“素養為本”的高中化學單元教學設計與實踐

黃劍鋒 湯希雁

2013年，教育部啟動普通高中各學科課程標準修訂工作，其中對2004年試行的《普通高中化學課程標準（實驗）》（以下簡稱實驗課標）進行修訂，并在2018年1月頒布了《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱2017版課標），首次凝練了化學學科核心素養。綜合有關專家的觀點，核心素養是在三維目標基礎上提出的，是對三維目標的發展和深化，其直指教育的真實目的，那就是育人。從雙基到三維目標，再到核心素養，是從教書走向育人這一過程的不同階段。

我區從2012年秋季學期開始實施高中課程改革，廣大教師在教學實踐中發現，實驗課標中提出的“知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀”這三維目標，在實際教學中很難同時兼顧，很多時候只能關注到知識與技能。以高中化學為例，許多教師習慣于依照教材章節順序設計教學，局限于講授零散知識，忽視知識間內在關系的揭示及知識形成過程的展示，學生所獲得的是沒有加以結構化的碎片知識，再加上教師側重于文本知識的解讀和解答試題的訓練，發展化學學科核心素養的要求難以落實。

針對上述問題，我們開展了“‘素養為本的高中化學單元教學設計與實踐”研究，以一個完整的教學主題確立教學范疇，讓教學內容從屬于同一個學習主題，按照學科知識邏輯結構以及學生認知發展規律，以相關活動為主線設計教學單元，用若干課時對同一主題的內容展開課堂教學，有效完成單元教學任務，培養學生化學思維能力，發展學生化學學科核心素養。

一、理論依據：四種教育發展觀提供理論支撐和方法指導

（一）系統論觀點

系統論認為，我們所研究的事物是一個“相互聯系著的要素構成的整體”，要素之間相互關聯，不可分割，系統的整體功能需要各要素相互作用才能充分體現出來。由此觀之，實驗課標提出的三維目標就是構成課程目標的一個整體，不可能也不應該相互割裂。而傳統的教學以課時為教學單位，以教材章節順序設計教學，只注重知識與技能目標的落實及知識點的突破，難以兼顧過程與方法、情感態度與價值觀。基于現代系統論而設計的高中化學單元教學，能把三維目標整合起來，實現一個單元就是一個主題，一個單元通過若干課時對同一主題展開教學，從不同角度、用不同教學方式對同一主題進行多元化解析，引導學生對某一主題形成科學的學習思維，促進化學學科核心素養的發展。

（二）建構主義學習觀點

建構主義學習觀主張由學生自己建構知識，這種建構無法由他人代替，教師不應把知識簡單地傳遞給學生，讓學生被動地接受，而應結合學生的原有知識，通過創設與學生生活環境及知識背景相關的具有社會現實意義的真實情境來開展多種探究活動，激發學生的學習興趣，促進學生學習方式的轉變，鍛煉他們的創新精神和實踐能力，培養化學學科核心素養。建構主義學習觀對高中化學單元教學的設計具有較強的指導意義，教師可以對課程標準、教材等教學指導性資源進行深入解讀和剖析，并根據自己對教學內容的理解和對學生學情的了解，分析、整合、重組教學內容，進而形成相對完整的教學主題，再以該主題作為一個教學單元展開教學。

（三）學生發展核心素養有關觀點

1.主體概念。學生發展核心素養是學生在接受相應學段教育過程中逐步形成的適應個人終身發展和社會發展需要的必備品格和解決問題的關鍵能力。文化基礎、自主發展、社會參與是學生發展核心素養的三個方面，綜合表現為人文底蘊、科學精神、學會學習、健康生活、責任擔當、實踐創新等六大素養，各素養之間相互聯系、相互補充、相互促進，在不同情境中整體發揮作用。

2.學科核心素養。學科核心素養是本學科給予學生未來發展必備的品格和關鍵能力，是學生在解決復雜的、不確定性的現實問題過程中表現出來的綜合品質或能力，是學科的知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的有機整合。培養學科核心素養是為學生終身發展奠基，學科核心素養的實現必須以知識教學為載體，學科教育成功的關鍵是在學科教學中有效發展學生的學科核心素養。

3.化學學科核心素養。化學學科核心素養是高中學生發展核心素養的重要組成部分，是學生綜合素質的具體體現，反映了新時代化學學科育人的基本要求，展現了化學課程學習對學生未來發展的重要價值。2017版課標凝練了化學學科核心素養的五個方面：宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據推理與模型認知、科學探究與創新意識、科學精神與社會責任。這五方面內容的描述，符合我國學生發展核心素養的要求，體現了從化學視角看待、分析和解決化學問題的能力和品質要求，全面關注了化學學科的知識技能學習、過程和方法的了解和訓練、情感態度與價值觀的教育，體現了化學學科獨有的特質。“以發展化學學科核心素養為主旨”是2017版課標理念之一，學生化學學科核心素養可以通過結構科學、主題明確的教學單元學習得到有效發展。

（四）有效教學觀點

有效教學觀點認為，教學是否有效的唯一指標是學生有無進步或發展，有效教學要促進學生基礎知識和基本技能的提高，促進學生思考問題、解決問題能力的提高，同時也要促進學生情感態度與價值觀的發展，最終促進學生學科核心素養的發展。因此，有效教學觀點同樣是高中化學單元教學設計的理論依據。

二、模型構建：從教學單元及課堂教學兩個維度設計教學模式

（一）教學單元的設計模式

如何設計化學單元教學？所設計的教學單元應包含哪些方面？北京師范大學化學教育研究所教授王磊指出，化學學科的“單元教學指教師在對課程標準、教材等教學指導性資源進行深入的解讀和剖析后，根據自己對教學內容的理解，以及學生的情況特點，對教學內容進行分析、整合、重組，形成相對完整的教學主題，并以一個完整的教學主題作為一個教學單元的教學”，并且“每個學習單元有明確的單元課題或學習任務，有具體的單元教學目標”。由此，我們認為一個教學單元應該包含五個維度：教學目標、教學內容、學習情境、教學活動、評價方式，而教學內容、學習情境、教學活動、評價方式都是為了有效達成教學目標，為此，我們構建了以下教學單元設計的模型（圖1）。

1.單元目標。課程標準及其教科書是確定單元目標和單元主題的重要依據。我們通過認真解讀2017版課標，深入分析教材內容及其呈現方式所體現的課程目標和教育理念，鉆研教材中蘊含的豐富教育資源，將學科內容劃分為具體的課題或學習任務（學習單元），使之成為學生學會學習和形成正確價值觀的基本單位，整體制定單元教學目標。我們制定單元教學目標時會考慮到以下幾個方面：①學科角度，幫助學生理解學科概念原理和知識的前后聯系，形成核心的學科思想，形成結構化的知識;②方法角度，關注學生學科思維和技能方法的學習;③情感角度，激發學生學習化學的興趣和熱情。

2.教學內容。我們依據知識內容的相互聯系或學習規律，將教材中的某些內容，按照一定的目的，從不同角度或不同層面進行調整、重組來構建教學單元的內容，使繁雜的內容簡單化、條理化，更符合學生的認知規律和心理發展規律。例如，人教版高中化學必修1第三章《金屬及其化合物》的內容編排是“金屬的化學性質→幾種重要的金屬化合物→用途廣泛的金屬材料”，將鈉、鐵、鋁及其化合物的知識分散在各節教材中，顯得繁雜、零散，我們根據單元教學設計理念，把以上零散的知識統領起來，將其統整設計成“鈉及其化合物”教學單元，從化學學科核心素養的五個方面組織教學，充分發揮其核心素養培養功能。

3.學習情境。真實具體的情境是學生化學學科核心素養形成和發展的平臺，能為學生化學學科核心素養的發展提供真實的表現機會。我們認為，情境素材越樸實，蘊含的問題越本原，越能激發學生提出高水平問題，驅動學生進行高階思維。在創設學習情境時，我們注意引發學生的認知沖突，激發學生提出各種化學問題，情境的設置注重緊扣教學目標，關注學科思維和核心素養的培養，將化學知識融入情境中，不斷深化學生對知識的理解，從而突破教學難點、突出教學重點，提升課堂教學效率。

4.教學活動。我們依據教學內容特點，結合學生的實際情況，整體設計結構化的學習活動，讓學生利用已有的知識和經驗，去探索知識的發生和發展，這樣更有利于教師創造性地展開教學，做到“用教材教”而不是“教教材”。例如，在“鈉及其化合物”單元復習教學中，我們根據學生已有的知識，設計了“生活中常見的鈉的化合物”主題教學，提出了“我們怎樣得到精鹽”“碳酸鈉俗稱純堿，為什么其水溶液能洗滌油污”“你知道泡沫滅火器的原理嗎”等問題，引導學生利用粗鹽提純、鹽類水解、相互促進的水解反應等知識去解決實際問題，提高知識運用能力。

5.評價方式。單元教學能否達成既定目標，需要對學生進行評價，評價的依據是2017版課標中的學習質量標準。我們結合單元教學內容，制定教學評價標準和評價方式，用以衡量教師駕馭教學和教材的能力，診斷教師理解課程標準和教材的能力，以及對教學內容重新進行分析、整合的能力。通過評價方式運用，能更好地指導教師因材施教，將繁雜、散亂的化學知識簡單化、條理化，促使教學更符合學生的認知規律和心理發展規律，更有利于學生學習，教師的教學設計水平也相應得到提高。

（二）課堂教學的設計模型

每一個教學單元的教學任務通常需要若干個課時完成，要想在各課時的課堂教學中有效培養學生的化學學科核心素養，需要在教學單元的整體框架中對課時教學做出精心設計。東北師范大學化學學院教授鄭長龍認為，基于化學學科理解的教學是素養落地、創新進課堂的教學，這樣的教學應具備三個特征：①重視化學知識的學科功能;②重視“一”的抽提和認識視角的凝練，“一”是指能夠引發深入與拓展思考，并能進行廣泛遷移的認識視角;③重視認識思路的建構。借鑒這一理論，結合實踐研究，我們總結出了“素養為本”的化學課堂教學特征，并構建了四維教學設計模型（圖2）。

1.凝練化學學科本原性問題。化學課堂教學蘊含的本原性問題是探尋化學學科某主題教學中最為原始、樸素、本質的觀念、思想和方法，可以提升實驗探究的層次，明晰實驗探究的方向，深化實驗探究的內涵。在不同的教學單元里深挖本原性問題，有助于教師理解單元主題的實質性和關鍵性問題。在實際教學研究中，我們主要通過兩種途徑凝練本原性問題：一是在教學設計中精心設計能反映學科主題的實質性問題;二是在教學活動中捕捉并生成由師生尤其是學生提出的涉及學科主題實質的關鍵性問題。

2.設計課堂高階思維活動。基于本原性問題解決的活動必然是高階思維活動，高階思維是一種以高層次認知水平為主的綜合性能力，其主要由問題求解、決策、批判性思維、創造性思維四大能力要素構成。我們設計的課堂高階思維活動，都會高度關注學生的思維品質，包括思維的深刻性、靈活性、創造性、批判性和敏捷性，注重培養學生的化學高階思維能力，如概括關聯、解釋說明、推斷預測、設計驗證、分析評價等方面的能力。

3.“一”的抽提。實踐中，我們注重引導學生在對本原性問題探究的基礎上，建構具有廣泛遷移價值的化學認識視角，使他們能夠在解決陌生情境下真實化學問題時做到“舉一反三”，甚至“舉一反十”。

4.形成遠遷移能力。通過具體問題的解決，引導學生形成解決問題的視角和思路，發展學生證據推理與模型認知的素養，構建起問題解決的思維模型。通過設計陌生情境下復雜的化學問題，讓學生運用思維模型解決更為復雜的問題，形成遠遷移能力。

總之，“素養為本”的高中化學課堂教學設計，需要教師對教材內容進行內化處理。教師要先以學科視角對教材內容進行化學科學經驗理解，然后依據學生特點和學校化學教學資源實際，將自身的化學經驗轉化成教學內容，并對這些教學內容進行重組，最后外化成為有利于學生經驗建構和目標達成的方式。

三、成果價值：能有效發展學生化學學科核心素養

經過探索，我們在理論上、實踐上都取得了顯著成效，其價值主要體現在以下幾個方面。

1.教學價值。“素養為本”的高中化學單元教學能促進教師從“教教材”向“用教材教”轉變，有效解決單課時教學中難以落實三維目標的問題，克服傳統教學中學生獲得的是碎片化知識的缺陷，有助于提升學生的化學知識結構化水平，發展學生的化學學科核心素養。

2.推廣價值。運用我們構建的教學單元設計模式和“素養為本”課堂設計模式設計課例，能有效促進教師對教材文本的深度理解，內化化學學科經驗教學。我們通過備課、上課、聽課、評課、磨課等一系列教研活動，打造了一批“素養為本”的高中化學課堂教學優秀課例，先后在我區各地推出14節示范課、公開課、觀摩課，得到業界較高評價。

3.實踐應用。我們在2019年、2020年化學備考復習教學中運用“元素化合物單元復習法”，幫助學生形成整體化、結構化知識，通過任務驅動，激發學生學習積極性，發揮“元素化合物”的核心作用，教會學生從不同角度認識物質、研究物質，幫助學生形成科學的化學觀念，構建起完整的化學知識體系，在提高復習效率的同時，化學學科核心素養得到了有效發展。

從三維目標到核心素養，我國高中課程改革正在進一步深化，指引著廣大教師逐漸從“教書”向“育人”轉變。我們開展的“‘素養為本的高中化學單元教學設計與實踐”研究，順應了高中課程改革的時代潮流，厘清了三維目標與化學學科核心素養之間的關系，抓住了化學教育的根本，體現了化學教育對學生化學學科核心素養培養的功能，釋放了化學學科對人的發展的價值和意義，為廣大同行探索化學學科發展學生核心素養提供了可行的參考和借鑒。（題圖為本文第一作者黃劍鋒）

參考文獻：

[1]鄭長龍，孫佳林.“素養為本”的化學課堂教學的設計與實施[J].課程·教材·教法，2018（4）.

[2]鄭長龍.化學學科理解與“素養為本”的化學課堂教學[J].課程·教材·教法，2019（9）.

[3]王磊，黃燕寧.教學單元設計的實踐與反思[J].中學化學教學參考，2009（3）.

注：本文為2017年度廣西教育科學“十三五”規劃A類重點課題“基于學科核心素養培養的高中化學教學單元設計的研究”（課題編號2017A003）的階段研究成果。

（責編 歐金昌）