核心观念统摄下的主题内容结构化教学设计

陈文娟 罗月旺

摘要：基于对课程主题内容的理解，提出核心观念统摄下的主题内容结构化教学设计模型。以“化学方程式的书写与应用”为例，阐述了化学变化观念下主题内容结构化的教学操作。

关键词：核心观念；主题内容结构化；教学设计；化学方程式

文章编号：1008-0546（ 2022 ）11x-0043-04

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.11x.011

《普通高中化学课程标准（2017年版）》指出，教师在组织教学内容时应高度重视化学知识的结构化设计，充分认识知识结构化对于学生化学学科核心素养发展的重要性，尤其是应有目的、有计划地进行“认识思路”和“核心观念”的结构化设计，逐步提升学生的化学知识结构化水平，发展学生化学学科核心素养。[1]将繁多且零碎的教学内容进行整合，从而帮助学生形成基于认识思路和核心观念的内容结构化体系，是比具体知识更有价值的教学追求。

然而，从教学实践来看，学生虽然记忆了许多零散知识，但因没有建构起多维有序的学科认识思路和内容结构化框架，造成面对复杂化学问题时束手无策。因此，化学教学必须超越对具体化学知识的追求，从“知识为本”的教学转变为发展核心观念的内容结构化教学。化学学科有其独特的基本结构，其课程内容包括5个一级主题，每个主题具有其内在的规律性、关联性，内隐着一定的、相对独特地认知物质及其变化的思路方法。为此，从发展化学学科核心观念出发，探索内容结构化的教学是很有必要的。

一、核心观念统摄下主题内容结构化的教学设计模型

化学观念是化学知识体系中最深层或最上位的知识，用化学观念统领具体知识可以促进对学科的基本思路及其知识间内在联系的把握。[2]为此，教学设计必须建立在学科内容系统化、结构化认识的基础之上，建立起结构化认识，厘清内在逻辑，形成多样化的认识视角和有序化的认识思路，最终达成统摄性的学科基本认识，才能更好地发挥课程内容的认知价值，培育学科思维方式，建构学科观念，发展学科素养。在对课程内容结构化体系的整体把握和理解的基础上，基于对主题核心观念发展路径的深度理解进行教学设计。其教学设计模型如图1所示。

该模型表明，核心观念统摄下的主题内容结构化的教学设计包括两个过程：一是在深度理解化学学科特征的基础上，对课程主题内容进行结构化，厘清主题内容之间的内在关系，并揭示内隐的认识思路和核心观念。或者在深刻理解主题核心观念的基础上，进行内容结构化，厘清主题内容间的内在关系；二是在深刻理解主题内容的结构化关系的基础上，通过分析教材文本内容的学习，达成核心观念认识水平，进行化学学科核心观念统摄下的结构化教学设计。包括分析学生发展空间、设计教学目标与评价、设计教学过程。

二、教学设计模型的运用

下面以“化学方程式的书写与应用（第一课时）”为例进行分析。其第一课时的学习内容为“化学方程式的书写”。

“化学方程式的书写与应用”属于“物质的化学变化”这一主题。通过该主题内容的学习，帮助学生形成科学的化学变化观，促进学生对化学变化原理的认识、理解和运用。教学设计模型的运用就是用化学变化观统摄具体知识并实现内容结构化，从而促进对化学变化的认识思路及知识间内在关系的整體理解和把握。但是，化学变化观念的建构与理解需要通过引导学生从化学视角对相关知识进行深度思维加工，帮助学生形成物质的化学变化的认识思路和基本理解。

1．主题内容结构化的整体理解

该主题内容包括化学变化的特征、化学反应的类型、化学反应中的能量变化、质量守恒定律和化学反应的表示方法等。[3]化学变化观概括了人们对化学变化的特征、本质、规律、价值、研究方法以及有关认识的发生、发展等重要问题的认识和看法。[4]建构结构化的该主题内容，是在化学变化观的统摄下，通过对不同层级知识的论证（结论先行，以上统下）、类比（归类分组，逻辑递进）来帮助学生将知识转化为认识，形成多维而有序的、稳定的、概括性的认识思路（见图2），促进对本主题内容的整体把握，建立起合理的认知结构。

2．分析学生发展空间

化学方程式蕴含着宏观视角下的物质、条件、现象，微观视角下的原子规律性重组，定量视角下的质量守恒定律、化学反应中的质量关系等丰富内容。内涵丰富，是简便、客观表征化学反应的化学符号系统，具有工具属性和思维属性。基于对物质的化学变化观统摄下的主题内容的结构化关系的理解，厘清关联知识的发展线索及认识角度，分析学生发展空间（见图3），随着知识的发展，认识视角的丰富，可帮助学生建立起认识化学变化的思路、方法。

分析图3可知，在学习本节之前，学生已经具备化学变化的一些基本特征、化学式、化学反应的文字表达式、化学反应的微观本质、化学反应遵守质量守恒定律等相关知识，学生虽然具备了化学反应的条件性、规律性、客观性和价值性等方面的零散信息，但基本上只具备关注化学变化的单一视角。因此，本节教学的关键点是，帮助学生把化学反应的事实信息转化为符号表征并建立起多角度认识化学变化的系统性思维，初步形成三重表征、定性与定量认识物质变化的思想。

3．教学目标与评价

（1）教学目标

课程标准提出“能正确书写简单的化学方程式”的学习要求。基于物质的化学变化观统摄下的主题内容的结构化关系及学生发展空间分析的理解，本课需要达成如下教学目标：①结合对已知化学反应的认识，帮助学生改造、完善已有认知结构，感悟化学方程式在体现化学反应的基本特征、微观本质、客观性、规律性等方面的意义；②尝试进行化学方程式的书写，认识化学方程式的书写原则与步骤，进一步理解化学方程式的丰富内涵；③引导学生从多角度、多层面认识和理解化学反应，帮助学生建立起“宏观一微观一符号”三个转化视角、定性与定量两个层面的化学反应的基本特征、微观本质、客观存在、反应规律等方面的联系，促进学生建构起化学方程式的结构化认识。

（2）评价目标

基于对教学目标的理解，不难发现，化学方程式的书写不仅是技能性知识，还蕴含着微观内涵、质量守恒定律等丰富的化学观念性知识。应注重评价学生对化学方程式的微观理解，化学反应“宏观一微观一符号”“定性与定量”之间的联系等认识水平。为此，设计如下评价目标：①通过感悟认识化学反应的意义，诊断并发展学生多角度认识化学变化的水平；②通过解读并表达新闻信息，诊断并发展学生对化学方程式的意义理解和书写技能水平；③通过分析、解决新问题，诊断并发展学生利用化学方程式解决实际问题的能力。

4．教学过程设计

核心观念统摄下的内容结构化是在陌生情境、问题导向、思维内化过程中形成并发展起来的。

（1）创设问题情境

新闻报道《河北秦皇岛：小雨引“燃”一车电石》很好地说明水可以“引火”。该报道称：5月9日傍晚，一辆运储电石的汽车因未做好防水工作，行驶过程中天降小雨，引发车厢着火——已知：电石（CaC2）不可燃，与水接触剧烈反应产生乙炔（C2H2）。

（2）建构认知结构

问题1：从化学角度出发，从这则新闻中你想知道什么？为什么想知道这些？

问题2：请你从化学角度来解读这则新闻。结合对化学反应的已有认识，如何将这些信息最简约地表征出来？

问题3：你认为化学方程式传达了什么信息？这些信息有何价值？

设计意图：让学生感受身边的发生的事件，体会化学反应体系中物质及其状态、伴随能量變化、反应的条件性等基本特征，以及化学反应的客观存在、微观本质和变化规律。感悟化学在解决实际问题中的社会价值。诊断并发展学生建立化学变化的认识角度、各角度的功能及其各角度间的联系的认知水平。促进学生进一步深度理解化学方程式的内涵，帮助学生改造、完善认知结构，自觉建构起“宏观一微观一符号”三重表征、定性与定量的认识视角和思维方式，促进学生的物质变化观的发展。

（3）运用认知结构

问题4：灼热的木炭在高温条件下与水蒸气反应生成一氧化碳和另一种可燃性气体，其反应的化学方程式为 。并请你说出与该化学反应相关的信息。

问题5：根据表1填空：

设计意图：通过解决层次性、序列化问题，诊断并发展学生化学方程式的书写技能以及多维、有序认识化学方程式的意义整合理解水平，进一步发展学生对化学方程式的认知结构化水平。

三、总结与讨论

核心观念统摄下的主题内容结构化的教学设计要求揭示该主题内隐的核心观念，在核心观念的统领下建构起主题内容的结构化关系，在深度理解结构化关系的基础上，分析学生发展空间、设计教学目标与评价、设计教学过程。这一教学设计将外显的知识结构与内隐的认识思路有机结合起来，帮助学生促进对核心观念的基本理解，形成解决化学问题的思路方法和思维方式。

该教学设计模型的运用，首先要提炼出该主题内容的核心观念，再在核心观念的统摄下进行正向分析，形成基本理解，厘清知识的认知发展线索和认识思路，最后通过特定问题、特定角度、特定推理，形成特定思路和特定认识结果的问题解决的一般认识发展方式来促进学生对化学变化的认识发展。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部，义务教育化学课程标准（2011版）[s]．北京：北京师范大学出版社，2012．

[2] 吴俊明，吴敏．为什么要关注科学观念——关于科学观念与科学观念教育的思考之一[J]．化学教学，2014（4）：3-6.

[3] 吴俊明，吴敏，刍议化学变化观的形成、内容和结构——关于科学观念和科学观念教育的思考之五[J].化学教学，2014（12）：13-23.

[4] 罗月旺．培育证据推理与模型认知素养的初中化学计算教学——以“物质组成的简单计算”为例[J].化学教学，2018（7）：51-54．