核心素养视域下的初中科学大单元教学设计实践研究

［摘 要］初中科学课程旨在培养学生的核心素养，为学生的终身学习奠定坚实基础。大单元教学设计是一种相对新颖的教学理念和教学方法，正日益受到关注。文章以“物质及其变化”为例，基于真实情境开展大单元教学，通过设计有效的学生活动，引导学生深刻理解并掌握物质的酸碱性和酸、碱、盐的化学性质，促进学生的深度学习，进而提升其核心素养。

［关键词］大单元；核心素养；教学设计；初中科学

［中图分类号］    G633.98                ［文献标识码］    A                ［文章编号］    1674-6058（2025）05-0092-04

随着我国“双减”政策的推进，《义务教育科学课程标准（2022年版）》提出了“基于核心素养发展要求”，倡导积极探索和开展综合性教学活动，如大单元教学、项目式学习等。针对初中科学教学现状，结合学生的认知发展特点，本研究提出了一种融合真实情境的大单元整体教学方法，以引导学生将生活中的实际问题和初中科学知识相融合，从而拓展教师的教学思路与方法，激发学生对科学学科的学习兴趣，促使学生对科学知识进行深入理解和应用迁移，促进学生的核心素养发展。

一、大单元教学的内涵和价值

大单元教学是一种相对新颖的教学理念和教学方法。该方法以学科核心概念为中心，围绕某一大主题进行课程设计，通过项目化活动进行知识的整合和重组，凸显学科学业的核心内容，构建具有明确主题、目标、活动和评价体系的多元化课程，旨在促进学生核心素养的发展。

大单元教学有利于教师进行全景式教学。在传统教学中，教师往往侧重于具体学科概念的逐一讲解，知识点的落实较为零散，缺乏综合性和迁移性。而大单元教学要求精准定位，找到学生学习的支点、着力点、重难点以及突破点。这需要教师具备全局观念，呈现整体高阶思维样态，从而实现“整体大于部分之和”的教学效果，提升教学效益，发展学生的各项能力和必备品格。

大单元教学也有利于学生的深度学习。它能帮助学生理解零碎的科学知识之间的相互关系，体会到教材中的科学知识与生产生活之间的紧密联系，使原本零散、孤立且乏味的学习变得结构化、系统化。这里的“结构化”是指基于深度学习理念，让学生在一个整体知识框架中清晰地看到科学知识的脉络，并从中获得对科学规律和科学本质的深度理解。

基于上述理念，笔者尝试以浙教版科学九年级上册第一章“物质及其变化”为例，进行单元课程设计和教学的实践探索。

二、大单元教学设计思路

（一）明确大单元主题内容

依据《义务教育科学课程标准（2022年版）》的要求，创设真实情境，确定大单元教学设计的主题，制订合理的教学目标，以学生为主体设计活动，体现课程的整合性。围绕“酸、碱、盐的化学性质”这一核心概念主线，精心组织和选取教学内容，创造性地将原本分布在不同章节的核心知识或科学方法进行适当的编排与整合，然后绘制出大单元图谱。该图谱既能帮助教师提升视角，对大概念形成整体性理解，又能协助教师将教学内容和思维进行清晰、结构化的表征。本节课的大单元图谱如图1所示。

本大单元设计结合学校生态基地中萝卜相比马铃薯的生长状况较差这一真实情境，引导学生展开交流与讨论，并结合实际情况探讨“如何提高学校生态基地的萝卜产量”。本大单元的一级大任务、二级大任务、单元课时划分以及单元基本知识如图2所示。

（二）大单元教学设计创新点

本大单元教学创设了贴近学生生活的真实情境，秉承“以趣助学”的教学理念，帮助学生夯实基础，明晰单元间的关联性。通过结合学生的已有知识和经验，增强科学与生活生产的联系，使学生深刻认知到科学与环境、社会之间的密切联系。将科学知识巧妙地融入现实生活场景中，使学生更容易理解和接受。学生活动也从传统的“解题”模式转变为“做事”模式，强调在实践中学习、在学习中实践，让学生体验科学与实践的紧密结合。在解决实际问题的过程中，教师唤醒学生已有的知识，并将其与新知进行衔接，促进知识的融合与创新，拓展科学知识的深度与广度，注重科学知识的积累与运用，促进学生科学素养的全面发展。整个教学过程注重培养学生的综合思考能力和实践能力，强调在解决真实问题时的合作与交流、反思与评价，从而培养学生的团队合作意识。

此外，本大单元教学还与初中科学研究性学习课题相结合。研究性学习课题是基础教育课程中的一种新课程类型，在科学教育中占据重要地位。研究性课题具有专题性强、可操作性强、开放性、综合性、实践性、创造性以及自主性等特点，充分体现了其功能性，有效解决了科学素养教育中存在的“割裂”“静止”问题。本单元第2课时探讨“酸雨的成因、危害及防治”，让学生直面生活中复杂、开放且充满争议的问题，为学生创造了一个开放、自由的思考环境。通过解决真实情境中的实际问题，实现了科学观念、科学思维、探究实践和态度责任四个维度教学目标的有机融合。

三、学情分析

（一）学生已有知识经验

酸性物质和碱性物质是生活中的两类常见物质，学生在生活中都有所接触，因此对它们有一定的了解，也能列举出相关例子。在八年级学习溶液的性质时，学生已经了解溶液的酸碱性是溶液的特性之一，但对于溶液酸碱性的测定方法以及酸、碱、盐的具体性质，学生尚未进行深入学习和了解。

（二）学生学习困难点

探究活动中涉及较多的化学实验，这对学生的实验能力、观察能力、证据处理能力等都提出了一定的要求。由于学生对化学实验的操作规范、注意事项等知识的掌握较为零碎，因此可以利用这些知识碎片进行大单元主题式学习，设置一些针对性的学生活动，帮助学生系统、深入地开展学习。

（三）学生发展点

本大单元教学围绕生产、生活实际，要求学生将真实问题转化为科学问题，运用科学知识和原理探寻合适的科学方法进行验证，最后再将验证结果与实际生活生产相结合，做出科学的决策。这一过程可以有效弥补学生在应用迁移能力、创新思维能力和解决实际问题能力等方面的不足。此外，本大单元教学与研究性学习课题相结合，探究过程开放度高，有助于提高学生的创新能力和质疑辩证能力。

四、本单元教学目标

科学观念：掌握使用酸碱指示剂和pH试纸检测溶液酸碱性的方法；认识酸、碱、盐的主要性质，了解常见的酸、碱、盐在日常生活中的用途及其对人类的影响。

科学思维：通过测定土壤溶液的酸碱度和讨论交流酸雨的成因等活动，能基于证据和逻辑，运用分析与综合等思维方法提出合理见解，并找到解决问题的方法。

探究实践：通过探究硫酸的化学性质等活动，体验科学探究的基本过程，形成一定的科学探究能力；在探究改良酸性土壤的方法活动中，初步形成技术与工程实践能力。

态度责任：通过情境分析，形成探究热情，能主动发表见解；在解决真实问题时，注重合作与交流，养成良好的科学态度和社会责任感。

五、教学过程

课时1：测定土壤的酸碱度

【创设真实情境】在学校的生态实践基地，我们班种植的马铃薯生长状况良好，产量较高，而同一片土地中的白萝卜却生长缓慢，产量很低。根据你们的观察和已有的知识经验，猜想可能是什么原因导致的呢？

【资料分享】1.萝卜喜中性偏碱性土壤，pH在7～7.5最适宜。2.土壤含盐量不宜超过0.15%，超过0.2%时萝卜生长不良，超过0.3%时会遭受盐害。3.萝卜最适宜种在沙壤土中，沙壤土具有保水保肥性能良好、土层深厚、土质疏松且富含腐殖质的特点。4.萝卜不耐旱，因为虽然萝卜根系较深，但叶片较大，水分散失也多。土壤湿度以最大持水量的65%～80%为宜，空气湿度以80%～90%为宜。5.在萝卜的整个生长期中，对元素的吸收量以钾最多，磷次之。

【学生猜想】生1：可能是土壤的酸碱度不适合萝卜生长。生2：可能是土壤的肥力不够。生3：可能是阳光、水分等条件不足，导致光合作用不充分。

【问题引导】生活和生产中用到的很多物质有的呈酸性，有的呈碱性，还有的呈中性。你们能区分它们吗？

【学生活动1】利用酸碱指示剂（紫色石蕊试液和无色酚酞试液）对食醋、石灰水、柠檬汁、番茄酱、苹果汁、肥皂水、苏打水、食用碱水、可乐、蒸馏水、盐酸、硫酸、氢氧化钠、食盐水等进行分类。

【问题引导】硫酸和盐酸都是酸性的，那么哪种物质的酸性更强呢？为了描述物质酸碱性的强弱我们引入了“酸碱度”这一概念。那么，如何测定物质的酸碱度呢？

【学生任务】小组自主学习pH试纸的测量范围和使用方法。

【学生活动2】设计方案用pH试纸测定学校生态基地土壤溶液的酸碱度。

【学生活动3】分组实验，测定土壤溶液的酸碱度。实验完成后，结合实验操作评价量表（如表1）对自己的实验操作做出正确的评价。

【交流讨论】根据各小组的实验结果发现，萝卜喜中性偏碱性的土壤，pH在7～7.5最为适宜，而当前土壤的pH小于7，并非萝卜生长的最适pH。

课时2：酸雨的成因、危害及防治

【资料1】《2022年度杭州市生态环境状况公报》。

【学生任务1】了解当地酸雨的分布情况、酸雨率、降水的pH范围等信息。

【学生任务2】讨论并总结酸雨形成的化学原理以及当地哪些因素加重了酸雨等环境问题。

【学生任务3】列举酸雨给生活生产带来的危害。

【学生任务4】提出防治酸雨的措施，并制成海报。

课时3：改良土壤的酸碱度

【学生活动1】探究硫酸的化学性质。实验器材及药品：试管架、试管、试管刷、镊子、胶头滴管、酒精灯、火柴、药匙、硫酸、氢氧化钠、氢氧化钙、氢氧化铜、紫色石蕊试液、铁片、铜片、锌粒、氧化铜、碳酸钾、无色酚酞试液等。

【学生活动2】学校生态基地的土壤呈酸性，为了使萝卜更加适应土壤环境，请设计合理的实验方案，改良土壤的酸碱度。

【学生任务】结合实验操作评价量表（如表2），小组间互评实验方案，并进行交流修正。

课时4：增加土壤的肥力

【学生任务1】收集几种化学肥料的资料，讨论它们的性质和作用。

【学生任务2】学习常见化肥的分类和每类化肥的具体作用。

【学生任务3】讨论并确定萝卜适合施用哪种肥料。

【资料1】不同生长期萝卜的施肥计划。

【学生任务4】讨论为什么基肥应以农家肥为主，化肥为辅。

【小结】要提高萝卜的产量，不仅可以通过改变土壤的酸碱度和增加土壤的肥力来实现，还可以通过改变土壤的结构和性质、调整土壤的湿度等方法来实现。此外，充分利用阳光、调整萝卜生长的温度等，也能提高萝卜的光合作用效率，从而使萝卜增产。

六、教学反思

大单元教学的应用使科学教学模式不再单一。通过创设情境，将科学知识串联成三维的知识体系，不仅厘清了生活与知识的关联，还发掘了科学学习的趣味性。这一教学方式有助于学生理解科学概念与科学规律，实现了“研中学”的理念，使学生能够活学活用。

（一）大单元整合，深化科学观念

本大单元教学设计通过“知识链”“问题链”以及情境等形式，对科学概念和规律进行整理，并绘制思维导图进行拓展。学生在测量、比较以及归纳以及小组合作学习的过程中，充分体验到了概念的形成过程。这种构建知识的过程不仅让学生感受到了课堂的乐趣和挑战，还调动了他们的主观能动性，促使学生进行深度学习，提高了学生解决问题的能力。在活动内容的安排上，大单元教学注重科学概念的理解和科学方法的灵活应用，渗透科学观念，使学生对科学概念有了更整体、更全面的理解。

（二）多维度体验，内化科学素养

学生借助实验进行自主探究，不再仅仅停留在单一记忆和表面观察上。这种多维度的体验方式促进了学生对科学本质的深刻理解，以及科学素养的全面提升。

（三）项目化设计，升华科学能力

科学实验探究是形成科学观念、发展高阶思维的主要方法。在大单元教学中，通过实验与探究，创设问题情境，引导学生阅读、理解、分析信息或情境，构建模型，推理论证，发展他们的科学思维。

大单元教学汇聚了生生、师生、家校等多方力量，对学生主体进行过程性评价，激发了学生的内驱力，促进了学生的全面发展。我们提供了多方位的平台，让学生将实践与科学相融合，借助已有经验主动探索，从而提科学能力。

然而，真实情境下的大单元教学对学生的素养能力有一定的要求，难以保证所有学生都能够达到预期的学习效果。因此，教师在教学设计中，应对能力要求高的环节进行适当降维处理，以确保所有学生都能参与其中并取得进步。本课将大单元教学与研究性学习课题相结合，让学生学有所用，更好地将科学知识应用到实际生活中。通过这一教学方式，学生的辩证思维能力得到了显著提升。

［   参   考   文   献   ］

［1］  中华人民共和国教育部.义务教育科学课程标准：2022年版[M].北京：北京师范大学出版社，2022.

［2］  王梓馨.基于深度学习的高中化学大单元教学实践研究［D］.长春：吉林师范大学，2022.

［3］  李刚，宁妍.“1+N”全景教学模式：以大概念为主线的大单元教学设计框架[J].天津师范大学学报（基础教育版），2023，24（5）：51-56.

（责任编辑    罗    艳）