基于“学科提炼”栏目的高中化学大单元教学研究

［摘 要］文章基于对苏教版高中化学新教材“学科提炼”栏目的研究，探讨如何在高中化学教学中有效落实大单元教学， 以保障“学科提炼”栏目内容与大单元教学同向同行。具体地，挖掘梳理了高中化学教学中蕴含的大单元教学素材，凝练出“学科提炼”栏目内容融入大单元教学的途径和提升大单元教学的系统性、真实性、可视性等的实施策略。

［关键词］大单元教学；“学科提炼”栏目；高中化学

［中图分类号］ G633.8 ［文献标识码］  A ［文章编号］ 1674-6058（2023）32-0065-04

《普通高中化学课程标准 （2017年版）》（以下简称《课标》）明确指出，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，以主题为引导，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实［1］。核心素养教育背景下，教师必须站在更高的角度处理学科知识体系，从落实双基知识的教学转化为培养能力的教学，从零碎知识的积累转变为基于真实情境下的大单元知识的构建。

一、大单元教学的含义和价值

教学大单元不同于教材编排中呈现出的自然单元，在教学内容的选择与组织上注重打破教材在学科间或学科内的排列组合，借任务、问题、项目等重组知识内容，建立跨学科、跨领域的知识联结，促进新旧知识、直接经验与间接经验的融合［2］。因此，大单元教学需要教师从更高的角度看学科的知识体系，从关注零散的知识点转变为把握知识的整体性，通过建立化学学科大概念，培养学生的化学学科核心素养。基于布鲁纳的学科结构理论，化学学科大概念主要包含三个内容：物质微粒性、化学变化和能量。物质微粒性是指物质由微粒组成，微粒间有相互作用。通过模型建构和模型推理方法表征物质的微观离子，可促进学生形成结构决定性质的化学观念。化学变化的本质是化学键的断裂与形成。化学变化可以通过控制反应条件进行人为调控，进而满足人们生产生活的需要。能量是指物质具有能量，物质变化中伴随着能量变化。建立定性和定量模型研究能量的转移和转化，高效利用和控制能量以满足人们生产生活的需要［3］。化学大概念体现了化学学科的意义，让学生明白研究物质变化和能量变化的最终目的是帮助人们更好地生产生活。以学科大概念为统摄的大单元教学是把零散的知识点或碎片化的学科知识，通过情境和探索实践，引导学生反思内化形成相对独立、完整的，具有结构化、系统化的化学概念、化学方法和化学思想［4］。可见，大单元教学是基于《课标》要求提出的具体的教学实践方法。

二、“学科提炼”栏目与大单元教学的关系

苏教版高中化学新教材中的“学科提炼”栏目旨在以简洁的语言介绍与化学核心知识相关的基本原理、思想方法等，尝试探索化学学科本质，揭示化学知识的认识功能［5］。“学科提炼”栏目内容是学科知识的凝练，具有一定的学科指导性，能帮助学生把大量碎片化的化学知识提炼为精简的化学核心知识，进而掌握化学学科知识的基本脉络［6］。“学科提炼”栏目从设计形式来看，栏目以醒目的标题和凝练的内容来展开，其作用相当于每个大概念下的主题概念。在这些主题概念的引领下，融合情境运用大单元教学方法进行教学，可促进化学学科核心素养的落实。学科大概念、大单元教学、“学科提炼”栏目和化学学科核心素养的关系如图1所示。

三、基于“学科提炼”栏目的大单元教学案例

苏教版高中化学新教材共设置了 39 处“学科提炼”栏目，其中必修教材 19 处、选择性必修教材 20 处。必修教材中“学科提炼”栏目所蕴含的学科大概念及相应的大单元教学案例如表1所示。

苏教版高中化学必修第一册专题1第二单元第二节的“学科提炼”栏目的主题是“物质的量是宏观与微观联系的桥梁”，主要内容是“物质的量不仅可以反映物质的质量、微粒数目，而且可以与气态物质在一定温度、压强下的体积相联系，从而在宏观物质和微观粒子之间建立了桥梁。运用物质的量可以帮助我们更好地对物质的组成和化学反应进行定量研究。”［7］在教学中不难发现，学生在解答原子、电子等方面的问题时比较容易出错，因此教师可以在“学科提炼”栏目内容的基础上增加原子结构的相关内容，以“看不见的世界也精彩”为主题开展物质的量的大单元教学。该大单元教学可安排三个课时：课时一，介绍构成物质的微粒的种类、数目等；课时二，以“磨咖啡”为生活化情境，利用模型构建、类比等方式，顺应学生的认知规律，由单一到综合、具体到抽象、宏观到微观地对物质的量及单位摩尔进行介绍；课时三，微粒集合体的体积——气体摩尔体积。本次大单元教学以“微粒”为研究对象引导学生进行定性和定量思考，其中定量思考是本次大单元教学重点培养的思维方式，引导学生学会定量描述微观世界的微粒。教学设计中教师通过问题框架的建构细化课时内容，使学生对物质的量有深入的认知。

苏教版高中化学必修第二册中专题6第一单元“化学反应速率与反应限度”的教学可以以合成氨的工业生产为背景，以“自主创业者的合成氨探索之旅”为主题，将影响化学反应速率和化学平衡的内容整合为大单元教学。该大单元教学可安排五个课时：课时一，探讨合成氨的规模，引入化学反应速率的学习；课时二，提升合成氨的效益，展开化学反应速率影响因素的学习；课时三，寻找合成氨的终点，研究化学平衡的判据；课时四，优化合成氨的产率，探究化学平衡的影响因素；课时五，选择合成氨的条件，掌握化学反应的调控。本专题的“学科提炼”栏目之一“控制变量法”的主要内容是单一变量法，在课时二的学习中可以得到渗透；“学科提炼”栏目之二“化学平衡观念”的主要内容是动态平衡和反应限度，在课时三进行分解学习；课时四和课时五则是将以上两个“学科提炼”栏目的内容再次运用于问题解决中，从而促进学生掌握控制变量法和建立化学平衡观念。

苏教版高中化学必修第二册专题8第三单元“人工合成有机化合物”的“学科提炼”栏目的主题是“有机合成中的绿色化学思想”，主要内容是“设计和创造新的有机化合物分子是有机化学研究的重要课题，如何把常见的反应物转化为具有特定组成结构的生成物，是有机合成的关键。在有机合成中，我们要秉承绿色化学的理念，注意避免环境污染的产生，尽可能降低能耗，最大限度地提高反应过程中的利用率。”［8］在大单元教学中，教师可以“阿司匹林的合成与结构修饰”为主题，设计五个驱动性任务：任务一，认识阿司匹林的结构与性质；任务二，实验验证阿司匹林的结构；任务三，确定阿司匹林的结构简式和性质；任务四，合成阿司匹林的路线设计及其制备；任务五，了解阿司匹林药物的改良与结构修饰。在任务四中，学生对不同的设计路线进行对比和分析，根据有机合成中的绿色化学思想选择最优的设计路线，将“学科提炼”栏目内容融合于教学中。其他四个任务则是对整个大单元知识进行构建，确保知识的完整性，让化学知识不再碎片化。

四、基于“学科提炼”栏目的大单元教学途径

人类的知识都是在人类追求事物真相的过程中逐渐形成的，每一个知识都有它被发现的过程和社会价值。深入挖掘“学科提炼”栏目，在大单元教学中恰到好处地融入“学科提炼”栏目内容，使其以润物细无声的方式融入化学教学的各个环节，既要防止生搬硬套又要防止牵强附会。“学科提炼”栏目内容融入大单元教学的途径如图2所示。这样的融合保证了化学课程教学内容与“学科提炼”栏目内容有效结合，使知识的形成具有过程性和真实性。教学中，学生不需要死记硬背“学科提炼”栏目内容，而是在知识的形成过程中感受化学知识的价值，潜移默化地从知识的吸收和技能的培养升华为价值观的提升。

五、基于“学科提炼”栏目的大单元教学策略

（一）系统性策略

“学科提炼”栏目是对某知识模块的凝练，具有综合性。在大单元教学中首先要遵循系统性原则，即将“学科提炼”栏目内容和教学内容融合成一个有逻辑关系的系统。首先基于课程标准要求提出课程知识的大概念，再根据大概念明确大单元教学目标，并通过完整的教学情境将“学科提炼”栏目的内容融入教学中，同时提出要研究和解决的核心问题、设计核心任务，进而根据教学任务开发、整合学习资源，形成大单元教学的脚手架。除了采用教材中“学科提炼”栏目的现有素材作为主题概念进行大单元的开发和设计，教师在教学过程中还可以自己凝练教学内容、思想和方法，丰富“学科提炼”栏目内容。教学内容的设计要重视学生核心素养的培养，注重学生的反馈，根据学生的反馈及时调整教学设计。例如，物质的分离与提纯、物质的检验两块知识属于化学物质生产中需要使用的实验手段。通过以“舌尖上的化学——五味之首食盐篇”为主题的大单元教学，展示食盐生产过程中的物质的分析、提纯和检验，将两个“学科提炼”栏目的内容进行系统性整合，把书本碎片化的知识整合成基于化学物质研究方法的大单元教学。同样地，专题3第一单元第三节的“氧化还原反应中的守恒”和专题4第二单元第二节的“氧化剂和还原剂的判断”这两个“学科提炼”栏目的内容通过“如何设计汽车尾气净化器”大单元主题进行系统化整合。

（二）真实性策略

大单元教学不仅要把教学内容整合成系统性知识，更要把化学知识运用于实际生产生活中，实现知识的实用性价值，因此大单元教学的情境创设要以真实的社会事件或真实材料为素材，提出真实任务，解决实际问题。基于“学科提炼”栏目的大单元教学的问题链要有逻辑关系，具有逐步深入的层次感，能够引导学生进行深度学习，有效培养学生思维。大单元教学应以学科核心素养培养为导向，探索深度学习的一些方式、策略、活动、情境、任务，基于“学科提炼”栏目内容将本来零散的知识变成相互关联、由浅入深、由远离生活到实际应用的问题，进而解决现实教学中浅、碎、杂的问题，从而更好地培育学生适应社会发展的正确价值观、必备品格和关键能力。例如， 学习有机物的官能团特征反应时，可以苹果醋的酿造工艺为情境（工艺流程为：原料→破碎→加热糖化→酒精发酵→水化醛发酵→苹果酸发酵→ 陈酿→过滤→包装→成品），再将这些真实情境中的物质转化变为官能团的转化（淀粉→葡萄糖→醇（羟基）→醛（醛基）→羧酸（羧基）→酯（酯基））［9］，更有利于大单元教学的顺利推进。

（三）可测性策略

教师应基于学生的实际认知开展教学，但是由于学生个体之间存在差异性，在不同的班级中面对不同的学生往往得到的教学结果也不同。因此，在基于“学科提炼”栏目的大单元教学中，教师要关注课堂中的生成问题和学生的反馈，及时调整教学任务，使教学沿着正确的方向进行。教学目标是否达成是教学评价的依据之一，因此大单元教学的实施要具有可测性，即可观察、可测量、可操作、可评价。教师提出的教学任务，要能够通过某种方式判断学生是否达到教学目标，即“眼见为实”。例如，对于“氧化剂和还原剂的判断”这一“学科提炼”栏目内容，如果照本宣科地进行讲解，教师无法评价学生的学习效果是否达到理解的程度，因此这样的教学不具有可测性。若教学活动修改为让学生说出具体反应中的氧化剂和还原剂，或上台板演绘制双线桥，教师就可以通过学生的反馈来检测教学效果。

总之，“学科提炼”栏目是教材知识的整体凝练，该栏目可以为大单元教学提供整体性知识框架。基于“学科提炼”栏目开展大单元教学是广大中学教师不断探索的一个课题。教师在设计大单元教学时需要注意以下几点：一是化学的大单元建设要以化学教材为基础，只有准确把握化学学科定位，尊重化学知识形成的规律，优化问题链在化学知识中的作用，化学教材栏目的开发才不会成为无源之水、无本之木；二是化学课程大单元教学的设计不应忽略化学知识的真实性，而应在真实情境中融入化学知识内容，让学生在潜移默化中形成化学学科核心素养。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准：2017年版［M］.北京：人民教育出版社，2018.

［2］  雷浩，李雪.素养本位的大单元教学设计与实施［J］.全球教育展望，2022（5）：49-59.

［3］  胡欣阳，毕华林.化学大概念的研究进展及其当代意蕴［J］.课程·教材·教法，2022（5）：118-124.

［4］  王云生.大单元教学的设计、规划和组织：以高中化学课程教学为例［J］.基础教育课程，2022（20）：4-12.

［5］［7］  王祖浩.普通高中教科书    化学    必修第一册［M］.南京：江苏凤凰教育出版社，2020．

［6］  芦瑾，严文法，田婷娟.中学化学核心概念初步遴选研究［J］.中学化学教学参考，2019（13）：9-13.

［8］  王祖浩.普通高中教科书    化学    必修第二册［M］.南京：江苏凤凰教育出版社，2020.

［9］  林晓霞.大概念引领下的真实情境结构化教学实践：羧酸及其衍生物［J］.化学教育（中英文），2022（21）：73-79.

（责任编辑 罗 艳）