学科核心素养视域下高中化学单元教学的价值取向

2021-11-24黄恭福邹海龙

化学教与学 2021年5期

黄恭福邹海龙

摘要：传统“课时教学”碎片化的知识呈现方式，无法从整体视角梳理提炼学科内（甚至跨学科）纵横关联的复杂知识体系和概念体系，只有基于整体、系统、普遍联系认识视角的单元教学才能实现这样的教学价值、学科价值和育人价值。文章從立德树人落实机制有效落地的教学转向课程体系和教学实践，基于学科理解的“素养为本”教学范式转型等方面，阐述了学科核心素养视域下高中化学单元教学的价值取向。

关键词：学科核心素养;单元教学;价值取向

文章编号：1008-0546（2021 ）05-0012-05中图分类号：G632.41文献标识码：B

doi： 10.3969/jissn.1008-0546.2021.05.003

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称高中化学课程标准）明确提出高中化学课程以“发展学生学科核心素养为主旨”，整体规划和设计教学，积极开展“素养为本”的课堂教学实践，主动探索“素养为本”的有效课堂教学模式和策略。可见，“素养为本”的教学成为新时代化学课程教学改革的新方向，承担着培育时代新人、发展核心素养的重要功能。

学生学科核心素养是持续进步的过程，落实学科核心素养是跨课时，甚至是跨学期、跨学年的;构建的知识体系是结构化的、体现学科本质联系的。长期以来，高中化学教学普遍关注课时教学，过分强调学科边界，在一定程度上导致知识的系统化、结构化不良并缺少学科贯通⑴。当前，化学教学正经历从“知识传授”“能力培养”到“素养为本”教学价值观的转变和飞跃⑵，单元教学设计既是课程开发的基础单位，也是课时开发的背景条件，在“核心素养—课程标准—单元设计—学习评价”环环相扣的教师教育活动中，单元设计处于核心和关键地位⑶。学科核心素养视域下的化学教学必然追求从“课时”向“单元”的教学范式转型，本文在厘清单元教学相关概念的基础上，重在阐述高中化学单元教学的价值取向。

一、单元教学相关概念及发展历程

不同学者从不同的角度认识和阐释“单元”，其含义不尽相同。从教学内容而言，单元是学科课程相对独立的部分;从教学活动而言，单元是从一个目标出发，经过一系列有组织、有秩序的活动，最后再回到单元目标上进行评估反馈和矫正补救的完整过程;从教学对象而言，单元是认知活动的一个小周期，是掌握学习、达成终端目标的一个阶梯⑷，也有学者认为：45分钟一节课只是教学过程的量的基本单位不是教学过程的质的基本单位，单元是实现教学目标的相对完整的过程，是教学过程的质的基本单位，是衡量教师教学和教材驾驭能力的基本单位，更是课程螺旋式上升的基本单位和课程设计的基本单位无论上述何种对“单元”的理解和界定，其“教学主题”整体性和相对独立性的本质属性是一致的。

核心素养时代的高中课程目标从“三维目标”发展为“学科核心素养”，课程实施的教学方式也应从课时教学转向单元教学与之适应。2015年以来，徐睿，占小红、陈寅等⑹对中学化学单元教学开展了系统研究，明确提出以较长教学周期一一单元为单位开展教学设计研究，有利于更好落实化学学科核心素养，体现学科的育人价值。他们在文献研究、内容分析和行动研究基础上对单元、单元教学等核心概念的本质属性进行了科学界定并广泛应用于教学实践，成为当前研究与实践高中化学单元教学的重要参考。

所谓单元，是一组相互关联、先后有序的教学内容组合，是基于学科核心素养、按照学科认识逻辑结构、学生认知规律、以相关主题与任务为线索的教学结构单位。单元教学是教师对课程标准、教材等教学指导性资源进行深入解读和剖析后，根据对教学内容的理解及学生的情况特点，对教学内容进行分析、整合、重组，形成相对完整的教学结构单元，并围绕该结构单元展开教学活动。单元教学设计是指形成单元主题并针对单元主题对教学目标、单元教学过程进行筹划。

单元教学的历史可以追溯到19世纪赫尔巴特学派戚勒（T.Ziller）倡导的五阶段教授法——分析、综合、联合、系统和方法⑺，20世纪初杜威（John Dewey）及其弟子克伯屈（William Heard Kilpatrick）提出并发展了实用主义单元教学模式，20世纪60年代，布鲁姆（Benjamin Bloom）提出的“掌握学习”要求以单元为单位组织教学，成为单元教学发展的新阶段。国内最早提出单元教学思想的学者是梁启超先生，他强调教材的整体性和系统化，提出分类编排、整组施教的单元教学策略⑻;1923年幼儿教育家陈鹤琴先生率先开展了克伯屈（William Heard Kilpatrick）“设计教学法”实验并首次尝试“单元教学法”;1935年叶圣陶和夏可尊编写出版的语文教材《国文百八课》，每一课都包含若干篇文章以及文法或修辞法等组成，开启了我国基于单元教学思想的教材编撰和系统化实践单元教学的历程。

显然，单元教学并非新时代高中新课程出现的全新教学方式，其研究和实践在国内外教育教学活动中由来已久。学科核心素养视域下的课程教学要深刻领会单元教学的内涵本质和重要功能，这是充分发挥单元教学的教学价值、学科价值和育人价值的关键。

二、基于学科核心素养发展的高中化学单元教学价值取向

1.高中化学单元教学是立德树人落实机制有效落地的教学转向

中国特色社会主义进入新时代召开的首次全国教育大会（2018年10月）上，习近平总书记强调：“要把立德树人融入思想道德教育、文化知识教育、社会实践教育各个环节，贯穿基础教育、职业教育、高等教育各领域，学科体系、教学体系、教材体系、管理体系要围绕这个目标来设计，教师要围绕这个目标来教，学生要围绕这个目标来学。凡是不利于实现这个目标的做法都要坚决改过来⑼”。具体阐述了我国新时代教育综合改革的最终目标和发展素质教育的根本任务——立德树人及其系统化落实机制。

首先，单元教学的整体性有利于立德树人落实机制的落地，使教师能跳出“课时主义”的局限，深层次思考“什么知识最有价值”“单元教学是否止于发展学生的科学素养？”“立德树人在单元教学中如何体现”“单元教学中立什么德、树哪样的人？”等一系列实现“学科育人”目标的关键性问题。新时代高中化学单元教学目标不能只注重学生学业成绩是否优异，更应强调在问题解决活动中以社会主义核心价值观为引领，用心培育“明大德、严公德、明私德”的有德性时代新人，只有这样的时代新人才会使修习的科学素养成为促进社会发展的工具，否则就可能成为阻碍社会主义建设的消极力量或破坏力量。正如学者郑长龙所言：学科核心素养就是培养学生用高智商、高情商做正确事的能力和本事;学者崔允渤所说：学科核心素养就是关注学生运用知识做事、持续地做事、正确地做事。这里的“高情商”“正确地做事”就生动体现了“德性首位”的教育原则。

其次，教学体系是立德树人系统化落实机制的“最后一公里”，而教学方式与教学模式是教学体系的核心，更是教学体系改革的关键环节。孙春兰指出，目前我国培养的人才与现实需求还有差距，创新意识、实践能力、进取精神有待提高，需要着力改变人才培养模式、大力改革教学方式，倡导启发式、探究式、讨论式、参与式教学商，要紧紧围绕化学学科核心素养发展的关键环节，引导学生积极开展建构学习、探究学习和问题解决学习，提高学生的综合素质[11]。上述教学方式与学习方式改革的方向与单元教学特征高度一致，进一步明确了学科核心素养视域下的教学改革指向单元教学的基本要求，也只有在上述学习活动的情境体验中，学生的理想信念、科学品质、社会责任和关键能力才能得以更好的发展和提升。

三是，高中化学课程标准突出强调教学内容的结构化设计，明确要求促进学生学习方式的转变，积极培养学生的创新精神和实践能力。传统的“课时主义”聚焦碎片化的“知识点”教学“只见树木，不见森林”，无法有效规划并促使学生价值观培育和情感态度等体验性目标的落地。单元教学不是单纯知识点的传输与技能训练，而是教师基于学科素养和单元目标与教学主题展开的探究活动与叙事活动，目的在于创造“优质”教学，“优质”是学生认知领域、技能领域和情感领域全方位高质量发展的优质[12]。如在单元教学的探究和叙事活动中，可充分挖掘STSE素材和化学史的育人功能，尤其是我国化学家（如范旭东、侯德榜、吴蕴初、唐敖庆、庄长恭、屠呦呦等）在科学研究中不畏艰难、冲破藩篱、百折不挠、严谨求实的道德品质和科学精神，以此感染和震撼学生，激发起为中华民族伟大复兴的中国梦努力学习的强大动力，充分发挥化学知识学习过程中的明理功能、情感陶冶功能和理想信念教育功能，促进学生“德性”发展，始终确保正确的教学方向。

因此，高中化学单元教学固有的属性特征，能更充分发挥学科核心素养的整体育人功能，有效引领传统“课时主义”教学方式与学习方式变革与转向，促进立德树人根本任务在课堂教学中落实、落地。

2.高中化学单元教学是课程体系创新发展的时代诉求

课程是学科核心素养发展的主要支撑，从课程内容的确定与整合、课程实施与评价、课程反馈与改进，最终形成相对完善的课程体系的过程中，如何有效实施课程是不小的挑战，需要教师根据自身教学经验、学生发展状况、学校特色和周边课程资源对现有课程进行改造，探寻出符合学生实际状况的化学课程教学体系「⑶。因此，必需着力构建与高中化学单元教学相适应的化学课程目标和课程体系促使其各项功能的有效发挥，同时又要在单元教学的深入实践中全面总结经验，促使课程目标落地并不断完善课程体系建设。

首先，从新时代普通高中培养目标和课程目标的角度分析，课程体系是培养目标的具体化和依托，是课程目标实现的内容载体。普通高中的培养目标是进一步提升学生综合素质，着力发展核心素养，教师应依据化学学科核心素养的内涵及其发展水平、高中化学课程目标、高中化学课程内容及学业质量要求（包括学业要求和学业质量水平），结合学生的已有经验，对学段、模块或主题、单元和课时教学目标进行整体规划和设计[14]。学科核心素养作为高阶教学目标，具有长期性和内隐性，很难通过碎片化、知识点取向的课时教学达成。只有开展基于课程整体规划设计的单元教学，将核心素养目标明确分解到“单元化课时教学”中才能整体有序发展学科核心素养。在“单元化课时教学”中有些内容偏重于知识技能教学、有些偏重于学科思维方法、还有些偏重于必备品格价值观的形成，但它们作为学科核心素养视域下整体建构的单元内容，不是孤立零碎的，而是在单元整体规划设计中被赋予了不同的素养功能指向，为达成核心素养的高阶教学目标体现出了不同的功能价值[15]。

因而，学科核素养视域下的高中化学单元教学能从课程目标和培养目标高度整体规划单元教学设计，充分发挥单元教学在课程目标中“承上启下”的作用，打通从课程到单元，由单元到课题的目标及内容关系，有利于全面落实核心素养的课程目标，顺利实现普通高中培养目标，并达到不断发展和完善课程体系的作用与功能。

其次，高中化学单元教学能有效契合新时代学科核心素养发展为本的课程价值取向，推动课程体系在内容选择、呈现方式与课程实施上的变革，使课程体系有效适应单元教学的整体性、系统性以及任务驱动和问题解决的实施特点。如高中化学课程标准必修课程阶段，突出化学基本概念（大概念）的統领作用，选取“化学科学与实验探究”“常见的无机物及其应用”等5个主题，人教版高中化学新教材基于学科本质和核心观念，立足大单元整合视角在必修教材中提炼形成“元素及其化合物”“物质结构”“化学反应原理”“化学应用”“科学探究”五个大单元内容框架，体现了课程体系与化学单元教学相适应，凸显知识关联、认识思路和核心概念结构化的本质特征（如图1）。

图1显示，人教版高中化学新教材必修内容的组织，从具有化学学科特质的“宏观、微观、符号”三重表征认识视角，基于“组成、结构、性质、转化、应用”的认识思路，构建了“元素及其化合物”“物质结构”“化学反应原理”“化学应用”以及“科学探究”五个“大单元”内容框架并对各内容框架进一步具体化、细化。“科学探究”作为单元学习内容和学科特质的学习方式融合在其他单元学习中;“元素及其化合物”单元划分为金属、非金属和有机物三个“小单元”，“物质结构”又进一步划分为“物质结构基础和元素周期律”两个“小单元”等，单元内容结构框架为教师开展单元教学提供了明晰的教学线索和思路。

国外化学课程体系更是不乏体现单元教学（主题教学）特征的课程教材范例或研究成果。如徐家锦、吴俊明等学者[16]充分肯定的美国“2061计划网站”推荐的Chemistry that Applies课程教材，全面梳理课程体系的诸多特点，并提出了对化学课程单元教学有重要启示意义的建议。具体而言，该化学课程教材有如下四个显著特点：一是精选学生比较熟悉或易接触的典型案例作为题材，全书围绕燃烧、锈蚀、分解水、加热小苏打和醋四个生活中的问题展开讨论引发真实性学习;二是突出了科学探究过程和科学方法的训练，对要解决的问题按照“设置具体情境—提出关键问题—试试看—观察记录的程序依次呈现;三是以解决问题为中心，如锈蚀需要空气吗？学生可以做出一些预测、猜想后再通过实验验证猜想，这样的教学实施方式容易吸引学生兴趣，产生继续学习的欲望，培养学生独立思考和解决问题的能力等;四是选择的学习主题适合学生小组合作学习又能发挥教师指导作用等。

Chemistry that Applies对化学教学实践的重要启示在于：要辩证认识教学题材的多与少，少一些事实性的具体知识，多一些方法思维和活动体验。教学实践中可先给学生呈现一个“粗线条”的“整体框架”，再精选富有典型性、代表性和趣味性的案例，这样即使学生的某些具体知识有所欠缺，将来也不难通过各种途径得到弥补。这一教育思想与化学单元教学的理论基础和目标是互为支撑完全一致的。

三是，高中化学单元教学不仅适合“章节”呈现形式的单元内容的整体设计与实施，还可参考课程标准主题、围绕特定化学问题解决、基于专项能力、基于学生发展个性需要等灵活构建单元内容。例如，在以发展实验能力为主线的单元教学构建中，实验能力是构建单元的核心，知识内容可按需选择并不追求完整性和系统性。学者何彩霞所言：“以化学实验体系三要素”为统领构建实验复习单元教学案例，案例可聚焦中学化学气体实验的内容，通过概括抽象、解构细化、类比关联把握实验知识间纵横关系的分析思路，从单一典型实验、跨章节实验整合、学段实验整合等角度构建单元层次以及学习目标进阶，通过学生经历“手脑并用”的学习活动，结构化外显知识间的内在联系以及分析解决问题的思路路径等口气

3.高中化学单元教学是课堂教学基于学科理解教学范式的必然选择

基于高中化学单元教学的元认知理解：单元教学的核心思想在于用“综合与归纳”的方式抽提典型学科知识、凝练学科核心素养、构建学科知识和方法的认知框架，促使学生有效形成“学科认知地图”，体现出学科知识、认识思路和核心概念的结构化特征，而“学科理解”正是教师对化学学科知识及其思维方式和方法的一种本原性、结构化的认识，它不仅仅是对化学知识的理解，还包括对化学学科特质的思维方式和方法的理解。因此，学科核心素养视域下的高中化学单元教学必然要求基于学科理解开展“素养为本”的教学范式的转型。

简言之，学科理解的“本原性”意味着刨根问底、溯本求源，对应着浅表，运用本原性认识方式可以形成对化学学科知识及其思维方式和方法的深层次认识，引导学生开展深度学习;“结构化”意味着联系、关联，对应着散点，运用结构化方式，可以形成对化学学科知识及其思维方式和方法的系统性认识，引导学生迁移应用解决真实化学问题，本原性和结构化的认识方式能在单元教学的实践中共同发展学生的学科核心素养[18]。

高中化学单元教学的基本要求就是“结构化”，具体体现在单元教学内容组织要遵循学科逻辑、教学逻辑和学习逻辑的“三序结合”;注重知识关联、认识思路和核心概念的层次构建，尤其是认识思路和核心观念的结构化水平对发展学生的学科核心素养有着关键的作用。如“结构决定性质”核心观念不同学习阶段的单元教学中其认知深度和层次是不同的，既可从微观和宏观视角认识结构的层次性和性质的复杂性：原子结构与元素性质、分子结构（分子极性）对分子性质的影响、晶体结构对物质性质的影响等;也可从构成物质的微粒及其相互作用、微粒连接方式、碳骨架、官能团等视角理解“结构决定性质”，如金刚石与石墨C60、高分子的网状结构与线型结构、硅酸盐的“Si-O”四面体结构与性质关系等;还可从微粒尺度角度认识，如胶体与溶液、纳米材料石墨烯、蛋白质四级结构和典型的生物大分子结构、DNA的双螺旋结构等，不断深化“结构决定性质”的认识层次和结构化水平。

学科理解的本原性认识方式源自化学概念真实的演化发展，是从历史和辩证逻辑认识化学概念本质内涵的重要视角。如化学中的基本概念“化合价”，可从本原性视角设计如下的单元教学线索，引领学生全面深入认识化合价的本质（如图2）。

第一阶段，原始哲学阶段：古希腊学者用“爱力”和“恨力”解释物质分解和合成的力量，13世纪的炼金家阿尔伯特·马格纳（Magnus）提出亲和力（affinity）概念，本意也为物质间的“姻亲关系”;第二阶段，经典力学阶段的亲和力：牛顿、波义耳认为物质由无数微小粒子构成，相异元素微粒相互吸引产生第三种物质即为化合物，19世纪初法国化学家佐福里（Geoffroy）和贝托莱（Berthollet）根据化学反应的力学原理研究亲和力大小并建立了亲和力表，初步揭示了亲和力性质;第三阶段，亲和力数量关系研究：19世纪上半叶，亲和力研究从其本质转向数量关系的研究，相继总结了一些经验性的定律，如当量定律、定比定律等并促使道尔顿、阿伏加德罗建立了原子-分子论，导致“原子价”概念的提出：原子价是原子具有的一种性质，在量的方面可以用某一种原子相化合的其他元素的原子或基的数目来表示，使亲和力的数量关系通过原子价得以表示;第四阶段，亲和力的本性揭示阶段：1861年布特列洛夫提出化学结构并引入化学键概念，提出亲和力是形成物质分子的原因，表现为化合物中的化学键。随着电子的发现和原子内部结构的揭示，柯塞尔、路易斯分别提出了离子键和共价键理论，海特勒和伦敦于1927年将量子力学引入化学建立了现代价键理论。借用亲和力分析角度，化合价和化学键既有联系又有区别，前者表征原子结合其他元素原子的数量，后者表征原子间结合力量的强度。上述基于“化合价”发展史的单元教学设计线索，能进一步发展学生的学科理解，达到深度认识化合价、化学键的教学目标。

上述研究表明：传统“课时教学”碎片化的知识呈现方式，无法从整体视角梳理提炼学科内（甚至跨学科）纵横关联的复杂知识体系和概念体系，只有基于整体、系统、普遍联系认识视角的单元教学才能实现这样的教学价值、学科价值和育人价值。学科核心素养呼唤大单元教学设计，学科核心素養的出台倒逼教学设计的变革，教学设计要从设计一个知识点或课时转变为设计一个大单元[19]，这亦是学科核心素养视域下高中化学单元教学的应有之义。

参考文献

[1][6]上海市教育委员会教研室编著.中学化学单元教学设计指南[M].北京：人民教育出版社，2018.7

[2]黄恭福，邹海龙.学科核心素养视域下中学化学实验教学取向研究[J].化学教学，2020，4：3-9

[3][12]钟启泉.基于核心素养的课程发展：挑战与课题[J].全球教育展望，2016，45（1）：3-25

[4]叶树荣.单元目标教学存在的问题及对策[J].教学探讨，2001（3）：67

[5]季苹.如何落实三维目标？（一）—对教学“单元”的再理解[J ].基础教育课程，2005（8）：18-22

[7]钟启泉.学会“单元设计”[N].中国教育报，2015-06-12（009）

[8]李荣华.初中化学单元教学的实践研究[D].北京：首都师范大学，2014

[9]习近平.坚持中国特色社会主义教育发展道路培养德智体美劳全面发展的社会主义建设者和接班人[N].人民日报，2018-09-11（1）

[10]孙春兰.深入学习贯彻习近平总书记关于教育的重要论述奋力开创新时代教育工作新局面[J].人民教育，2018（20）：7-10

[11][16]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）[S ].北京：人民教育出版社，2020

[13]李娟，吴敏.化学学科核心素养的研究及展望—基于GteSpace的可视化分析[J].化学教学，2020（7）：16-22