“素养为本”的高中化学单元教学设计与实践

黄剑锋 汤希雁

2013年，教育部启动普通高中各学科课程标准修订工作，其中对2004年试行的《普通高中化学课程标准（实验）》（以下简称实验课标）进行修订，并在2018年1月颁布了《普通高中化学课程标准（2017年版）》（以下简称2017版课标），首次凝练了化学学科核心素养。综合有关专家的观点，核心素养是在三维目标基础上提出的，是对三维目标的发展和深化，其直指教育的真实目的，那就是育人。从双基到三维目标，再到核心素养，是从教书走向育人这一过程的不同阶段。

我区从2012年秋季学期开始实施高中课程改革，广大教师在教学实践中发现，实验课标中提出的“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”这三维目标，在实际教学中很难同时兼顾，很多时候只能关注到知识与技能。以高中化学为例，许多教师习惯于依照教材章节顺序设计教学，局限于讲授零散知识，忽视知识间内在关系的揭示及知识形成过程的展示，学生所获得的是没有加以结构化的碎片知识，再加上教师侧重于文本知识的解读和解答试题的训练，发展化学学科核心素养的要求难以落实。

针对上述问题，我们开展了“‘素养为本的高中化学单元教学设计与实践”研究，以一个完整的教学主题确立教學范畴，让教学内容从属于同一个学习主题，按照学科知识逻辑结构以及学生认知发展规律，以相关活动为主线设计教学单元，用若干课时对同一主题的内容展开课堂教学，有效完成单元教学任务，培养学生化学思维能力，发展学生化学学科核心素养。

一、理论依据：四种教育发展观提供理论支撑和方法指导

（一）系统论观点

系统论认为，我们所研究的事物是一个“相互联系着的要素构成的整体”，要素之间相互关联，不可分割，系统的整体功能需要各要素相互作用才能充分体现出来。由此观之，实验课标提出的三维目标就是构成课程目标的一个整体，不可能也不应该相互割裂。而传统的教学以课时为教学单位，以教材章节顺序设计教学，只注重知识与技能目标的落实及知识点的突破，难以兼顾过程与方法、情感态度与价值观。基于现代系统论而设计的高中化学单元教学，能把三维目标整合起来，实现一个单元就是一个主题，一个单元通过若干课时对同一主题展开教学，从不同角度、用不同教学方式对同一主题进行多元化解析，引导学生对某一主题形成科学的学习思维，促进化学学科核心素养的发展。

（二）建构主义学习观点

建构主义学习观主张由学生自己建构知识，这种建构无法由他人代替，教师不应把知识简单地传递给学生，让学生被动地接受，而应结合学生的原有知识，通过创设与学生生活环境及知识背景相关的具有社会现实意义的真实情境来开展多种探究活动，激发学生的学习兴趣，促进学生学习方式的转变，锻炼他们的创新精神和实践能力，培养化学学科核心素养。建构主义学习观对高中化学单元教学的设计具有较强的指导意义，教师可以对课程标准、教材等教学指导性资源进行深入解读和剖析，并根据自己对教学内容的理解和对学生学情的了解，分析、整合、重组教学内容，进而形成相对完整的教学主题，再以该主题作为一个教学单元展开教学。

（三）学生发展核心素养有关观点

1.主体概念。学生发展核心素养是学生在接受相应学段教育过程中逐步形成的适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和解决问题的关键能力。文化基础、自主发展、社会参与是学生发展核心素养的三个方面，综合表现为人文底蕴、科学精神、学会学习、健康生活、责任担当、实践创新等六大素养，各素养之间相互联系、相互补充、相互促进，在不同情境中整体发挥作用。

2.学科核心素养。学科核心素养是本学科给予学生未来发展必备的品格和关键能力，是学生在解决复杂的、不确定性的现实问题过程中表现出来的综合品质或能力，是学科的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的有机整合。培养学科核心素养是为学生终身发展奠基，学科核心素养的实现必须以知识教学为载体，学科教育成功的关键是在学科教学中有效发展学生的学科核心素养。

3.化学学科核心素养。化学学科核心素养是高中学生发展核心素养的重要组成部分，是学生综合素质的具体体现，反映了新时代化学学科育人的基本要求，展现了化学课程学习对学生未来发展的重要价值。2017版课标凝练了化学学科核心素养的五个方面：宏观辨识与微观探析、变化观念与平衡思想、证据推理与模型认知、科学探究与创新意识、科学精神与社会责任。这五方面内容的描述，符合我国学生发展核心素养的要求，体现了从化学视角看待、分析和解决化学问题的能力和品质要求，全面关注了化学学科的知识技能学习、过程和方法的了解和训练、情感态度与价值观的教育，体现了化学学科独有的特质。“以发展化学学科核心素养为主旨”是2017版课标理念之一，学生化学学科核心素养可以通过结构科学、主题明确的教学单元学习得到有效发展。

（四）有效教学观点

有效教学观点认为，教学是否有效的唯一指标是学生有无进步或发展，有效教学要促进学生基础知识和基本技能的提高，促进学生思考问题、解决问题能力的提高，同时也要促进学生情感态度与价值观的发展，最终促进学生学科核心素养的发展。因此，有效教学观点同样是高中化学单元教学设计的理论依据。

二、模型构建：从教学单元及课堂教学两个维度设计教学模式

（一）教学单元的设计模式

如何设计化学单元教学？所设计的教学单元应包含哪些方面？北京师范大学化学教育研究所教授王磊指出，化学学科的“单元教学指教师在对课程标准、教材等教学指导性资源进行深入的解读和剖析后，根据自己对教学内容的理解，以及学生的情况特点，对教学内容进行分析、整合、重组，形成相对完整的教学主题，并以一个完整的教学主题作为一个教学单元的教学”，并且“每个学习单元有明确的单元课题或学习任务，有具体的单元教学目标”。由此，我们认为一个教学单元应该包含五个维度：教学目标、教学内容、学习情境、教学活动、评价方式，而教学内容、学习情境、教学活动、评价方式都是为了有效达成教学目标，为此，我们构建了以下教学单元设计的模型（图1）。

1.单元目标。课程标准及其教科书是确定单元目标和单元主题的重要依据。我们通过认真解读2017版课标，深入分析教材内容及其呈现方式所体现的课程目标和教育理念，钻研教材中蕴含的丰富教育资源，將学科内容划分为具体的课题或学习任务（学习单元），使之成为学生学会学习和形成正确价值观的基本单位，整体制定单元教学目标。我们制定单元教学目标时会考虑到以下几个方面：①学科角度，帮助学生理解学科概念原理和知识的前后联系，形成核心的学科思想，形成结构化的知识;②方法角度，关注学生学科思维和技能方法的学习;③情感角度，激发学生学习化学的兴趣和热情。

2.教学内容。我们依据知识内容的相互联系或学习规律，将教材中的某些内容，按照一定的目的，从不同角度或不同层面进行调整、重组来构建教学单元的内容，使繁杂的内容简单化、条理化，更符合学生的认知规律和心理发展规律。例如，人教版高中化学必修1第三章《金属及其化合物》的内容编排是“金属的化学性质→几种重要的金属化合物→用途广泛的金属材料”，将钠、铁、铝及其化合物的知识分散在各节教材中，显得繁杂、零散，我们根据单元教学设计理念，把以上零散的知识统领起来，将其统整设计成“钠及其化合物”教学单元，从化学学科核心素养的五个方面组织教学，充分发挥其核心素养培养功能。

3.学习情境。真实具体的情境是学生化学学科核心素养形成和发展的平台，能为学生化学学科核心素养的发展提供真实的表现机会。我们认为，情境素材越朴实，蕴含的问题越本原，越能激发学生提出高水平问题，驱动学生进行高阶思维。在创设学习情境时，我们注意引发学生的认知冲突，激发学生提出各种化学问题，情境的设置注重紧扣教学目标，关注学科思维和核心素养的培养，将化学知识融入情境中，不断深化学生对知识的理解，从而突破教学难点、突出教学重点，提升课堂教学效率。

4.教学活动。我们依据教学内容特点，结合学生的实际情况，整体设计结构化的学习活动，让学生利用已有的知识和经验，去探索知识的发生和发展，这样更有利于教师创造性地展开教学，做到“用教材教”而不是“教教材”。例如，在“钠及其化合物”单元复习教学中，我们根据学生已有的知识，设计了“生活中常见的钠的化合物”主题教学，提出了“我们怎样得到精盐”“碳酸钠俗称纯碱，为什么其水溶液能洗涤油污”“你知道泡沫灭火器的原理吗”等问题，引导学生利用粗盐提纯、盐类水解、相互促进的水解反应等知识去解决实际问题，提高知识运用能力。

5.评价方式。单元教学能否达成既定目标，需要对学生进行评价，评价的依据是2017版课标中的学习质量标准。我们结合单元教学内容，制定教学评价标准和评价方式，用以衡量教师驾驭教学和教材的能力，诊断教师理解课程标准和教材的能力，以及对教学内容重新进行分析、整合的能力。通过评价方式运用，能更好地指导教师因材施教，将繁杂、散乱的化学知识简单化、条理化，促使教学更符合学生的认知规律和心理发展规律，更有利于学生学习，教师的教学设计水平也相应得到提高。

（二）课堂教学的设计模型

每一个教学单元的教学任务通常需要若干个课时完成，要想在各课时的课堂教学中有效培养学生的化学学科核心素养，需要在教学单元的整体框架中对课时教学做出精心设计。东北师范大学化学学院教授郑长龙认为，基于化学学科理解的教学是素养落地、创新进课堂的教学，这样的教学应具备三个特征：①重视化学知识的学科功能;②重视“一”的抽提和认识视角的凝练，“一”是指能够引发深入与拓展思考，并能进行广泛迁移的认识视角;③重视认识思路的建构。借鉴这一理论，结合实践研究，我们总结出了“素养为本”的化学课堂教学特征，并构建了四维教学设计模型（图2）。

1.凝练化学学科本原性问题。化学课堂教学蕴含的本原性问题是探寻化学学科某主题教学中最为原始、朴素、本质的观念、思想和方法，可以提升实验探究的层次，明晰实验探究的方向，深化实验探究的内涵。在不同的教学单元里深挖本原性问题，有助于教师理解单元主题的实质性和关键性问题。在实际教学研究中，我们主要通过两种途径凝练本原性问题：一是在教学设计中精心设计能反映学科主题的实质性问题;二是在教学活动中捕捉并生成由师生尤其是学生提出的涉及学科主题实质的关键性问题。

2.设计课堂高阶思维活动。基于本原性问题解决的活动必然是高阶思维活动，高阶思维是一种以高层次认知水平为主的综合性能力，其主要由问题求解、决策、批判性思维、创造性思维四大能力要素构成。我们设计的课堂高阶思维活动，都会高度关注学生的思维品质，包括思维的深刻性、灵活性、创造性、批判性和敏捷性，注重培养学生的化学高阶思维能力，如概括关联、解释说明、推断预测、设计验证、分析评价等方面的能力。

3.“一”的抽提。实践中，我们注重引导学生在对本原性问题探究的基础上，建构具有广泛迁移价值的化学认识视角，使他们能够在解决陌生情境下真实化学问题时做到“举一反三”，甚至“举一反十”。

4.形成远迁移能力。通过具体问题的解决，引导学生形成解决问题的视角和思路，发展学生证据推理与模型认知的素养，构建起问题解决的思维模型。通过设计陌生情境下复杂的化学问题，让学生运用思维模型解决更为复杂的问题，形成远迁移能力。

总之，“素养为本”的高中化学课堂教学设计，需要教师对教材内容进行内化处理。教师要先以学科视角对教材内容进行化学科学经验理解，然后依据学生特点和学校化学教学资源实际，将自身的化学经验转化成教学内容，并对这些教学内容进行重组，最后外化成为有利于学生经验建构和目标达成的方式。

三、成果价值：能有效发展学生化学学科核心素养

经过探索，我们在理论上、实践上都取得了显著成效，其价值主要体现在以下几个方面。

1.教学价值。“素养为本”的高中化学单元教学能促进教师从“教教材”向“用教材教”转变，有效解决单课时教学中难以落实三维目标的问题，克服传统教学中学生获得的是碎片化知识的缺陷，有助于提升学生的化学知识结构化水平，发展学生的化学学科核心素养。

2.推广价值。运用我们构建的教学单元设计模式和“素养为本”课堂设计模式设计课例，能有效促进教师对教材文本的深度理解，内化化学学科经验教学。我们通过备课、上课、听课、评课、磨课等一系列教研活动，打造了一批“素养为本”的高中化学课堂教学优秀课例，先后在我区各地推出14节示范课、公开课、观摩课，得到业界较高评价。

3.实践应用。我们在2019年、2020年化学备考复习教学中运用“元素化合物单元复习法”，帮助学生形成整体化、结构化知识，通过任务驱动，激发学生学习积极性，发挥“元素化合物”的核心作用，教会学生从不同角度认识物质、研究物质，帮助学生形成科学的化学观念，构建起完整的化学知识体系，在提高复习效率的同时，化学学科核心素养得到了有效发展。

从三维目标到核心素养，我国高中课程改革正在进一步深化，指引着广大教师逐渐从“教书”向“育人”转变。我们开展的“‘素养为本的高中化学单元教学设计与实践”研究，顺应了高中课程改革的时代潮流，厘清了三维目标与化学学科核心素养之间的关系，抓住了化学教育的根本，体现了化学教育对学生化学学科核心素养培养的功能，释放了化学学科对人的发展的价值和意义，为广大同行探索化学学科发展学生核心素养提供了可行的参考和借鉴。（题图为本文第一作者黄剑锋）

参考文献：

[1]郑长龙，孙佳林.“素养为本”的化学课堂教学的设计与实施[J].课程·教材·教法，2018（4）.

[2]郑长龙.化学学科理解与“素养为本”的化学课堂教学[J].课程·教材·教法，2019（9）.

[3]王磊，黄燕宁.教学单元设计的实践与反思[J].中学化学教学参考，2009（3）.

注：本文为2017年度广西教育科学“十三五”规划A类重点课题“基于学科核心素养培养的高中化学教学单元设计的研究”（课题编号2017A003）的阶段研究成果。

（责编 欧金昌）