刍议大概念统摄下的高中化学单元教学

摘 要：  单元教学是建构大概念的重要教学形态。在具体实践中要以系统化的思维进行大概念的提炼和单元的划分，遵循整体化、结构化、情境化、真实性的单元教学设计原则，依托单元情境组实现“教学评”一体化，并根据实践效果进行反思、优化和再实践。

关键词：  大概念； 单元教学； 结构化； 高中化学

文章编号： 10056629（2024）10000307

中图分类号： G633.8

文献标识码： B

1 基本释义

1.1 大概念

《普通高中课程方案（2017年版2020年修订）》明确强调“重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化，以主题为引领，使课程内容情境化，促进学科核心素养的落实”［1］。大概念也称大观念，最早源于教育心理学领域［2］，是指反映学科本质，具有抽象性、概括性、统摄性和广泛迁移价值的学科思想和观念［3］。刘徽认为可以通过课程标准、学科核心素养、专家思维、概念派生自上而下解构大概念，也可以通过生活价值、知能目标、学习难点、评价标准自下而上提炼大概念［4］。

1.2 化学大概念

学科大概念被作为发展核心素养的手段和方法，最为重要的两点是其所蕴含的“少而精”和“像专家一样思考”的内在属性［5］。胡欣阳分别从学科、课程、学习三个认识主体层面构建了化学大概念的内容体系，形成化学学科大概念、化学主题大概念、化学基本观念。化学学科大概念是化学家等科学共同体关于化学学科本质特征的认识［6］。吴星将化学学科大概念分为物质组成与结构、物质变化与转化、物质性质与应用、物质变化与能量四方面，并进行了相应描述［7］。化学主题大概念是化学学科大概念与特定化学课程主题内容的融合［8］。王换荣等认为化学主题大概念教学是解决课程内容组织的结构化和建立化学基本观念的一般路径［9］。化学单元大概念就是一种常见的化学主题大概念。化学基本观念是以学生认识发展为主体指向的一种特殊的化学大概念，强调学生通过化学主题大概念的学习而在头脑中自主建构形成的有关化学学科的总括性认识［10］，包含元素观、微粒观、结构观、变化观、能量观等知识观念，分类观、实验观等方法观念，化学价值观等情感观念［11］。

1.3 大概念统摄下的化学教学单元

单元教学是介于宏观课程和微观课时之间的中观教学，向上能实现课程目标和知识结构化，向下能理清课时之间的教学逻辑［12］，能够克服传统课时教学知识割裂的弊端，是建构大概念的主要载体［13］。大概念视角下的单元是素养目标达成的单位，不再拘泥于教材的章节，可分为显性单元和隐性单元［14］。显性单元是指教材中现有的单元，教师可以直接从中提炼大概念。而隐性单元则只涉及现有单元的部分内容，这些内容与其他单元的部分内容拥有共同的大概念，教师可以根据需要进行整合，如化学实验单元、化工生产单元等。根据所对应的大概念的大小不同，还可以将单元分为宏观单元、中观单元和微观单元。宏观单元可以跨越时间和空间，适合处理初中、高中必修、高中选择性必修均涉及的内容（如化学反应类型单元）和建构跨学科大概念（如分类思维大概念）。中观单元围绕某一学段的大概念展开，一般要在几个学期内完成，例如元素化合物单元。微观单元一般是指教材现有的单元。

综上所述，化学教学中教师首先要具备化学学科大概念，并主动将其与化学课程内容相融合形成化学主题大概念，以化学主题大概念统领单元教学，帮助学生在头脑中建构化学基本观念，从而切实发展学生的化学学科核心素养（见图1）。

2 设计模型

大概念统摄下的高中化学单元教学设计模型可用图2表示。

2.1 目标内核

单元目标是核心素养与单元教学内容的具体结合，是学生单元学习的预期结果，既是单元教学的出发点也是归宿，支配着教学的全过程，规定着教与学的方向［15］，是学生素养达成的“座架”。单元大概念是单元目标的内核，能将单元目标中的认知维、技能维、情感维统合为一个结构化的整体，并深度融合成素养。

2.2 价值旨归

当前的化学课堂仍存在碎片化教学现象，例如未能从整体关联的视角审视教学内容，孤立、静态地教授知识；零散知识点大量堆砌，学生进行默写、刷题等低通路迁移［16］，不仅遗忘率高，还不能灵活迁移应用到新情境；止步于具体知识方法的学习，未能抽象提升到一般性思维模型，难以实现抽象原理在不同情境中的迁移应用。

课堂转型的方向是为素养而教。核心素养是学生在面对真实复杂的情境时能够以专家的思维方式高质量解决问题的综合品质。这就要求教师从教专家结论转向教专家思维，而学生形成专家思维的标志就是理解了大概念［17］。理解大概念需要经历“具体归纳抽象演绎具体”的螺旋上升过程，这个过程就是高通路迁移。从这个角度讲，大概念就是高通路迁移中的“高位抽象”［18］，是反映专家思维方式的概念、观点或论题［19］，能帮助学生综合运用所学解决复杂的实际问题，这正是大概念统摄下的高中化学单元教学的价值旨归。

2.3 设计原则

2.3.1 整体化原则

整体化包含两层含义，一是单元内部的整体设计，二是关联单元的整体设计。迭代逻辑是大概念单元教学设计要遵循的整体化思路，所谓迭代逻辑是指不断重复、反馈和提升的过程，呈现螺旋上升的态势［20］。单元内部的整体设计要以单元大概念贯穿单元教学始终，即围绕单元大概念制定单元目标和评价目标，创设单元情境组，设计表现性任务和真实性问题，引导学生在不同情境中不断地经历归纳和演绎的动态过程，以此实现对单元大概念的动态理解。关联单元的整体设计要关注不同单元内容之间的科学逻辑，关注同一大概念在不同学段的进阶发展，关注跨学科大概念的建构和应用。

2.3.2 结构化原则

化学大概念产生的社会背景是，化学课程内容过多的事实性知识和细节使学生丧失对化学的兴趣和热爱，丧失终身学习的能力和意愿［21］。课程内容结构化是国际课程改革在知识激增背景下培养人才的重要课程设计方式［22］，这与化学大概念产生的背景相似。所谓结构化，是指将逐渐积累起来的知识加以归纳和整理，使之条理化、纲领化，做到纲举目张［23］。《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称“课程标准”）指出：内容的结构化是促进学生从化学学科知识向化学学科素养转化的关键，主要有基于知识关联、认识思路和核心观念三种结构化形式［24］。以结构化的方式开展大概念单元教学，能为学习者提供化学知识的结构与获得的过程，让学生在单元学习中像“专家”一样将化学大概念内化为自己头脑中的化学基本观念。

2.3.3 情境化原则

精心创设丰富多样的教学情境，置学生于情境中思考和学习，已经成为中学化学教师的一个共识，并逐渐落实为一种自发的教学实践［25］。素养的形成需要依托多个情境，这就要求大概念单元教学要在情境组中进行。单元情境组中的不同情境共同围绕一个或几个单元大概念，既能实现对教学内容的全覆盖，也不能太过重复，同时还要符合学生的认知规律，由简单到复杂，由单一到多元，由限制到开放。化学教学中常见的情境有实验情境、生活情境、生产情境、化学史情境、科学研究（学术）情境等。

2.3.4 真实性原则

钟启泉指出：核心素养区别于应试学力的最大特质在于真实性，真实性是核心素养的精髓［26］。真实性指的是“超越学校价值”的知识成果，也就是解决真实问题的能力［27］。这就要求教师在设计大概念统摄的单元教学时要关注启发学生思考的问题的真实性，真实性问题常常镶嵌在单元情境组中。需要注意的是，真实性问题的目的是帮助学生形成未来解决现实世界问题的专家素养，其本身在当下不一定是真实的，例如在“硫酸工业”教学中的真实性问题：“如果你是硫酸工厂的负责人，你会如何选择生产原料、调控生产条件、改善生产工艺？”

3 实践路径

大概念统摄下的高中化学单元教学实践路径可用图3表示。

3.1 提炼大概念，初步规划单元

教师可以从学科本质、课程标准、教材分析等角度，结合已有文献研究和自身实践经验，系统提炼化学大概念。围绕大概念，依托教材内容，初步系统规划必修课程和选择性必修课程的学习单元，同时要做好化学大概念的初高中衔接。《义务教育化学课程标准（2022年版）》构建了大概念统领的化学课程内容体系，明确了“化学科学本质”“物质的多样性”“物质的组成”“物质的变化与转化”“化学与可持续发展”等大概念及其具体内涵要求［28］，为高中化学大概念的建构奠定了良好的基础。

3.2 细化单元主题及内容，确定单元大概念

素养导向下的单元主题包括单元重点学习的学科知识及其蕴含的学科思想和学科思维方式。显性单元的主题一般可以保持教材原有的单元名称，隐性单元的主题则常常需要适当的改编。根据细化的单元主题及内容，结合提炼的化学大概念，可以确定单元大概念。一个单元的大概念可能不唯一，但也不宜过多，以不超过3个为宜。例如表1、表2是依据课程标准分别对必修课程主题2、主题3的内容提炼的大概念，确定的单元大概念、单元主题和内容，教师可以根据所使用的教材版本及学生的特点进行调整。

3.3 以单元大概念为核心进行单元整体设计，形成单元链结构

大概念具有多重层级结构［30］，单元大概念虽然已经是学科大概念的具体化，但依然具有大概念的特征，是单元教学的核心，需要经过多个课时的学习来加深理解。大概念视角下的单元内部逻辑可以通过单元链［31］来呈现。单元链以单元大概念为核心，能帮助教师厘清相同大概念统领的必修内容与选择性必修内容的关系，还能清晰地呈现显性单元和隐性单元、同一单元的显性部分和隐性部分的关系。以高中化学必修课程和选择性必修课程均涉及的“氧化还原反应”单元（不包含有机化学）为例，绘制如下单元链（见图4）。

3.4 依托单元情境组，实施单元“教学评”一体化教学

以单元情境组为载体，通过指向大概念单元目标的表现性任务和真实性问题，可实现单元“教学评”的一体化。表现性任务以情境为载体，包含系列真实性问题，对应单元素养目标，体现对大概念的理解，可防止低通路迁移。例如在必修课程“氧化还原反应”单元中创设的单元情境组、表现性任务和真实性问题见表3。

情境1诊断并发展学生从物质、元素、微粒角度认识氧化还原反应的进阶水平，情境2诊断并发展学生对氧化还原反应认识思路的结构化水平，情境3和情境4分别诊断并发展学生应用氧化还原反应的物质转化和能量转化解决实际问题的水平。

希尔推崇在表现性任务中使用SOLO分类理论，即将学生的学习结果由低到高分为前结构、单点结构、多点结构、关联结构和抽象拓展结构5个不同的层次［32］，体现了学生认知的结构化水平。教师在具体实践中可以收集不同结构水平的典型回答，用于制定大概念单元教学的认知评价量规，进而对学生进行有针对性的指导。

3.5 进行持续性反思和优化，并进行再实践再反思再优化

大概念统摄下的高中化学单元教学是一项系统工程，涉及教师对课程标准、教材的深度理解和教学观念、教学方法、评价方式的转变，需要教师以研修共同体的方式进行持续性反思和优化，并在多轮教学中进行再实践、再反思、再优化。

化学大概念能帮助学生在更高的认知层面理解具体知识背后的更为本质的观念［33］，即使未来学生不从事与化学相关的专业，但是化学学科所蕴含的思维方式也会影响其日常生活。大概念统摄下的高中化学单元教学从学生的学习层面出发，关注学生高质量、高效率的学习，是从如何教到学什么、如何学的深刻变革，能为学生的终身发展提供支持，但相关研究目前还处于起步阶段，值得一线教师深入实践和探索。