學科核心素養下化學概念教學設計研究

陳建裕

摘 要：化學概念是學科的元知識，是化學學科的重要知識節點，它充分反映化學本質及特殊性，是構成化學學科的框架。理清化學概念有助于學生更好的理解化學知識的本質，更好的分析和解決化學問題，促進學生的化學學科核心素養的形成。本文以化學反應及能量變化、離子反應等知識中的核心概念的教學為例，依托核心概念開展單元整體教學設計，構建化學概念群的教學的模型，分析高中化學概念教學特點，進階式的幫助學生更好地構建概念、理解概念，發展概念，最終促進學生核心素養的發展。

關鍵詞：核心素養;核心概念;單元教學設計

化學學科核心素養的形成和發展必須依托化學課程學習，而化學概念在中學化學課程中有著極其重要的地位，它既是構成化學學科知識體系的重要節點，也是化學學習的結果，更是學生可持續學習的基礎，對于學生建構學科觀念，甚至對學生終身發展都會產生深遠影響【1】。因此在化學概念教學中我們不僅要求學生記住概念的本身，更應培養學生體驗概念形成過程中的思維方法、科學態度及創新意識，切實攻克化學基礎知識教學中的重難點，繼而實現學生在化學方面未來的可持續發展。

一、挖掘化學概念在發展學生學科核心素養中的功能和價值

1.通過化學概念的學習，建構化學觀念

化學概念是學科的元知識，是化學學科知識體系中最有價值的部分，它充分反映化學本質及特殊性，是構成化學學科的框架。化學概念的教學的目的是更好的認識化學知識的本質，以便更好地分析、解決化學問題，最終形成化學觀念。如弱電解質的電離平衡，結合學生已經初步掌握化學平衡與化學平衡移動等原理，因而在教學中我們應通過知識遷移講解電離平衡概念的本質，具體學習任務為：①掌握弱電解質的電離平衡知識;②理解濃度、溫度等外界因素對電離平衡的影響;③根據可逆反應知識分析水溶液中，弱電解質的電離平衡狀態等。將化學觀念培養定為"微粒觀、變化觀及化學平衡觀"，在教授化學知識的同時，促進化學觀念發展。

2.通過化學概念的學習，發展關鍵能力

化學概念是化學學科的重要知識節點，利用化學概念可以很好地建構學科知識網絡，突破高中化學內容的瑣碎、零散，將宏觀和微觀、化學事實與概念原理緊密結合形成知識塊間的聯結通路，學生像搭積木一樣根據問題所需不斷調動相關知識塊，不斷拼接和融合，以適應不同問題的解決。從近年的高考理綜化學關于問題解決的試題來看，往往背景新穎，重要信息隱藏在題干、圖表和流程之中，考查學生對信息的獲取、加工及運用能力。考試過程中需要學生對化學概念有著深刻的認識并能合理遷移，迅速針對問題聯結相關學科知識，根據線索找到正確的解決途徑。

3.利用化學概念的學習進階發展終身素養

化學概念是隨著技術和社會的發展不斷進化及完善，具有一定的成長性。利用概念的成長性，有利于發展學生的自我構建和自我進化的能力。如"化學反應與能量變化"的學習內容貫穿整個中學階段，燃燒、放熱反應、吸熱反應、焓變、燃燒熱、中和熱、蓋斯定律、電解池、原電池等重要概念在不同的階段引入，逐步提高學生對化學反應與能量變化的認識。【2】教師備課時應結合學習進階原理把握整個體系的核心概念及原理，分析學生已有的前概念和概念學習的障礙點，預測學習進程，設計有梯度的驅動性問題組，幫助學生自主建構核心概念。課堂教學時通過閱讀、實驗、討論及反思等多樣化的學習活動鍛煉和發展化學核心素養，在概念進階的過程培養敢于質疑，嚴謹求實的科學態度，促進終身素養的形成。

二、依托核心概念進行單元整體教學設計，利用概念進階發展學科核心素養

1.利用核心概念的統攝性，繪制概念圖，構建單元教學的知識網絡。

在化學概念中，核心概念具有很好的統攝作用，可以將化學學習由"散點"變為結構化，形成從基本概念到核心概念再到學科大概念的層級清晰的良好知識結構，從而使化學知識功能化和素養化【3】。教學設計過程應依托核心概念尋找知識點之間的聯系，充分利用學生已有的前概念，設計問題鏈，引導學生自主建構新概念，建立概念圖。以離子反應的概念圖為例：

2.依托學習進階理論構建核心概念的認識發展模型

學生對概念的建構、理解及應用不可能一步到位，必須經歷多個層次。教師可以從學習進階的角度對核心概念的學習內容從高中三年的發展整體構建學生的認識發展模型，依據教學模型確定教學的起點及落腳點，根據學生的實際情況確定不同階段的學習目標及學習內容。例如，“離子反應”的教學內容在中學學習分四個階段，知識進階如下表【4】所示：

反應 認識常見酸堿鹽，知道酸堿鹽在水溶液中可以形成陰、陽離子;知道常見酸堿鹽發生復分解反應的條件 通過溶液的導電性實驗建立電離、電解質、非電解質及酸堿鹽等關鍵概念，能夠從微觀的角度認識和描述電離、離子反應并用電離方程式和離子方程式進行表征。 深入了解物質在水溶液中存在形式的基礎上多角度、深層次理解離子反應的本質，正確書寫不同反應的離子方程式、判斷離子共存及解決相關實際為 能夠分析復雜體系中溶液中的微粒及其之間的反應，定量認識微粒種類、數量、電荷之間的關系。

根據離子反應教學的分析，我們清楚的認識到核心概念的學習是一個循序漸進的過程。教學內容安排上，教師應該依據學生的實際情況及教材知識的實際要求，從宏觀、整體的方面合理安排教學內容，注重高中核心概念知識教學設計的連續性、整體性和層次性，確定各階段的核心素養培養目標。教學設計時，根據最近發展區理論科學地制定教學難度，依托概念的建構進階發展學生的核心素養。如在必修1的離子反應教學階段教學目標設計如下：

①從微觀角度認識電解質及其在水溶液中的反應。通過溶液的導電性實驗建立電離、電解質、非電解質及酸堿鹽等關鍵概念，能夠從微觀的角度認識和描述電離、離子反應并用電離方程式和離子方程式進行表征。（宏觀辨識與微觀探析、證據推理）

②從微觀角度初步建立電解質溶液的分析思路，認識物質宏觀組成與離子數目之間的關系（微觀探析、變化觀念）

③結合復分解反應的條件，認識離子反應的本質。根據宏觀現象分析溶液中離子的相互作用，能依據離子反應的條件預測宏觀現象。（宏觀辨識與微觀探析）

④根據電解質溶液的分析思路解決真實的復雜的問題。通過污水處理、離子檢驗等實際問題的解決，固化宏觀微觀相結合、定性定量相結合的分析思路：確定研究的對象（溶質或溶劑）→分析微粒種類及數量→分析微粒間的相互作用→分析作用的結果【5】。（宏觀辨識與微觀探析、變化觀念、科學態度）

3.設計多層次、多樣化的教學活動展開化學概念教學，發展核心素養。

核心概念教學應當圍繞主要問題及單元教學目標設計多層次、多樣化的學習活動，發揮學生的學習主動性，自主構建化學概念。根據學生學習進階過程，一般設計為四個層次的教學活動。

（1）基礎活動：向學生介紹單元主題的基本內容，一般結合課程的預習進行。主要活動方式為教材閱讀、資料查詢、微課等。學生利用各種信息媒介初步了解主題的知識內容、概念之間的關系和自己在后續學習可能面臨的困難和挑戰。因此基礎活動主要以獲取信息為主，重在課前預習，要求學生均要積極參與，重在培養學生的閱讀能力及獲取信息能力，為下一步的課堂教學做好準備。

（2）核心活動：結合基礎活動完成情況，教師針對存在的難點問題，結合課程標準、教材內容設計驅動性問題，引導學生應用自身所掌握的信息嘗試解決問題，適時給予必要的啟示和幫助，通過問題的解決讓學生形成概念、理解概念和應用概念。例如必修1離子反應教學中，利用教材中的溶液的導電性實驗及溶液混合過程中導電性變化實驗的兩個核心活動引導學生構建電解質、非電解質、強電解質、弱電解質、離子反應等概念。在核心活動中注意應用總結性板書、示范性演示、小組討論以及匯報等活動進行歸納整理和及時鞏固，提升概念建構的效果，幫助學生成為“越來越有效的學習和解決問題的人”。在核心活動中，最好采用小組合作的模式增大學生的參與面。

（3）探索活動：一般在核心概念教學單元主題的后期教學，將概念與生產生活結合開展案例教學或探究活動，培養學生綜合應用能力，形成學科觀念。這類活動主要在學生在充分了解化學概念的基礎上，設計富有挑戰性的情境問題，讓學生在收集、組織、吸收和理解問題的特征，結合所學核心概念，多角度審視問題的實質，采取替換、組合、適應、修改、他用、消除等方式看待和分析問題，幫助學生破除思維定勢，發展思維能力。在問題解決后組織學生反思自己在活動過程中所做事情的重要節點，將新舊知識聯系起來，總結應用學習和問題解決的策略。案例分析或探究活動可以設置成不同難度和類型，結合小組合作，由學習小組根據情況選擇，小組課下研討后在課堂上匯報、交流。

（4）合成活動：該活動一般在高三復習階段使用。主要目標是將相關的核心概念進行一體化的知識梳理和橫向聯系，讓學生在原有概念學習的基礎上，進行思維超越和學習遷移，進一步形成學科觀念，發展學生的學科核心素養。這類活動可以通過教師的主導有效促進。

三、結束語

總之化學概念是構成化學學科網絡的重要節點，最終對元素化合物學習、化工生產及生活中的化學問題的解決起到積極的指導作用。在化學概念教學中，要以促進學生化學認識素養為目標，在關注學生已有的知識基礎上，創設問題情境，在問題解決過程中構建概念、發展概念，理解概念，透過宏觀落實微觀本質，發展“宏觀辨識與微觀探析”的核心素養。在概念進階過程中利用案例教學和實驗探究活動拓展學生對問題的認識角度和解決思路，將概念應用于實際問題的解決，發展“證據推理與模型認知”的核心素養，在教學活動中有效落實學生的“探究意識和創新意識”和“科學態度與社會責任”的學科核心素養，實現化學概念教學的功能及價值。

參考文獻

[1]促進高中生概念理解的“離子反應”教學設計研究 ? ?李宏-《山東師范大學碩士論文》-2013

[2]基于學習進階培育學生化學學科核心素養的思考與實踐 ? ?王澍;魏崇啟-《教育與裝備研究》-2019

[3]“素養為本”的化學課堂教學的設計與實施 ? ?鄭長龍;孫佳林-《課程.教材.教法》-2018

[4]高中“溶液”化學核心概念及其學習進階研究 ? ?謝婷婷-《陜西師范大學碩士論文》-2018

[5]基于微粒觀下“鹽類的水解”的教學再設計與思考 ? ?周紹翰;楊艷紅-《北京教育學院學報（自然科學版）》-2012