核心素養視域下的初中科學大單元教學設計實踐研究

［摘 要］初中科學課程旨在培養學生的核心素養，為學生的終身學習奠定堅實基礎。大單元教學設計是一種相對新穎的教學理念和教學方法，正日益受到關注。文章以“物質及其變化”為例，基于真實情境開展大單元教學，通過設計有效的學生活動，引導學生深刻理解并掌握物質的酸堿性和酸、堿、鹽的化學性質，促進學生的深度學習，進而提升其核心素養。

［關鍵詞］大單元；核心素養；教學設計；初中科學

［中圖分類號］" " G633.98" " " " " " " " ［文獻標識碼］" " A" " " " " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2025）05-0092-04

隨著我國“雙減”政策的推進，《義務教育科學課程標準（2022年版）》提出了“基于核心素養發展要求”，倡導積極探索和開展綜合性教學活動，如大單元教學、項目式學習等。針對初中科學教學現狀，結合學生的認知發展特點，本研究提出了一種融合真實情境的大單元整體教學方法，以引導學生將生活中的實際問題和初中科學知識相融合，從而拓展教師的教學思路與方法，激發學生對科學學科的學習興趣，促使學生對科學知識進行深入理解和應用遷移，促進學生的核心素養發展。

一、大單元教學的內涵和價值

大單元教學是一種相對新穎的教學理念和教學方法。該方法以學科核心概念為中心，圍繞某一大主題進行課程設計，通過項目化活動進行知識的整合和重組，凸顯學科學業的核心內容，構建具有明確主題、目標、活動和評價體系的多元化課程，旨在促進學生核心素養的發展。

大單元教學有利于教師進行全景式教學。在傳統教學中，教師往往側重于具體學科概念的逐一講解，知識點的落實較為零散，缺乏綜合性和遷移性。而大單元教學要求精準定位，找到學生學習的支點、著力點、重難點以及突破點。這需要教師具備全局觀念，呈現整體高階思維樣態，從而實現“整體大于部分之和”的教學效果，提升教學效益，發展學生的各項能力和必備品格。

大單元教學也有利于學生的深度學習。它能幫助學生理解零碎的科學知識之間的相互關系，體會到教材中的科學知識與生產生活之間的緊密聯系，使原本零散、孤立且乏味的學習變得結構化、系統化。這里的“結構化”是指基于深度學習理念，讓學生在一個整體知識框架中清晰地看到科學知識的脈絡，并從中獲得對科學規律和科學本質的深度理解。

基于上述理念，筆者嘗試以浙教版科學九年級上冊第一章“物質及其變化”為例，進行單元課程設計和教學的實踐探索。

二、大單元教學設計思路

（一）明確大單元主題內容

依據《義務教育科學課程標準（2022年版）》的要求，創設真實情境，確定大單元教學設計的主題，制訂合理的教學目標，以學生為主體設計活動，體現課程的整合性。圍繞“酸、堿、鹽的化學性質”這一核心概念主線，精心組織和選取教學內容，創造性地將原本分布在不同章節的核心知識或科學方法進行適當的編排與整合，然后繪制出大單元圖譜。該圖譜既能幫助教師提升視角，對大概念形成整體性理解，又能協助教師將教學內容和思維進行清晰、結構化的表征。本節課的大單元圖譜如圖1所示。

本大單元設計結合學校生態基地中蘿卜相比馬鈴薯的生長狀況較差這一真實情境，引導學生展開交流與討論，并結合實際情況探討“如何提高學校生態基地的蘿卜產量”。本大單元的一級大任務、二級大任務、單元課時劃分以及單元基本知識如圖2所示。

（二）大單元教學設計創新點

本大單元教學創設了貼近學生生活的真實情境，秉承“以趣助學”的教學理念，幫助學生夯實基礎，明晰單元間的關聯性。通過結合學生的已有知識和經驗，增強科學與生活生產的聯系，使學生深刻認知到科學與環境、社會之間的密切聯系。將科學知識巧妙地融入現實生活場景中，使學生更容易理解和接受。學生活動也從傳統的“解題”模式轉變為“做事”模式，強調在實踐中學習、在學習中實踐，讓學生體驗科學與實踐的緊密結合。在解決實際問題的過程中，教師喚醒學生已有的知識，并將其與新知進行銜接，促進知識的融合與創新，拓展科學知識的深度與廣度，注重科學知識的積累與運用，促進學生科學素養的全面發展。整個教學過程注重培養學生的綜合思考能力和實踐能力，強調在解決真實問題時的合作與交流、反思與評價，從而培養學生的團隊合作意識。

此外，本大單元教學還與初中科學研究性學習課題相結合。研究性學習課題是基礎教育課程中的一種新課程類型，在科學教育中占據重要地位。研究性課題具有專題性強、可操作性強、開放性、綜合性、實踐性、創造性以及自主性等特點，充分體現了其功能性，有效解決了科學素養教育中存在的“割裂”“靜止”問題。本單元第2課時探討“酸雨的成因、危害及防治”，讓學生直面生活中復雜、開放且充滿爭議的問題，為學生創造了一個開放、自由的思考環境。通過解決真實情境中的實際問題，實現了科學觀念、科學思維、探究實踐和態度責任四個維度教學目標的有機融合。

三、學情分析

（一）學生已有知識經驗

酸性物質和堿性物質是生活中的兩類常見物質，學生在生活中都有所接觸，因此對它們有一定的了解，也能列舉出相關例子。在八年級學習溶液的性質時，學生已經了解溶液的酸堿性是溶液的特性之一，但對于溶液酸堿性的測定方法以及酸、堿、鹽的具體性質，學生尚未進行深入學習和了解。

（二）學生學習困難點

探究活動中涉及較多的化學實驗，這對學生的實驗能力、觀察能力、證據處理能力等都提出了一定的要求。由于學生對化學實驗的操作規范、注意事項等知識的掌握較為零碎，因此可以利用這些知識碎片進行大單元主題式學習，設置一些針對性的學生活動，幫助學生系統、深入地開展學習。

（三）學生發展點

本大單元教學圍繞生產、生活實際，要求學生將真實問題轉化為科學問題，運用科學知識和原理探尋合適的科學方法進行驗證，最后再將驗證結果與實際生活生產相結合，做出科學的決策。這一過程可以有效彌補學生在應用遷移能力、創新思維能力和解決實際問題能力等方面的不足。此外，本大單元教學與研究性學習課題相結合，探究過程開放度高，有助于提高學生的創新能力和質疑辯證能力。

四、本單元教學目標

科學觀念：掌握使用酸堿指示劑和pH試紙檢測溶液酸堿性的方法；認識酸、堿、鹽的主要性質，了解常見的酸、堿、鹽在日常生活中的用途及其對人類的影響。

科學思維：通過測定土壤溶液的酸堿度和討論交流酸雨的成因等活動，能基于證據和邏輯，運用分析與綜合等思維方法提出合理見解，并找到解決問題的方法。

探究實踐：通過探究硫酸的化學性質等活動，體驗科學探究的基本過程，形成一定的科學探究能力；在探究改良酸性土壤的方法活動中，初步形成技術與工程實踐能力。

態度責任：通過情境分析，形成探究熱情，能主動發表見解；在解決真實問題時，注重合作與交流，養成良好的科學態度和社會責任感。

五、教學過程

課時1：測定土壤的酸堿度

【創設真實情境】在學校的生態實踐基地，我們班種植的馬鈴薯生長狀況良好，產量較高，而同一片土地中的白蘿卜卻生長緩慢，產量很低。根據你們的觀察和已有的知識經驗，猜想可能是什么原因導致的呢？

【資料分享】1.蘿卜喜中性偏堿性土壤，pH在7～7.5最適宜。2.土壤含鹽量不宜超過0.15%，超過0.2%時蘿卜生長不良，超過0.3%時會遭受鹽害。3.蘿卜最適宜種在沙壤土中，沙壤土具有保水保肥性能良好、土層深厚、土質疏松且富含腐殖質的特點。4.蘿卜不耐旱，因為雖然蘿卜根系較深，但葉片較大，水分散失也多。土壤濕度以最大持水量的65%～80%為宜，空氣濕度以80%～90%為宜。5.在蘿卜的整個生長期中，對元素的吸收量以鉀最多，磷次之。

【學生猜想】生1：可能是土壤的酸堿度不適合蘿卜生長。生2：可能是土壤的肥力不夠。生3：可能是陽光、水分等條件不足，導致光合作用不充分。

【問題引導】生活和生產中用到的很多物質有的呈酸性，有的呈堿性，還有的呈中性。你們能區分它們嗎？

【學生活動1】利用酸堿指示劑（紫色石蕊試液和無色酚酞試液）對食醋、石灰水、檸檬汁、番茄醬、蘋果汁、肥皂水、蘇打水、食用堿水、可樂、蒸餾水、鹽酸、硫酸、氫氧化鈉、食鹽水等進行分類。

【問題引導】硫酸和鹽酸都是酸性的，那么哪種物質的酸性更強呢？為了描述物質酸堿性的強弱我們引入了“酸堿度”這一概念。那么，如何測定物質的酸堿度呢？

【學生任務】小組自主學習pH試紙的測量范圍和使用方法。

【學生活動2】設計方案用pH試紙測定學校生態基地土壤溶液的酸堿度。

【學生活動3】分組實驗，測定土壤溶液的酸堿度。實驗完成后，結合實驗操作評價量表（如表1）對自己的實驗操作做出正確的評價。

【交流討論】根據各小組的實驗結果發現，蘿卜喜中性偏堿性的土壤，pH在7～7.5最為適宜，而當前土壤的pH小于7，并非蘿卜生長的最適pH。

課時2：酸雨的成因、危害及防治

【資料1】《2022年度杭州市生態環境狀況公報》。

【學生任務1】了解當地酸雨的分布情況、酸雨率、降水的pH范圍等信息。

【學生任務2】討論并總結酸雨形成的化學原理以及當地哪些因素加重了酸雨等環境問題。

【學生任務3】列舉酸雨給生活生產帶來的危害。

【學生任務4】提出防治酸雨的措施，并制成海報。

課時3：改良土壤的酸堿度

【學生活動1】探究硫酸的化學性質。實驗器材及藥品：試管架、試管、試管刷、鑷子、膠頭滴管、酒精燈、火柴、藥匙、硫酸、氫氧化鈉、氫氧化鈣、氫氧化銅、紫色石蕊試液、鐵片、銅片、鋅粒、氧化銅、碳酸鉀、無色酚酞試液等。

【學生活動2】學校生態基地的土壤呈酸性，為了使蘿卜更加適應土壤環境，請設計合理的實驗方案，改良土壤的酸堿度。

【學生任務】結合實驗操作評價量表（如表2），小組間互評實驗方案，并進行交流修正。

課時4：增加土壤的肥力

【學生任務1】收集幾種化學肥料的資料，討論它們的性質和作用。

【學生任務2】學習常見化肥的分類和每類化肥的具體作用。

【學生任務3】討論并確定蘿卜適合施用哪種肥料。

【資料1】不同生長期蘿卜的施肥計劃。

【學生任務4】討論為什么基肥應以農家肥為主，化肥為輔。

【小結】要提高蘿卜的產量，不僅可以通過改變土壤的酸堿度和增加土壤的肥力來實現，還可以通過改變土壤的結構和性質、調整土壤的濕度等方法來實現。此外，充分利用陽光、調整蘿卜生長的溫度等，也能提高蘿卜的光合作用效率，從而使蘿卜增產。

六、教學反思

大單元教學的應用使科學教學模式不再單一。通過創設情境，將科學知識串聯成三維的知識體系，不僅厘清了生活與知識的關聯，還發掘了科學學習的趣味性。這一教學方式有助于學生理解科學概念與科學規律，實現了“研中學”的理念，使學生能夠活學活用。

（一）大單元整合，深化科學觀念

本大單元教學設計通過“知識鏈”“問題鏈”以及情境等形式，對科學概念和規律進行整理，并繪制思維導圖進行拓展。學生在測量、比較以及歸納以及小組合作學習的過程中，充分體驗到了概念的形成過程。這種構建知識的過程不僅讓學生感受到了課堂的樂趣和挑戰，還調動了他們的主觀能動性，促使學生進行深度學習，提高了學生解決問題的能力。在活動內容的安排上，大單元教學注重科學概念的理解和科學方法的靈活應用，滲透科學觀念，使學生對科學概念有了更整體、更全面的理解。

（二）多維度體驗，內化科學素養

學生借助實驗進行自主探究，不再僅僅停留在單一記憶和表面觀察上。這種多維度的體驗方式促進了學生對科學本質的深刻理解，以及科學素養的全面提升。

（三）項目化設計，升華科學能力

科學實驗探究是形成科學觀念、發展高階思維的主要方法。在大單元教學中，通過實驗與探究，創設問題情境，引導學生閱讀、理解、分析信息或情境，構建模型，推理論證，發展他們的科學思維。

大單元教學匯聚了生生、師生、家校等多方力量，對學生主體進行過程性評價，激發了學生的內驅力，促進了學生的全面發展。我們提供了多方位的平臺，讓學生將實踐與科學相融合，借助已有經驗主動探索，從而提科學能力。

然而，真實情境下的大單元教學對學生的素養能力有一定的要求，難以保證所有學生都能夠達到預期的學習效果。因此，教師在教學設計中，應對能力要求高的環節進行適當降維處理，以確保所有學生都能參與其中并取得進步。本課將大單元教學與研究性學習課題相結合，讓學生學有所用，更好地將科學知識應用到實際生活中。通過這一教學方式，學生的辯證思維能力得到了顯著提升。

［" "參" "考" "文" "獻" "］

［1］" 中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準：2022年版[M].北京：北京師范大學出版社，2022.

［2］" 王梓馨.基于深度學習的高中化學大單元教學實踐研究［D］.長春：吉林師范大學，2022.

［3］" 李剛，寧妍.“1+N”全景教學模式：以大概念為主線的大單元教學設計框架[J].天津師范大學學報（基礎教育版），2023，24（5）：51-56.

（責任編輯" " 羅" " 艷）