聚焦核心概念 實施單元教學(xué)

浙教版義務(wù)教育教科書《科學(xué)》九年級上冊第1章《物質(zhì)及其變化》蘊含豐富的化學(xué)知識，是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)思維和科學(xué)探究能力的重要載體。然而，該單元知識龐雜，各類化學(xué)反應(yīng)現(xiàn)象豐富多樣，涉及許多化學(xué)方程式的書寫，并且同類化學(xué)反應(yīng)在不同課時頻繁出現(xiàn)，而同一課時內(nèi)又常有多種不同類型的化學(xué)反應(yīng)同時呈現(xiàn)，這就使學(xué)生面臨多重學(xué)習(xí)障礙，難以形成清晰的思維脈絡(luò)。傳統(tǒng)的講授式教學(xué)法，往往不能充分挖掘知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，難以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和主動思考的積極性，不能幫助學(xué)生建立起連貫的知識邏輯鏈條，進而不利于學(xué)生建構(gòu)完整的知識體系。而核心概念反映了學(xué)科的本質(zhì)特征，具有高度的概括性與統(tǒng)攝性，可整合零散的知識內(nèi)容。因此，聚焦核心概念實施單元教學(xué)，有助于學(xué)生建構(gòu)結(jié)構(gòu)化的知識體系，發(fā)展科學(xué)思維，提升科學(xué)探究能力，實現(xiàn)科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。下面，筆者結(jié)合相關(guān)案例具體闡述。

一、緊扣核心概念，精準提煉素養(yǎng)目標

《物質(zhì)及其變化》單元對應(yīng)的核心概念是“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)”。對這一核心概念的學(xué)習(xí)，《義務(wù)教育科學(xué)課程標準（2022年版）》要求“能描述固體、液體和氣體的基本特征，以及在相互轉(zhuǎn)化時的特點，并能解釋有關(guān)自然現(xiàn)象能從宏觀和微觀的視角說明物理變化與化學(xué)變化能進行溶質(zhì)質(zhì)量分數(shù)的相關(guān)計算…能舉例說明化學(xué)變化在自然界與生產(chǎn)生活中的廣泛存在和應(yīng)用，認同化學(xué)反應(yīng)造福人類的獨特價值”。為了更有效地指導(dǎo)教學(xué)實踐，在教學(xué)《物質(zhì)及其變化》單元時，教師需要對這一核心概念進行細化，建構(gòu)具體、可操作的單元素養(yǎng)目標（如表1所示）。

這樣細化之后，素養(yǎng)目標變得更加明確、具體，既能為教師設(shè)計教學(xué)活動、選擇教學(xué)方法提供清晰的方向，也能為學(xué)生的學(xué)習(xí)提供明確的指引，使學(xué)生對化學(xué)反應(yīng)逐步建立全面而深人的理解，發(fā)展科學(xué)探究能力和科學(xué)思維品質(zhì)。

二、依托核心概念，建構(gòu)知識關(guān)聯(lián)體系

科學(xué)研究的重要使命是從復(fù)雜多變的自然現(xiàn)象中揭示普遍規(guī)律，建構(gòu)簡潔且具有解釋力的概念體系，以更好地理解、詮釋客觀世界《物質(zhì)及其變化》單元內(nèi)容豐富繁雜，涵蓋物質(zhì)變化、酸堿性及酸堿鹽的定義與性質(zhì)等多個方面，其中第三至第六節(jié)的20個化學(xué)反應(yīng)是理解酸堿鹽性質(zhì)的核心內(nèi)容，

對這些化學(xué)反應(yīng)進行分類梳理后，筆者發(fā)現(xiàn)它們大多涉及復(fù)分解反應(yīng)，其次是置換反應(yīng)。復(fù)分解反應(yīng)廣泛存在于酸與鹽、酸與金屬氧化物、堿與鹽、堿與酸以及鹽與鹽之間的反應(yīng)中，置換反應(yīng)則主要體現(xiàn)在金屬與酸的相互作用上。在“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)\"這一核心概念所統(tǒng)攝的框架中，復(fù)分解反應(yīng)占據(jù)關(guān)鍵地位，而離子則是理解復(fù)分解反應(yīng)的基礎(chǔ)。因此，筆者將它們確立為次級核心概念，并以此為紐帶建構(gòu)知識之間的內(nèi)在邏輯關(guān)聯(lián)。“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)\"核心概念統(tǒng)攝下的知識關(guān)聯(lián)體系如圖1所示。

基于“離子\"概念，學(xué)生可以從微觀層面深入理解酸堿性的本質(zhì)，根據(jù)物質(zhì)在電離過程中產(chǎn)生的陰陽離子來精準定義酸、堿、鹽。“復(fù)分解反應(yīng)\"概念則像一條主線，將該單元第三至第六節(jié)中眾多的相關(guān)反應(yīng)緊密串聯(lián)起來，引導(dǎo)學(xué)生的學(xué)習(xí)從對物質(zhì)性質(zhì)和反應(yīng)現(xiàn)象的表面認知，逐步深入到對化學(xué)反應(yīng)內(nèi)在規(guī)律的探索層面。通過這種方式，學(xué)生能夠建立起更加系統(tǒng)、深人的知識體系，理解化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是離子之間的相互作用，從而提升對化學(xué)知識的整體把握能力。

三、圍繞核心概念，重塑單元認知框架

幫助學(xué)生掌握學(xué)科基本結(jié)構(gòu)是提升學(xué)生問題解決能力的關(guān)鍵。對學(xué)科基本結(jié)構(gòu)的理解，本質(zhì)上就是將新知識與已有知識建立有機聯(lián)系。建立了這種聯(lián)系之后，學(xué)生在面對新問題時，就能夠快速調(diào)用已有知識進行分析和解決。在《物質(zhì)及其變化》單元的教學(xué)中，為引導(dǎo)學(xué)生建立這種聯(lián)系，教師需要圍繞“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)”核心概念建構(gòu)單元認知框架（如圖2所示）。

建構(gòu)單元認知框架，不僅能夠強化學(xué)生對知識的記憶效果，還能促進學(xué)生對知識的遷移應(yīng)用，使學(xué)生在不同情境中靈活運用所學(xué)知識。該單元認知框架主要包含三個主題模塊，具體如下。

模塊一是“基礎(chǔ)概念”，即“離子\"概念基礎(chǔ)建構(gòu)。該模塊聚焦“離子\"概念的理解與掌握，通過引導(dǎo)學(xué)生思考“物質(zhì)是怎么電離的？”“酸、堿、鹽如何定義？\"“物質(zhì)為什么有酸堿性？”等關(guān)鍵問題，幫助學(xué)生建立起酸、堿、鹽的基本概念，掌握電離方程式的書寫方法。這一過程可為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)化學(xué)變化奠定堅實的理論基礎(chǔ)，使學(xué)生能夠從微觀粒子的角度理解物質(zhì)的性質(zhì)和變化。

模塊二是“進階概念”，即離子反應(yīng)原理探究。該模塊重點探究離子間的反應(yīng)規(guī)律，借助情境創(chuàng)設(shè)、任務(wù)驅(qū)動和模型建構(gòu)等教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生逐步形成“復(fù)分解反應(yīng)”的概念。學(xué)生在探究過程中，通過分析離子在溶液中的行為，理解復(fù)分解反應(yīng)發(fā)生的條件和本質(zhì)，從而拓寬化學(xué)知識視野，提升對化學(xué)反應(yīng)本質(zhì)的認識深度。

模塊三是“概念應(yīng)用”，即化學(xué)反應(yīng)深化理解。在核心概念的引領(lǐng)下，學(xué)生運用模型分析、系統(tǒng)描述和變化探究等方法，深入學(xué)習(xí)酸、堿、鹽等物質(zhì)的化學(xué)變化和性質(zhì)。以酸和金屬氧化物的反應(yīng)為例，學(xué)生運用“復(fù)分解反應(yīng)\"概念判斷反應(yīng)類型、分析反應(yīng)條件，進一步完善對該概念的理解，實現(xiàn)知識的融會貫通和內(nèi)化。

四、聚焦核心概念，進行教學(xué)實踐

聚焦核心概念進行教學(xué)，可使學(xué)生擺脫“死記硬背”的低效學(xué)習(xí)方式，促進學(xué)生學(xué)科思維的深度發(fā)展，為學(xué)生建構(gòu)完整、系統(tǒng)的知識體系提供有力支持。《物質(zhì)及其變化》單元第三節(jié)《常見的酸》需要重點厘清的概念是復(fù)分解反應(yīng)，它是“物質(zhì)的變化與化學(xué)反應(yīng)”核心概念下的次級核心概念。在該節(jié)的教學(xué)中，教師需要圍繞“復(fù)分解反應(yīng)\"概念的建構(gòu)，為學(xué)生搭建理解化學(xué)反應(yīng)的橋梁，引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)教師提供的簡單的復(fù)分解反應(yīng)模型提出合理猜想。如：

在探究酸、堿、鹽的反應(yīng)時，先根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)的條件預(yù)測反應(yīng)是否發(fā)生，再設(shè)計實驗進行驗證，然后在實驗過程中不斷調(diào)整和完善模型，最終深人理解物質(zhì)變化的微觀本質(zhì)。通過這種方式，學(xué)生可成功建立起宏觀現(xiàn)象、微觀本質(zhì)和化學(xué)符號之間的緊密聯(lián)系，形成三重表征體系，發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)。下面展示相關(guān)教學(xué)環(huán)節(jié)。

【環(huán)節(jié)1】基于核心概念的認識—稀硫酸和BaCl的反應(yīng)

[教師活動]課前讓每組學(xué)生準備圓形磁貼、水筆、白板，課堂上提供學(xué)生實驗所需的其他器材及藥品。

師：稀硫酸和 BaCl₂ 是否會發(fā)生反應(yīng)？

[學(xué)生活動]先在圓形磁貼上標出物質(zhì)在水中電離后的離子符號，再在白板上貼出反應(yīng)前的離子模型，然后依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)模型，進一步貼出反應(yīng)后的離子組合，最后根據(jù)物質(zhì)溶解性表，判斷該反應(yīng)是否能夠發(fā)生。

生：稀硫酸和 BaCl₂ 會發(fā)生反應(yīng)，因為稀硫酸和 BaCl₂ 可以在溶液中電離為 H⁺，SO₄^2-，Ba²⁺ ）Cl^- ，重新組合后形成不溶于水的 BaSO₄ ，符合復(fù)分解反應(yīng)條件。

[學(xué)生活動]動手實驗，收集實驗證據(jù)，驗證猜想。根據(jù)反應(yīng)模型，書寫化學(xué)方程式。

【環(huán)節(jié)2】基于核心概念的深入—稀硫酸和 Cu（OH）₂ 的反應(yīng)

師：稀硫酸和 Cu（OH）₂ 是否會發(fā)生反應(yīng)？

[學(xué)生活動]參照環(huán)節(jié)1進行模型推演。

生1：稀硫酸和 Cu（OH）₂ 會發(fā)生反應(yīng)，根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)條件，在生成物中有水，所以可以發(fā)生反應(yīng)。

生2：稀硫酸和 Cu（OH）₂ 不會發(fā)生反應(yīng)，反應(yīng)物中 Cu（OH）₂ 不溶于水，在水中不會電離，所以反應(yīng)不能發(fā)生。

[學(xué)生活動]進行實驗驗證，觀察到藍色沉淀消失，溶液變成藍色，故判斷反應(yīng)可以發(fā)生。

師：請同學(xué)們思考，在復(fù)分解反應(yīng)中反應(yīng)物是否一定要可溶呢？

生3：可能在有酸參與的反應(yīng)中，反應(yīng)物可以不溶于水。

師：為了能夠驗證猜想，我們再選取一種不溶于水的物質(zhì)進行驗證。

【環(huán)節(jié)3】基于核心概念的應(yīng)用—稀硫酸和 CuO 的反應(yīng)

師：稀硫酸和CuO是否會發(fā)生反應(yīng)？

[學(xué)生活動]參照環(huán)節(jié)2進行模型推演，發(fā)現(xiàn) CuO 不溶于水，但是根據(jù)復(fù)分解反應(yīng)模型，發(fā)現(xiàn)可以生成水，由此初步判斷二者可以發(fā)生反應(yīng)。

生：稀硫酸和CuO可能會發(fā)生反應(yīng)。（因為前面接觸的復(fù)分解反應(yīng)主要為酸、堿、鹽之間的反應(yīng)，從未有金屬氧化物參與反應(yīng)，因此學(xué)生回答時不夠自信）

[學(xué)生活動]進行實驗驗證，觀察到黑色粉末逐漸消失，溶液變成藍色，故判斷反應(yīng)可以發(fā)生。根據(jù)反應(yīng)模型，書寫化學(xué)方程式，證實環(huán)節(jié)2中的猜想是正確的。

設(shè)計意圖：環(huán)節(jié)1從微觀模型人手，要求學(xué)生對未知反應(yīng)進行分析和判斷，再通過實驗進行驗證，并書寫出化學(xué)方程式，旨在加深學(xué)生對“復(fù)分解反應(yīng)\"這一次級核心概念的理解。環(huán)節(jié)2中， Cu（OH）₂ 不溶于水，這與之前所學(xué)的反應(yīng)模型存在明顯差異，可引發(fā)學(xué)生的認知沖突，促使他們進一步思考和學(xué)習(xí)，并對概念條件進行完善。環(huán)節(jié)3是環(huán)節(jié)2的延續(xù)，引導(dǎo)學(xué)生通過反應(yīng)進一步證實“有酸參與的復(fù)分解反應(yīng)，另一種反應(yīng)物可以不溶于水”的反應(yīng)特征。這三個環(huán)節(jié)都是基于如圖2所示的單元認知框架而設(shè)計的，旨在引導(dǎo)學(xué)生從微觀層面理解物質(zhì)變化的本質(zhì)，建立起宏觀現(xiàn)象與微觀本質(zhì)之間的聯(lián)系，并依據(jù)離子反應(yīng)規(guī)律，系統(tǒng)地整合反應(yīng)現(xiàn)象，學(xué)會描述和表達，從而更加全面和深入地理解化學(xué)反應(yīng)。

五、結(jié)語

綜上，聚焦核心概念實施單元教學(xué)，有助于學(xué)生建構(gòu)系統(tǒng)的知識框架，提升科學(xué)思維能力和解決實際問題的能力。在實際的單元教學(xué)中，教師需要關(guān)注學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展，以課程標準為依據(jù)明確核心概念，然后對核心概念進行細化，建構(gòu)具體、可操作的單元素養(yǎng)目標以及知識關(guān)聯(lián)體系，并重塑單元認知框架，引導(dǎo)學(xué)生逐步深化對核心概念的認識和理解，提升科學(xué)思維能力，學(xué)會運用核心概念解決實際問題。在未來的教學(xué)研究中，我們可進一步拓展核心概念在其他學(xué)科單元教學(xué)中的應(yīng)用，探索更有效的教學(xué)方法和評價方式，以滿足學(xué)生多樣化的學(xué)習(xí)需求。同時，我們也要加強跨學(xué)科融合，將科學(xué)知識與其他學(xué)科知識有機結(jié)合，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素養(yǎng)和創(chuàng)新能力，從而為培養(yǎng)適應(yīng)未來社會發(fā)展的創(chuàng)新型人才奠定堅實的基礎(chǔ)。