指向大概念的“一核三情五环”化学教学模式探索

［摘 要］文章先深入分析大概念的定义及其在化学教学中的重要性，再针对当前学科教学中存在的课程目标片面、学习结果低阶、学习内容繁杂、学习过程浅表、评价价值取向和方式单一等主要问题，探索一种新型化学教学模式——指向大概念的“一核三情五环”化学教学模式。该教学模式以大概念为导向，结合真实情境、学生实情和情感态度三个维度，通过五个教学环节的循环互动，提升学生的化学学科核心素养，旨在促进中学化学课堂更好地适应新课程改革。

［关键词］大概念；“一核三情五环”；化学教学模式

［中图分类号］    G633.8                ［文献标识码］    A                ［文章编号］    1674-6058（2024）32-0070-05

随着人类社会从工业社会向信息社会转型的不断深入，教育需要从知识的获取向能力和素养的培养转变。当下学科教学存在课程目标片面、学习结果低阶、学习内容繁杂、学习过程浅表、评价价值取向和方式单一，以及重分数、轻思维、轻育人、脱离现实等主要问题。2010年，温·哈伦提出，学生所接受的科学教育应该能够帮助他们形成一些数量相对较少的关于科学本身的大概念，以促进学生终身发展[1]。《普通高中课程方案（2017年版2020年修订）》提出，教学要进一步精选学科内容，重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实[2]。《义务教育化学课程标准（2022年版）》（以下简称“义务课标”）也提出，重视大概念统领是课程内容设计的重要理念[3]。由此可见，大概念教学受到越来越多的重视。因此，探索一种指向大概念的、以培养学生化学学科核心素养为目标的新型化学教学模式，具有重要的现实意义和实践价值。

一、理论研究

（一）大概念的定义

义务课标提出，学科大概念要“反映学科本质，具有抽象性、概括性、统摄性和广泛迁移价值”[4]。刘徽把大概念界定为“反映专家思维方式的概念、观念或论题，它具有生活价值”[5]。李刚和吕立杰认为，“大概念是学科的核心观念，表现出中心性、网络状、可持久和可迁移等特点，能促进学生理解知识的本质，联结已有知识”[6]。为了让教师和学生更好地发现、理解和掌握大概念，笔者在综合专家研究和个人实践思考的基础上提出，大概念本质上是一种高度概括性知识，是用一个关键概念来表示对另一个关键概念的理解和感悟[7]。从形式上来说，大概念实际上是将两个视角不同的关键概念进行有机联结，二者之间存在着因果、等同或其他逻辑关系。大概念形式上由三部分组成：两个关键概念和一个表现二者关系的字词。例如，在化学学科大概念“物质结构决定性质”中，通过“决定”一词在“结构”和“性质”两个关键概念之间建立因果关系，揭示了不同物质具有不同性质和相似性质的根本原因。再比如，“物质是微粒构成的”这一大概念，通过“是”这个字在“物质”和“微粒”两个关键概念之间建立等同关系，表达了物质的基本组成原理，即物质其实是由微粒（如原子、分子等）构成的。这一原理成为人类研究和创造物质的思维基础。

（二）大概念的提炼

根据上述大概念的定义，教师可以通过研读课程标准，分析教材内容，从中选择和提炼出关键的大概念。例如，可以从《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课程标准”）［8］中的学科核心素养“宏观辨识与微观探析”的相关内容“能从元素和原子、分子水平认识物质的组成、结构、性质和变化，形成‘结构决定性质’的观念”，提炼出大概念“结构决定性质”；从课程标准中的课程目标“能从内因与外因、量变与质变等方面较全面地分析物质的化学变化”，提炼出大概念“量变引起质变”；从课程标准中的学业要求“能根据物质性质的差异选择物质分离的实验方法”，提炼出大概念“物质的性质决定物质的分离方法”。再比如，可以从人教版（2019年）高中化学选择性必修1引言内容“使我们更深入地理解化学反应的过程和本质，也可以更有效地预测和控制化学反应的进行”，提炼出大概念“化学反应是可预测和可控制的”；从人教版（2019年）高中化学选择性必修3“整理与提升”的内容“共价键的类型和极性对有机化合物的化学性质有很大影响，不同基团的相互作用也会影响共价键的极性”，提炼出大概念“基团的相互作用影响有机物的性质”。

（三）大概念的层级结构

为了更好地开展大概念教学活动，让学生更好地对大概念进行意义建构，教师要根据教学内容和自己对大概念的理解，思考大概念的知识层级结构。教师需要思考两个维度的逻辑关系：一是上下位概念之间的层级关系，如过滤、蒸馏、分液等作为物质分离方法的下位概念与分离方法和物质的性质等上位概念之间的关系；二是同级概念之间的逻辑关系，以及这种逻辑关系可以从哪些事实或任务中获取。然后，教师要按照这些内在逻辑关系建立起合理的联结。例如，溶解度和过滤之间的逻辑关系“利用溶解度差异可以通过过滤实现分离”可以从“粗盐提纯”这个实验任务中获取。接下来，教师应构建一个可视化的框架来展示概念层级和它们之间的关系。最后，教师可以根据层级结构设计教学计划和活动，以确保学生能够逐步掌握大概念。图1展示了从“用过滤的方法对粗盐进行提纯”这个任务到“基于事物特点的差异对事物进行分级或分类”这一学科大概念的金字塔形逻辑关系层级。

二、指向大概念的“一核三情五环”化学教学模式

笔者根据多年的理论研究和教学实践，提出了指向大概念的“一核三情五环”化学教学模式，具体内容如图2所示。

（一）教学模式中的“一核”

该教学模式中的“一核”指的是核心素养。中学化学课程以培养学生化学学科核心素养为主旨，化学学科核心素养是化学大概念教学的最终指向。因此，核心素养应始终作为教学目标，引领大概念的理解和实践方向。首先，大概念和核心素养在一定程度上具有一致性。例如，化学学科核心素养中的“平衡思想”与化学学科大概念“化学反应有一定限度且可调控”就具有高度的一致性。其次，核心素养实际上是一种解决真实问题的关键能力和必备品格，而大概念最大的价值在于其迁移性，有助于学生解决陌生真实情境中的结构不良问题。因此，学生理解和掌握了大概念，实际上就具备了一定的核心素养。最后，大概念是培养学生化学学科核心素养的有力抓手。以化学学科核心素养中的“创新意识”为例，创新并非凭空产生的，而是基于某一领域深入、系统理解的再创造。化学学科大概念则是反映化学学科知识本质的思想观念，以其高度的概括性和普适性帮助学习者把握学科的核心脉络，理解基本原理和规律，从而为创新提供理论支撑和知识框架。例如，“物质结构决定性质”“物质是微粒构成的”“化学反应是可以控制的”等大概念，为新物质的创造提供了深厚的理论基础。特别是对大概念“物质结构决定性质”的深入理解，是研发新型材料、药物、催化剂等创新产品的重要前提。研究人员掌握这一大概念后，就能够依据特定需求设计或筛选出具有特定性质的物质，实现创新应用。

（二）教学模式中的“三情”

该教学模式中的“三情”指的是真实情境、学生实情和情感态度，这三者通常会贯穿大概念教学的所有环节。

1.创设真实情境是化学大概念教学的必备条件。真实性是核心素养的精髓所在，而指向大概念的教学则要求学生自主实现从具体到抽象再到具体的高通路迁移，这样他们才能解决真实世界中的问题，进而发展核心素养。在这个过程中，教师首先通过真实情境问题引导学生思考，进而理解大概念；其次引导学生生成大概念；最后，在真实情境中评价学生对大概念的理解和应用，并促进大概念的迁移。值得注意的是，大概念并非教师直接告知学生的，而是学生在不断解决实际问题的过程中逐渐生成的。例如，在真实情境引入、完成驱动性任务和大概念教学评价三个教学环节中，可分别创设“氯化钠的广泛应用”“海盐提纯实验探究”和“分离空气中的氧气和氮气”三个真实情境，以促进学生对大概念“物质的性质决定物质的分离方法”的理解和掌握。

2.了解并掌握学生实情是实施化学大概念教学的出发点，应贯穿大概念教学始终。首先，学生实情是大概念教学的出发点，要求教师根据学生的实际情况（如兴趣、需求等）来设计和实施教学，以确保教学内容与学生的知识基础和生活经验相联系，从而激发学生的学习动机，加深他们的理解。其次，大概念教学要求实现“教—学—评”一体化，将评价融入学习过程中。这样能够确保教学目标、教学活动和评价过程紧密相连，进而提高大概念教学的有效性。由于在教学过程中学生实情是动态变化的，因此教师必须实时关注学生实情，以便更好地理解学生的需求和困惑，提供更有针对性的帮助和指导，实现个性化教学。最后，教师需要通过评价来了解学生对大概念的理解和掌握程度。教师还要根据评价结果反思教学过程，并有针对性地调整和改进后续的教学策略。

3.学生情感态度的培育是化学大概念教学的根本任务。立德树人不仅是发展中国特色社会主义教育事业的核心所在，还是培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人的本质要求。学生情感涵盖学习兴趣与好奇心、科学态度与科学精神、社会责任感与环保意识、爱国情怀与民族自豪感以及合作精神与团队精神等多个方面，这些情感的培养对学生的全面发展具有深远的影响。在化学大概念教学过程中，教师应特别注重对学生情感的培养。学生只有具有积极的情感态度和价值观，才能全身心地投入学习，勇于接受新的挑战，并乐于探索未知领域。积极的情感态度和价值观还能够促进学生积极参与课堂和深入思考问题，这对于理解和应用大概念至关重要。而通过探讨大概念背后的深层次意义，学生可以更加深入地理解社会、文化和伦理问题，从而塑造价值观和道德情感。例如，教师可以从“物质是微粒构成的”和“物质结构决定性质”这两个大概念出发，引导学生思考个人与国家的关系，鼓励他们心怀家国，为实现中华民族伟大复兴的时代使命接续奋斗。

（三）教学模式中的“五环”

该教学模式中的“五环”指的是真实情境引入、提出核心问题、完成驱动性任务、生成大概念、大概念教学评价这五个紧密相连、循环互动的教学环节。这些环节共同构成了一个完整的教学流程，旨在通过一系列有序且相互关联的活动，促进学生深度学习和理解。

1.真实情境引入。大概念教学中的真实情境引入环节是激发学生学习兴趣和探究欲望的有效途径。教师应根据教学内容和学生的实际情况选择合适的情境引入方式，并注意情境的真实性、相关性和启发性。在化学教学中，真实情境的引入可以通过多种方式实现。如可以利用学生熟悉的生活场景或生动的化学实验来创设教学情境，也可以利用故事或化学史料来创设教学情境。通过真实情境的引入，帮助学生更好地理解知识、应用知识和创新知识。

2.提出核心问题。提出核心问题是大概念教学过程中至关重要的一环，因为它直接影响着学生对大概念的理解和探究。好的核心问题可以激发学生深入思考，驱动学生完成挑战性任务，达到理解和掌握学科大概念、发展核心素养的目的。好的核心问题具有如下特点：①相关性。问题与情境紧密相关，能够自然地从情境中引申出来。②引导性。问题能够引导学生朝着大概念的方向思考，而不是偏离主题。问题的答案指向大概念，而核心问题更要指向大概念的建构。③递进性。问题能激发学生的求知欲并符合学生的认知规律；既能激发学生的已有知识，让学生理解和掌握一般概念，又能让学生在一般概念的基础上升华建构关键概念，从而生成大概念。④挑战性。问题具有一定难度，以激发学生的好奇心和探究欲，但又不过于复杂，以免使学生感到沮丧。例如，在引入“粗盐中的杂质会引起不良后果”的真实情境后，可提出问题：用什么方法可以除去粗盐中的杂质？为什么这种方法可以除去粗盐中的杂质？引导学生思维指向大概念“物质的性质决定物质的分离方法”。