基于PCCAS教学模式的大单元教学设计

【摘 要】：新课程改革持续深化，对学生的综合素质和核心素养培养提出了更高要求。大单元教学以核心素养培养为目标，对教学内容进行重整开发，可以进一步深化课程改革需求，促进学生化学学科素养的发展。本文构建“课前导学，情景创设，知识构建，模型应用，总结提升”的PCCAS教学模式，将其应用于“自然界中氮的循环”大单元教学设计中，探讨大单元教学在高考化学复习中的实践应用，以其推动化学核心素养的真正落实。

【关键词】：PCCAS教学模式大单元  高考化学

1  前言：

普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）^[1]明确指出，普通高中要不断提高学生的综合素养和发展核心素养。教育目标由过去的强调知识为主转型为“核心素养”的培养，这对教学提出新的要求。高考备考是教师实践这一理念的关键环节，大单元教学以其整体性思维和重整开发的理念，为学生提供了在真实情景中完成任务和活动的机会，能有效促进核心素养的落实。

2  高考化学复习中存在的问题和现状

2.1  高考化学复习的教学模式单一落后

当前，部分教师对新课程和新高考的改革形势理解不够深入，在高考化学复习中仍沿用传统的灌输式教学模式，过分追求分数提升，忽视了对学生核心素养的培育。这种模式下，学生学习兴趣不高，面对创新性问题时缺乏应对能力，因此，改变这种单一落后的教学模式迫在眉睫。

2.2  高考化学复习的教学内容繁杂琐碎

高考化学复习内容既包括必修课程的五个主题如“化学科学与实验探究”、“常见的无机物及其应用”、“物质结构基础与化学反应规律”等模块知识，也包括选择性必修课程中“化学反应原理”、“物质结构与性质”和“有机化学基础”三个模块。这些教学内容既有基础性概念知识，也有进阶性的思维知识，既有重难点知识，也有非重难点知识，如果仅仅按照知识点进行顺序教学，会忽略知识点之间的联系，化学课的复习效率也难以得到有效的提高。

2.3  学生自主复习能力欠缺

高中生高考选科后仍然要应对六门科目的学习任务，在长期受到知识和分数为导向的影响下，学生的自主复习意识不足。另外，高中生的处于心理波动较大期间，复习的情绪容易受到外界的影响，常常难以静下心进行知识的归纳总结，需要教师进行规范和监督，自主复习的效果不太明显。

3  构建PCCAS教学模式

新一轮基础教育改革以培养学生的核心素养为导向，教学模式的创新能助推这一要求的实现，本文在参考钱扬义教授提出的五线谱教学模式^[2]的基础上，通过凝练各种教学模式的逻辑和规律，并结合高中化学学科的学习特点，提出了：课前导学（Pre-class guidance），情景创设（Creat scene），知识构建（Construct knowledge），模型应用（Apply model），总结提升（Summary promotion的教学模式，简称PCCAS教学模式（图1）。

4  基于PCCAS教学模式的大单元教学设计

4.1  确定单元教学内容

本文以“自然界中氮的循环”教学设计为例，探讨大单元教学在高考复习中的应用，该内容是人教版化学必修一第五章第二节的知识，新《普通高中化学课程标准》对该部分内容的要求具体如下表1

该单元内容在新课标中属于必修课程中“化学科学与实验探究”、“常见的无机物及其应用”和“化学与社会发展”^[1]等主题，在高考复习中具有重要的地位，很多一线化学教师都展示过优秀的教学公开课，通过研究这些优秀的课例发现，大部分教师在进行教学设计时，都是单独设计一个课时，缺乏各个课时的联系，因此，认真研读课标和教材后，本单元的教学设计主要进行如下突破：首先，探究氮核心物质在自然界的循环关系，通过“氮的气态物质转化（从天上降落凡间）”、“工业制备硝酸（人类推动氮的循环）”、“氮肥的那些事（再论人类推动氮的循环）”和“氨气（从凡间回归天空）”循环图构建每个课时间的联系；其次，在实际的生活化工应用中促进学生积极解决问题，感受氮循环学以致用的魅力。该大单元的概念层级如图1所示：

4.2  教学目标分析

（1）通过对“雷雨发庄稼”情景的剖析，从氮气的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成“结构决定性质，性质决定应用”的观念，了解氮气及其氧化物性质及应用，认识到氮及其化合物对社会的影响，并解释原因。

（2）掌握工业合成氨和制硝酸的原理，从含氮物质的性质及转化视角分析酸雨的成因、危害和防治，形成宏观辨析与微观探析的科学思想，从变化的观念认识物质。

（3）通过分析“喷泉实验”问题情景，掌握铵盐性质的学习，了解氨的实验室制法以及铵盐的检验方法，能依据物质及其变化的信息建构模型，绘制氮及其化合物的价类二维图，建立解决复杂化学问题的思维框架。

4.3  教学设计思路分析

该单元进行课时设计主要遵循“确定单元主题→制定单元目标→分解课时任务→设计课时评价”的思路，确保各课时之间相互衔接，形成整体。具体思路如表2所示：

4.4  教学过程

具体的教学过程以第一课时《氮的气态物质转化--从天上降落凡间》为例，该课时仅仅围绕问题情景→课时任务→课时活动这一线索展开，基于PCCAS教学模式将教学内容特点划分为五个环节。

环节一：课前导学（P）

根据大单元教学设计，公布第一课时的主题任务，让学生课前通过预先完成大单元学习任务表（如下表3所示）

设计意图：学生在高一的学习中已经基本掌握了氮及其化合物的必备知识，因此进入高三的学习中，通过大单元学习任务表驱动学生自主高效地进行学习，逐渐形成独立思考问题地习惯，为后续地学习活动的顺利开展做好铺垫。

环节二：情境创设（C）

问题情景1：展示教材中“自然界中氮的循环”，思考氮气如何转化成其他物质？

任务1：从氮原子结构和氮气的结构式预测氮气的化学性质。

活动1：观察“自然界中氮的循环”，小组讨论氮气的化学性质，并进行汇报。

设计意图：引导学生从原子结构的角度对元素的性质进行宏观辨析和微观探究，掌握氮气的物理性质和化学性质，初步构建结构决定性质的认识模型。

环节三：知识建构（C）

问题情景2：“雷雨发庄稼”蕴含的化学原理是什么？

任务2：从化学反应的角度分析“雷雨发庄稼”的原因

活动2：小组讨论“雷雨发庄稼”的原因。

设计意图：通过探寻“雷雨发庄稼”的原因，在真实情景中初步理解自然界中氮的循环，构建知识间的联系。通过探究自然界中氮由低价态转化为高价态的转化，掌握氮的氧化物（NO和NO₂）的性质，发展学生的变化观念，深入了解化学与环境的关系。

环节四：模型应用（A）

问题情景3：汽车尾气的会带来哪些空气污染，如何进行防治？

任务3：从化学视角认识汽车尾气带来的环境问题，并以化学的原理治理汽车尾气问题

活动3：学生进行归纳总结，小组分享。

设计意图：引导学生从化学的角度寻找解决环境问题的方法，树立正确的科学态度，增强学生环境保护的意识，强化学生的社会责任感。进一步加深结构决定性质的认识模型理解。

环节五：总结提升（S）

任务4：分析广东近三年在氮及其化合物的知识考察，如下表4所示：

活动4：巩固练习进阶题型：废气中氮氧化物的治理巩固练习；布置调查汽车的污染与防治情况。

设计意图：通过近三年高考题型分析总结，让学生认识到基础知识的重要性，促进学生对知识进行迁移应用，再通过进阶题型的训练，引导学生进行深度学习。最后，通过布置调查汽车的污染与防治情况，增强学生社会意识和责任感。

该课时评价主要利用课后反思评价表进行评价，在基于课时目标的基础下通过引导学生提炼知识点，回归教材，反思该课时收获和尚未解决的问题，达到深度学习的目的。具体如下表5所示。

5  基于PCCAS教学模式的大单元教学设计的实践反思

本文基于PCCAS教学模式，通过“自然界中氮的循环”大单元教学设计，明确大单元教学在高考化学复习中的实践思路。首先，通过新课程标准和教材确定大单元教学目标，再合理地重整知识寻找课时情景线或者任务线，引导课堂教学有效地进行，最后，基于课时目标设计多样的评价手段，反馈学生的学习程度，达到教学评一致性。从学生的课后反思评价表分析，大部分学生在进行练习巩固会忽略知识点的考察，也不会深究知识点的教材来源，只是机械地进行解题，究其原因，还是传统的教学模式固化了学生的思维。另外，通过调查和访谈，学生对该内容的大单元教学模式展示较大兴趣，课后习题反馈的教学目标基本达成。但也存在“符号表征能力”不足、不善于利于“变化观念”分析问题的情况。可见，发展学生核心素养的能力不能一蹴而就，需要教师不断尝试、渗透和锤炼。

参考文献：

[1]  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）.北京：人民教育出版社，2020.

[2]  钱扬义，唐云波，李绮琳.“1+8”套餐深度教研的理论与实践.广州：广东教育出版社，2021.6

[3]  马光贤.新课堂理念下的7种新型教学模式.北京：新华出版社，2023.6

[4]  武艳.基于核心素养的高中化学大单元教学设计探讨[J].安徽教育科研，2022（07）21.

[5]  张园园，张海玲.学科核心素养导向下的高中化学大单元探讨[J].2023（4）