基于核心素养的“教材单元”整体备课<br/>——以“第一单元走进化学世界”为例

基于核心素养的“教材单元”整体备课
——以“第一单元走进化学世界”为例

2021-04-13洪兹田王锋

课程教学研究 2021年3期

文∣洪兹田王锋

一、基于核心素养的“教材单元”整体备课的提出

单元是指基于一定的目标与主题所构成的教材与经验的模块或单位。单元整体备课关注了课时之间的关联及学科知识、学科观念、学科能力、学科思维方法的多元融合，是核心素养落地的课堂教学的应然要求。中学化学教学中划分“单元”的依据主要有:(1)依据教材章节形成单元，如“走进化学世界”；(2)参考课程标准主题构建单元，如“我们周围的空气”；(3)以特定的化学问题为主题构建单元，如“探究食品包装袋中的生石灰”；(4)基于专项能力为主题构建单元，如“化学实验方案设计”。这里将第一种划分为“教材单元”，后三种统称为“主题单元”。

目前大多数教师仍习惯于依据“教材单元”来设计组织课堂教学。随着新一轮课程改革的推进和教材编写理念的不断更新，现行中学化学教材的章节已逐渐成为具有一定风格的单元规划的产物。多数“教材单元”内容的结构性和关联性较强，能够帮助学生整体把握学习内容和自主建构知识体系。从一线教学实际需要来看，“教材单元”整体备课应引起高度重视。但是，“教材单元”整体备课存在的不足也不容忽视。因此，一线教师应综合考虑“教材单元”内容框架、逻辑系统和承载的核心素养要素特点，聚焦学习方式变革和学习活动设计，进行基于核心素养的“教材单元”整体备课。

二、基于核心素养的“教材单元”整体备课的实施建议

核心素养下的“教材单元”整体备课是基于核心素养的整体备课的前提，从“教材单元”整体出发，深入挖掘“教材单元”内容背后的核心素养教学功能，进行整体规划设计教学策略并重点设计教学活动过程的备课过程。以人教版九年级化学教科书“第一单元走进化学世界”为例，介绍基于核心素养开展“教材单元”整体备课的实施流程和备课建议。

(一)依标据本，科学解读单元目标

1.分析课标和教材，梳理单元结构和素材资源

依据《义务教育化学课程标准(2011年版)》中关于本单元的内容标准和实施建议，结合教材内容分析，以结构图形式梳理出本单元知识内容结构并挖掘本单元可供选择的学习情境素材资源。本单元的课标要求、教材内容分析、单元知识结构和情境素材资源梳理如下。

(1)课程标准及实施建议

表1 课程标准及实施建议

(2)教材内容分析

本单元由“物质的变化和性质”“化学是一门以实验为基础的科学”“走进化学实验室”三个课题构成。从一些生活中常见的、与化学有关的事实、现象和问题出发，激发学生学习化学的兴趣，建立有关物质变化和性质的基本概念，培养“宏观辨识”“变化观念”等素养。结合具体事例了解化学研究的内容、范围和特点，体会科学探究的重要过程和方法，培养“科学探究”“证据推理”素养。

(3)单元知识内容结构

图2 单元知识内容结构

(4)单元学习情境素材资源

诺贝尔发明炸药的故事；科普读物：法拉第《蜡烛的故事》；利用家中的杯子、瓶子等用具，以及食盐、糖、水等，进行药品的取用、液体的倾倒等操作练习。

2.单元教学核心素养目标解读

深入挖掘单元中各课题教学内容的内涵及背后隐藏的素养教学功能后，梳理出与各课题教学内容对应的素养教学目标。依据梳理出的各课题隐藏的的素养教学目标，制定单元学习目标，进而精准“定位”和细化每个课题应达成的核心素养目标。其中，每个课题应达成核心素养目标从“核心概念”“能力发展”“品格修养”等三个维度进行细化。本单元的教学目标梳理、单元学习目标和核心素养目标细化如下。

(1)教学目标梳理

表2 教学目标梳理

(2)单元学习目标

①能对物质变化和性质进行分类，认识化学变化的本质特征是有新物质生成，体验化学实验是获取知识和学习科学的重要手段。

②了解实验探究的一般过程，能根据一定的方案与同伴合作进行实验并观察、记录实验现象，通过分析实验现象获取有价值的结论。

③具有安全意识和严谨求实的科学态度，能说出常用化学仪器的名称，能进行药品取用、物质加热、连接及洗涤仪器的基本实验操作。

(3)核心素养目标细化

以课题3“走进化学实验室”的目标细化为例(见表3)进行说明。

表3 核心素养目标细化

(二)结合单元目标，分析核心素养阶段达成的特点

首先，教师要分析学生在学习本单元内容之前的认知基础，明确素养达成的基础。比如，学生在知识、方法、能力、观念等方面有哪些储备；学生的最近发展区在哪里。其次，在解读单元教学核心素养目标的基础上，科学分析本单元各部分内容在学生核心素养阶段达成的特点(重点就素养达成的起点、障碍点和延伸点等进行分析)。比如，在本单元素养目标达成过程中，学生的哪些认知对素养目标达成有利；在哪些素养目标达成中,学生可能存在障碍；哪些素养目标的达成在本单元中不能一步到位，应循序渐进，在后续教学中进一步提升。通过分析核心素养阶段达成的特点，为下一步制定单元素养目标达成策略提供重要依据。本单元的素养达成起点、障碍点和延伸点分析如下。

1.素养达成的起点

本单元从学生生活中常见的与化学有关的事实、现象和问题出发建立物质变化和性质的基本概念。因为学生对物质变化的具体事例(如物质形状改变、物质三态变化、钢铁生锈、光合作用、呼吸作用等)和物质性质的具体知识(如熔点、沸点、压强、密度等)已有初步认识，有利于激发学生学习兴趣。这些已有经验和认识为学生学习物质变化及性质提供了丰富的感性认识。

以科学探究为目的的化学实验与日常生活探究既有一定联系又有本质区别。大多数学生对化学关注的问题和角度较为陌生。为帮助学生从生活探究向科学探究、由生活概念向科学概念转变。本单元安排“蜡烛燃烧”和“人体呼出的气体”这两个来源于生活且学生较为熟悉的探究活动。学生点蜡烛时，知道蜡烛的颜色、状态、形状、硬度等部分物理性质和蜡烛在空气中燃烧生成二氧化碳。同时，学生通过小学科学课、初中生物七年级下册的“人体内的气体交换”的探究活动，知道了吸入和呼出的气体中二氧化碳体积分数的变化，也知道二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊。这些已有知识、经验和体验可消除学生科学探究的陌生感，为教师从化学视角指导学生进行探究带来新的感受和启迪。再则，科学探究中涉及的“控制变量进行对比实验法”，学生也并不陌生。初中生物七年级上册的“探究种子萌发的环境条件”和初中物理八年级上册的“探究影响蒸发快慢的因素”等实验均涉及控制变量。这些知识、经验和方法体验为科学探究的顺利进行奠定了基础。

安全规范操作是完成化学实验的基本保障。学生通过初中生物和物理的学习，对一些主要仪器(如镊子、量筒、试剂瓶、试管、试管夹、酒精灯等)及其使用，基本操作(称量、物质的加热、固体和液体药品取用等)已有初步认识，有利于减轻后续学习中的“认知负荷”。

2.素养达成的障碍点

(1)概念建构的特殊视角

学生对物质变化的具体事例和物质性质的具体知识已有初步认识，但是未能从化学视角建立物质的变化和性质的概念。同时，学生对于怎样辨析化学概念还不清楚，对“物质的变化”与“物质的性质”等概念辨析，有些学生会感觉困难。教学中，应注意概念的建构过程，逐步完善概念。

(2)化学实验探究的特殊角度

“蜡烛及其燃烧的探究”和“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”两个实验源于生活。学生虽较为熟悉，但却从未对其细节进行认真的观察和思考。实验中学生可能会出现一些“茫然”，例如，仅关注怎么做，甚至“照方抓药”，未理解“为什么这样做”；将实验现象和实验结论混为一谈；不知道观察的对象和方法；不会规范填写实验报告。教学中教师应加强实验探究方法的指导。

(3)实验操作的规范性与趣味性

学生对化学实验基本操作规范，常用仪器的正确使用，实验的安全规范操作，还缺乏整体的认识和必要的规范训练。同时，不规范或错误的认识容易造成学生先入为主。教师应在做好讲解示范的基础上让学生模仿、训练，达成技能训练的效果。同时，机械式的重复训练容易造成学生兴趣不高，教师应结合基本操作练习适当增加一些趣味性实验。

3.素养达成的延伸点

(1)后续学习兴趣的进一步保持

第一单元是学习化学的热身内容，为后续学习准备基础概念、基本探究方法和实验操作技能。第二单元是学生真正进入化学学习。这两个单元教学的重点是激发学生学习兴趣，初步学习化学实验探究方法和实验技能。进入第三单元涉及较多的微观世界的概念理论，学生容易在这一章节出现分化。应进一步通过化学实验、熟悉的日常现象及生活经验、实物及动画模型等继续保持学生的学习兴趣。建议在后续教学中仍把保持学生学习兴趣放在首位。

(2)化学学科思想方法的学习进阶

本单元涉及控制变量进行对比实验、科学探究的方法和过程，但是作为起始章节的学习，更多的是为后续学习打好基础，教学中应注意循序渐进，不能一竿子捅到底，同时在后续教学中应进一步提升。例如，控制变量进行对比实验在九年级上册“氧气的性质实验”“分子和原子”“二氧化碳与水的探究”“燃烧条件的探究”和九年级下册“铁钉锈蚀条件的探究”“物质的溶解能力的探究”“ 物质的溶解过程温度变化的探究”“二氧化碳与氢氧化钠溶液的探究”等的教学中将逐步提升。科学探究的方法和过程，在九年级下册“铁钉锈蚀条件的探究”的学习中将进一步提升。

(3)装置气密性检查方法的进一步完善

装置气密性检查是进行气体制取实验的关键操作。本单元课题3“走进化学实验室”涉及微热法检查装置气密性，要让学生初步认识检查装置气密性的操作方法。在第二单元“氧气的制取”中会继续涉及微热法检查装置气密性，此时应将微热法检验装置气密性的原理讲透并按“操作—现象—结论”进行全面描述。装置气密性检查的其他方法，如液差法、抽(或吹)气法等在第六单元“二氧化碳的制取”中将进一步学习。在中考复习阶段，可单独设置一个专题对常见检验装置气密性的方法进行归纳比较。

(4)收集气体的方法和适用条件的进一步完善

本单元的“对人体吸入的空气和呼出的气体成分的探究”涉及排水法收集呼出的气体，在后续学习中应对收集气体的方法和适用条件进一步完善。例如，第二单元的“氧气的实验室制取与性质”应进一步介绍排水法收集气体的方法和适用条件，在第六单元“二氧化碳制取的研究”中对气体收集装置的类型及使用范围做系统归纳，完善学生对收集气体装置的认识。

(三)结合素养达成的特点，制定单元素养目标达成策略

对素养达成阶段(即起点、障碍点和延伸点)的特点精准分析为研究相应单元素养目标达成的教学策略提供科学依据。教师要结合学情，立足素养达成的起点，重点针对素养达成的障碍点和素养达成的延伸点，科学制定单元目标达成的教学策略。做到所制定的教学策略既要重点突破素养达成的障碍点，又要“放眼”素养达成的延伸点。切忌出现所制定的教学策略与素养达成的特点在关联性和匹配性方面差异较大，而仅仅制定一些通用性或关联度不大的教学策略。本单元的素养目标达成策略制定如下。

1.创设愉悦学习情境，激发学生学习兴趣

浓厚的学习兴趣是产生学习动机的“催化剂”和激发求知欲的思维动力。初三作为化学学科的启蒙阶段，应始终把保持学生学习兴趣放在教学首位。

利用实验激发浓厚的兴趣，燃起求知的火花。化学实验应确保实验现象的明显性，增强实验的效果和可见度。想方设法给学生创造实验条件和动手机会，并注意演示实验和分组实验的趣味性。

基于生产生活实际和化学史创设问题情境。在课堂教学中结合教材恰当地联系生活、联系工农业生产、联系自然、联系化学史等，使教学内容丰富多彩。让学生在轻松愉快、趣味横生的学习氛围中感受化学学科的应用价值和魅力。

用丰富多彩的“第二课堂”活动活跃学生的思维和培养学生的学习兴趣。例如，让学生参加化学游艺会、科学制作、科技文艺演出、参观工厂和化验室等活动，达到拓展课内知识，发展学习兴趣的目的。

2.重视学习方法指导，实施先行组织者策略

在化学起始年段的启蒙课教学，应重视对化学学习方法的指导。

(1)对比实验的方法

控制变量进行对比实验虽已在其他学科有所涉及，但学生在“对人体吸入的空气和呼出的气体的探究”学习中，首次在化学学科中接触该方法。教师不宜让学生自主参与控制条件下进行对比实验设计，而应将重点放在对比观察并描述实验现象，对所获取的实验现象和结果进行逐项对比与分析，得出合理的实验结论，从而更本质地认识物质的性质。

(2)宏观辨识的方法

运用观察、比较、分类的方法，从宏观物质及其变化中获得感性认知，从物质组成及性质等视角认识物质及其变化。引导学生有序观察、描述、记录实验现象，思考现象背后的道理，透过现象看本质。例如，在“蜡烛及其燃烧的探究”活动中，应引导学生观察化学实验现象的方法(直观观察或借助仪器了解实验现象)和观察化学实验现象的基本程序。

(3)科学探究的方法

通过实验等实践途径开展相关问题探究，让学生经历科学探究过程和体验科学思维方法，培养学生的实证观、逻辑思维和创造性思维。例如，课题2中安排了两个探究活动，即“蜡烛及其燃烧”和“人体吸入的空气和呼出的气体”。旨在让学生在实验中学习科学探究的方法。第1课时侧重于观察、记录方法的学习。通过引导学生归纳、总结化学学科的特点和观察的重点，对学生进行方法指导。同时，探究活动1的观察和描述实验现象为探究活动2较为综合的科学探究活动奠定基础。探究活动2侧重于让学生体验科学探究的完整过程，掌握科学探究的基本步骤和方法。

3.重视概念建构，逐步完善概念

新概念的建立要从学生已有知识或熟悉的生活经验入手，帮助学生感知并形成概念。要注意概念的建构过程，切忌死记硬背。同时，要以概念的内在联系为主要线索，逐步完善概念，避免急于求成。例如，在课题1“物质的变化和性质”中，对于“物理变化”“化学变化”概念的建构，可从“初步形成概念”“巩固概念”“应用概念”三个过程入手。首先，让学生列举生活中见过的物质所发生的变化，寻找变化的相同点和不同点，然后将变化分为两类。讨论分类的依据，得出物理变化和化学变化的概念。其次，完成教科书规定的四个实验，准确记录实验现象，讨论哪种实验现象能说明生成新物质，哪个实验中物质发生了物理变化，哪个实验中物质发生了化学变化。以此来巩固“物理变化”“化学变化”的概念。最后，应用物质变化的概念，判断一些常见的变化(结合图片或视频创设情境)是物理变化还是化学变化。

4.创设有意义的活动情境，提升技能教学的有效性

为解决技能教学课内容相对枯燥的问题，教学中可结合学案导学及教学内容进行相应的教学活动及情境设计，让学生在有意义的活动中高效参与学习过程并高质量完成教学任务。例如，课题3“走进化学实验室”中，以介绍常见的仪器和训练基本实验操作为主。这对于初次进行实验技能训练的学生，操作上有一定的难度。针对技能性课题特点，采取“先示范讲解到位，后模仿训练强化，直至习得技能”的教学策略。同时，一些操作步骤课本叙述较为烦琐，则通过操作要领形式(如检查气密性:一浸二握三看)归纳在导学案中；一些操作注意事项较多(如酒精灯使用和给物质加热等)，则以图示形式在导学案中展示。同时，创设了与教学内容相对应的活动情境，例如，以“手到擒来”“它们生气了”“化学大变脸”“安全大检查”“洗刷刷洗刷刷”等主题串起教材中四个实验基本操作的分组实验，有效地驱动学生参与技能训练的学习活动。

(四)设计有深度的学习活动，突破教学难点

为了突破教学难点和单元目标达成的教学策略，教学中应基于真实情境设计有深度的学习活动，让学生在活动中进行深度体验。学习活动设计重点体现“活动素养目标”“目标详解”“活动主题”“活动设计”“相关素材资源”“活动建议”等方面。以课题3“走进化学实验室”为例(见表4)设计学习活动过程如下。

以核心素养为导向的“教材单元”整体备课设计，依据教材单元的内容框架和承载的核心素养要素特点，通过顶层设计和整体规划，研究相应的教学策略和设计重点教学活动过程。为一线教师重新审视和重组教材，实现由“知识为本”向“素养为本”的课堂转型搭建“脚手架”。让我们一起探索核心素养视域下的“教材单元”整体备课的模式，开发出更多的案例资源，帮助一线教师提高“教材单元”整体备课的水平。