握化學大概念的含義和邏輯聯系，從而提升他們對學科知識的理解和運用能力。大概念在高中化學教學中起著核心作用，既有利于搭建教學框架結構，又能幫助學生深度理解化學知識，感受化學學習的吸引力，并在以后的學習中主動加強大概念的體系建設，真正提升化學學科素養。在教學實踐中，教師需要從教學內容出發，借助豐富的教學資源和教學活動，提升學生的學習體驗，提高其化學學習能力，并為他們未來的發展奠定堅實的基礎。

注：本文系福州市教育科學研究“十四五”規劃課題“基于學習進階的大概念教學設計與應用實踐研究”（立項編號：FZ2021GH138）的研究成果。

（劉" 蕓）