摘 要:核心素養(yǎng)凸顯了新時代的人才需求特點?;瘜W核心素養(yǎng)背景下,以學科大概念為核心,促進課程內容結構化,積極開展單元教學,已經成為教學發(fā)展的必然趨勢。本論文就立足于此,簡述了大概念的內涵,明確了大概念統領下高中化學單元教學的重要性,并結合課堂教學實踐,針對其具體開展路徑展開探究,旨在塑造高中化學課堂教學“新生態(tài)”,促進化學核心素養(yǎng)的落地。
關鍵詞:核心素養(yǎng);高中化學;大概念;單元教學
《普通高中化學課程標準(2017年版2020年修訂)》作為課堂教學的綱領性文件,明確提出了“重視以學科大概念為核心,使課程內容結構化”要求,倡導教師在組織課堂教學時,應以大概念為核心,將原本繁雜的課程內容整合到一起,使得學生在大概念引領下的結構化、系統化學習中,深入理解知識的本質,并感悟其中蘊含的思想方法。但當前高中化學課堂教學活動依然以課時為主,使得教學內容過于分散化、零散化,學生不僅無法形成完整的知識結構,也阻礙了化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。鑒于此,高中化學教師唯有及時變革教學概念,以化學大概念為核心,建構起不同層級的化學知識結構,才能使學生在結構化、系統化的單元學習中,形成一定的化學核心素養(yǎng)。
一、基于大概念單元整體教學概述
(一)大概念內涵
新課標視域下,以學科大概念為核心的教學模式應運而生。關于“大概念”的內涵,學者們雖然從不同的角度進行了解釋,并未形成統一的認定,但在研究中總結出了大概念的特征:
(1)抽象性。大概念并不直接指向具體的知識點,而是深入到深層次的抽象本質,也反映出了特定的思維方式。(2)概括性。大概念立足于具體知識和概念,將零散的信息進行整合,具備高度的概括性。(3)統攝性。大概念是概念體系的頂層,能夠延伸出眾多的概念分支,并且包含了輔助學習、理解的事實性知識,具備整合不同類型知識的能力。(4)持久性。大概念能夠長久地停留在人的認知結構中,并且還會伴隨著時間的推移豐富其內涵、拓展其外語言,是一種動態(tài)的發(fā)展性。(5)可遷移性。大概念可應用到跨學科的學習場景中,并且能夠延伸到學校教育之外的環(huán)境中,具備極強的應用價值、轉換能力等。
對此,筆者結合以往學者的研究結論,認為大概念是能夠揭示不同概念和知識之間的內在聯系,并且以陳述句的形式進行明確表達的一種觀念,具備顯著的遷移性[1]。
(二)基于大概念高中化學單元教學價值研究
核心素養(yǎng)下,以大概念作為引領,重塑化學單元教學新方案,已經成為當前課堂教學的必然趨勢。具體來說,其重要性集中體現在以下三個方面:
首先,有助于學生構建出完整的知識結構體系。就高中化學來說,其中包含著大量的知識內容,如果按照傳統的教學方法展開教學,不僅要耗費較大的時間和精力,還不利于學習內容的整合,致使學生學習到的知識始終為碎片化的知識點,難以形成系統化的知識體系。而在大概念的引領下,教師對單元內部的知識體系進行了整合,使得學生在系統化的學習活動中,逐漸構建起完整的知識結構。
其次,有助于學生開展深度學習。在傳統的高中化學課堂中,學生處在“教師灌輸、學生被動接受”的學習狀態(tài),學習結果始終停留在淺層階段,學生難以從中獲得綜合性發(fā)展。而在大概念引領下的單元教學活動中,教師需要聚焦課程標準的要求,結合教學內容,提煉大概念,明確單元教學主題,并結合學生的認知發(fā)展區(qū)科學設計教學活動,使得學生在科學探究、實驗活動中,深入理解化學知識,并促進綜合素養(yǎng)的發(fā)展,真正實現化學深度學習。
最后,有助于培養(yǎng)學生的化學核心素養(yǎng)?;诖蟾拍畹幕瘜W單元教學活動中,學生在單元大概念的引領下,通過自主探究、實踐探究等機會,在主動學習、分析問題、解決問題、參加實踐的過程中,促進單元內容的整合,并在探究的過程中實現化學核心素養(yǎng)的形成與發(fā)展。
二、基于大概念的單元教學設計原則探究
鑒于大概念引領下的單元教學設計優(yōu)勢,教師在設計課堂教學方案時,應遵循以下四個基本原則:
原則一:整體性。新時代背景下,對學校人才培養(yǎng)提出了更高的要求,要求通過化學課程學習,培養(yǎng)學生的正確價值觀、必備品格和關鍵能力等。但是傳統化學課堂教學常常將其割裂成理論知識講解和習題鞏固兩大類,割裂了化學課堂的整體性。而在大概念引領下的單元教學活動中,學生將在大概念的引領下,通過發(fā)現問題、探究問題、解決問題的過程,明確化學知識的內在聯系,并在整體性、系統化的學習活動中,促進化學核心素養(yǎng)的發(fā)展。
原則二:情境性。情境性就是從真實的環(huán)境中挖掘與教學內容相關的素材,并對其進行加工,最終通過各種手段創(chuàng)設情境。經課堂實踐證明,學生在特定的情境中,能夠從不同的角度獲取知識,并在情境的驅動下,結合所學的知識提出猜想、形成假設,最終經過驗證等過程,完成問題的思考和探究。為了最大限度達到情境教學的目的,教師在選擇教學情境時,應兼顧包容性和真實性,確保所創(chuàng)設的教學情境和學生的認知水平相一致,且其中覆蓋較多知識點,能夠滿足學生核心素養(yǎng)的發(fā)展需求。
原則三:遷移性。新課標視域下,培養(yǎng)學生的化學知識遷移能力是課堂教學的終極目標。在傳統的課堂教學活動中,刷題屬于一種低級的遷移活動,學生只需要記憶框架,即可通過套用模版的方式解決其他問題,難以真正實現知識的“學以致用”。因此,教師在設計大概念引領下的單元教學方案時,可遵循從“具體—抽象—具體”的流程,指導學生從實際生活中發(fā)現化學問題,并在課堂探究中內化化學知識,最終在解決實際問題的過程中,實現化學知識從“理論到實踐”的遷移。
原則四:循序漸進。在大概念引領下的單元教學活動中,教師要明確學生是具備情感、知識和經驗的人,而這些恰恰是學生學習的起始點。雖然學生學習的起始點可能是零散的、片面的、錯誤的,但學習的過程就是對其進行鑒別、矯正和完善的過程。因此,教師在設計課堂教學活動時,要堅持循序漸進的原則,基于學生已有的知識結構、身心發(fā)展順序等,堅持“由易到難、由簡到繁”的順序,科學設計教學活動[2]。
三、大概念統領下高中化學單元教學策略研究
化學核心素養(yǎng)視域下,基于大概念開展單元教學已經成為一種必然趨勢。對此,筆者以“化學能與電能”教學為例,對其展開探究。
(一)提煉單元大概念
在單元教學活動中,大概念具備極強的適用性和統攝力,直接影響著單元教學的效果。通常,在大概念引領下的單元教學活動中,教師面臨的首要任務就是基于課程標準、教學內容分析,提煉出單元大概念。一方面,教師應仔細梳理單元知識內容,明確零散知識點之間的內在聯系,使其形成完整的知識鏈條,為大概念的提取提供有力的支撐;另一方面,應聚焦單元主題,從新課標、核心素養(yǎng)、概念派生等角度提取單元核心知識,并對其進行整合,使其成為單元教學大概念。
在“化學能與電能”教學活動中,本單元是在化學能和熱能基礎上對“化學反應”的進一步認識,因此在教學活動中要包含從能量角度分析“化學能和電能”。同時,最新課程標準中也聚焦本單元內容,向教師提出了“明確化學反應可以實現化學能、其他形式能量的轉化,認識到化學能可以轉化為電能,并從氧化還原的角度分析原電池的工作原理”要求。結合化學核心素養(yǎng)下的要求,新課標還要求教師在開展課堂教學時,應充分發(fā)揮知識的功能價值,使得學生在學習中逐漸形成基本的觀念。在此基礎上,教師結合本單元教學內容,提煉出大概念為“氧化還原反應和能量守恒定律”。
(二)分析單元要素
在基于大概念引領下的單元教學活動中,分析單元教學要素是制定教學目標的基礎,也是開展課堂教學活動的重要依據。通常,在單元要素分析中,教師應從課程標準、教材內容、學情三個維度出發(fā)。首先,分析課程標準。課程標準集中反映了課程的性質、任務內容、教學要求等,對課堂教學具備指導性意見。其次,分析教材內容。教材是課程標準的具體化,也是開展教學活動的重要參考。教師在對教材內容進行分析時,應關注單元導語、單元小結、單元內容、單元教學重難點等,深層次挖掘教材內容,展現課程知識結構框架,凸顯化學學科的核心素養(yǎng)。最后,分析學情。學生是學習的主體,在基于大概念引領下的單元教學中,教師必須要對學生進行深層次解讀,了解學生的化學基礎知識、社會生活經驗、個人興趣、愛好等,精準把握學生的學習需求[3]。
在“化學能與電能”基于大概念的單元教學活動中,教師就按照上述三個維度展開分析。首先,課程標準分析:要求學生在學習中應掌握“以電池為例認識化學能轉化為電能,從氧化還原反應的角度分析原電池的工作原理;體會開發(fā)高能清潔燃料、研制新型電池的重要性”。同時,鑒于本單元內容,要求教師在組織課堂教學時,應借助“實驗事實、數據等證據素材,轉變偏差認知,并充分發(fā)揮重要知識的功能”。其次,教材內容分析:本單元圍繞“電能與化學能之間的關系”展開,從能量轉化的角度,分析得到化學能轉化為電能的裝置——原電池,并借助“實驗探究”的方式研究其組成條件和工作原理。最后,學情分析:學生經過初中階段的學習,已經掌握了物質在發(fā)生化學變化時會發(fā)生變化。同時,在必修一中也明確了氧化還原反應的實質就是電子的轉移;在學習中認識到化學能和熱能變化的本質原因就是化學健的斷裂和形成;另外,學生在學習中還逐漸形成了一定的元素觀、轉化觀、微粒觀、能量觀等。
(三)設計單元教學目標
教學目標是教學活動的出發(fā)點和最終歸宿,明確了課堂教學的方向。核心素養(yǎng)下,化學教師在設計大概念引領下的單元教學方案時,必須要基于單元要素分析結果,聚焦化學核心素養(yǎng)的內涵,科學設計教學目標[4]。
在“化學能與電能”基于大概念的單元教學活動中,教師就基于上述單元要素分析結果,并結合化學核心素養(yǎng)的內涵,將單元教學目標確定為:①明確原電池的本質,認識原電池裝置中各個部分的作用;②認識原電池是化學能轉化成為電能的重要觀念;③當事物發(fā)生變化時,會出現能量轉化,但能量的重量是不會發(fā)生改變的。
(四)科學設計教學活動
基于大概念下的單元教學模式,教師要堅持“以生為本”原則,基于學生的學習需求,科學設計探究活動,使得學生在探究任務的引領下,經歷思考、合作、探究等學習活動,最終在自主思考、合作探究等過程中,主動建構知識,并促進思維、能力和情感等發(fā)展,高效達成預期的教學目標。
在“化學能與電能”基于大概念的單元教學活動中,教師結合教學內容、學生的實際情況,以“音樂賀卡”為學生創(chuàng)設教學情境,并以此貫穿教學始終,使得學生在運用化學知識解決實際問題的過程中,建構起系統化的知識體系,并加深大概念的理解。
第一,以“生日宴會上,音樂賀卡突然沒了聲音”作為教學情境,并向學生提出問題:音樂賀卡中的能量轉化形式如何?同時,借助多媒體信息技術,為學生呈現我國當前火力發(fā)電系統,并引領學生思考:在火力發(fā)電系統中能量的轉化形式如何?我國當前火力發(fā)電系統中還存在哪些缺點?
第二,以音樂賀卡發(fā)生聲音需要有電流產生作為切入點,指導學生思考“哪些化學反應會有電流產生”,之后結合學生的回答,向學生提出問題:“為什么氧化還原反應會產生電流?”接著,指導學生以小組為載體,開展化學實驗:分別將Cu/Zn放入到稀硫酸中,觀察其實現象,并思考“Zn和稀硫酸發(fā)生化學反應,會讓賀卡響起來嗎?為什么”,之后指導學生將Cu和Zn的導線中間連接一個電流表,并插入到稀硫酸中,指導學生觀察實驗現象,并思考“銅片的表面為什么會產生氣泡”,使得學生在實驗探究中對原電池形成深刻的理解。
第三,指導學生對原電池的裝置示意圖進行分析,并為學生講解相關的知識,之后指導學生以小組為載體,思考:外電路是依靠電子的定向移動形成電流,內電路是如何形成電流的?陰陽離子是如何移動的?
第四,為學生提供實驗材料,指導學生以小組為載體,合理設計實驗方案,使得音樂賀卡重新發(fā)聲。另外,根據學生實驗探究的結果,指導學生繼續(xù)猜想哪些因素會對原電池的效率產生影響。
第五,為學生展示生活中的空調遙控器、充電寶使用情況等,使學生從電池構成的要素出發(fā),設計出符合自己心意的干電池[5]。
結束語
綜上所述,大概念引領下的單元教學模式契合了化學新課標的要求,是培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)的重要途徑。鑒于此,高中化學教師要努力轉變傳統的課堂教學模式,基于新課標、教材內容、學情分析,提煉大單元大概念、設計單元教學目標、優(yōu)化單元教學活動,使學生大概念引領下的單元教學活動中,獲得綜合性成長與發(fā)展。
參考文獻
[1]高婧.基于學科大概念的高中化學單元教學設計及實踐研究[D].漢中:陜西理工大學,2024.
[2]賈義晶.基于大概念的高中化學教學實踐研究[D].漢中:陜西理工大學,2024.
[3]龍溪.基于大概念的高中化學單元教學實踐研究[D].牡丹江:牡丹江師范學院,2024.
[4]趙偉華.指向大概念的高中化學單元教學策略研究[J].教師,2024(14):117-119.
[5]劉和美.基于大概念的高中化學單元教學路徑探究[J].新智慧,2024(13):10-12.