核心素养导向的初中化学单元教学设计：基于大概念

周玉芝

]基于案例分析了如何基于大概念构建教学单元，阐述了基于大概念进行单元教学设计的关键环节与方法：分析教学内容所聚焦的大概念、设计多维度单元教学目标、基于基本问题设计教、学、评一体化教学活动和融入学科联系。为初中教师开展核心素养导向的单元教学设计提供了参考。

单元教学；大概念；核心素养；基本问题

《义务教育化学课程标准（ 2022版）》提出了基于大概念整体设计和合理实施单元教学的明确要求，本文就如何落实该要求进行探讨。

1基于大概念创建教学单元

教学单元是课程中由若干课时或子课题组成的相对独立的教学系统。根据教学单元主题性质的不同，化学教学单元可分为学科主题单元与社会议题单元两种类型。学科主题单元是基于学科知识的某些共性特征而组建的教学单元，如“氧化还原反应”、“电离与离子反应”等主题教学单元。社会议题单元是将社会、政治、经济等领域热点问题作为单元主题，在此情景框架下选择与组织教学内容，如“科学防疫”、“新能源汽车是否会取代燃油汽车”等社会议题类单元教学。

学科主题单元外显了学科核心知识，有利于引导学生建构学科知识体系。社会议题单元将化学教学与社会生活情景密切联系，有利于知识情景化和激发学习兴趣。这两种类型的教学单元各有优势，在实际教学中常会交叉融合。

创设教学单元是开展单元教学设计的第一步。一些教师在创设教学单元时常纠结是否需要对教材章节内容进行重组以构建新的教学单元。例如，有教师纠结是否将人教版九年级化学教材第四单元“自然界的水”与第九单元“溶液”整合为一个教学单元，因为这两個单元的教学内容均与水有关，而且水和溶液在课程标准中也是并列在同一个主题内容中。笔者认为在分析教材内容并进行教学内容重组时需要从课程的整体性、教学内容的本质联系以及学生情况等方面综合考虑。

仍以上述人教版化学教材第四单元为例，该单元有四个课题：“课题1爱护水资源”“课题2水的净化”“课题3水的组成”“课题4化学式与化合价”。如果以水为联系点，那么前三个课题的确可以与第九单元“溶液”整合在一起。但从学科本质角度，课题3和课题4培养的是认识物质组成的思路与方法，因此这些教学内容与第三单元的“物质构成的奥秘”具有更为深刻的意义联系。

从学生学习的角度，由于水是学生最熟悉的物质，在第三单元“物质构成的奥秘”教学中，教师通常会以水为例来帮助学生建构概念理解。因此，以水为载体进行有关物质组成的教学符合学生的认知基础。而如果将课题3移到第九单元进行教学，势必会影响课题4化学式与化合价教学，因为学生对化学式与化合价的学习要以水的组成实验探究为认知基础。因此，第四单元“课题3水的组成”“课题4化学式与化合价”与第三单元的“物质构成的奥秘”整合起来构成教学单元是适宜的（图１）。

对教材内容不仅要从知识表面来分析关联性，还需要分析教学内容的深层联系。能够帮助我们洞悉知识间深层联系的工具是大概念。所谓大概念，是指反映学科本质，具有高度概括性、统摄性和迁移价值的概念性知识。义教化学新课标提出了“物质的多样性”“物质的组成”、“物质的变化与转化“等大概念。那么，基于大概念分析， “水的组成”“化学式与化合价”是大概念“物质的组成”统摄的下位知识。

需要指出的是，虽然要创设以大概念为统领的教学单元，但并不意味着所有与某大概念相关的教学内容均纳入一个教学单元之中。创设教学单元还要考虑学生的认知特点。对一些学习难点大的教学内容需要做分散处理，避免学生在一个单元学习中负担过重。

2基于大概念设计单元教学的关键环节

义教化学新课标特别重视大概念教学，指出“明确学习主题，凝练大概念，反映核心素养在各学习主题下的特质化内容要求。充分发挥大概念对实现知识的结构化与素养化的功能价值。”“基于大概念可以帮助学生建构化学观念，形成化学学科思维方式和方法，树立正确的价值观，落实课程目标”。

要落实义教化学新课标的上述课程理念，教师必须明确教学内容所聚焦的大概念的内涵及其内容逻辑结构。以“溶液”教学单元为例，基于学科理解并参考有关文献建立图2所示的初中溶液单元由事实性知识到大概念建构的结构体系。

由图2可见，初中“溶液”单元教学关联的大概念有两个，分别是“尺度、比例和数量”和“结构与性质”。但仅有这两个大概念的词语还不能让人明确到底要学生理解什么，因此需要结合单元内容主题转化为关于大概念的重要理解。“溶液”单元需要学生发展的重要理解有：“混合物中粒子的大小、数目会影响混合物的宏观状态与性质”“物质的组成、结构、微粒间相互作用以及微粒运动等影响物质的溶解性”等。

氯化钠溶解、碘在不同溶剂中的溶解等事实性知识支撑学生建立溶液、溶质、溶剂、溶解度等概念。在这些基础概念之上，学生还要领悟更高位、更具迁移价值的大概念及其重要理解。学生要能认识到混合物体系粒子的大小（尺度）以及数目会影响混合物的宏观状态与性质。基于“尺度、比例和数量”这一大概念，学生具有了分析悬浊液、乳浊液、溶液等混合物的化学视角。该概念理解也为后续的胶体、稀溶液性质等知识学习奠定认知基础。

为了发展学生对溶解问题的解释、预测和论证能力，还需使学生从微观层面理解影响物质溶解的主要因素，并为后续在高中学段基于物质结构、分子间作用力来深入理解物质的溶解性、理解“相似相溶”规律奠定基础。

单元教学目标是关于学生经过单元学习后达到的预期结果，是教学活动与教学评价设计的导向标。单元教学目标不是单元内各课时教学目标的简单叠加，单元目标的表述不宜琐碎，可采取“中心目标+基本点”的表述方法，来发挥全局性、统领性的导向作用。其中，中心目标体现了该单元教学的“中心思想”，体现了单元教学的大方向，基本点是从学科核心素养角度对中心目标进行的阐释。

威金斯给出了包含以下五项内容的教学目标设计模板：所确定的目标（G）、预期的理解（U）、我们需要思考的基本问题（Q）、学生将获得的重要知识（K）与技能（S）。该模板能够促进教师将大概念理解作为教学重点。基于义教化学新课标的目标要求，借鉴威金斯的教学目标设计模板，以初中“溶液”单元教学为例，构建了如下的单元教学目标（表1）：

表1中的总括性目标（G）是参照课程标准中的学业要求而设定的经由单元学习以后所能达到的预期结果。这些目标的表述是总括性的，也是综合性的表现性学习目标。

为了在单元教学中落实核心素养培养，在总括性目标基础上还要进一步明确需要学生理解的重要思想和过程、需要发展的科学思维与实践能力等。预期的理解（U）是本单元教学所应发展的对大概念的重要理解。这些重要理解以归纳或命题式的完整句子呈现，指明了学生应该理解的具体内容。预期的理解（U）是单元教学的重心，它们指向观念建构与思维培养，需要通过讨论、反思、解决问题、研究等深度学习的方式来认识与理解。

核心知识（K）是需要学生获取的重要知识。这些知识对应于课程标准的内容要求。探究实践（P）明确了单元学习后学生应具有的探究与实践能力表现，如计算和配置一定质量分数的溶液、制定分离简单混合物的方案等；探究实践即包括基本的学科技能，也包括综合运用化学学科知识以及跨学科知识处理问题的能力表现，如说明自来水厂净化水的方法，基于真實问题情境探讨饮用水安全等。

科学思维（T）是基于单元教学所应培养的如何思考问题的视角、方式与方法等。对于初中“溶液”单元教学来说，重点培养基于模型和证据进行推理来分析和处理混合物体系问题的思路与方法。根据单元教学内容特点，表1还明确了本单元重点发展的态度责任（A）以及可以加强的学科间的横向联系。

表1为教师进行素养导向的单元教学目标设计提供了一个参考框架。通过该框架即可避免罗列细碎的知识与技能目标，也避免因目标过于宏观而缺乏对后续教学活动与教学评价设计的指导和引领作用。

2.3.1什么是基本问题

所谓的基本问题是指向或突出大概念的、发人深省和引发探究的问题。基本问题就像是通道或镜头一样，透过它们，学生能够更好地发现和探讨基本概念、主题、理论以及暗含在教学内容中的问题。

以溶液单元为例，“什么是溶液？为什么要制备溶液？”“哪些因素影响物质的溶解？”“如何制备溶液？”“如何获得纯净的水？”是该单元教学的基本问题。

以“什么是溶液？为什么要制备溶液？”为例，这两个问题联合在一起作为基本问题使学生对溶液的认识重心不仅放在“均一、稳定”这样的表现特征上，而是从微观本质认识什么是溶液，探究溶液与悬浊液、乳浊液的区别，理解混合物中粒子的大小、数目会影响混合物的宏观状态与性质，进而形成分析为什么很多化学反应需要在溶液体系中进行？为什么生物生存一定需要水？等真实问题的化学视角。

可见，基本问题能够引发对知识的深入探究。由基本问题所驱动的单元教学的重心不再是 “事实”或“现象”的了解与记忆，而是使学生通过对特定现象的认识与理解，形成更上位、更一般性的认识，并用它们来理解、解释其他现象。学生不仅知道“是什么”，而且能够认识“为什么——原因、条件”、及“会怎么样——结果、影响、作用、意义”，还能够知道“如何做”，从而将学习引人深层思考和赋予意义与价值的方向。

2.3.2基于基本问题设计教、学、评一体化教学活动

学生的学习需要以问题来激发，探究实践需要围绕问题来开展，科学思维需要基于问题而深化、态度责任需要基于问题而生发、素养导向的学习评价也需要基于问题解决中的表现来开展，因此基本问题的设计成为落实单元教学目标、实现教—学—评’一体化的重要工具。

图3[91] 是初中“溶液”单元中各个课题教学所聚焦的基本问题。通过基本问题能够发现溶液单元教学的5个课题是按照“是什么”、“为什么”、“怎么办”的逻辑顺序逐步进展的。

需要指出的是，围绕基本问题进行教学并不意味着教师直接将基本问题抛给学生进行探究，而是在一定的真实问题情境下引出对基本问题的探究。例如，“课题1溶液的形成”教学的基本问题是“什么是溶液？为什么要配制溶液？”，为了引发对基本问题的探究，教师展示遭遇干旱的玉米田的照片，让学生思考为什么干旱的田地上的玉米枯萎了？带着这样的问题，学生通过化学实验认识水是一种溶解能力很强的溶剂，发现溶液与悬浊液及乳浊液的不同，建构溶液的微观认识模型。通过化学反应在无水和有水条件下的现象对比，结合溶液的微观认知模型认识水溶液中化学反应特点，从而能够从化学视角分析水对植物生长的作用。

基于基本问题所开展的学习活动也具有评价功能。例如，学生通过实验探究与观看微观动画模拟等，形成了关于氯化钠溶液的认知模型。图4为学生绘制的氯化钠水溶液的微观示意。通过这些表现性学习任务可以评价学生对溶液概念理解情况。

通过图4（a）能够发现，学生认为水溶液中的氯化钠是以“分子”的形式存在。虽然初中并没有讲授电离的概念，但对于像氯化钠这些常见的物质，学生需要知道其在溶液中是以离子形式存在的。如果带着以上错误认知，将会影响后续的酸碱盐知识的学习，也会影响高中学段的电离概念学习。

绘制图4（b）的学生头脑中具有氯化钠在水溶液中以离子形式存在的认识，但他们的溶液认知模型完全忽略水存在。这些学生没有认识到氯化钠水溶液的形成是水分子作用于氯化钠的结果，也没有认识到溶液中钠离子和氯离子因水分子的存在而阻止了它们重新结合成氯化钠晶体。如果学生具有图4（b）的这种溶液认知模型，将影响“哪些因素影响物质的溶解？”这部分内容的学习。

新义务教学课程标准特别强调要加强学科间相互关联性。为此教师应该在单元教学中有意识地引导学生利用其它学科的知识、思想方法来分析与处理化学问题，也让学生意识到化学在其它领域的重要应用。以初中“溶液”单元教学为例，联系数学思想方法可以更好地理解溶质质量分数概念以及溶解度与温度之间的数据曲线、联系生物学科知识可以更好地理解溶液的意义与价值、联系工程技术可以更好地理解化学学科的意义与价值。

为了提升学生综合利用多学科知识处理问题的能力，义教化学新课标新增了跨学科实践活动的内容要求。所谓跨学科实践活动是需要運用两种或两种以上的学科观念、学科思维以及学科技术等解决真实问题的实践活动。跨学科实践活动突出的教学价值在于基于实践建构学科间的意义联结，扩展视野，激发创新思维，提升运用多学科思维与方法分析和解决问题能力，获得对事物更全面的认识等。

跨学生实践活动既要具有实践性、多学科性，还要具有思维性，促进学生高阶思维发展。例如，在 “溶液”教学单元中，教师让学生绘制爱护水资源的手抄报的实践活动，虽然此活动具有一定的学科融合，但很多学生仅是将教材中有关内容以绘画的方式进行了表达，缺乏高阶思维能力发展。

同样以“溶液”教学单元为例，如果学生面对的是如下问题：有一些北京市民认为南部的自来水质较北部的自来水质差，你将如何验证这种说法的真伪？ 那么，这一问题是与北京学生的生活息息相关的真实问题，能够激发学生的探究欲。学生需要运用技术手段分析不同区域的水质，调查北京市自来水的组成，思考地表水与地下水的差别，了解南水北调等。那么，这样的实践活动则具有较好的跨学科性，也提升了学生利用科学与技术知识来分析与判断社会性议题的能力，培养科学态度与社会责任。

综上所述，基于大概念设计初中化学单元教学要构建以大概念为重心的多维单元教学目标，设计指向大概念的基本问题并围绕基本问题设计教、学、评一体化的学科实践活动及跨学科实践活动来促进学生核心素养发展。

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[91]“如何制备溶液”改为“如何配制溶液"