高中化学教学内容结构化设计的实践探索

高中化学课堂教学应坚持从“知识本位”向“素养本位”转变的教学理念，精心策划教学内容，以促进学生从掌握学科知识向培养学科核心素养转化。实现这一转变的关键在于对化学教学内容进行结构化设计。通过运用思维导图、认识模型和项目任务等结构化途径，帮助学生构建知识之间的联系、清晰认识思路以及掌握核心观念，从而推动学生对化学学科的深度理解。

高中化学教学内容；结构化设计；思维导图；认识模型；项目任务

黄清辉，张贤金，吴新建.高中化学教学内容结构化设计的实践探索[J].教学与管理，2025（07）：55-57.

《基础教育课程教学改革深化行动方案》明确阐述了深化教学改革、更新教育理念、转变育人方式、提高育人水平、促进学生全面发展的必要性[1]。教师要切实转变教学行为，助力学生实现学习方式的深度变革。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“新课标”）着重强调内容结构化设计在化学课堂教学中起着重要的作用，不仅有助于学生构建结构化知识体系和思维体系，还对学生关键能力的培养极具现实意义与长远意义[2]。因此，教师应充分意识到知识结构化教学对学生核心素养培养的重要性[3]，教学内容的结构化不仅有助于学生对化学知识的整体性、系统性及本原性认识，更有利于学生增进对化学学科的理解，进而实现知识结构化向认知结构化的转变，完成学科知识向学科核心素养转化的目标。

一、高中化学教学内容结构化的内涵

化学学科知识是落实核心素养培育的重要载体。知识本身具有不同层次，按照层次由低至高可划分为事实性知识、概念性知识、方法性知识、观念性知识等四个维度。这四个维度的知识构成了人的认知不断升华的过程，它们之间既独立又相互关联，共同构建了金字塔型的知识结构化体系[4]。

结构化是心理学术语，指的是对积累的知识进行归纳、梳理与整合，使知识之间不再是碎片化、零散、堆积、孤立、混乱的状态，而是形成有组织、有条理、有结构、有系统的知识体系。高中化学教学内容结构化是高中化学课程与教学内容优化的价值追求，也是培养学生核心素养在内容层面的有力回应。高中化学教学内容的结构化有助于学生理解化学知识点之间的联系，在头脑中构建层次化、网络化、系统化的知识体系、认知体系和观念体系。学生在未来的学习与生活中遇到新问题、新情境时，能够在结构化体系中快速、精准地找到问题的关键所在，制定问题解决思路与方案，使之具备终身发展的思维方式、思维能力与思维品质。

二、高中化学教学内容结构化设计的策略

教学内容结构化设计是实现化学知识向学科核心素养转化的关键要素[5]。教师利用思维导图、认识模型及项目任务等方式，组织开展证据推理、模型建构、史料研究等系列化的学习活动，促进学生形成知识关联、认识思路及核心观念的结构化。

1.利用思维导图促进学生构建知识关联结构化

化学知识表面上看似零散和孤立，但实际上它们之间存在着错综复杂的联系。知识关联的构建是基于知识点之间内在的逻辑关系，将众多知识点编织成一个统一的有机整体。知识关联结构化的本质在于精确地揭示知识点之间的内在联系，构建一个具有思维深度、层次分明、可视觉化的认知结构。教师通过引导学生创建思维导图，帮助学生实现知识关联的结构化，从而促进学生形成系统化的知识、理解性的记忆、结构化的思考和可视化的思维等一体化的综合能力。思维导图从一个核心概念出发，不断向外拓展延伸思维，建立与核心概念逐级相关的多个下一级、二级概念等子概念，通过关节点将核心概念与子概念、子概念与子概念有机地连接起来，形成一个有中心、有分支、有文字、有层级、有色彩的发散性立体结构体系。

例如，化学平衡是高中化学中一个关键的反应原理，是平衡理论体系的核心，提供认识化学反应的另一个重要视角。水溶液存在着多种类型的化学平衡，属于化学平衡体系的一个分支，是化学平衡的延伸与拓展，涵盖了水的电离平衡、弱电解质的电离平衡、盐类水解平衡、沉淀溶解平衡等。对应的平衡常数分别为Kw、Ka（或Kb）、Kh、Ksp，这些平衡常数并非孤立存在，而是彼此关联的。教师可以设计以平衡常数为核心主题的思维导图，将五大平衡常数有机地整合在一起，构建知识框架，从而实现知识关联的结构化。

2.利用认识模型促进学生构建认识思路结构化

认识路径是对物质及其变化特征与规律的学科基础性认识过程的概括，它涵盖了认识的视角、方向、程序、路径和框架等。认识路径的结构化有助于学生构建问题解决的分析框架和思维模型，使学生在面对复杂问题时能够依据这些框架和模型，遵循一定的逻辑步骤进行推论和思考。认识模型的构建有效地促进学生认识路径的结构化，从而使学生的分析路径变得清晰化、有序化、程序化和可视化。

模型是对特定事物的特征、规律或过程的抽象化和简化，并将其转化为易于理解和处理的形式。化学认识模型由研究对象、认识角度、知识框架、任务维度、认知路径、功能价值等诸多要素构成。化学认识模型的建立帮助学生进一步认识物质的结构、性质及变化规律等，实现知识的有效迁移，提升整体思维能力。认识模型是学科核心素养的关键要素，是培养学生“模型认知”素养的基础方法，是促进学生认识路径结构化的重要途径，也是化学学科发挥育人功能的关键手段。

例如，离子反应作为化学领域的一个重要概念，在物质检测、物质转化、规律研究等方面具有广泛的应用，贯穿于整个高中化学教学过程，是教学的重点与难点，在化学学科中占有极其重要的地位。教师应引导学生从自然现象和生产生活实际问题出发，开展小组合作、实验探究、分析研讨、方案设计等活动，对离子反应进行深入研究。通过从认识对象（物质、元素、分子、离子、原子、电子、电荷）、认识视角（物质分类、电离理论、复分解反应、氧化还原反应、络合反应、盐类水解、守恒规律）、问题维度（应用、制备、分离、保存、转化、鉴定、检验）及任务维度（设计方案、实验探究、分析解释、描述说明、竞争顺序、用量影响、方程书写）等方面帮助学生建立离子反应的认识模型，实现认识路径的结构化。

3.利用项目任务促进学生构建核心观念结构化

核心观念构成了事物的根本要素，是物质世界认识的精髓所在，集中体现了学科知识的解释力、表现力、统整力和渗透力。它蕴含了学科的思想、方法和思维方式，不仅发挥学科的育人功能，实现学科的育人价值，更是学科核心素养有效落地的重要体现[6]。化学核心观念是指学生通过化学学习，深入理解学科本原并提炼出核心概念的基础上进一步升华而形成的，涵盖微粒观、转化观、平衡观、守恒观等方面内容，是学生对化学学科全面而深刻理解的具体表现。核心观念以学科知识为载体，项目任务将核心观念与学科知识进行有效衔接、深度融合，进而促进核心观念结构化的形成。

项目任务是指为实现学习目标所需完成的具体工作单元。项目任务是知识学习的核心组成部分，是确保项目能够按照预定的计划实施并顺利完成既定目标的重要保障。紧扣核心观念建构的教学目标，遴选适合的真实情境，抽取核心观念统摄下的学科核心知识，并将其转化为若干个问题，设计不断进阶的关联性学习任务[7]，通过问题的解决逐渐形成核心观念，并找到核心观念结构化的思维路径。

例如，侯氏制碱法弥补了索尔维制碱法存在的不足，彻底打破了一些国家的垄断，为世界制碱技术做出杰出贡献，不仅实现食盐循环使用降低了成本，还减少环境污染，实现了工业生产与环境保护的和谐发展。微项目“探秘索尔维法和侯氏制碱法”是一个优秀的教学素材，教师可以引导学生以项目任务的形式开展结构化教学模式（如图1），运用结构化的思维模型与认知思路去解决实际问题，从而提升学生核心观念的结构化水平[8]。

三、高中化学教学内容结构化设计的实践路径

教师是学生成长、成才的引路人，是学生学习的指导者、帮助者和合作者，是课程理念的实践者，是结构化教学内容的课堂设计者。教师只有站在学生、学科、课程等视角进行多维度的结构化思考与设计，才能更好地做好教学内容结构化的教学实践活动。

1.首要任务是诊断结构化认知水平

教师应秉持“以学生为本”的教育理念，在实施结构化教学的过程中，将学生置于核心位置，深入了解学生的认知差异，这是结构化教学的根基与先决条件。教师通过问卷调查、师生交流、课堂观察、课后作业等方式，掌握学生的知识基础、兴趣特点、学习习惯、思维能力及认识角度等信息。随后，依据学生已有的认知结构水平，并结合学生最近发展区，引导学生以新的视角吸收新知识，逐步扩展内容结构化的思维。学生现有的学习观念对其今后学习产生深远影响，教师需深入思考从教学内容的关联性、认识思路的连贯性到核心观念的整合中可能出现的问题，分析教学内容的逻辑结构，并预设多种促进学生实现结构化的具体策略与方案[9]。在教学过程中，教师应持续观察学生的学习状态，掌握内容构建的关键维度，及时调整教学内容与方法。

2.重要环节是明确结构化发展路径

教师应树立教学内容结构化的意识，将结构化教学理念融入教学设计之中，依托结构化教学模型，进行“认识思路”与“核心观念”的教学设计与实施。学生在参与结构化的教学活动中逐步形成知识、方法和思想结构化的优良品质。结构化教学模式强调知识结构的整合和知识共有的本质特征。教师需明确学生结构化发展路径，立足于新课标要求，结合学生实际情况，开设任务型情境教学，组织开展情境分析、问题提炼、方案规划、实验探究、数据分析、思维导图绘制、知识整合及观念提炼等系列学习活动。每个学习活动的内容、顺序及方式都应恰如其分，既要满足结构化发展的需要，也要符合学生核心素养发展的需求。

3.最终目标是构建结构化思维体系

思维是人脑对客观事物本质及规律的概括和间接反映。它源于感知，而又高于感知，是运用分析、比较、判断、推理、概括等方式达到理性认识。结构化思维是一种系统性、整体性和结构性的思维模式，是学生在分析和解决实际问题时，按照一定的模式和流程顺序进行的思维方式。在教学内容结构化设计的过程中，教师应深度整合新旧知识，使之关联化；深度挖掘隐性知识，使之显性化；深入探索知识结构框架，使之系统化；深入寻找思维切入点，使之结构化[10]。通过这些方式，不断提升学生思维能力，构建从“往哪看”到“怎么看”再到“怎么想”最后到“怎么办”的问题解决思维流程，促进学生建立完善的结构化思维体系，发展学生化学学科核心素养。

参考文献

[1] 教育部办公厅关于印发《基础教育课程教学改革深化行动方案》的通知[EB/OL].（2023-05-26）.http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A

26/jcj_kcjcgh/202306/t20230601_1062380.html.

[2] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）[S].北京：人民教育出版社，2020：70-71.

[3] 付佳雨.高中化学教学内容结构化的实践研究[D].牡丹江：牡丹江师范学院，2022.

[4]杨梓生，吴菊华.指向深度学习的知识结构化及其建构路径探析——以义务教育化学课程“燃烧与灭火”单元教学为例[J].福建教育，2023（07）：35-37.

[5] 张克龙.化学课堂深度学习活动的设计与实践[J].化学教与学，2023（05）：30-33+62.

[6] 刘丽珍，邓峰，陈泳蓉，等.高中有机化学教学内容结构化[J].化学教学，2022（10）：33-38.

[7] 江合佩，林艺玲.大概念统领的跨学科项目式学习——以“设计化学环实现纯碱和氯乙烯联产”为例[J].化学教与学，2023（01）：7-

12+18.

[8] 经志俊.基于教学内容结构化的教学主张[J].化学教与学，2019（10）：28-29.

[9] 易容.模型化、数字化、结构化：化学变化再认识[J].化学教与学，2024（08）：3-5.

[10] 邹国华.关注知识属性的化学知识结构化教学[J].化学教学，2024（04）：3-8.

【责任编辑    郭振玲】

*该文为福建省教育科学“十四五”规划2023年度课题“基于项目式学习提升学生关键能力的教学实践研究”（FJJKZX23-237）的阶段性成果