文∣洪茲田 王鋒

一、基于核心素養(yǎng)的“教材單元”整體備課的提出

單元是指基于一定的目標與主題所構(gòu)成的教材與經(jīng)驗的模塊或單位。單元整體備課關(guān)注了課時之間的關(guān)聯(lián)及學科知識、學科觀念、學科能力、學科思維方法的多元融合，是核心素養(yǎng)落地的課堂教學的應然要求。中學化學教學中劃分“單元”的依據(jù)主要有:(1)依據(jù)教材章節(jié)形成單元，如“走進化學世界”；(2)參考課程標準主題構(gòu)建單元，如“我們周圍的空氣”；(3)以特定的化學問題為主題構(gòu)建單元，如“探究食品包裝袋中的生石灰”；(4)基于專項能力為主題構(gòu)建單元，如“化學實驗方案設(shè)計”。這里將第一種劃分為“教材單元”，后三種統(tǒng)稱為“主題單元”。

目前大多數(shù)教師仍習慣于依據(jù)“教材單元”來設(shè)計組織課堂教學。隨著新一輪課程改革的推進和教材編寫理念的不斷更新，現(xiàn)行中學化學教材的章節(jié)已逐漸成為具有一定風格的單元規(guī)劃的產(chǎn)物。多數(shù)“教材單元”內(nèi)容的結(jié)構(gòu)性和關(guān)聯(lián)性較強，能夠幫助學生整體把握學習內(nèi)容和自主建構(gòu)知識體系。從一線教學實際需要來看，“教材單元”整體備課應引起高度重視。但是，“教材單元”整體備課存在的不足也不容忽視。因此，一線教師應綜合考慮“教材單元”內(nèi)容框架、邏輯系統(tǒng)和承載的核心素養(yǎng)要素特點，聚焦學習方式變革和學習活動設(shè)計，進行基于核心素養(yǎng)的“教材單元”整體備課。

二、基于核心素養(yǎng)的“教材單元”整體備課的實施建議

核心素養(yǎng)下的“教材單元”整體備課是基于核心素養(yǎng)的整體備課的前提，從“教材單元”整體出發(fā)，深入挖掘“教材單元”內(nèi)容背后的核心素養(yǎng)教學功能，進行整體規(guī)劃設(shè)計教學策略并重點設(shè)計教學活動過程的備課過程。以人教版九年級化學教科書“第一單元 走進化學世界”為例，介紹基于核心素養(yǎng)開展“教材單元”整體備課的實施流程和備課建議。

(一)依標據(jù)本，科學解讀單元目標

1.分析課標和教材，梳理單元結(jié)構(gòu)和素材資源

依據(jù)《義務教育化學課程標準(2011年版)》中關(guān)于本單元的內(nèi)容標準和實施建議，結(jié)合教材內(nèi)容分析，以結(jié)構(gòu)圖形式梳理出本單元知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)并挖掘本單元可供選擇的學習情境素材資源。本單元的課標要求、教材內(nèi)容分析、單元知識結(jié)構(gòu)和情境素材資源梳理如下。

(1)課程標準及實施建議

表1 課程標準及實施建議

(2)教材內(nèi)容分析

本單元由“物質(zhì)的變化和性質(zhì)”“化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的科學”“走進化學實驗室”三個課題構(gòu)成。從一些生活中常見的、與化學有關(guān)的事實、現(xiàn)象和問題出發(fā)，激發(fā)學生學習化學的興趣，建立有關(guān)物質(zhì)變化和性質(zhì)的基本概念，培養(yǎng)“宏觀辨識”“變化觀念”等素養(yǎng)。結(jié)合具體事例了解化學研究的內(nèi)容、范圍和特點，體會科學探究的重要過程和方法，培養(yǎng)“科學探究”“證據(jù)推理”素養(yǎng)。

(3)單元知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)

圖2 單元知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)

(4)單元學習情境素材資源

諾貝爾發(fā)明炸藥的故事；科普讀物：法拉第《蠟燭的故事》；利用家中的杯子、瓶子等用具，以及食鹽、糖、水等，進行藥品的取用、液體的傾倒等操作練習。

2.單元教學核心素養(yǎng)目標解讀

深入挖掘單元中各課題教學內(nèi)容的內(nèi)涵及背后隱藏的素養(yǎng)教學功能后，梳理出與各課題教學內(nèi)容對應的素養(yǎng)教學目標。依據(jù)梳理出的各課題隱藏的的素養(yǎng)教學目標，制定單元學習目標，進而精準“定位”和細化每個課題應達成的核心素養(yǎng)目標。其中，每個課題應達成核心素養(yǎng)目標從“核心概念”“能力發(fā)展”“品格修養(yǎng)”等三個維度進行細化。本單元的教學目標梳理、單元學習目標和核心素養(yǎng)目標細化如下。

(1)教學目標梳理

表2 教學目標梳理

(2)單元學習目標

①能對物質(zhì)變化和性質(zhì)進行分類，認識化學變化的本質(zhì)特征是有新物質(zhì)生成，體驗化學實驗是獲取知識和學習科學的重要手段。

②了解實驗探究的一般過程，能根據(jù)一定的方案與同伴合作進行實驗并觀察、記錄實驗現(xiàn)象，通過分析實驗現(xiàn)象獲取有價值的結(jié)論。

③具有安全意識和嚴謹求實的科學態(tài)度，能說出常用化學儀器的名稱，能進行藥品取用、物質(zhì)加熱、連接及洗滌儀器的基本實驗操作。

(3)核心素養(yǎng)目標細化

以課題3“走進化學實驗室”的目標細化為例(見表3)進行說明。

表3 核心素養(yǎng)目標細化

(二)結(jié)合單元目標，分析核心素養(yǎng)階段達成的特點

首先，教師要分析學生在學習本單元內(nèi)容之前的認知基礎(chǔ)，明確素養(yǎng)達成的基礎(chǔ)。比如，學生在知識、方法、能力、觀念等方面有哪些儲備；學生的最近發(fā)展區(qū)在哪里。其次，在解讀單元教學核心素養(yǎng)目標的基礎(chǔ)上，科學分析本單元各部分內(nèi)容在學生核心素養(yǎng)階段達成的特點(重點就素養(yǎng)達成的起點、障礙點和延伸點等進行分析)。比如，在本單元素養(yǎng)目標達成過程中，學生的哪些認知對素養(yǎng)目標達成有利；在哪些素養(yǎng)目標達成中,學生可能存在障礙；哪些素養(yǎng)目標的達成在本單元中不能一步到位，應循序漸進，在后續(xù)教學中進一步提升。通過分析核心素養(yǎng)階段達成的特點，為下一步制定單元素養(yǎng)目標達成策略提供重要依據(jù)。本單元的素養(yǎng)達成起點、障礙點和延伸點分析如下。

1.素養(yǎng)達成的起點

本單元從學生生活中常見的與化學有關(guān)的事實、現(xiàn)象和問題出發(fā)建立物質(zhì)變化和性質(zhì)的基本概念。因為學生對物質(zhì)變化的具體事例(如物質(zhì)形狀改變、物質(zhì)三態(tài)變化、鋼鐵生銹、光合作用、呼吸作用等)和物質(zhì)性質(zhì)的具體知識(如熔點、沸點、壓強、密度等)已有初步認識，有利于激發(fā)學生學習興趣。這些已有經(jīng)驗和認識為學生學習物質(zhì)變化及性質(zhì)提供了豐富的感性認識。

以科學探究為目的的化學實驗與日常生活探究既有一定聯(lián)系又有本質(zhì)區(qū)別。大多數(shù)學生對化學關(guān)注的問題和角度較為陌生。為幫助學生從生活探究向科學探究、由生活概念向科學概念轉(zhuǎn)變。本單元安排“蠟燭燃燒”和“人體呼出的氣體”這兩個來源于生活且學生較為熟悉的探究活動。學生點蠟燭時，知道蠟燭的顏色、狀態(tài)、形狀、硬度等部分物理性質(zhì)和蠟燭在空氣中燃燒生成二氧化碳。同時，學生通過小學科學課、初中生物七年級下冊的“人體內(nèi)的氣體交換”的探究活動，知道了吸入和呼出的氣體中二氧化碳體積分數(shù)的變化，也知道二氧化碳能使澄清石灰水變渾濁。這些已有知識、經(jīng)驗和體驗可消除學生科學探究的陌生感，為教師從化學視角指導學生進行探究帶來新的感受和啟迪。再則，科學探究中涉及的“控制變量進行對比實驗法”，學生也并不陌生。初中生物七年級上冊的“探究種子萌發(fā)的環(huán)境條件”和初中物理八年級上冊的“探究影響蒸發(fā)快慢的因素”等實驗均涉及控制變量。這些知識、經(jīng)驗和方法體驗為科學探究的順利進行奠定了基礎(chǔ)。

安全規(guī)范操作是完成化學實驗的基本保障。學生通過初中生物和物理的學習，對一些主要儀器(如鑷子、量筒、試劑瓶、試管、試管夾、酒精燈等)及其使用，基本操作(稱量、物質(zhì)的加熱、固體和液體藥品取用等)已有初步認識，有利于減輕后續(xù)學習中的“認知負荷”。

2.素養(yǎng)達成的障礙點

(1)概念建構(gòu)的特殊視角

學生對物質(zhì)變化的具體事例和物質(zhì)性質(zhì)的具體知識已有初步認識，但是未能從化學視角建立物質(zhì)的變化和性質(zhì)的概念。同時，學生對于怎樣辨析化學概念還不清楚，對“物質(zhì)的變化”與“物質(zhì)的性質(zhì)”等概念辨析，有些學生會感覺困難。教學中，應注意概念的建構(gòu)過程，逐步完善概念。

(2)化學實驗探究的特殊角度

“蠟燭及其燃燒的探究”和“對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究”兩個實驗源于生活。學生雖較為熟悉，但卻從未對其細節(jié)進行認真的觀察和思考。實驗中學生可能會出現(xiàn)一些“茫然”，例如，僅關(guān)注怎么做，甚至“照方抓藥”，未理解“為什么這樣做”；將實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論混為一談；不知道觀察的對象和方法；不會規(guī)范填寫實驗報告。教學中教師應加強實驗探究方法的指導。

(3)實驗操作的規(guī)范性與趣味性

學生對化學實驗基本操作規(guī)范，常用儀器的正確使用，實驗的安全規(guī)范操作，還缺乏整體的認識和必要的規(guī)范訓練。同時，不規(guī)范或錯誤的認識容易造成學生先入為主。教師應在做好講解示范的基礎(chǔ)上讓學生模仿、訓練，達成技能訓練的效果。同時，機械式的重復訓練容易造成學生興趣不高，教師應結(jié)合基本操作練習適當增加一些趣味性實驗。

3.素養(yǎng)達成的延伸點

(1)后續(xù)學習興趣的進一步保持

第一單元是學習化學的熱身內(nèi)容，為后續(xù)學習準備基礎(chǔ)概念、基本探究方法和實驗操作技能。第二單元是學生真正進入化學學習。這兩個單元教學的重點是激發(fā)學生學習興趣，初步學習化學實驗探究方法和實驗技能。進入第三單元涉及較多的微觀世界的概念理論，學生容易在這一章節(jié)出現(xiàn)分化。應進一步通過化學實驗、熟悉的日常現(xiàn)象及生活經(jīng)驗、實物及動畫模型等繼續(xù)保持學生的學習興趣。建議在后續(xù)教學中仍把保持學生學習興趣放在首位。

(2)化學學科思想方法的學習進階

本單元涉及控制變量進行對比實驗、科學探究的方法和過程，但是作為起始章節(jié)的學習，更多的是為后續(xù)學習打好基礎(chǔ)，教學中應注意循序漸進，不能一竿子捅到底，同時在后續(xù)教學中應進一步提升。例如，控制變量進行對比實驗在九年級上冊“氧氣的性質(zhì)實驗”“分子和原子”“二氧化碳與水的探究”“燃燒條件的探究”和九年級下冊“鐵釘銹蝕條件的探究”“物質(zhì)的溶解能力的探究”“ 物質(zhì)的溶解過程溫度變化的探究”“二氧化碳與氫氧化鈉溶液的探究”等的教學中將逐步提升?？茖W探究的方法和過程，在九年級下冊“鐵釘銹蝕條件的探究”的學習中將進一步提升。

(3)裝置氣密性檢查方法的進一步完善

裝置氣密性檢查是進行氣體制取實驗的關(guān)鍵操作。本單元課題3“走進化學實驗室”涉及微熱法檢查裝置氣密性，要讓學生初步認識檢查裝置氣密性的操作方法。在第二單元“氧氣的制取”中會繼續(xù)涉及微熱法檢查裝置氣密性，此時應將微熱法檢驗裝置氣密性的原理講透并按“操作—現(xiàn)象—結(jié)論”進行全面描述。裝置氣密性檢查的其他方法，如液差法、抽(或吹)氣法等在第六單元“二氧化碳的制取”中將進一步學習。在中考復習階段，可單獨設(shè)置一個專題對常見檢驗裝置氣密性的方法進行歸納比較。

(4)收集氣體的方法和適用條件的進一步完善

本單元的“對人體吸入的空氣和呼出的氣體成分的探究”涉及排水法收集呼出的氣體，在后續(xù)學習中應對收集氣體的方法和適用條件進一步完善。例如，第二單元的“氧氣的實驗室制取與性質(zhì)”應進一步介紹排水法收集氣體的方法和適用條件，在第六單元“二氧化碳制取的研究”中對氣體收集裝置的類型及使用范圍做系統(tǒng)歸納，完善學生對收集氣體裝置的認識。

(三)結(jié)合素養(yǎng)達成的特點，制定單元素養(yǎng)目標達成策略

對素養(yǎng)達成階段(即起點、障礙點和延伸點)的特點精準分析為研究相應單元素養(yǎng)目標達成的教學策略提供科學依據(jù)。教師要結(jié)合學情，立足素養(yǎng)達成的起點，重點針對素養(yǎng)達成的障礙點和素養(yǎng)達成的延伸點，科學制定單元目標達成的教學策略。做到所制定的教學策略既要重點突破素養(yǎng)達成的障礙點，又要“放眼”素養(yǎng)達成的延伸點。切忌出現(xiàn)所制定的教學策略與素養(yǎng)達成的特點在關(guān)聯(lián)性和匹配性方面差異較大，而僅僅制定一些通用性或關(guān)聯(lián)度不大的教學策略。本單元的素養(yǎng)目標達成策略制定如下。

1.創(chuàng)設(shè)愉悅學習情境，激發(fā)學生學習興趣

濃厚的學習興趣是產(chǎn)生學習動機的“催化劑”和激發(fā)求知欲的思維動力。初三作為化學學科的啟蒙階段，應始終把保持學生學習興趣放在教學首位。

利用實驗激發(fā)濃厚的興趣，燃起求知的火花?；瘜W實驗應確保實驗現(xiàn)象的明顯性，增強實驗的效果和可見度。想方設(shè)法給學生創(chuàng)造實驗條件和動手機會，并注意演示實驗和分組實驗的趣味性。

基于生產(chǎn)生活實際和化學史創(chuàng)設(shè)問題情境。在課堂教學中結(jié)合教材恰當?shù)芈?lián)系生活、聯(lián)系工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、聯(lián)系自然、聯(lián)系化學史等，使教學內(nèi)容豐富多彩。讓學生在輕松愉快、趣味橫生的學習氛圍中感受化學學科的應用價值和魅力。

用豐富多彩的“第二課堂”活動活躍學生的思維和培養(yǎng)學生的學習興趣。例如，讓學生參加化學游藝會、科學制作、科技文藝演出、參觀工廠和化驗室等活動，達到拓展課內(nèi)知識，發(fā)展學習興趣的目的。

2.重視學習方法指導，實施先行組織者策略

在化學起始年段的啟蒙課教學，應重視對化學學習方法的指導。

(1)對比實驗的方法

控制變量進行對比實驗雖已在其他學科有所涉及，但學生在“對人體吸入的空氣和呼出的氣體的探究”學習中，首次在化學學科中接觸該方法。教師不宜讓學生自主參與控制條件下進行對比實驗設(shè)計，而應將重點放在對比觀察并描述實驗現(xiàn)象，對所獲取的實驗現(xiàn)象和結(jié)果進行逐項對比與分析，得出合理的實驗結(jié)論，從而更本質(zhì)地認識物質(zhì)的性質(zhì)。

(2)宏觀辨識的方法

運用觀察、比較、分類的方法，從宏觀物質(zhì)及其變化中獲得感性認知，從物質(zhì)組成及性質(zhì)等視角認識物質(zhì)及其變化。引導學生有序觀察、描述、記錄實驗現(xiàn)象，思考現(xiàn)象背后的道理，透過現(xiàn)象看本質(zhì)。例如，在“蠟燭及其燃燒的探究”活動中，應引導學生觀察化學實驗現(xiàn)象的方法(直觀觀察或借助儀器了解實驗現(xiàn)象)和觀察化學實驗現(xiàn)象的基本程序。

(3)科學探究的方法

通過實驗等實踐途徑開展相關(guān)問題探究，讓學生經(jīng)歷科學探究過程和體驗科學思維方法，培養(yǎng)學生的實證觀、邏輯思維和創(chuàng)造性思維。例如，課題2中安排了兩個探究活動，即“蠟燭及其燃燒”和“人體吸入的空氣和呼出的氣體”。旨在讓學生在實驗中學習科學探究的方法。第1課時側(cè)重于觀察、記錄方法的學習。通過引導學生歸納、總結(jié)化學學科的特點和觀察的重點，對學生進行方法指導。同時，探究活動1的觀察和描述實驗現(xiàn)象為探究活動2較為綜合的科學探究活動奠定基礎(chǔ)。探究活動2側(cè)重于讓學生體驗科學探究的完整過程，掌握科學探究的基本步驟和方法。

3.重視概念建構(gòu)，逐步完善概念

新概念的建立要從學生已有知識或熟悉的生活經(jīng)驗入手，幫助學生感知并形成概念。要注意概念的建構(gòu)過程，切忌死記硬背。同時，要以概念的內(nèi)在聯(lián)系為主要線索，逐步完善概念，避免急于求成。例如，在課題1“物質(zhì)的變化和性質(zhì)”中，對于“物理變化”“化學變化”概念的建構(gòu)，可從“初步形成概念”“鞏固概念”“應用概念”三個過程入手。首先，讓學生列舉生活中見過的物質(zhì)所發(fā)生的變化，尋找變化的相同點和不同點，然后將變化分為兩類。討論分類的依據(jù)，得出物理變化和化學變化的概念。其次，完成教科書規(guī)定的四個實驗，準確記錄實驗現(xiàn)象，討論哪種實驗現(xiàn)象能說明生成新物質(zhì)，哪個實驗中物質(zhì)發(fā)生了物理變化，哪個實驗中物質(zhì)發(fā)生了化學變化。以此來鞏固“物理變化”“化學變化”的概念。最后，應用物質(zhì)變化的概念，判斷一些常見的變化(結(jié)合圖片或視頻創(chuàng)設(shè)情境)是物理變化還是化學變化。

4.創(chuàng)設(shè)有意義的活動情境，提升技能教學的有效性

為解決技能教學課內(nèi)容相對枯燥的問題，教學中可結(jié)合學案導學及教學內(nèi)容進行相應的教學活動及情境設(shè)計，讓學生在有意義的活動中高效參與學習過程并高質(zhì)量完成教學任務。例如，課題3“走進化學實驗室”中，以介紹常見的儀器和訓練基本實驗操作為主。這對于初次進行實驗技能訓練的學生，操作上有一定的難度。針對技能性課題特點，采取“先示范講解到位，后模仿訓練強化，直至習得技能”的教學策略。同時，一些操作步驟課本敘述較為煩瑣，則通過操作要領(lǐng)形式(如檢查氣密性:一浸二握三看)歸納在導學案中；一些操作注意事項較多(如酒精燈使用和給物質(zhì)加熱等)，則以圖示形式在導學案中展示。同時，創(chuàng)設(shè)了與教學內(nèi)容相對應的活動情境，例如，以“手到擒來”“它們生氣了”“化學大變臉”“安全大檢查”“洗刷刷洗刷刷”等主題串起教材中四個實驗基本操作的分組實驗，有效地驅(qū)動學生參與技能訓練的學習活動。

(四)設(shè)計有深度的學習活動，突破教學難點

為了突破教學難點和單元目標達成的教學策略，教學中應基于真實情境設(shè)計有深度的學習活動，讓學生在活動中進行深度體驗。學習活動設(shè)計重點體現(xiàn)“活動素養(yǎng)目標”“目標詳解”“活動主題”“活動設(shè)計”“相關(guān)素材資源”“活動建議”等方面。以課題3“走進化學實驗室”為例(見表4)設(shè)計學習活動過程如下。

以核心素養(yǎng)為導向的“教材單元”整體備課設(shè)計，依據(jù)教材單元的內(nèi)容框架和承載的核心素養(yǎng)要素特點，通過頂層設(shè)計和整體規(guī)劃，研究相應的教學策略和設(shè)計重點教學活動過程。為一線教師重新審視和重組教材，實現(xiàn)由“知識為本”向“素養(yǎng)為本”的課堂轉(zhuǎn)型搭建“腳手架”。讓我們一起探索核心素養(yǎng)視域下的“教材單元”整體備課的模式，開發(fā)出更多的案例資源，幫助一線教師提高“教材單元”整體備課的水平。

表4 課題3“走進化學實驗室”活動設(shè)計

本文系全國教育科學“十三五”規(guī)劃2017年度教育部規(guī)劃課題“學科核心素養(yǎng)視角下活動教學設(shè)計的行動研究”(FHB170580)的研究成果