大概念視角下的高中化學單元教學設計與實踐

中圖分類號：G63 文獻標識碼：A文章編號：0450-9889（2025）14-0104-05

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱《課程標準》）明確提出“重視以學科大概念為核心，使課程內容結構化，以主題為引領，使課程內容情境化，促進學科核心素養的落實”。由此可見，基于大概念的化學學科教學是必要且有意義的。要想在高中化學教學中發揮學科大概念教學的優勢，必須了解學科大概念的內涵，探究通過單元教學促使學生從掌握化學知識向發展核心素養轉變的途徑。本研究以“沉淀溶解平衡”單元教學為例，從大概念的確立和解構、教學目標的設定、單元教學活動的設計和評價等三個方面，探討大概念視角下的單元教學設計與實踐。

一、學科大概念和單元教學的內涵

（一）化學學科大概念的界定

大概念（BigIdeas）也被譯為大觀念、核心觀念、核心概念等[2]，是學科結構的骨架和主干部分；它能夠反映學科知識結構，提供理解知識和解決問題的思想方法3。本研究中的化學學科大概念是指能反映化學學科的本質和核心的觀點[2]，它居于學科中心地位，把學科關鍵思想和關鍵內容聯系起來構成學科框架的重要概念。學科大概念不是學科中某一具體的概念、定理或法則，而是學科思想和理論的載體，大概念能夠把碎片化的知識進行整合、鏈接，使之結構化、遷移化，體現了化學學科的頂層思維和觀念。

（二）單元教學的含義

不同學者對單元教學有不同理解：王磊認為單元教學是教師根據對《課程標準》教材內容的理解，及學情特點，整合、重組教學內容，形成相對完整的教學主題單元；胡九華等認為單元教學是以系統論作為指導，突出知識構建的過程；鐘啟泉認為單元教學設計不是以孤立的單課時為單位，而是整合單元內容，從學科核心素養出發分析《課程標準》，并進行單元設計。基于上述分析，本研究中的單元教學主要指以核心素養為指向，以實際學情為前提，以學科大概念為教學核心思想來重組、劃分教材中的章節。單元教學中的單元與教材中的單元既有共性又有不同，共性體現在知識概念的大分類，不同點體現在真實情境的貫穿應用及教學活動設計—單元整體教學不一定以教材劃分的單元為中心，而是按照新的要求進行劃分，可以是一個主題思想，也可以是知識內容重組的學習單元。大概念視角下的單元教學，不再追求“一課一得”，而是力求站在宏觀的單元視角看清每節課的作用。

（三）學科大概念視角下的單元教學

從學科大概念角度開展單元教學被認為是發展學生核心素養的重要途徑之一。圍繞學科大概念進行單元教學，需要從單元整體內容出發，把握《課程標準》相關要求，整合學科相關知識，依據學情特點，設計與學科大概念相呼應、獨立又相互聯系的問題情境和驅動任務，引導學生自主構建知識結構框架，厘清知識本源性問題，建立系統的單元知識體系。從大概念的角度開展教學，有利于學生形成具有連貫性的結構化知識，促進學生深層次的學習與發展，提升學生的核心素養。

二、基于大概念開展單元教學的思考

（一）教學設計的流程

圍繞學科大概念開展學科單元教學，需要教師熟悉《課程標準》、課程內容，立足學科理解來挖掘具體知識背后更本質、核心的思想，提取學科大概念，完成對大概念從上而下的層層解構，同時依據學生認知基礎和發展特點，整合和開發單元教學內容，制訂單元教學目標，設置與單元知識聯系緊密的生產、生活真實情境，在驅動式問題解決中，引導學生主動對核心知識進行再構建，整合繁雜、零散的知識，逐步領悟具有遷移價值的化學思想和化學思維方法，實現從化學知識向化學學科核心素養的轉變。這樣的教學設計一般流程如圖1所示。

（二）實施教學的策略

1.創設真實的情境

大概念具有抽象、復雜和遷移等性質，直接使用大概念教學會導致學生理解出現困難，而將大概念與真實情境有機結合，能有效降低學生的理解難度。創設教學情境的本質就是把知識或結論從課本剝離出來，與現實中生活、生產的情境相融合，使學生通過分析和解決情境中的問題，引發對知識的深度認知，幫助學生從現象看到本質。只有在真實情境下運用一種或多種知識完成特定的任務，才能評估關鍵能力、必備品格與價值觀念[4]

化學學科的特點之一是與日常生活、生產密切聯系，教師可以從實際生活入手，圍繞教學內容創設與之相關的真實教學情境，這樣既能激起學生的探究興趣，又能讓學生通過解決任務掌握化學知識在生活中的實際運用，有效地凸顯了大概念的遷移性，是對化學觀念及科學思維進階發展的應用。教師也可以對教材中的單元教學情境進行優化，引導學生聯系相關的知識開展協同學習、思考和應用，讓學生在親自探究和驗證中總結與反思學習過程中存在的不足，然后在教師的指引下完成對單元知識的系統化建構和靈活應用。

2.設置學習任務驅動

教師應根據單元內容結構特點、教學目標、學生認知規律等將大概念轉化為單元大任務或大問題，再將大任務或大問題逐層分解為若干子任務或子問題，形成有驅動性的學習任務群或問題鏈，同時根據不同的任務或問題，精心設計一系列具有啟發性、挑戰性的學習活動，使學生通過完成基本的學習任務，激發內在興趣，主動經歷思考與探究，建構知識體系，逐步生成系統的邏輯思維體系，進而達成教學目標。

3.實施學習評價活動

單元教學具有整體性、連貫性的特點，這就決定了教學評價應將過程性評價與終結性評價相結合。教師在課堂教學中將學生需要掌握的知識設計成一個個任務或問題后，還應根據教學目標配備課前評價、課堂評價和課后評價，帶領學生在學習活動的過程中開展自評與互評，讓學生的不同思想在交流中產生碰撞，促使學生從不同角度去理解本單元大概念的含義。同時針對學生的學習成果，采用教師及時參與評價的方式，反饋學生對大概念理解的優點和不足，促使學生及時自我反思。在過程性評價和終結性評價中，收集證明學生達到目標的證據，有效指引教學活動的進行，以評價促進學生學科素養持續進階發展。在單元教學中，將教學評價與教學任務、教學活動融為一體，既能以評促教，有效檢驗教學目標的達成情況，又能以評促學，加深學生對大概念的理解，從而發展學生的化學學科核心素養。

三、大概念視角下的“沉淀溶解平衡”單元教學實例

（一）確定并解構大概念

《課程標準》在闡釋“變化觀念與平衡思想”學科核心素養中明確指出：能認識物質是運動和變化的，知道化學需要一定的條件，并遵循一定的規律；認識化學變化的本質特征是有新物質生成，并伴有能量轉化；認識化學變化有一定限度、速度，是可以調控的；能多角度、動態地分析化學變化，運用化學反應原理解決簡單的實際問題[1]。

“沉淀溶解平衡”是高中階段關于水溶液知識的重要組成部分，這一章節的編排從分析單一平衡體系溶劑和溶劑的電離，過渡到探究多平衡體系鹽類的水解和沉淀溶解。整個單元的主要知識是化學反應調控在離子角度的應用，教學目標是在第二章“化學反應速率與化學平衡”理論學習的基礎上，使學生能運用化學平衡的一般原理，定量認識水溶液體系中電離、水解和沉淀平衡的一般規律，發展“變化觀念與平衡思想”學科素養。結合《課程標準》對學生化學學科核心素養的培養要求，本單元教學可以以“化學變化是有限度的，限度是可以調控的”這一大概念作為統領。

在深入分析文獻、教材和《課程標準》的基礎上，筆者梳理出大概念統領下的“沉淀溶解平衡”單元教學架構（如圖2所示）。

（二）確定單元教學目標

1.學情分析

在前面的學習中，學生對與化學平衡相關的理論知識有了基本認識，提煉和總結了平衡體系的特征、影響平衡移動的因素及研究平衡過程的思路；具備基本的化學實驗技能，了解科學探究的基本過程和方法，具有解決簡單的實際問題的能力。但由于對沉淀物形成固有認知一認為沉淀是不溶物，因此部分學生在構建沉淀存在溶解平衡的過程中存在困難，且利用平衡常數來調控反應限度的知識遷移能力有限，未能形成完整的化學平衡體系認知。

2.單元教學目標

根據學生已有基礎和《課程標準》要求，教師將“沉淀溶解平衡”單元教學目標設定為學生形成認識沉淀溶解平衡的基本思路，具體內容如表1所示。

（三）設計單元教學活動

在“化學變化是有限度的，限度是可以調控的”這一大概念統攝下，以真實情境中“電鍍工業廢水除

Ag+”的問題解決作為外顯主線，將核心概念的建立、學生思維的發展作為暗線，通過實驗探究使學生認識沉淀溶解平衡的存在，并使學生從感性觀察實驗化學現象上升到理性分析化學反應原理。在核心概念的統領下，學生從實驗、理論、應用三個不同角度逐步深入地認識沉淀溶解平衡，從學科本源上認識化學平衡，同時加深對研究平衡的思路和方法的認知，實現思維的升華，使化學知識轉化為化學學科核心素養。

下面以“沉淀溶解平衡”單元課時1為例，通過教學活動設計（如下頁圖3所示）和課堂實錄，展示在學科大概念統攝下構建沉淀溶解平衡模型，并利用模型定性解決生活中的問題。

環節二：初識沉淀溶解平衡。

教師活動：展示資料。AgCl固體在水中溶解和沉淀的過程。

師：根據化學平衡特點，完成沉淀溶解平衡的學案。

學生活動：類比化學平衡，自主構建沉淀溶解平衡的定義、表示方法、定量特征、性質。

師：請寫出難溶物 F Γ_s（OH）_3?Ag₂S 的溶解平衡 環節一：構建真實情境，提出問題。

教師活動：資料展示。工業廢水中 Ag⁺ 的危害。

師：（提出問題）根據所學知識小組討論廢水中的Ag如何除掉？

生：可用沉淀法，如加入CI、 CO₃^2? 等，還可以用離子膜法。

師：加入NaCl溶液后，產生了白色沉淀，請大家思考，此時 Ag⁺ 是否完全除盡了？如何檢驗溶液中還有沒有

學生活動：小組討論、發言、設計方案并實施。

學生用滴管取出少許上述懸濁液于試管，加入幾滴 0.1mol/L 的KI溶液，有沉淀生成，于是得出結論：AgCl懸濁液中仍含有 Ag⁺，AgCl 的沉淀不完全，“難溶解”并非“不溶解”。

師：溶液中的 Ag⁺ 從哪里來？你的證明方法、原理是什么？

學生活動：假設猜想，并檢驗。

猜想： ① 可能是微溶在水中的AgCl電離； ② 可能是沉淀的 AgCl 一邊沉淀一邊溶解。

驗證方案： ① 取上層清液滴加KI溶液； ② 往AgCl沉淀中滴加等量KI溶液。對比結果，得出結論。

師：（小結）同學們在整個實驗設計中，實際運用了一個重要的方法證明平衡的存在，即讓平衡“動”起來——使平衡發生移動。

設計意圖：教師創設了工業廢水除Ag的情境，激發學生的學習興趣。通過開放式探究性實驗，強化了學生從微觀角度認識水溶液中的反應的能力，同時使學生掌握了證明平衡存在的科學方法。培養了學生的證據意識，提升了學生的微粒觀，發展了學生的科學探究與創新意識方面的化學學科核心素養。

方程式及平衡常數 Ksp 的表達式。接著觀察表格數據，描述溶度積常數的性質、代表意義及其與溶解度的關系。

學生活動：書寫結果，自評，得出正確書寫溶解平衡方程式及 Ksp 表達式的要點。

設計意圖：通過類比化學平衡認識沉淀溶解平衡的定義，用化學語言表示沉淀溶解平衡，引導學生建立沉淀溶解平衡的“宏”“微”“符”三重表征思維模型。對比分析各類沉淀的Ksp與溶解度的數據，找規律，得出兩者之間的關系，增強學生的信息獲取、分析能力與推理能力。

環節三：Ksp的意義及應用。

師：（提出問題）如何改變沉淀溶解反應中的物質轉化程度，實現沉淀的生成和溶解呢？從定性角度來看，根據勒夏特列原理，平衡移動了，沉淀一定會溶解或析出嗎？

學生活動：討論并得結論。 Q 與 Ksp 的大小關系是預測沉淀是溶解還是析出的唯一依據。

師：（小結）要實現沉淀的生成與溶解，本質是 Q 與 K 不等。

設計意圖：聯系平衡常數，引導學生學會從定量角度解釋平衡移動，討論 K 的意義，并用 K 與 Q 的關系解釋沉淀的溶解與生成。

環節四：回歸情境，解決問題。

師：（提出問題）要使工業廢水中的 Ag⁺ 濃度盡量小，你能想出其他哪些方法？

生：向工業廢水中加入含有CI、 Br^- 或 S^2- 等能與Ag⁺ 形成難溶沉淀的離子的試劑。

師：請解釋生活中的現象——為什么吃糖、喝可樂容易長齲齒。

學生活動：學生分析、結論。

糖在酶的作用下會生成一種有機弱酸—乳酸，乳酸電離出的 H⁺"與 ΔOH^-"反應，使"平衡正向移動，牙釉質受破壞，產生齲齒。預防齲齒的方法有降低口腔的酸性，即漱口刷牙，補充 Ca²⁺，PO₄^3-

設計意圖：利用化學平衡移動原理，分析生活中和工業生產中的真實問題，感受化學反應原理對實際生產、生活的指導意義，體會化學學科的價值與魅力。

環節五：回顧總結。

師：這節課你的收獲是什么？

學生活動：學生討論，談收獲。難溶物質并不是絕對不溶的；沉淀溶解平衡是可以控制的；改變 Q 與Ksp的關系可以調控平衡，從而改變溶液中的離子和反應，達到平衡為我們所用的目的。

設計意圖：通過反思，加深學生對大概念“化學反應是有限度的，可通過改變條件來改變限度”的理解。

（四）教學活動評價

大概念視角下的單元教學的目的是使學生把零散的知識結構化，形成一個完整的知識體系，因此，教學中的過程性評價必不可少。教師全面采集學生學習過程性和結果性證據，運用多元方式呈現學生達成目標的表現和水平，重點實施表現性評價，評價學生運用所學知識解決真實情境中的問題的能力。

此外，在每課時每個教學環節后增設表現性評價表，包括學生自評、同桌互評和小組自評，針對學生的課堂表現、知識掌握情況進行評價。

大概念視角下的單元教學對學生和教師都提出了較高的要求，學生須改變過去被動接受知識的學習方式，積極、主動地成為知識的構建者和評價者，教師作為大概念教學的引路人，須在不同類型的課堂中不斷實踐、探索、總結，以發展學生的化學學科核心素養為目標，落實立德樹人根本任務。

參考文獻

[1]中華人民共和國教育部.普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）M].北京：人民教育出版社，2020.

[2]頓繼安，何彩霞.大概念統攝下的單元教學設計[J].基礎教育課程，2019（18）：6-11.

[3]任德懷.大概念指引下高三元素化學復習策略：以“元素與物質認知模型”主題為例[J].教育科學論壇，2023（4）：47-52.

[4]崔允.學科核心素養呼喚大單元教學設計[J].上海教育科研，2019（4）：1.

（責編劉小璦）