国内化学单元教学研究与展望

2022年湖北省教育厅教学研究项目（项目编号：2022352）和2023年湖北师范大学研究生创新科研重点项目（项目编号2023Z050）资助。

摘要：  单元教学鼓励教师根据学生的不同需求和学习风格定制教学计划，对提高学生学习效果、培养学生综合能力和促进深度学习具有重要意义。利用CiteSpace软件对中国知网（CNKI）收录的有关化学单元教学研究进行可视化分析，运用文献计量法和可视化分析法，探寻化学单元教学研究现状、热点及发展趋势，以期为单元教学研究提供思路和参考。发现化学单元教学是当前研究热点，倾向于从多个理论视角探讨思路、开发教学模式和进行实践研究。

关键词： 化学单元教学； CiteSpace； 可视化分析； 研究述评

中图分类号：G633.8.    文献标识码：A

文章编号： 10056629（2024）04002606

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

单元教学是落实化学核心素养的有效途径［1］。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》指出“重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，促进学科核心素养的落实”，大概念具有抽象性和概括性，单元教学是实现大概念教学的重要教学组织形式［2］。单元教学是教师深入了解学情和学习内容后开展的教学工作，具有整体性、系统性和创造性。国内学者对化学单元教学的研究取得了诸多成果，如杨玉琴提出了单元教学的内涵及设计思路［3］；张跃探究了高中化学单元教学设计策略［4］；也有从大概念、化学学科理解、深度学习等理论出发开发了单元教学设计案例［5］等。目前化学单元教学研究主要聚焦在哪些领域、取得了哪些研究成果、今后的发展趋势如何？本研究利用CiteSpace软件对中国知网（CNKI）收录的相关文献进行统计分析，为我国学者对单元教学的进一步研究提供参考和启示，推动素养导向的化学课堂教学改革。

1  数据来源与研究方法

以中国知网（CNKI）为主要数据来源，文献类型包含期刊论文和硕博论文，在“高级检索”选项中，以“单元教学”和“化学”为主题进行检索，时间范围选取2004至2023年，截至2023年4月1日，共检索文献677篇。剔除与单元教学主题缺少实质性联系的文献和会议论文，最终获得有效文献300篇。采用文献计量法和可视化分析法，研究工具为CiteSpace 6.2可视化分析软件［6］。具体步骤如图1所示。

2  文献计量与图谱分析

2.1  研究文献数量统计

单元教学研究的年度发文量统计如图2所示。可见，从2005到2017年，发文数量波动幅度不大。最早一篇是2005年何彩霞［7］发表于《基础教育课程》，分析了教材“单元”与“单元教学”的不同，从教学目标和内容角度阐述了对单元教学的认识。2009年，王磊［8］首次提出了单元教学设计的概念、特点以及设计原则和方法。2017年版普通高中化学课程标准颁布后，化学单元教学在国内开始蓬勃发展，研究文献数量急剧增加。2023年文献数量统计不完整，但是从整体变化形

势看，近年来单元教学研究热度较高，预计国内关于化学单元教学的研究论文数量将不断上升。

2.2  被引量分析

论文被引量在一定程度上反映出其包含的思想与方法的使用情况，被引量越高，说明该论文在相关领域影响力越大。表1统计了被引次数最多的十篇文献，最高为138次，来源于《化学教学》，该文围绕大概念进行了单元教学的实践探索，并根据学生发展需求，构建单元教学设计思路，发展化学学科核心素养［9］。后期研究者继续从单元教学的内涵价值、教学策略、设计思路和教学实践等方面深入分析。

2.3  聚类图谱分析

关键词是核心观点的凝练，关键词的共现图谱能展现该领域的研究热点和趋势。基于CiteSpace软件得到了关键词聚类知识图谱（图3），图中共有226个节点，518条连线（节点代表关键词，连线表示两者间存在联系），且Q＞0.3， S＞0.7，说明聚类具有说服力［10］。图中共有八大聚类，

即#0单元教学、#1大概念、#2高中化学、#3教学设计、#4深度学习、#5离子反应、#6实践研究和#7教学策略。结合关键词出现频率和中心性可知（表2），化学单元教学研究领域的热门主题依次为核心素养、大概念、深度学习和教学策略。

通过CitaSpace软件的“LLR算法”进一步挖掘聚类标签后所包含的主要关键词（表3），其中聚类#0单元教学节点数目最多，与“教学主题”“教学模式”和“深度学习”等关键词联系最为密切；各聚类标签紧密程度值均大于0.7，说明聚类合理且可信度高［11］。聚类#2高中化学具有明确指向性，不予讨论，聚类#0单元教学、#1大概念和#4深度学习是研究者从不同理论视角展开，内部有一定联系，可归为一类；聚类#3教学设计、#5离子反应、#6实践研究均属于教学实践内容，可合并讨论。因此，化学单元教学的研究热点主要集中在大概念、深度学习与单元教学相关研究（#0、 #1、 #4）、化学单元教学设计与实践研究（#3、 #5、 #6）和单元教学策略研究（#7）。

通过对作者和发文机构的合作情况进行分析，发现化学单元教学在中小学教育中受到的关注度较高，研究者与研究机构整体合作程度不高，主要存在以王磊为核心的研究团队，北京教育学院为主的研究机构。

3  研究现状分析

仅依据关键词聚类图谱来研究具有局限性，进一步精读文献，最终得出化学单元教学研究主要集中在以下几个方面：

3.1  化学单元教学基础理论研究

3.1.1  单元教学的概念及内涵研究

许多学者对单元教学的概念与内涵提出了见解。洪清娟［12］认为单元教学是富有创造性的、动态的教学活动，是教师充分理解教材单元后对教学进行规划重组的实践活动。杨玉琴［13］指出单元教学设计是介于课程设计和课时设计中间的教学设计，属于中观教学设计。王爱富［14］提出单元教学是依据教学目标和教材中的某一特定教学内容，按照知识的内在结构、学生认知特点等整合教学内容，形成以培养学生化学学科核心素养为主旨的结构化教学。目前受到广泛认可的是王磊教授［15］的观点，即单元教学是在教师深入分析课程标准和教材等一系列指导性资料的基础上，根据教师自身对知识的理解、学生已有基础和学习特点，对教学内容进行合理的筛选、整合和设计形成的完整教学主题，并作为一个教学单元进行教学。研究者们对于单元教学的内涵基本认同的是：单元教学具有整体性，并非课本现成的“单元”，需要对知识重新加工和重组，对学生知识建构和能力培养具有重要作用。

3.1.2  单元教学的设计路径

开展单元教学设计首先应该清楚学什么、如何学、需要达到什么目标，由此对教学内容进行合理分配形成不同模块，以知识逻辑性为主线，分析知识模块背后所承载的化学学科核心素养培养要素，通过课程标准、教材和学情等教学要素的分析确定教学目标、教学任务和课堂活动，并制定对应的教学评价目标组织教学［16］。许多研究者结合单元教学的内涵或课例，提出系统的单元教学实施流程，如杨玉琴以“氧化还原反应”为例，提出单元教学设计的基本框架［17］。还可以依据“ADDIE模型”，从分析、设计、开发、实施和评价五个阶段提出单元教学设计流程［18］。从UbD（Understanding by Design） 理论视角出发，探索如何进行理解为先的单元教学设计，如王洪杰［19］提出了UbD模式下单元教学“五步设计法”。

3.1.3  单元教学的实践研究

自化学学科核心素养提出以来，化学单元教学设计研究逐渐增多，前期研究内容主要参考课本“单元”，依照经验设计教学，目前单元教学设计倾向从大概念（大观念）、化学学科理解、STSE教育理念和UbD理论等视角出发［20，21］。其次单元教学研究范围也有所扩大，诸多学者从学科内容整体出发，综合教材资源重新划分教学单元，如“电离和离子反应”单元教学［22］。同时单元教学设计也呈现出多种课型，如复习课［23］。单元教学还与手持技术数字化实验结合，体现信息技术与教育融合发展［24］。在教学评价方面，主要是通过设置对照班与实验班，通过纸笔测验、设计评价量表（学生自评）、学生访谈等方式得出教学效果。目前单元教学效果评价方式比较单一，尤其是对学生思维能力发展维度评价还有待完善。

3.2  基于大概念的单元教学

基于大概念的单元教学需要思考如何用大概念统领单元教学内容，如何促进学生对大概念的理解。许多研究者从具体内容出发提出了大概念统领下的单元教学流程（表4），可见，基于大概念的单元教学设计首要任务是抽取单元大概念，挖掘课程标准中的素养目标或具体内容背后的大概念，梳理概念的层级关系建构概念体系，根据学生学习水平和实际情况，确定大概念的分解程度与教学单元。单元目标的设计是关键环节，需要基于大概念发展历程、学生所处阶段和具体内容特点思考，系统规划进阶式单元教学目标和课时目标［25］。大概念统领下的单元教学需要创设真实情境，开展探究性活动，通过驱动性问题引导学生在知识链中行走，循序渐进地建构起大概念，加深对大概念的理解。实施单元教学评价是重要环节，可以结合教学目标设计评价体系，采用课前、课中与课后评价，自评与小组互评结合的方式，针对性作业设计也是必要的。总体来看，大概念统领下单元教学能帮助教师抓住教学内容的本质和关键，训练和强化学生思维，增进对学科知识内在联系的理解。

3.3  深度学习理念下的单元教学

基于深度学习理念的单元教学从知识内在结构和整体特性的角度出发，引导学生从认识知识过渡到发展思维，培养学生的关键能力和必备素养。有学者从深度学习的角度对元素及其化合物、化学概念、有机化合物等内容进行单元教学实践［32～34］，通过设计基于深度学习理念的探究活动，学生在知识理解基础上学会迁移运用，促进学生思维特别是高阶思维的发展。也有学者结合教学实践提出从单元观念、学习内容、学习过程和思维转化这四个方面引领深度学习［35］。单元教学在引导学生经历知识生成的过程中，在一系列思维建构、内化的课堂活动中，不断带领学生进入深度思考，促进学生思维能力的发展，因此深度学习理念与单元教学的融合能有效促进化学学科核心素养的落实，值得研究者进一步探讨。

4  研究结论与展望

（1） 化学单元教学研究热度较高，大部分研究来自基础教育，部分来自高校和其他机构。从研究热点来看，单元教学更偏向“教学设计”“教学策略”等实践领域。从研究趋势上看，研究者积极探索化学学科核心素养视域下的单元教学，以期实现课堂转型，倾向于从大概念、深度学习、UbD理论等多个理论视角出发探讨单元教学思路、开发教学模式和进行实践研究，推动单元教学深入发展，对一线教师开展实践也有很大参考价值。

（2） 目前国内化学单元教学研究视角较为广泛，研究者从学科知识结构、学生思维发展、教学策略等多个视角进行实践研究，教学评价方面侧重于知识掌握情况，存在评价维度单薄、评价工具单一的问题，建议后续研究者开展教学评价时关注学生化学核心观念的形成、知识的结构化程度和迁移应用能力，进一步丰富单元教学的评价性研究。

（3） 参考化学单元教学的研究趋势，后期研究者在理论研究与实践研究上仍要加以创新，需要在前人的研究基础上不断优化单元教学设计路径，深入理解知识背后隐藏的学科思想与价值，对知识重新整合和架构，加强宏观层面的理论指导以及中学课堂实践，避免单元教学研究浮于表面，实现“传授知识”向“落实素养”的转变。