初中化学学科内容的整体理解

罗月旺　邹国华　张贤金　

摘要： 《中小学幼儿园教师培训课程指导标准（义务教育化学学科教学）》指出，“学科整体理解”能力是教师提高学科教学能力的基础。简析了教师对“化学学科理解”存在的问题，基于学科本原性问题及其结构化认识的思考，建构了“学科整体理解的认识模型”。在“学科整体理解的认识模型”指导下，建构了初中化学课程标准五个一级学习主题的整体理解模型，并对其基本内涵作阐述。以“溶解现象”为例，提出学科整体理解认识模型指导下的教材单元内容的解构与重构思路。

关键词： 学科整体理解； 学科内容； 认识模型； 初中化学； 教材单元

文章编号： 10056629（2023）11000307 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

《中小学幼儿园教师培训课程指导标准（义务教育化学学科教学）》指出，“学科整体理解”能力是教师解读课程标准、理解学科核心素养、把握学科教学内容、提升学科教学能力的基础。只有在化学学科整体理解的基础上，才能深度地理解和实施单元整体教学等能有效促进学科素养发展的教学。但从课堂观察和教师访谈来看，许多教师认同学科整体理解的重要性，但对“如何去理解”“理解得如何”“理解了何用”等问题比较茫然。对初中化学学科内容的整体理解还停留在知识性层面，没能将外显的学科知识与内隐的思路方法、重要态度、重要实践整合起来理解，没能实现对学科内容的本原性思考和结构化理解，素养课堂的實施成效不如人意。为此，本文从学科特征出发，在梳理课程内容内在关联的基础上，通过本原性思考和结构化理解，建构学科整体理解的认识模型，并对其基本内涵进行分析，以期帮助一线教师更好地把握、理解初中化学学科内容，增进学科整体理解，更有效地开展素养导向的课堂教学。

1 建构学科整体理解的认识模型

化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的一门基础学科，其特征是从分子层次认识物质，通过化学变化创造物质［1］。“化学学科理解”可以借鉴哲学视角，从化学哲学层面，如本体论、认识论、方法论及社会论等对其进行系统梳理［2］。不难发现，化学研究的基本问题是物质及其转化，围绕学科研究的基本问题，初中化学课程内容的五个学习主题各自侧重承担特质化、多维化和素养化的功能价值，其中“物质的性质与应用”“物质的组成与结构”“物质的化学变化”侧重发展“化学观念”核心素养，属于本体论领域，“科学探究与化学实验”侧重发展“科学探究与实践”核心素养，属于方法论领域，“化学与社会·跨学科实践”侧重发展“科学态度与责任”核心素养，属于社会论领域。同时，内隐在各主题内容之中具有化学学科特质的思维方式侧重发展“科学思维”核心素养，属于认识论领域。各个学习主题内容包括本体论属性的核心知识、认识论属性的思路方法、社会论属性的重要价值和方法论属性的重要实践。也就是说，五个学习主题之间既相对独立又是相互融合的，反映学科的内在联系，凸显学科育人价值。本文试图在化学学科研究的基本问题的统领下，借鉴哲学视角，以五个学习主题为分析框架，用化学学科核心素养内涵来指导分析初中课程标准的五个主题学习内容，形成主题内容的基本理解，如表1所示。

大概念反映了核心素养在本主题的具体内涵，促进课程内容的结构化、功能化和素养化。结合表1，建立起学科核心素养与课程内容之间的关系，建构学科整体理解的图1认识模型，以期帮助一线教师提升学科整体理解水平，促进化学学科核心素养在课堂中有效“落地”。因此，学科整体理解的认识模型是在化学学科核心素养内涵的指导下，通过对五个主题内容的本原性思考和结构化理解，形成主题内容的基本理解，最终形成化学学科的整体理解。例如，“物质的组成与结构”主题的基本问题是研究物质的组成有怎样的意义（为什么研究）？物质是由什么构成的？组成物质的基本要素是什么？怎样表征物质的组成？（研究什么、怎样研究）？形成物质的组成是有规律、有价值的认识（研究得怎样）。基于对主题内容的本原性思考，结合学科特质化的宏观、微观、符号相结合的思维方式，形成从微观分子、原子、离子视角认识物质的构成，探寻物质的性质与现象的本质；从宏观元素视角认识物质的组成，探寻物质组成的多样性与统一性；从符号视角认识物质的组成，探寻物质组成的科学表征方法；从“宏观、微观、符号”结合、“定性到定量”视角认识物质的组成，厘清物质、元素、分子、原子、离子、符号之间的结构化关系，建立“物质的组成有规律、有价值”的结构化、整合化理解。

2 基于学科整体理解认识模型的主题内容整体理解

初中化学课程标准指出，核心素养导向的化学教学，倡导基于主题来整合教学内容，发展学生核心素养。课程内容的每个学习主题由大概念、核心知识、基本思路与方法、重要态度和重要实践五个维度的内容构成。对五个维度内容的内在关系进行分析，大概念是对主题内容研究问题的特质化表达，核心知识属于主题研究内容的范畴，基本思路与方法和重要实践属于主题研究学科方法的范畴，重要态度属于主题研究价值的范畴。因此，基于学科特征，在主题大概念的统领下，以本原性为线索将研究内容联系起来，以具有学科特质的研究方法为指导探寻研究内容的结构关联，通过对主题内容的本原化、特质化和结构化处理，将各主题内容中的思路与方法、重要态度和重要实践与知识的产生、发展关联整合起来，赋予知识多维而有序的意义价值，结合表1，从研究内容、研究方法和研究价值三个维度来分析主题内容，建立主题整体理解的认识模型。

2.1 “科学探究与化学实验”主题

化学家们对化学的研究需要一定的方法。从科学学科方法来看，既有具象的学科方法，如化学实验，也有抽象的学科方法，如学科思维［3］。化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的一门基础学科。为此，从研究内容角度看，化学实验内容包括物质的组成、结构、性质、变化与应用。从研究方法角度看，研究方法主要是实验探究的基本要素及内隐在研究内容之中的学科思维方法。化学实验的基本要素包括实验目的、实验原理、实验设计（包括药品、仪器和操作）、实验开展、证据结论、反思评价等要素［4］。从研究价值角度看，研究价值主要包括知道实验探究是解决化学问题的基本方法，在实验探究过程中发展正面的化学价值观、科学精神等。基于对化学学科的研究内容及其内容之间的关联，以及化学实验的构成基本要素及其内在的关系，形成“运用实验探究研究物质的组成、性质、变化及应用”的观点。“科学探究与化学实验”主题整体理解的认识模型，如图2所示。该认识模型的建构有助于认识主题知识内容的功能化和结构化，实现主题内容的多维化、特质化和整合化理解。

2.2 “物质的性质与应用”主题

化学是研究物质的组成、结构、性质、转化及应用的学科。其中物质的组成与结构决定物质的性质与变化，物质的性质与变化决定物质的应用，繁杂的物质世界具有多样性和统一性。从研究內容角度看，本主题研究“空气、氧气、二氧化碳，水和溶液，金属与金属矿物，常见的酸、碱、盐”的组成、结构、性质、转化及应用。从研究方法角度看，主要运用具象的化学实验和抽象的物质分类，物质的组成、结构、性质、转化及应用之间的关系等方法。即从物质的组成（类属）视角研究物质的组成、结构、性质、转化及应用及其之间的关联。形成“分类认识物质的组成、结构、性质、转化及应用”的观点。“物质的性质与应用”主题整体理解的认识模型，如图3所示。该认识模型的建构，能帮助学生形成多维且有序地认识物质的多样性与统一性，即形成从组成、类别、性质、应用、存在、制备、用途、检验、除杂等关联角度认识物质的整合化理解。

2.3 “物质的组成与结构”主题

物质组成的基本问题可以归纳为两个方面：一是有序地认识物质的组成；二是从组成角度认识物质［5］。有序地认识物质的组成体现了物质的组成具有规律性，即从宏观元素视角认识物质组成，繁杂的物质世界是由一百多种元素组成的；从微观微粒视角认识物质的构成，物质是由构成物质的微粒堆积而成的，构成物质的微粒有分子、原子、离子，微粒有其自身结构；从符号表征视角认识物质的组成；从宏观、微观、符号相结合的视角有序地认识物质的组成，形成宏观、微观、符号相结合认识物质组成的思维方式。从组成角度认识物质体现了认识物质组成的价值性。物质的组成决定物质的性质和应用。即从组成视角认识物质组成的定性与定量关系，从组成视角对物质进行分类研究；从微粒的性质视角对物质的性质及其相关现象进行解释；从符号视角表征物质的组成；从宏观、微观、符号意义关联视角认识物质的组成，等等。形成“物质的组成是有规律、有价值的”观点。“物质的组成与结构”主题整体理解的认识模型如图4所示。该认识模型的建构有助于厘清物质、元素、分子、原子、离子、符号之间的整合关系，帮助学生从“宏观、微观、符号”相结合、“定性到定量”的关联视角认识物质的组成。

2.4 “物质的化学变化”主题

化学变化观概括着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［6］。不难发现，基于对化学变化的本原性思考，物质的化学反应主要研究的是化学变化的条件、特征、规律和价值等本原性问题。基于对化学变化的结构化理解，建立化学变化的条件、特征、规律和价值之间的视角关联，形成“物质可以转化，转化需要条件，转化具有特征，转化遵循规律和转化具有价值”的观点。“物质的化学变化”主题整体理解的认识模型，如图5所示。

化学变化的条件包括内部条件和外部条件。内部条件包括反应物的种类、性质、浓度、接触面积、定量关系等，以及生成物的种类、性质等；外部条件包括温度、通电、催化剂、压强、酸碱度等。形成“控制反应条件，调控化学反应的历程按需进行”的观点。化学变化的特征包括本质特征和基本特征。本质特征是指有新物质生成；基本特征是指物质视角的反应物或生成物的质量变化，现象视角的能量变化、色光焰、气味、生成沉淀、产生气体等反应现象。化学变化的规律包括从宏观、微观、符号及其关联视角认识化学反应的规律性。宏观视角主要是从物质的种类（物质类属、反应类型等）和质量、元素的种类和质量等方面认识化学反应的规律；微观视角主要是从分子、原子、离子视角认识化学反应的微观本质，从微粒的种类、数目、质量等方面认识化学反应的规律；符号视角主要是理解化学方程式的表征及其意义，从宏观、微观、符号，定性到定量视角认识化学方程式的内涵。形成从“宏观、微观、符号”结合、“定性到定量”认识化学反应规律的系统思维。化学变化的价值包括应用价值和态度价值，形成从化学反应的条件、特征、规律视角理解化学反应的独特意义和价值；态度价值是在运用学科研究方法探索物质的化学变化过程中，养成质疑、批判、创新精神，树立资源循环利用、绿色环保发展理念等。

2.5 “化学与社会·跨学科实践”主题

“化学与社会·跨学科实践”学习主题，注重培养学生从物质组成及变化视角分析和解决资源、能源、环境、材料、健康等实际问题的能力［7］。根据不同社会需求，实现水、金属矿物等资源的综合利用；根据“价值—风险—解决”的认识思路，实现能源的利用控制；根据空气、水、土壤污染的形成路径，实现环境的污染防治；根据材料的性能，实现材料的合理使用；根据人体健康的需求，合理摄入物质或元素，维护人体健康。形成“从物质的组成及其变化视角分析、解决化学问题”的观点。“化学与社会·跨学科实践”主题整体理解的认识模型，如图6所示。

3 主题整体理解认识模型指导下的教材单元内容理解

教材单元内容理解是在学科整体理解认识模型的指导下，在主题内容的基本内涵理解的前提下，在分析单元学习内容，分析单元涉及的主要研究方法的基础上，首先，凝炼单元内容的特质化认识视角，并将相关知识联系起来；其次，基于认识视角之间的关联，形成认识思路，将单元学习内容和主要研究方法结构化，形成单元内容的整体理解，实现单元内容的解构；最后，在单元内容整体理解的基础上，依据凝练的认识角度及其认识思路，以及知识的发展线索和学生的认识发展规律进行教材单元内容的重构。下面以沪教版“溶解现象”教材单元内容为例加以阐述。

“溶解现象”教材单元内容属于“物质的性质与应用”主题。本单元内容主要包括溶解、溶液、悬浊液、乳浊液、溶解过程中的能量变化、水溶液的某些性质、溶液的组成、溶液浓度的表示、物质的溶解性、结晶、配制溶液、粗盐的初步提纯等；本单元涉及的主要研究方法是化学实验，定性到定量认识溶液的“结构、性质、用途”关系，分类认识溶液、悬浊液、乳浊液的“组成与结构、性质与转化及其应用”等。基于上述的基本认识，首先，凝练认识视角。本单元内容是从尺度（固体颗粒大小）、分类、性质、应用、浓度、限度等视角认识溶液、悬浊液和乳浊液等；其次，形成认识思路。基于“物质的性质与应用”主题的“分类认识物质的‘组成与结构、性质与转化及其应用”这一认识思路，形成从尺度视角、浓度视角和限度视角认识溶液、悬浊液和乳浊液的组成特征、性质与应用的思维方式，使相关知识形成结构关联，形成从定性（尺度视角）到定量（浓度、限度视角）认识溶液的“组成与结构、性质与转化及其应用”的认识思路，建立“改变条件（溶质、溶剂、溶解度等）调控溶液状态”的观点；最后，运用认识思路。基于以上的单元内容整体理解，从尺度、浓度、限度视角，以及分类认识物质的“组成与结构、性质与转化及其应用”的思维方式，对“溶解现象”单元内容进行重构，从而帮助学生建构起稳固、多维而有序的单元内容整体框架，如图7所示。

总之，开展化学学科核心素养发展的课堂教学，要求教师增进初中化学学科内容的整体理解。初中化学学科内容整体理解的认识模型能帮助教师更好地把握、理解“如何去理解”“理解得如何”“理解了何用”等学科理解的关键问题。在学科内容整体理解的基础上，通过对教材单元内容的解构与重构，促进教师对单元知识的内在结构、学生的认识发展规律的认识，促进教师对教材单元内容本质的理解，提升教师对教材单元内容的整体设计与实施水平，有利于开展素养导向的课堂教学。

参考文献：

［1］中华人民共和国教育部制定. 义务教育化学课程标准（2022年版）［S］. 北京： 北京师范大学出版社， 2022： 1.

［2］［6］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.

［3］罗月旺， 张贤金. 基于学科整体理解视角的初中化学复习课教学——以“标签中的化学： 84消毒液你真的认识吗”为例［J］. 化学教学， 2020， （11）： 48～52.

［4］罗月旺. 从体系视角看初中化学实验教学——关于核心观念统摄下主题内容结构化教学的思考［J］. 化学教与学， 2020， （9）： 11～13.

［5］罗月旺， 李珍， 杨梓生. 促进初中学生定量观建构的教学设计——以“纯净物中元素之间的质量关系”为例［J］. 化学教学， 2017， （5）： 29～32.

［7］胡久华， 张恺琦. 《义务教育化学课程标准（2022年版）》解读——化学与社会·跨学科实践［J］. 化学教育， 2022， （15）： 13～18.

*福建省教育科学“十四五”规划2022年度课题“基于学科整体理解的初中化学单元教学设计与实践”（课题编号：FJJKZX22420）阶段性研究成果；福建省初中化学罗月旺名师工作室研修成果。