大概念統(tǒng)領(lǐng)下高中化學單元教學策略研究

摘 要：核心素養(yǎng)凸顯了新時代的人才需求特點。化學核心素養(yǎng)背景下，以學科大概念為核心，促進課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，積極開展單元教學，已經(jīng)成為教學發(fā)展的必然趨勢。本論文就立足于此，簡述了大概念的內(nèi)涵，明確了大概念統(tǒng)領(lǐng)下高中化學單元教學的重要性，并結(jié)合課堂教學實踐，針對其具體開展路徑展開探究，旨在塑造高中化學課堂教學“新生態(tài)”，促進化學核心素養(yǎng)的落地。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng)；高中化學；大概念；單元教學

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》作為課堂教學的綱領(lǐng)性文件，明確提出了“重視以學科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化”要求，倡導教師在組織課堂教學時，應(yīng)以大概念為核心，將原本繁雜的課程內(nèi)容整合到一起，使得學生在大概念引領(lǐng)下的結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化學習中，深入理解知識的本質(zhì)，并感悟其中蘊含的思想方法。但當前高中化學課堂教學活動依然以課時為主，使得教學內(nèi)容過于分散化、零散化，學生不僅無法形成完整的知識結(jié)構(gòu)，也阻礙了化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。鑒于此，高中化學教師唯有及時變革教學概念，以化學大概念為核心，建構(gòu)起不同層級的化學知識結(jié)構(gòu)，才能使學生在結(jié)構(gòu)化、系統(tǒng)化的單元學習中，形成一定的化學核心素養(yǎng)。

一、基于大概念單元整體教學概述

（一）大概念內(nèi)涵

新課標視域下，以學科大概念為核心的教學模式應(yīng)運而生。關(guān)于“大概念”的內(nèi)涵，學者們雖然從不同的角度進行了解釋，并未形成統(tǒng)一的認定，但在研究中總結(jié)出了大概念的特征：

（1）抽象性。大概念并不直接指向具體的知識點，而是深入到深層次的抽象本質(zhì)，也反映出了特定的思維方式。（2）概括性。大概念立足于具體知識和概念，將零散的信息進行整合，具備高度的概括性。（3）統(tǒng)攝性。大概念是概念體系的頂層，能夠延伸出眾多的概念分支，并且包含了輔助學習、理解的事實性知識，具備整合不同類型知識的能力。（4）持久性。大概念能夠長久地停留在人的認知結(jié)構(gòu)中，并且還會伴隨著時間的推移豐富其內(nèi)涵、拓展其外語言，是一種動態(tài)的發(fā)展性。（5）可遷移性。大概念可應(yīng)用到跨學科的學習場景中，并且能夠延伸到學校教育之外的環(huán)境中，具備極強的應(yīng)用價值、轉(zhuǎn)換能力等。

對此，筆者結(jié)合以往學者的研究結(jié)論，認為大概念是能夠揭示不同概念和知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，并且以陳述句的形式進行明確表達的一種觀念，具備顯著的遷移性[1]。

（二）基于大概念高中化學單元教學價值研究

核心素養(yǎng)下，以大概念作為引領(lǐng)，重塑化學單元教學新方案，已經(jīng)成為當前課堂教學的必然趨勢。具體來說，其重要性集中體現(xiàn)在以下三個方面：

首先，有助于學生構(gòu)建出完整的知識結(jié)構(gòu)體系。就高中化學來說，其中包含著大量的知識內(nèi)容，如果按照傳統(tǒng)的教學方法展開教學，不僅要耗費較大的時間和精力，還不利于學習內(nèi)容的整合，致使學生學習到的知識始終為碎片化的知識點，難以形成系統(tǒng)化的知識體系。而在大概念的引領(lǐng)下，教師對單元內(nèi)部的知識體系進行了整合，使得學生在系統(tǒng)化的學習活動中，逐漸構(gòu)建起完整的知識結(jié)構(gòu)。

其次，有助于學生開展深度學習。在傳統(tǒng)的高中化學課堂中，學生處在“教師灌輸、學生被動接受”的學習狀態(tài)，學習結(jié)果始終停留在淺層階段，學生難以從中獲得綜合性發(fā)展。而在大概念引領(lǐng)下的單元教學活動中，教師需要聚焦課程標準的要求，結(jié)合教學內(nèi)容，提煉大概念，明確單元教學主題，并結(jié)合學生的認知發(fā)展區(qū)科學設(shè)計教學活動，使得學生在科學探究、實驗活動中，深入理解化學知識，并促進綜合素養(yǎng)的發(fā)展，真正實現(xiàn)化學深度學習。

最后，有助于培養(yǎng)學生的化學核心素養(yǎng)?；诖蟾拍畹幕瘜W單元教學活動中，學生在單元大概念的引領(lǐng)下，通過自主探究、實踐探究等機會，在主動學習、分析問題、解決問題、參加實踐的過程中，促進單元內(nèi)容的整合，并在探究的過程中實現(xiàn)化學核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。

二、基于大概念的單元教學設(shè)計原則探究

鑒于大概念引領(lǐng)下的單元教學設(shè)計優(yōu)勢，教師在設(shè)計課堂教學方案時，應(yīng)遵循以下四個基本原則：

原則一：整體性。新時代背景下，對學校人才培養(yǎng)提出了更高的要求，要求通過化學課程學習，培養(yǎng)學生的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力等。但是傳統(tǒng)化學課堂教學常常將其割裂成理論知識講解和習題鞏固兩大類，割裂了化學課堂的整體性。而在大概念引領(lǐng)下的單元教學活動中，學生將在大概念的引領(lǐng)下，通過發(fā)現(xiàn)問題、探究問題、解決問題的過程，明確化學知識的內(nèi)在聯(lián)系，并在整體性、系統(tǒng)化的學習活動中，促進化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。

原則二：情境性。情境性就是從真實的環(huán)境中挖掘與教學內(nèi)容相關(guān)的素材，并對其進行加工，最終通過各種手段創(chuàng)設(shè)情境。經(jīng)課堂實踐證明，學生在特定的情境中，能夠從不同的角度獲取知識，并在情境的驅(qū)動下，結(jié)合所學的知識提出猜想、形成假設(shè)，最終經(jīng)過驗證等過程，完成問題的思考和探究。為了最大限度達到情境教學的目的，教師在選擇教學情境時，應(yīng)兼顧包容性和真實性，確保所創(chuàng)設(shè)的教學情境和學生的認知水平相一致，且其中覆蓋較多知識點，能夠滿足學生核心素養(yǎng)的發(fā)展需求。

原則三：遷移性。新課標視域下，培養(yǎng)學生的化學知識遷移能力是課堂教學的終極目標。在傳統(tǒng)的課堂教學活動中，刷題屬于一種低級的遷移活動，學生只需要記憶框架，即可通過套用模版的方式解決其他問題，難以真正實現(xiàn)知識的“學以致用”。因此，教師在設(shè)計大概念引領(lǐng)下的單元教學方案時，可遵循從“具體—抽象—具體”的流程，指導學生從實際生活中發(fā)現(xiàn)化學問題，并在課堂探究中內(nèi)化化學知識，最終在解決實際問題的過程中，實現(xiàn)化學知識從“理論到實踐”的遷移。

原則四：循序漸進。在大概念引領(lǐng)下的單元教學活動中，教師要明確學生是具備情感、知識和經(jīng)驗的人，而這些恰恰是學生學習的起始點。雖然學生學習的起始點可能是零散的、片面的、錯誤的，但學習的過程就是對其進行鑒別、矯正和完善的過程。因此，教師在設(shè)計課堂教學活動時，要堅持循序漸進的原則，基于學生已有的知識結(jié)構(gòu)、身心發(fā)展順序等，堅持“由易到難、由簡到繁”的順序，科學設(shè)計教學活動[2]。

三、大概念統(tǒng)領(lǐng)下高中化學單元教學策略研究

化學核心素養(yǎng)視域下，基于大概念開展單元教學已經(jīng)成為一種必然趨勢。對此，筆者以“化學能與電能”教學為例，對其展開探究。

（一）提煉單元大概念

在單元教學活動中，大概念具備極強的適用性和統(tǒng)攝力，直接影響著單元教學的效果。通常，在大概念引領(lǐng)下的單元教學活動中，教師面臨的首要任務(wù)就是基于課程標準、教學內(nèi)容分析，提煉出單元大概念。一方面，教師應(yīng)仔細梳理單元知識內(nèi)容，明確零散知識點之間的內(nèi)在聯(lián)系，使其形成完整的知識鏈條，為大概念的提取提供有力的支撐；另一方面，應(yīng)聚焦單元主題，從新課標、核心素養(yǎng)、概念派生等角度提取單元核心知識，并對其進行整合，使其成為單元教學大概念。

在“化學能與電能”教學活動中，本單元是在化學能和熱能基礎(chǔ)上對“化學反應(yīng)”的進一步認識，因此在教學活動中要包含從能量角度分析“化學能和電能”。同時，最新課程標準中也聚焦本單元內(nèi)容，向教師提出了“明確化學反應(yīng)可以實現(xiàn)化學能、其他形式能量的轉(zhuǎn)化，認識到化學能可以轉(zhuǎn)化為電能，并從氧化還原的角度分析原電池的工作原理”要求。結(jié)合化學核心素養(yǎng)下的要求，新課標還要求教師在開展課堂教學時，應(yīng)充分發(fā)揮知識的功能價值，使得學生在學習中逐漸形成基本的觀念。在此基礎(chǔ)上，教師結(jié)合本單元教學內(nèi)容，提煉出大概念為“氧化還原反應(yīng)和能量守恒定律”。

（二）分析單元要素

在基于大概念引領(lǐng)下的單元教學活動中，分析單元教學要素是制定教學目標的基礎(chǔ)，也是開展課堂教學活動的重要依據(jù)。通常，在單元要素分析中，教師應(yīng)從課程標準、教材內(nèi)容、學情三個維度出發(fā)。首先，分析課程標準。課程標準集中反映了課程的性質(zhì)、任務(wù)內(nèi)容、教學要求等，對課堂教學具備指導性意見。其次，分析教材內(nèi)容。教材是課程標準的具體化，也是開展教學活動的重要參考。教師在對教材內(nèi)容進行分析時，應(yīng)關(guān)注單元導語、單元小結(jié)、單元內(nèi)容、單元教學重難點等，深層次挖掘教材內(nèi)容，展現(xiàn)課程知識結(jié)構(gòu)框架，凸顯化學學科的核心素養(yǎng)。最后，分析學情。學生是學習的主體，在基于大概念引領(lǐng)下的單元教學中，教師必須要對學生進行深層次解讀，了解學生的化學基礎(chǔ)知識、社會生活經(jīng)驗、個人興趣、愛好等，精準把握學生的學習需求[3]。

在“化學能與電能”基于大概念的單元教學活動中，教師就按照上述三個維度展開分析。首先，課程標準分析：要求學生在學習中應(yīng)掌握“以電池為例認識化學能轉(zhuǎn)化為電能，從氧化還原反應(yīng)的角度分析原電池的工作原理；體會開發(fā)高能清潔燃料、研制新型電池的重要性”。同時，鑒于本單元內(nèi)容，要求教師在組織課堂教學時，應(yīng)借助“實驗事實、數(shù)據(jù)等證據(jù)素材，轉(zhuǎn)變偏差認知，并充分發(fā)揮重要知識的功能”。其次，教材內(nèi)容分析：本單元圍繞“電能與化學能之間的關(guān)系”展開，從能量轉(zhuǎn)化的角度，分析得到化學能轉(zhuǎn)化為電能的裝置——原電池，并借助“實驗探究”的方式研究其組成條件和工作原理。最后，學情分析：學生經(jīng)過初中階段的學習，已經(jīng)掌握了物質(zhì)在發(fā)生化學變化時會發(fā)生變化。同時，在必修一中也明確了氧化還原反應(yīng)的實質(zhì)就是電子的轉(zhuǎn)移；在學習中認識到化學能和熱能變化的本質(zhì)原因就是化學健的斷裂和形成；另外，學生在學習中還逐漸形成了一定的元素觀、轉(zhuǎn)化觀、微粒觀、能量觀等。

（三）設(shè)計單元教學目標

教學目標是教學活動的出發(fā)點和最終歸宿，明確了課堂教學的方向。核心素養(yǎng)下，化學教師在設(shè)計大概念引領(lǐng)下的單元教學方案時，必須要基于單元要素分析結(jié)果，聚焦化學核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，科學設(shè)計教學目標[4]。

在“化學能與電能”基于大概念的單元教學活動中，教師就基于上述單元要素分析結(jié)果，并結(jié)合化學核心素養(yǎng)的內(nèi)涵，將單元教學目標確定為：①明確原電池的本質(zhì)，認識原電池裝置中各個部分的作用；②認識原電池是化學能轉(zhuǎn)化成為電能的重要觀念；③當事物發(fā)生變化時，會出現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化，但能量的重量是不會發(fā)生改變的。

（四）科學設(shè)計教學活動

基于大概念下的單元教學模式，教師要堅持“以生為本”原則，基于學生的學習需求，科學設(shè)計探究活動，使得學生在探究任務(wù)的引領(lǐng)下，經(jīng)歷思考、合作、探究等學習活動，最終在自主思考、合作探究等過程中，主動建構(gòu)知識，并促進思維、能力和情感等發(fā)展，高效達成預期的教學目標。

在“化學能與電能”基于大概念的單元教學活動中，教師結(jié)合教學內(nèi)容、學生的實際情況，以“音樂賀卡”為學生創(chuàng)設(shè)教學情境，并以此貫穿教學始終，使得學生在運用化學知識解決實際問題的過程中，建構(gòu)起系統(tǒng)化的知識體系，并加深大概念的理解。

第一，以“生日宴會上，音樂賀卡突然沒了聲音”作為教學情境，并向?qū)W生提出問題：音樂賀卡中的能量轉(zhuǎn)化形式如何？同時，借助多媒體信息技術(shù)，為學生呈現(xiàn)我國當前火力發(fā)電系統(tǒng)，并引領(lǐng)學生思考：在火力發(fā)電系統(tǒng)中能量的轉(zhuǎn)化形式如何？我國當前火力發(fā)電系統(tǒng)中還存在哪些缺點？

第二，以音樂賀卡發(fā)生聲音需要有電流產(chǎn)生作為切入點，指導學生思考“哪些化學反應(yīng)會有電流產(chǎn)生”，之后結(jié)合學生的回答，向?qū)W生提出問題：“為什么氧化還原反應(yīng)會產(chǎn)生電流？”接著，指導學生以小組為載體，開展化學實驗：分別將Cu/Zn放入到稀硫酸中，觀察其實現(xiàn)象，并思考“Zn和稀硫酸發(fā)生化學反應(yīng)，會讓賀卡響起來嗎？為什么”，之后指導學生將Cu和Zn的導線中間連接一個電流表，并插入到稀硫酸中，指導學生觀察實驗現(xiàn)象，并思考“銅片的表面為什么會產(chǎn)生氣泡”，使得學生在實驗探究中對原電池形成深刻的理解。

第三，指導學生對原電池的裝置示意圖進行分析，并為學生講解相關(guān)的知識，之后指導學生以小組為載體，思考：外電路是依靠電子的定向移動形成電流，內(nèi)電路是如何形成電流的？陰陽離子是如何移動的？

第四，為學生提供實驗材料，指導學生以小組為載體，合理設(shè)計實驗方案，使得音樂賀卡重新發(fā)聲。另外，根據(jù)學生實驗探究的結(jié)果，指導學生繼續(xù)猜想哪些因素會對原電池的效率產(chǎn)生影響。

第五，為學生展示生活中的空調(diào)遙控器、充電寶使用情況等，使學生從電池構(gòu)成的要素出發(fā)，設(shè)計出符合自己心意的干電池[5]。

結(jié)束語

綜上所述，大概念引領(lǐng)下的單元教學模式契合了化學新課標的要求，是培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)的重要途徑。鑒于此，高中化學教師要努力轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的課堂教學模式，基于新課標、教材內(nèi)容、學情分析，提煉大單元大概念、設(shè)計單元教學目標、優(yōu)化單元教學活動，使學生大概念引領(lǐng)下的單元教學活動中，獲得綜合性成長與發(fā)展。

參考文獻

[1]高婧.基于學科大概念的高中化學單元教學設(shè)計及實踐研究[D].漢中：陜西理工大學，2024.

[2]賈義晶.基于大概念的高中化學教學實踐研究[D].漢中：陜西理工大學，2024.

[3]龍溪.基于大概念的高中化學單元教學實踐研究[D].牡丹江：牡丹江師范學院，2024.

[4]趙偉華.指向大概念的高中化學單元教學策略研究[J].教師，2024（14）：117-119.

[5]劉和美.基于大概念的高中化學單元教學路徑探究[J].新智慧，2024（13）：10-12.