核心素養(yǎng)背景下指向大概念的高中化學(xué)教學(xué)探析

岑素艷 范斌

【摘要】本文闡述大概念的內(nèi)涵，分析化學(xué)學(xué)科大概念和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之間的關(guān)系，認(rèn)為大概念可以從課標(biāo)和教材中提取，指向大概念的化學(xué)教學(xué)可以從大概念提取、真實(shí)情境評(píng)價(jià)、提出關(guān)鍵問(wèn)題、完成驅(qū)動(dòng)性任務(wù)、大概念生成等方面展開(kāi)，以此提升學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

【關(guān)鍵詞】核心素養(yǎng) 大概念 化學(xué)教學(xué)

【中圖分類(lèi)號(hào)】G63 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

【文章編號(hào)】0450-9889（2023）05-0072-04

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》（以下簡(jiǎn)稱(chēng)《課程標(biāo)準(zhǔn)》）提出，要選擇體現(xiàn)基礎(chǔ)性和時(shí)代性的化學(xué)課程內(nèi)容，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步學(xué)習(xí)化學(xué)的基本原理和方法，形成化學(xué)學(xué)科的核心觀念；在必修課程教學(xué)環(huán)節(jié)，突出化學(xué)基本觀念（大概念）的統(tǒng)領(lǐng)作用。化學(xué)學(xué)科大概念是發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有力抓手，教師在日常教學(xué)中應(yīng)注重大概念的教學(xué)，在真實(shí)情境引導(dǎo)下，讓學(xué)生通過(guò)思考驅(qū)動(dòng)性問(wèn)題和解決任務(wù)自主構(gòu)建學(xué)科知識(shí)框架，提高學(xué)習(xí)的關(guān)鍵能力，促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。在當(dāng)前以素養(yǎng)為本、深化課程改革的背景下，以學(xué)科大概念為抓手開(kāi)展高中化學(xué)教學(xué)是發(fā)展學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑。

一、大概念的內(nèi)涵

學(xué)科大概念是“反映學(xué)科本質(zhì)，具有抽象性、概括性、統(tǒng)攝性和廣泛遷移價(jià)值的學(xué)科思想和觀念”。劉徽把大概念界定為“反映專(zhuān)家思維方式的概念、觀念或論題，它具有生活價(jià)值”。筆者結(jié)合專(zhuān)家的理論闡述和自身的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)得出以下認(rèn)知：大概念本質(zhì)上是一種高度的概括性知識(shí)，是專(zhuān)家經(jīng)歷大量的真實(shí)案例后得出的對(duì)某個(gè)概念的理解和感悟，并且將兩個(gè)視角不同的概念進(jìn)行有機(jī)聯(lián)結(jié)，以便解決更多陌生情境中的問(wèn)題。比如，“燃燒”的概念是“物質(zhì)與氧化劑發(fā)生的一種劇烈的發(fā)光發(fā)熱的氧化反應(yīng)”“燃燒的條件是氧氣和著火點(diǎn)”，教師在課堂上可通過(guò)創(chuàng)設(shè)真實(shí)的情境讓學(xué)生理解燃燒的概念并掌握如何控制物質(zhì)燃燒條件，還可以在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生理解并掌握兩個(gè)化學(xué)學(xué)科大概念——“化學(xué)反應(yīng)需要一定的條件并且可以通過(guò)條件進(jìn)行調(diào)控”和“化學(xué)反應(yīng)中有能量轉(zhuǎn)化為人類(lèi)所用”。學(xué)生掌握這兩個(gè)大概念后，就會(huì)將其遷移到后面的化學(xué)反應(yīng)學(xué)習(xí)中，然后主動(dòng)思考反應(yīng)的條件是什么，如何通過(guò)條件控制反應(yīng)，反應(yīng)中有什么能量轉(zhuǎn)化，如何利用這些能量，等等。如此一來(lái)，化學(xué)學(xué)習(xí)就結(jié)構(gòu)化了，由點(diǎn)到線甚至到面，部分學(xué)生甚至可能自我生成一個(gè)更上位的跨學(xué)科大概念：“研究事物的發(fā)展或控制事物的發(fā)展可以從事物發(fā)生的條件入手。”由此可見(jiàn)，大概念可以超越學(xué)科知識(shí)層面并以上位概念的形式促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生從“惰性知識(shí)”的記憶轉(zhuǎn)向類(lèi)似“專(zhuān)家思維”的理解和掌握。

以大概念為統(tǒng)領(lǐng)將相關(guān)內(nèi)容建立聯(lián)系，基于學(xué)生認(rèn)知發(fā)展的遞進(jìn)性開(kāi)展單元教學(xué)，有助于學(xué)生理解具體內(nèi)容背后更為本質(zhì)的思想和方法，形成結(jié)構(gòu)化的知識(shí)以及解決具體問(wèn)題的思路和方法，促進(jìn)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的落實(shí)。一是化學(xué)學(xué)科大概念是發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有力抓手。化學(xué)學(xué)科知識(shí)是培養(yǎng)化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的主要載體，化學(xué)學(xué)科大概念是反映化學(xué)學(xué)科知識(shí)本質(zhì)的思想觀念，其最大的價(jià)值是具有遷移性，有助于學(xué)生解決真實(shí)情境中的問(wèn)題，同時(shí)在解決這些問(wèn)題的過(guò)程中，將大概念轉(zhuǎn)化為個(gè)體的價(jià)值觀念、關(guān)鍵能力和必備品格。所以，指向大概念的教學(xué)能幫助教師實(shí)現(xiàn)少而精的教學(xué)，大概念是發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的有力抓手。

二是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)是化學(xué)學(xué)科大概念的最終指向。化學(xué)大概念的提取正確與否，其衡量標(biāo)準(zhǔn)即是否有利于發(fā)展學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。當(dāng)我們以大概念為指向進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)、面臨多個(gè)大概念而進(jìn)行選擇時(shí)，必須考慮大概念能否構(gòu)建富有邏輯的化學(xué)學(xué)科知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)，這將決定學(xué)生能否將化學(xué)學(xué)科知識(shí)結(jié)構(gòu)化。培養(yǎng)核心素養(yǎng)應(yīng)該始終作為教學(xué)目標(biāo)引領(lǐng)大概念的實(shí)踐路徑，有時(shí)核心素養(yǎng)本身就是大概念。

二、指向大概念的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)步驟

（一）研讀《課程標(biāo)準(zhǔn)》，分析教材內(nèi)容，提取和選擇大概念

《課程標(biāo)準(zhǔn)》是教師教學(xué)的綱領(lǐng)性文件，原則上所有大概念的提取都應(yīng)該出自《課程標(biāo)準(zhǔn)》，所以化學(xué)教師要認(rèn)真研讀《課程標(biāo)準(zhǔn)》。

1.《課程標(biāo)準(zhǔn)》有時(shí)會(huì)直接給出大概念。如《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》就明確提出要圍繞五個(gè)化學(xué)學(xué)科大概念開(kāi)展教學(xué)，分別是“化學(xué)科學(xué)本質(zhì)”“物質(zhì)的多樣性”“物質(zhì)的組成”“物質(zhì)的變化與轉(zhuǎn)化”“化學(xué)與可持續(xù)發(fā)展”。

2.《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的核心素養(yǎng)可以直接提煉出大概念。比如，化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)變化觀念“認(rèn)識(shí)化學(xué)變化有一定限度、速率，是可以調(diào)控的”，可以提煉出化學(xué)學(xué)科大概念“化學(xué)反應(yīng)是可以調(diào)控的”；化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)科學(xué)態(tài)度“具有安全意識(shí)和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，具有節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境的可持續(xù)發(fā)展意識(shí)，從自身做起，形成簡(jiǎn)約適度、綠色低碳的生活方式”，可以提煉出化學(xué)學(xué)科大概念“化工產(chǎn)品的生產(chǎn)必須遵循安全、經(jīng)濟(jì)、純凈的原則”。

3.《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的課程目標(biāo)“能從物質(zhì)的微觀層面理解其組成、結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的聯(lián)系，形成結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用的觀念”，可以提煉出化學(xué)學(xué)科大概念“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定應(yīng)用”；課程目標(biāo)“能用對(duì)立統(tǒng)一、聯(lián)系發(fā)展和動(dòng)態(tài)平衡的觀點(diǎn)考查化學(xué)反應(yīng)，預(yù)測(cè)在一定條件下某種物質(zhì)可能發(fā)生的化學(xué)變化”，可以提煉出化學(xué)學(xué)科大概念“化學(xué)反應(yīng)的影響因素有多個(gè)，有主次之分，主要因素決定反應(yīng)方向或結(jié)果”。

4.《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的學(xué)業(yè)要求“能利用元素在元素周期表中的位置和原子結(jié)構(gòu)，分析、預(yù)測(cè)、比較元素及其化合物的性質(zhì)”，可以提煉出化學(xué)學(xué)科大概念“構(gòu)—位—性”；《課程標(biāo)準(zhǔn)》中的內(nèi)容要求“了解物質(zhì)的量及其相關(guān)物理量的含義和應(yīng)用”，可以提煉出跨學(xué)科大概念“設(shè)定合適的基準(zhǔn)可以方便計(jì)量和比較”。

5.大概念也可以從教材中提取。如人教版高中化學(xué)必修1（2019年版）教材中的“方法導(dǎo)引”就直接提出了化學(xué)學(xué)科大概念“基于物質(zhì)類(lèi)別和元素價(jià)態(tài)可以預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)”，明確了教學(xué)目標(biāo)。

6.學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中的難點(diǎn)也可以提取大概念。學(xué)習(xí)難點(diǎn)往往是學(xué)生最難理解的，也正因如此，對(duì)學(xué)習(xí)難點(diǎn)進(jìn)行深度剖析往往就能發(fā)現(xiàn)大概念。比如“同周期元素的微粒（原子或離子）的半徑大小比較”這個(gè)難點(diǎn)就可以由“微粒半徑受核外電子層和核電荷數(shù)雙重影響”提煉出跨學(xué)科大概念“事物的影響因素有多個(gè)，有主次之分，主要因素決定事物發(fā)展結(jié)果”。

（二）設(shè)計(jì)大概念目標(biāo)是否達(dá)成的表現(xiàn)性評(píng)價(jià)

我們以大概念為抓手發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)，教、學(xué)、評(píng)必須一體化，否則還是穿新鞋走老路。因此，在指向大概念的化學(xué)教學(xué)中，評(píng)估效度最核心的部分就是評(píng)估學(xué)生是否真正理解并掌握了大概念。指向大概念的教學(xué)要求教師在制訂大概念教學(xué)目標(biāo)之后，設(shè)計(jì)具體教學(xué)活動(dòng)之前，就要提前思考如何評(píng)價(jià)學(xué)生通過(guò)這節(jié)課的學(xué)習(xí)理解并掌握大概念。學(xué)生理解并掌握大概念的表現(xiàn)性行為是怎樣的？筆者認(rèn)為，大概念評(píng)價(jià)任務(wù)設(shè)計(jì)需要注意兩個(gè)問(wèn)題：一是評(píng)估任務(wù)要和前面挑戰(zhàn)性任務(wù)一樣包含真實(shí)的問(wèn)題情境。評(píng)價(jià)學(xué)生是否真正理解大概念就是看學(xué)生能否把大概念運(yùn)用到解決真實(shí)的新問(wèn)題上來(lái)，因?yàn)榇蟾拍畹谋举|(zhì)屬性就是能夠遷移。二是情境可以是單一的化學(xué)學(xué)科背景，也可以有其他學(xué)科背景，而且最好能與學(xué)生的生活背景建立聯(lián)系。大概念有一個(gè)很好的價(jià)值屬性就是生活價(jià)值，情境越陌生、越是跨學(xué)科，就越能促進(jìn)大概念的遷移應(yīng)用，最終實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)發(fā)展目標(biāo)。比如在指向大概念“基于物質(zhì)類(lèi)別和元素價(jià)態(tài)可以預(yù)測(cè)物質(zhì)的性質(zhì)和轉(zhuǎn)化”的“補(bǔ)鐵劑”主題學(xué)習(xí)之后，教師可以設(shè)計(jì)一項(xiàng)任務(wù)——“凈水劑高鐵酸鉀的制取和保存”來(lái)評(píng)價(jià)學(xué)生是否理解和掌握了這個(gè)大概念，如果學(xué)生能夠想到用一種更強(qiáng)的含鉀氧化劑來(lái)氧化低價(jià)鐵鹽制取高鐵酸鉀，那就說(shuō)明學(xué)生理解并掌握了這個(gè)大概念。當(dāng)然教師也可以設(shè)計(jì)一項(xiàng)更陌生更綜合的真實(shí)情境評(píng)價(jià)任務(wù)，如“分析并預(yù)測(cè)漂白劑二氧化氯的性質(zhì)、制取和保存”來(lái)促進(jìn)學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

（三）分析學(xué)情和教學(xué)內(nèi)容，建構(gòu)大概念的知識(shí)層級(jí)結(jié)構(gòu)

大概念不是事實(shí)與概念的簡(jiǎn)單堆積，學(xué)生對(duì)大概念的理解和掌握也是一個(gè)循序漸進(jìn)的過(guò)程。教師首先要分析學(xué)生已有知識(shí)基礎(chǔ)，學(xué)生要熟悉和掌握哪些必備知識(shí)，教材中有哪些知識(shí)內(nèi)容，教師要提供哪些支撐材料（如圖1所示）。

教師還要明確這些知識(shí)之間存在怎樣的邏輯層級(jí)關(guān)系，并根據(jù)大概念教學(xué)目標(biāo)設(shè)定這些知識(shí)在教學(xué)中的地位，即大概念是將哪些重要概念聯(lián)系起來(lái)，支撐重要概念建構(gòu)的一般概念是什么？一般概念又可以從哪些事實(shí)獲取？然后教師要以大概念為統(tǒng)攝，將教學(xué)知識(shí)內(nèi)容按照內(nèi)在邏輯關(guān)系（事實(shí)→一般概念→重要概念→大概念→跨學(xué)科大概念）建立合理的聯(lián)系。圖2為從“物質(zhì)可以燃燒”這個(gè)事實(shí)到哲學(xué)觀點(diǎn)“事物的發(fā)生都是有條件的，研究事物的發(fā)展或控制事物的發(fā)展可以從事物發(fā)生的條件入手”的金字塔型邏輯關(guān)系圖。

（四）結(jié)合教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)符合學(xué)生實(shí)際、能引發(fā)學(xué)生興趣的真實(shí)情境

鐘啟泉認(rèn)為“核心素養(yǎng)的核心是真實(shí)性”“核心素養(yǎng)區(qū)別于應(yīng)試學(xué)力的最大特質(zhì)在于真實(shí)性。真實(shí)性是核心素養(yǎng)的精髓”。大概念不是教師告訴學(xué)生的，而是學(xué)生在真實(shí)情境中不斷解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程生成的。指向大概念的教學(xué)應(yīng)該是讓學(xué)生自主進(jìn)行的、由具體到抽象再到具體的高通路遷移，這樣他們才能自主地解決真實(shí)世界的問(wèn)題。所以教師要把真實(shí)情境作為學(xué)生理解并掌握大概念的一條重要路徑。真實(shí)情境的創(chuàng)設(shè)源于與化學(xué)學(xué)科相關(guān)的素材，如生活常識(shí)、工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護(hù)、化學(xué)研究前沿、真實(shí)實(shí)驗(yàn)、化學(xué)歷史資料等。合理的真實(shí)情境應(yīng)具備以下幾點(diǎn)特征：一是與學(xué)情相貼近，情境不能過(guò)于復(fù)雜，教師在了解學(xué)情的基礎(chǔ)上進(jìn)行一定的加工，給學(xué)生提供足夠的信息以降低復(fù)雜性。如果情境遠(yuǎn)離學(xué)生認(rèn)知范疇，也不能算真實(shí)情境。二是與教學(xué)內(nèi)容緊密關(guān)聯(lián)，這樣學(xué)生才能更高效地從情境問(wèn)題中建構(gòu)知識(shí)，從而提升學(xué)習(xí)效率。三是指向性明確，真實(shí)的情境應(yīng)該指向大概念并有利于大概念的提取，也就是說(shuō)大概念目標(biāo)能有效解決情境中的問(wèn)題。比如離子反應(yīng)單元教學(xué)可通過(guò)學(xué)生熟知的本地江河水質(zhì)檢測(cè)情境引入，激發(fā)學(xué)生的探究興趣，當(dāng)學(xué)生從檢測(cè)身邊的水質(zhì)真實(shí)情境中構(gòu)建電解質(zhì)概念后，進(jìn)一步引入如何處理工業(yè)廢水以及工業(yè)廢水處理檢測(cè)方法，最終讓學(xué)生掌握大概念“從微觀角度認(rèn)識(shí)溶液體系中物質(zhì)的存在與變化”。此外，教師還可以創(chuàng)設(shè)跨學(xué)科真實(shí)情境，如通過(guò)歷史學(xué)科舍勒發(fā)現(xiàn)氯氣的過(guò)程引入氯氣的實(shí)驗(yàn)室制法，通過(guò)物理學(xué)科中光學(xué)散射現(xiàn)象引入丁達(dá)爾效應(yīng)，通過(guò)語(yǔ)文學(xué)科中李白的《將進(jìn)酒》引入乙醇的學(xué)習(xí)，等等。

（五）設(shè)計(jì)指向大概念的核心問(wèn)題和挑戰(zhàn)性任務(wù)

教師要根據(jù)真實(shí)情境提出指向大概念的核心問(wèn)題，再以問(wèn)題為導(dǎo)向，引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)自主探究或小組合作探究的方式完成挑戰(zhàn)性任務(wù)。教師提出的核心問(wèn)題要能引發(fā)與大概念相關(guān)的持續(xù)性思考，不斷激活學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，達(dá)成對(duì)大概念的深度理解。最好的效果是學(xué)生在教師設(shè)計(jì)的情境中能主動(dòng)提出問(wèn)題。比如教師設(shè)計(jì)小組合作真實(shí)情境——用TDS水質(zhì)檢測(cè)筆測(cè)定河水、礦泉水、蒸餾水、無(wú)水乙醇的數(shù)據(jù)，學(xué)生可能會(huì)主動(dòng)提出問(wèn)題：“為什么讀數(shù)不一樣？”教師可指導(dǎo)學(xué)生往溶液體系中微粒的種類(lèi)和數(shù)量方向思考，從而指向大概念“從微觀角度認(rèn)識(shí)溶液體系中物質(zhì)的存在與變化”。

立足真實(shí)情境的挑戰(zhàn)性任務(wù)是實(shí)現(xiàn)大概念教學(xué)目標(biāo)的載體，學(xué)生完成挑戰(zhàn)性任務(wù)的過(guò)程就是逐步構(gòu)建學(xué)科大概念的過(guò)程。教師要根據(jù)學(xué)情搭建好支架，設(shè)計(jì)更加合理的挑戰(zhàn)性任務(wù)。比如鐵及其化合物的學(xué)習(xí)可以設(shè)計(jì)“如何制取補(bǔ)鐵劑硫酸亞鐵”驅(qū)動(dòng)性任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生構(gòu)建大概念“物質(zhì)類(lèi)別和元素價(jià)態(tài)是物質(zhì)轉(zhuǎn)化的重要依據(jù)”。

（六）大概念的引導(dǎo)生成

大概念本質(zhì)上是一種專(zhuān)家思維，是一個(gè)概括性很強(qiáng)的思想觀念，往往是專(zhuān)家經(jīng)歷很多案例后感悟出來(lái)的，甚至有些大概念與學(xué)生的初步理解是相反的（如圖3所示）。所以大部分學(xué)生并不一定能夠自然生成大概念，這就需要教師依照大概念的層級(jí)結(jié)構(gòu)，逐步引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)情境中從一般事實(shí)到基本概念，再到學(xué)科大概念，最終形成跨學(xué)科大概念。特別是從基本概念到學(xué)科大概念的關(guān)鍵一步可能需要教師再提供幾個(gè)案例來(lái)激發(fā)學(xué)生思考，支撐大概念的生成（如圖4所示）。所以，指向大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計(jì)成為教師最好的選擇，一個(gè)單元內(nèi)的幾個(gè)課時(shí)可以指向同一個(gè)大概念（如表1所示），更有利于學(xué)生對(duì)大概念的生成、理解和遷移。

綜上所述，指向大概念的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)，教師在實(shí)際教學(xué)中可以以真實(shí)情境引入、提出核心問(wèn)題、完成挑戰(zhàn)性任務(wù)、生成大概念和真實(shí)情境評(píng)價(jià)等五個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)核心素養(yǎng)目標(biāo)的落地。

參考文獻(xiàn)

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［2］中華人民共和國(guó)教育部.義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2022.

［3］劉徽.大概念教學(xué)：素養(yǎng)導(dǎo)向的單元整體設(shè)計(jì)［M］.北京：教育科學(xué)出版社，2022.

作者簡(jiǎn)介：岑素艷（1982— ），廣西靖西人，研究生，碩士，高級(jí)教師，主要研究方向?yàn)橹袑W(xué)化學(xué)教育；范斌（1977— ），通訊作者，江西撫州人，研究生，碩士，高級(jí)教師，廣西特級(jí)教師，主要研究方向?yàn)橹袑W(xué)化學(xué)教學(xué)。

（責(zé)編 林 劍）