以学科大概念为核心的整合性复习教学实践——以“几种气体的实验室制取”复习为例

邓锦松 杨梓生

（龙岩市教育科学研究院，福建龙岩 364000）

传统复习教学普遍以知识串讲、做题、讲题为主要方式，忽视了从整体上引导学生认识和理解化学，学生所获得是散乱的、低层次的知识，造成学生面对陌生情境时难以准确检索与提取知识进行解决问题。研究表明，学科大概念（简称“大概念”）具有概括性、抽象性和适用范围较大等特点，能有效帮助学生实现知识内容的拓展和知识结构的改造。为此，笔者尝试探索以学科大概念为核心的整合复习教学实践（教学流程如图1），以解决目前复习教学效率低效的问题，取得较好的效果。现以九年级“几种气体的实验室制取”复习教学为例加以阐述。

图1 以大概念为核心的整合性复习教学设计思路

一、确定大概念

大概念是指能反映学科的特质，具有较为广泛的适用性和解释力，具有持久迁移价值的原理、思想和方法［1］。开展以大概念为核心的整合复习教学，首先要将复习内容置于课程体系，根据课程目标、课标的主题定位和学习要求提炼大概念。气体的实验室制取体现化学科学“创造物质”的特征，是初中化学的重要内容。课标强调学生“初步学习氧气和二氧化碳的实验室制法”，掌握气体制取原理的选择、装置的确定、检验与验满方法和具体操作等内容，从而建构“实验体系三要素及其相互关系”［2］的实验学习要求。显然，“实验体系三要素及其相互关系”是实验室制取气体具体知识背后更为本质的思想方法，具有高度概括性和迁移价值，是几种气体制取的大概念。

从实验体系三要素及其相互关系出发，又可将其进一步细化为概括程度较小的次级概念。如三要素中的原理系统，可具体化为“反应速率适中”和“气体物质易获得”；而“反应速率适中”由“反应速率过快不利于气体收集”“反应速率过慢将耗费较长的收集时间”“气体物质易获得”由“气体物质仅一种”和“气体物质易分离”等具体的事实性知识概括抽象而成。从“化学是创造物质的科学”这一学科特征（也是一个大概念）出发，按照大概念→次级概念→具体概念、原理、事实的逻辑逐渐解构和具体细化，便可建构起大概念为核心整合气体制取知识的结构图（如图2）。

二、制定教学与评价目标

为精准实施复习教学，需要落实“教、学、评”一体化要求。即，强调教学目标与评价目标、学习任务与评价方式的一体化设计，从而充分发挥教学目标对教学活动的导引与定向作用，充分发挥化学日常学习评价的诊断与发展功能。因此，实施以大概念为核心的整合性复习教学，需要制定以引导学生建构以大概念为统领的知识结构，形成持久的迁移能力为出发点和落脚点的教学目标。同时，制定与教学目标相匹配、相一致的评价目标，并依据评价目标确立评价任务、选择评价方式。复习教学过程中，“融教于评、融评于教”，及时、准确诊断学生知识掌握情况、大概念的概括化水平和迁移能力，并根据评价结果对教学进行相应的调整和改进，即可提升复习教学的效果。

图2 以大概念为核心的知识结构图

“几种气体的实验室制取”复习，其教学目标要以具体的化学知识为载体，基于问题解决、深度思维基础上建起实验室制取气体的结构化知识，从而建构“实验体系三要素及其相互关系”实验室制取气体的系统要求。复习教学时，就是要立足这一目标系统，结合学生实验室制取气体相关问题解决过程的所表现出来的水平，检测学生是否达成气体制取知识的结构化水平、制取气体思路方法的观念性水平。如果没有达成，复习教学时必须优化教学流程、重构学习任务，从而帮助学生达成复习教学的目标追求。为此，构建“几种气体的实验室制取”复习的教学目标、评价目标与评价方式（见表1）。

表1 “几种气体的实验室制取”复习教学目标、评价目标和评价方式

三、设置学习任务活动

（一）编制导学问题，奠基大概念

以大概念为核心的整合性复习教学，目的是为了形成以大概念为统摄的知识结构，形成解决问题的思路和方法。化学的具体事实、概念和原理是形成大概念的基础和源泉，因此，应设置一些具有对话功能和有一定思维容量的问题，引导学生展开自我对话，唤醒学生已有认知，为实施以大概念为核心的整合性复习教学扫清知识障碍，为大概念的建构奠定基础。具有对话功能的话题是指能有效激起自我对话，引发学生与教材、与自我所拥有的知识、想法或观念进行审视。实践证明，以“写出”“说出”或“是什么”等字眼设计的问题能有效引发学生的自我对话。具有一定的思维容量是指能驱动学生思考，引导学生思考具体事实背后的思想和观点。

为此，本复习教学设计如下导学问题：①写出能够生成O2、CO2和H2的反应化学方程式，思考哪些反应可用于实验室制取相关气体、其他反应不能用于实验室制取相应气体的原因；②详细回顾实验室用高锰酸钾制氧气、用双氧水和二氧化锰制氧气、实验室制二氧化碳的发生装置有什么特点，并指出选择发生装置的依据；③用图表示O2、CO2和H2的多种收集方法，并说说气体收集装置选择的依据；④回忆实验室制取O2、CO2的实验操作过程，写出操作过程的注意事项及原因。复习教学时，引导学生围绕这些导学问题，通过独立思考、交流讨论等学习活动，激活学生知识经验，提升知识的结构化水平。

（二）编制导探问题，建构大概念

大概念是由最下位的化学事实、概念抽象概括为次级概念，再由次级概念一般化而形成的。因此，以大概念为核心的整合性复习教学，首先应从形成大概念的末梢处发问，引导学生展开对话，解决末梢问题；其次，由点及面地追问，打开学生思维的闸门，在质疑和释疑过程中，体验从事实概括提升至上级概念的过程；最后，由表及里地追问，驱动学生的思维，把学生的思维引向新的高度，学生在互动的过程中，对知识进行层层剥皮，把知识背后最本质的思想观点挖掘出来，从而建构大概念。复习教学时，可通过三个环节、围绕相关导探问题开展深入细致的研究，从而实现概念的建构。教学环节与导探问题为：

环节一、从点出发进行设问。具体问题为：①实验室加热高锰酸钾制氧气用排水法收集氧气时，为什么刚开始有气泡冒出时不能马上收集？②用排空气法收集气体时，导管为什么要伸到集气瓶的底部？③放置气体的方法为什么要根据气体的密度来确定？……环节二、“由点及面”进行追问——这些操作细节的目的有什么共同的特点？环节三、“由表及里”进行追问——这些操作注意事项的目的都同时指向：实验室制取气体是以获得纯净气体为目的。从这些事实出发，同学们有没有发现——实验室制取气体的目的与操作注意事项有什么关系？通过三个环节导探活动，有利于学生概括出知识背后的本质思想与解决问题的思路方法，从而将知识上升到观念性水平。

（三）创设应用情境，活化大概念

大概念是否形成，还要看学生能否运用结构化的思维模型与认识思路去解决陌生情境中的实际问题。因此，在复习教学中，教师要善于从生产生活实际、社会热点问题或化学史料中创设真实的情境，把复习内容聚拢其中，设计驱动性问题，组织学生展开多元对话，在思维的激荡与具体情境的应用中获得日渐清晰的认识。以下是本节课的应用情境与问题设计。

播放视频：1.某知名电视节目的视频（报道称，使用乙烯利催熟香蕉存在食品安全问题）；2.专家辟谣的新闻（专家称，乙烯利是一种无毒有机化合物，可以释放乙烯，乙烯是植物生长调节剂，可促进果实成熟；目前尚未发现使用乙烯利催熟的香蕉造成人体健康危害的证据）。提出探究问题：实验室用乙烯利制取乙烯的方法，要考虑哪些问题和知道哪些信息？如何依据相关信息与问题选择实验装置、确定收集方法以及实验过程中应该注意什么问题？为什么？

四、教学反思

（一）大概念的确定是整合性教学的关键

实施以大概念为核心的整合性复习教学，大概念的确定是关键。大概念的确定可以通过课标中的高频词、教材的深度理解和超越惯常理解的抽象概括等路径筛选与确定［3］。本课对几种气体制取的有关事实从原理、装置、操作对其进行分类，从现象到本质、从特殊到一般分别抽象概括出概括程度更高的上级概念（如原理系统概括出“反应速率适中”和“气体物质易获的”），然后将“原理系统”、“装置系统”和“操作系统”的相关概念纳入“实验体系三要素及其关系”这一大概念中，最后，以此思路搭建出“以大概念为核心的知识结构图”。此结构图是大概念形成的路径图，为目标的制定、教学活动的规划指明方向。

（二）深度学习是建构大概念的有效方式

大概念是知识背后更为本质的思想方法，不思则无、思则深远。深度学习是指在特定的社会文化情境中，学习者在与他人互动以及环境互动中，关注知识之间的有机联系，最终能够迁移并能够解决实际生活问题的意义生成的过程［4］。本课通过编制导学问题，引领学生展开自我对话，梳理回顾气体制取的有关事实，为大概念的结构奠定基础，然后编制导探问题，开展师生、师生对话，学生历经关联概括、抽象归纳、解释说明等高阶思维活动，形成以大概念为统领的知识层级结构，最后，创设具有挑战性的应用情境，学生通过解释说明、迁移应用、模型认知等活动，学生能够运用已形成的思路方法分析和解决相关问题。