高中化学大概念单元教学与学科核心素养培育的有效融合探究

【摘要】以大概念理念开展单元教学是培养学科核心素养的有效途径，而随着化学教学理念的革新与进步，围绕学科核心素养进行单元教学和课程设计已经成为学科教育领域的热点和趋势。阐述了大概念单元教学的内涵，分析了大概念具有中心性、可持久性、呈网络状和可迁移性的特征。结合《普通高中化学课程标准（2017年版）》，从聚焦核心素养、基于课程标准、面向学生发展三个层面讨论了面向学科核心素养培育的大概念化学单元教学的提炼与确定，提出的策略，为推动高中化学大概念单元教学与学科核心素养培育的有效融合提供参考。

【关键词】高中化学  大概念  单元教学  核心素养

【基金项目】课题名称：核心素养导向的高中化学大概念单元教学研究，级别：市级，课题编号：FZ2022GH084。

【中图分类号】G633.8   【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2023）01-0013-03

随着化学教学理念的革新与进步，围绕学科核心素养进行单元教学和课程设计已经成为学科教育领域的热点和趋势。《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称《课标》）中明确提出“要以发展化学学科核心素养为主旨”，同时也要求教师在课程设计与教学中有目的地培育学生的化学学科核心素养。特别是互联网时代到来后，学生面对着知识爆炸增长的信息环境，传统课堂教学模式与便捷的信息获取方式产生一定冲突[1]。在这一背景下，以学科大概念为核心，对课本知识进行重组，设定主题引领，加强教学情景化的新模式教学——大概念单元教学将成为接下来化学教学的新原点，也是落实化学学科核心素养的新抓手。

1.大概念单元教学的内涵分析

1.1大概念的内涵

大概念（Big Ideas）又被称作是“大观念”，当前学术界对其的定义主要聚焦在“认知发展”“课程内容”和“学科教育”三个层面。从化学学科核心素养培养的角度来看，较有代表性的是德容提出的“化学大概念包括化学知识、化学史及化学社会学三个方面的内容”[2]。《以大概念理念进行科学教育》一书中指出，大概念能解释和预测自然界一定范围内的现象，书中确认了10项科学知识的大概念和 4 项关于科学本身的大概念[3]。可以看出，高中化学的大概念单元教学不仅局限于化学知识的传授，也涉及到其延伸和相关的历史学、社会学、数学等内容，强调其所培养和发展的学生的化学能力是可迁移到别的学科的，能够随着化学知识或其他学科的知识的改变而不断发展更新。

1.2大概念的特征

近年来，基于大概念理念开展的学科教育已得到学术界和教育界的广泛认可，但在实际的化学学科核心素养培育的实践层面，还应回答几个问题：如何选择更加适合化学学科核心素养培育的大概念？怎样进行单元教学设计才符合大概念理论？《以大概念理念进行科学教育》一书的作者哈伦指出，将大概念理念应用于教学时应考虑四个问题：一是对相关原理、物体和事件解释的使用范围应拓展到学生毕业之后，能够应用于学生学习生活的方方面面；二是为学生决策提供一定的知识基础；三是能够回答学生在学习和生活过程中遇到的自身、自然和社会相关的问题；四是具有文化价值，如化学能够改善人们生活、促进社会生产等等。上述四点概括了大概念的本质属性，国内学者在哈伦提出的概念的基础上，结合了我国学科教学的特性，指出大概念具有中心性、可持久性、呈网络状和可迁移性的特征。其中，中心性是大概念教学应围绕学科的本质属性，突出核心素养培育；可持久性是指大概念教学不仅要带给学生知识，更要让其成为学生日后能够长期应用到的能力；呈网络状是指学科内和学科间应是有机联结的，如高一到高三的化学课程应相互联系，层层递进，化学与数学、物理等学科也有一定交叉和融合；可迁移性是指大概念不仅能够应用于学科内，在其他情景下也适用。

1.3大概念与单元教学

传统单元教学是基于教材当中已有的章节和单元，而大概念单元教学在融合了大概念本质特征的基础上，根据教师的教学经验，将原有教学内容在结构、逻辑上进行重组和优化，形成新的教学单元。可以看出，大概念单元教学没有脱离原有教材的内容，而是通过新的教学设计、教学组织和评价考核实现对原有知识的拓展和延伸，十分有利于培育学生的学科核心素养。

大概念单元教学的设计必须围绕大概念开展，但在实践中，高中目前仍然无法改变传统课堂教学模式，这就要求教师做好校本化的单元教学设计。从化学学科核心素养培育的角度看，大概念单元教学的设计不是简单地对教学时间的延长和教学范围的扩展，而是要更为深入地揭示化学学科知识背后的逻辑和内涵，将抽象的知识转化为解决问题的具体能力。比如，高中化学课程中对于化学元素的教学是根据相应课时开展的，这就难免会造成“知识碎片化”的情况，而通过大概念的单元设计，通过“水质”这一主题，将氯、铁等元素的知识串联起来，并将化学实验的相关知识融入进行具体实践，对学生掌握相关概念、提高动手能力有着重要意义。

2.面向学科核心素养培育的大概念化学单元教学的提炼与确定

2.1聚焦学科本质

学科核心素养培育应聚焦学科本质，特别是在高中阶段，学生对语文、数学、物理、化学等学科的学习更加深入，对不同学科体系下的思维方式、基本问题、研究方法和研究对象也开始有了初步的认识，这也要求化学单元教学的提炼与确定应聚焦高中阶段化学学科的特点和本质。不同于初中化学主要是从宏观的角度认识物质的组成，高中化学主要是从微观的角度认识化学反应的本质和规律。基于此，应从以下几个方面提炼大概念化学单元教学：一是指向化学的本质和基本规律。化学是研究变化的科学，物质外观的变化，本质是无数个微粒的变化，实质是微粒之间能量的变化。因此在进行大概念单元教学时，应提炼物质（包括组织结构与性质）、化学反应（即变化的条件和方向等）等方面的要素，以培养学生的化学思维；二是化学研究的认识与方法。化学是以实验为基础的学科，面向核心素养的大概念单元教学化学实验的设计注重提高学生“实验探究”“证据推理”“实践创新”方面的素养，在强化学生认识的同时将化学应用从课堂扩展至更多的情景中；三是化学的目的与价值。上文阐述到大概念的核心特征有“文化价值”。在高中阶段，化学大概念单元教学还应面向社会需要、绿色低碳、人类命运共同体等重大议题，让学生更为全面地认识化学的价值。

2.2基于课程标准

高中化学大概念单元教学的提炼，应以课程标为依据，在贯彻课标中具体目标、内容和方式的基础上，结合校本学情进行个性化设计，如此才能够把握和提炼化学学科核心素养，保证整体教学方向不偏移。如针对“探究影响化学平衡移动的因素”这一必做实验，《课标》的内容要求和学业要求可以概括为两个方面：一是从化学实验中反应化学元素、物质化学变化的基本规律，从而强化学生对物质变化原理的认识，形成科学的物质变化观念。在此基础上，让学生充分认识到化学反应对人类科学发展、人们生活和社会进步的重要意义，培育化学核心素养；二是通过实验获取影响化学反应的重要因素和移动趋向，了解改进化学反应的方式方法。由此，让学生知道调节和平衡物质反应是有价值的。又如针对“盐类的水解”这一单元主题，《课标》的内容要求是“认识盐类水解的原理和影响盐类水解的主要因素”，学业要求为“能综合运用离子反应、化学平衡原理，分析和解决生产、生活中有关电解质溶液的实际问题”。针对《课标》中的要求，可以围绕“化学平衡与调控对生产生活的意义”这一大概念进行知识层级的构建。

2.3面向学生发展

化学学科核心素养的培育应面向学生发展，因此在大概念单元教学的设计时，应充分考虑到化学知识在真实情景下的运用，让学生能够在实际生活中积极主动思考和解决问题，并在教师的引导下有效解决，完成用学转化。传统化学课堂教学以“课时”为单位，但学生学习的知识是分散化和碎片化的，如对于酸、碱、盐等元素学习和实验操作，本身就是学习的重点难点，又存在碎片化学习的情况，就容易导致学生在学习时无法深入地把握元素的特性和关系，停留在机械记忆层面，课堂教学的成果也很难延伸到课外，不利于化学核心素养的培养。通过大概念单元教学设计，帮助学生建立新的思维逻辑和学习方法。在实践层面，一方面应做好学情分析，对于学生所处学段和已掌握知识情况进行全面摸排，在大概念单元教学时从现实情景、理论认识、实践操作、知识应用四个层面分别设计单元目标，保证教学过程层层递进；另一方面，及时给予课堂反馈。化学大概念单元教学应注重每一个教学环节的过程性评价。在教学实施后，应以调查问卷和知识测验相结合的方式了解学生对课堂的满意度以及对知识的掌握情况，最后再由教师与学生访谈深度了解学生化学核心素养的养成情况，为后续单元教学的优化提供参考。

3.高中化学大概念单元教学与学科核心素养培育的融合路径

3.1转变教育观念

化学大概念单元教学与学科核心素养培育的融合发展，教师首先应转变单向知识传授的教育观念，适应引导者、启发者、合作者、课程设计者、情境营造者、资源整合者的新角色。首先，教师应强化对大概念教学的认识，特别是在教学规范、教学设计、课堂管理等环节。同时，扭转长期以来传统课堂的“思维惯性”，在培训、教学与教研当中形成大概念的教学思维。其次，转变评价理念。大概念单元教学要有明确的目标和与目标匹配的评价任务，并将评价任务嵌入学习的过程中，实现“教—学—评”的一致性。根据提炼出的大概念，实现检测性、巩固性与提高性三大类的作业分层。此外，要求引领学生对自己的学习开展反思，教师要设计好具体的反思路径与框架，便于学生实现学思结合、学悟合一，实现从知识、能力到素养的课程目标。

3.2优化教学策略

大概念单元教学与化学学科核心素养培育的融合发展应进一步优化和创新传统课堂教学策略，对提炼出的大概念单元、教学情境、生活情境进行针对性设计。第一，在教学资源方面，应进一步挖掘现有教学资源的关联与拓展资源。基于现有教学资源特征依据大概念的线索重组教学内容，形成完备的教学资源库，让学生在课余也能够运用到化学知识。同时，还应实现教学信息动态管理，特别是对于学生学习过程中的各种行为应给予及时的反馈，课堂作业和教学内容应及时调整、实时更新，学科内以教研组为单位定期交换教学档案，学科外与数学、物理等关联学科实现教学资源共享；第二，以学生需求为基础创新教学形式。大概念单元教学涉及的教学环节更为复杂，涉及多个知识点的串联，这也给课堂管理、师生互动提出了更高要求。对此，教师在布置课堂作业、讨论等环节时应实时给予学生回应，以提高学生的学习积极性。在布置任务时，要注重碎片化和整体性的有机统一，确保教学环节都为教学目标和学生成长服务；第三，提高信息搜索能力，主动向学生收集学习体验，通过多元化的手段激励学生自主学习，推动教与学的良性互动。

3.3加强校本培训

高中生的思维呈现出点状和不连续的特点，如果简单地以大概念理念将单元教学的知识点进行迁移和抽象化，会在一定程度上增加学生的学习负担，因此，教师对大概念单元教学的设计和实施就十分重要。从学校的层面来看，应加强校本培训，提升教师对化学知识的认识层级。第一，在培训内容方面，重点从大概念的抽象与演绎、化学知识认识、问题铺垫与启发三个层面开展，基于国家层面关于化学核心素养培育的要求和《课标》，灵活制定本校培训方案。其中，理论上应涵盖大概念教学策略理论、教育心理学、教育理念等内容，实践层面则应根据学校的校本课程，以教研教改项目的形式予以支持；第二，开展多种形式的培训。线上可采用公开课观摩、讲座等形式开展，适合互动较少、信息密度较大的培训；线下则可以开展教学沙龙、教学研讨等形式，强调互动性和灵活性，适合信息密度低、人数少的培训内容；第三，教师要加强自身化学专业素养建设，完善自身的知识结构和认识深度，提升大概念单元教学的高度。

参考文献：

[1]杨梓生.对高中化学学科核心素养的认识[J].中学化学教学参考，2016（15）：1-2.

[2]林小驹，李跃，沈晓红.高中化学学科核心素养体系的构成和特点[J].教育导刊，2015（5）：78-81.

[3]韦钰.以大概念的理念进行科学教育[J].人民教育，2016（1）：41-45.

作者简介：

刘学海（1984年6月—），男，汉族，福建平潭人，硕士研究生，中级职称，研究方向：中学化学教学。