王曉軍 鄭華 趙曉冉 佟文豐

摘要： 大概念是引領(lǐng)單元教學(xué)變革的核心理念，基于大概念的學(xué)習(xí)單元重構(gòu)，有利于教師把握教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)和落實學(xué)生核心素養(yǎng)的培養(yǎng)目標(biāo)。從大概念的確定與解構(gòu)、教學(xué)目標(biāo)的確定、學(xué)習(xí)活動的設(shè)計與評價等方面設(shè)計與實施“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”章節(jié)的教學(xué)，嘗試抽提大概念統(tǒng)領(lǐng)下大單元教學(xué)的設(shè)計策略和一般方法。

關(guān)鍵詞： 大概念; 大單元教學(xué); “教、學(xué)、評”一體化; 分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)

文章編號： 10056629（2022）06005307

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

以大概念統(tǒng)領(lǐng)具體知識，建立具體知識與大概念的對接，有利于促進(jìn)學(xué)生從化學(xué)知識向核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化。以大概念為統(tǒng)領(lǐng)進(jìn)行單元教學(xué)，有利于教師把握教學(xué)內(nèi)容的本質(zhì)和關(guān)鍵，讓具體內(nèi)容的學(xué)習(xí)服務(wù)于學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展[1]。喻俊[2]等提出基于大概念教學(xué)的基本模式： 解讀基本概念的教學(xué)價值→編寫基本理解和基本問題→創(chuàng)設(shè)有層遞性的學(xué)習(xí)活動→促進(jìn)大概念理解的教學(xué)評價;吳慶生[3]提出大概念單元教學(xué)的架構(gòu)路徑： 選擇突出單元主題的大概念→確定次級大概念→編寫單元教學(xué)目標(biāo)→創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)活動?？梢?，大概念的確定與解構(gòu)、教學(xué)目標(biāo)的制定、學(xué)習(xí)活動的設(shè)計與評價是大概念統(tǒng)領(lǐng)下的單元整體教學(xué)要解決的幾個基本問題。

1 大概念的確定與解構(gòu)

2020年人教版教材《物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)》以“物質(zhì)的組成與結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)的性質(zhì)與變化”這一核心觀念（大概念）為統(tǒng)領(lǐng)，引導(dǎo)學(xué)生從原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)→元素組成決定物質(zhì)性質(zhì)（必修）→分子的組成與結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)→晶體的組成與結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)等視角逐步建構(gòu)和完善大概念。圍繞大概念的教學(xué)，需要明確其下位概念及其相互關(guān)系，厘清概念體系的邏輯關(guān)系（通常以概念圖的形式），進(jìn)而深入認(rèn)識概念群的教學(xué)價值，找出關(guān)鍵性概念，圍繞關(guān)鍵性概念設(shè)計教學(xué)活動，以更少的概念進(jìn)行更深層次的教學(xué)，促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

童文昭等[4]梳理了結(jié)構(gòu)版塊（必修+選擇性必修）的92個基本概念，將其分為原子結(jié)構(gòu)、分子結(jié)構(gòu)、晶體結(jié)構(gòu)三類，并分別畫出以概念關(guān)聯(lián)為中心的概念圖。通過自下而上的基本概念認(rèn)知結(jié)構(gòu)分析，以及自上而下的觀念建構(gòu)分析，確認(rèn)各概念圖的關(guān)鍵性概念，并指出“結(jié)構(gòu)微粒”“微粒間的相互作用”“微粒的空間分布”“結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系”是認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)一般程序的四個核心內(nèi)容。分子結(jié)構(gòu)概念群中的關(guān)鍵性概念是共價鍵和分子的空間構(gòu)型，本文在深入分析文獻(xiàn)、教材和《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》（簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）的基礎(chǔ)上，梳理出大概念統(tǒng)領(lǐng)下的“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的大單元教學(xué)架構(gòu)，如圖1所示。

2 教學(xué)目標(biāo)的制定

2.1 學(xué)生已有基礎(chǔ)

在初中和高中必修階段，學(xué)生對原子結(jié)構(gòu)有了初步認(rèn)識，知道共價鍵及其分類，共價鍵分為極性共價鍵和非極性共價鍵;了解了一些分子的空間結(jié)構(gòu);知道了同一物質(zhì)在不同溶劑中的溶解性不同。通過選擇性必修2第一章的學(xué)習(xí)，學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識了能級、s和p能級的電子云輪廓圖;能結(jié)合構(gòu)造原理、能量最低原理、泡利不相容原理、洪特規(guī)則等書寫1～36號元素基態(tài)原子的核外電子排布式和軌道表示式，還能應(yīng)用核外電子排布解釋相關(guān)問題。

2.2 大單元教學(xué)目標(biāo)

基于學(xué)生已有基礎(chǔ)及課程標(biāo)準(zhǔn)要求，“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”大單元教學(xué)目標(biāo)的重點是鞏固與發(fā)展學(xué)生認(rèn)識物質(zhì)結(jié)構(gòu)的一般思路（從結(jié)構(gòu)微粒微粒間的相互作用微粒的空間分布結(jié)構(gòu)與性質(zhì)的關(guān)系角度）。該單元及課時目標(biāo)的制定如表1所示。

3 活動的設(shè)計與評價

以深度學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，圍繞關(guān)鍵性概念設(shè)計教學(xué)活動和評價活動，通過“對話指導(dǎo)”與“反思指導(dǎo)”著力于從“基于教科書水準(zhǔn)”上升到“超越教科書水準(zhǔn)”，以點帶面，以更少的概念進(jìn)行更深層次的教學(xué)，探索“教、學(xué)、評”一體化的化學(xué)教學(xué)路徑。

3.1 活動的設(shè)計

將“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”教學(xué)架構(gòu)圖拆解成“共價鍵”“分子空間結(jié)構(gòu)”和“分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)性質(zhì)”三個概念群，分別對應(yīng)單元目標(biāo)中的三個次級大概念，發(fā)揮關(guān)鍵性概念的統(tǒng)攝作用，逐步架構(gòu)完整的物質(zhì)結(jié)構(gòu)觀。三個概念群的教學(xué)活動設(shè)計分別如圖2、圖3和圖4所示。

借助科學(xué)史和全息交互技術(shù)，將枯燥的理論學(xué)習(xí)變成探究活動。通過“對話指導(dǎo)”深化學(xué)生對原子軌道重疊成鍵的認(rèn)識，建構(gòu)原子軌道的組成與結(jié)構(gòu)決定共價鍵的組成與結(jié)構(gòu)的次級大概念。通過共價鍵參數(shù)的學(xué)習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生從微觀視角解釋分子性質(zhì)及其變化規(guī)律。關(guān)注學(xué)生的論證過程，提升學(xué)生的證據(jù)推理能力。

將雜化軌道理論前置，目的是通過逐層遞進(jìn)的學(xué)習(xí)活動設(shè)計發(fā)展學(xué)生的空間思維能力。從“結(jié)構(gòu)微粒”成鍵方式變化的角度認(rèn)識“基態(tài)→激發(fā)態(tài)”，從微粒間相互作用的結(jié)果（典型分子的空間結(jié)構(gòu)）倒推s、 p軌道可能的相互作用，創(chuàng)造性地認(rèn)識“激發(fā)態(tài)→雜化態(tài)”，建構(gòu)認(rèn)識模型;然后應(yīng)用認(rèn)識模型解釋3原子和4原子分子的空間結(jié)構(gòu)，強(qiáng)化學(xué)生對軌道表示式、s軌道、p軌道、sp雜化軌道、sp2雜化軌道、sp3雜化軌道的認(rèn)識，建構(gòu)共價鍵的組成與結(jié)構(gòu)決定分子的組成與結(jié)構(gòu)的次級大概念，發(fā)展學(xué)生的創(chuàng)新意識;在應(yīng)用雜化軌道理論解釋CO2、 H2O、甲醛和NH3空間結(jié)構(gòu)的過程中，提出π鍵不影響分子空間結(jié)構(gòu)的假設(shè)，并舉例說明（如乙烯和乙炔的空間結(jié)構(gòu)）;從中心原子σ鍵的數(shù)目和孤電子對數(shù)目等角度分析分子空間結(jié)構(gòu)的影響因素，建立價層電子對互斥模型。從理論解釋到模型預(yù)測，再到測定分子結(jié)構(gòu)的物理方法，促進(jìn)學(xué)生的深度學(xué)習(xí)。

在實踐活動中建構(gòu)手性分子的概念，學(xué)生深入分析“水分子帶電，四氯化碳分子不帶電”的原因，從共價鍵極性和分子空間結(jié)構(gòu)角度認(rèn)識分子性質(zhì)，然后從鍵的極性和分子的極性角度解釋物質(zhì)的酸性、溶解性等;在分析物質(zhì)氣化過程中感受分子間存在作用力，發(fā)現(xiàn)范德華力的一般規(guī)律，應(yīng)用該規(guī)律解釋鹵素單質(zhì)熔沸點的變化，鞏固認(rèn)識模型;通過解釋HX沸點的變化，發(fā)現(xiàn)異?，F(xiàn)象，進(jìn)而建立對氫鍵概念的認(rèn)識，建構(gòu)分子的組成與結(jié)構(gòu)決定物質(zhì)性質(zhì)的次級大概念。0C08243A-51F4-437F-B86D-3F38A0BE4A02

最后的整理與提升，其意圖在于引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我反思，診斷學(xué)生化學(xué)核心概念的結(jié)構(gòu)化水平。對于處于“知識關(guān)聯(lián)”水平的學(xué)生，應(yīng)引導(dǎo)他們進(jìn)一步概括核心概念的認(rèn)識思路，形成基于“認(rèn)識思路”的結(jié)構(gòu)化，從而提升化學(xué)核心概念的結(jié)構(gòu)化水平，發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)[5]。

3.2 活動的實施與評價

表現(xiàn)性評價是撬動深度學(xué)習(xí)的引擎，課堂中的表現(xiàn)性評價不僅能服務(wù)于教師的教學(xué)，更重要的是通過情境中任務(wù)的解決以及利用評分規(guī)則引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行自我主導(dǎo)的學(xué)習(xí)，促進(jìn)他們深度學(xué)習(xí)的發(fā)生和課堂表現(xiàn)的改善[6]。教學(xué)設(shè)計與實施時，以教學(xué)目標(biāo)為準(zhǔn)則，圍繞學(xué)科大概念，設(shè)置合理的任務(wù)或問題，通過“對話指導(dǎo)”“反思指導(dǎo)”與表現(xiàn)性評價促進(jìn)學(xué)生大概念的建構(gòu)與發(fā)展;系統(tǒng)設(shè)計指向觀念性認(rèn)識（大概念）的作業(yè)和診斷學(xué)生知識與技能掌握程度的作業(yè)，以共價鍵第1課時為例（如表2所示）。

圍繞“原子軌道的組成與結(jié)構(gòu)決定共價鍵的組成與結(jié)構(gòu)”這一次級大概念，以學(xué)生熟悉的分子組成為突破口，設(shè)計與實施共價鍵第1課時的教學(xué)。借助全息交互技術(shù)，從原子軌道重疊的角度探究σ鍵和π鍵的形成及特征，從不用考慮方向性的H—H σ鍵到需要考慮方向性的H—Cl σ鍵，再到需要考慮3個p軌道方向性的Cl—Cl σ鍵和NN鍵（1個σ鍵，2個π鍵）逐步深化學(xué)生對微粒間相互作用的認(rèn)識。課堂評

價直指次級大概念的認(rèn)識水平，課后的作業(yè)設(shè)計既診斷學(xué)生大概念的認(rèn)識水平又探查學(xué)生知識與技能的掌握情況。從學(xué)生表現(xiàn)的班級均分來看，本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)得到了較好的落實。

3.3 活動的思考

“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”大單元教學(xué)設(shè)計與實踐，首先從教材、文獻(xiàn)和課程標(biāo)準(zhǔn)的分析入手，凝練單元大概念，確定大概念統(tǒng)領(lǐng)下的教學(xué)架構(gòu);然后將單元大概念拆解成三個次級大概念，對應(yīng)三個概念群，問題的設(shè)計從分子的組成與結(jié)構(gòu)，回溯共價鍵的組成與結(jié)構(gòu)和原子軌道的組成與結(jié)構(gòu)，建立從原子軌道角度認(rèn)識共價鍵的新視角;進(jìn)而從共價鍵的極性、分子的空間結(jié)構(gòu)和分子間作用力等角度認(rèn)識物質(zhì)性質(zhì)，發(fā)展學(xué)生宏觀辨識與微觀探析、證據(jù)推理與模型認(rèn)知等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。課程實施過程中，統(tǒng)籌把握各知識間的縱橫關(guān)系，系統(tǒng)設(shè)計教學(xué)活動，積極開展“對話指導(dǎo)”與“反思指導(dǎo)”，促進(jìn)學(xué)生的主動參與以及對大概念的理解與遷移。

4 大單元教學(xué)設(shè)計策略

以深度學(xué)習(xí)理論為指導(dǎo)，以化學(xué)學(xué)科核心觀念（大概念）為統(tǒng)領(lǐng)，將課程標(biāo)準(zhǔn)、不同版本教材和文獻(xiàn)等進(jìn)行結(jié)構(gòu)分解，明確大概念、課時概念及其概念群，制定大單元教學(xué)目標(biāo)和課時教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計大單元學(xué)習(xí)活動和課時學(xué)習(xí)活動，圍繞教學(xué)目標(biāo)系統(tǒng)設(shè)計評價體系（課前評價、課堂評價與課后評價），優(yōu)化作業(yè)設(shè)計，細(xì)化“對話指導(dǎo)”與“反思指導(dǎo)”，開展教、學(xué)、評一體化的教學(xué)設(shè)計與實踐，并不斷進(jìn)行系統(tǒng)反思。其一般流程如圖5所示。

從關(guān)注知識的單課時教學(xué)到以化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為導(dǎo)向的大概念單元教學(xué)，概念教學(xué)的重心從知識的傳授轉(zhuǎn)向利用證據(jù)構(gòu)建認(rèn)識模型，對于教師和學(xué)生均提出了更高的要求。需要教師先進(jìn)行系統(tǒng)思考，自上而下完成學(xué)科大概念的解構(gòu)，制定大概念統(tǒng)領(lǐng)下的教學(xué)目標(biāo)，選擇恰當(dāng)?shù)那榫乘夭模O(shè)置梯度合適的教學(xué)活動或問題，引導(dǎo)學(xué)生循序漸進(jìn)地建構(gòu)大概念，并通過教學(xué)全過程評價診斷學(xué)生學(xué)的效果。需要學(xué)生轉(zhuǎn)變學(xué)習(xí)方式，從關(guān)注概念的結(jié)果轉(zhuǎn)向概念的要素及其相互關(guān)系，從知識的接受者轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)習(xí)的評價者和反思者。大概念統(tǒng)領(lǐng)下的大單元教學(xué)是撬動教學(xué)改革的有力抓手，其教學(xué)策略有共性也有特性，需要教師不斷地設(shè)計、實踐與反思。

（感謝北京教育學(xué)院何彩霞教授和北京教育學(xué)院石景山分院莘贊梅老師的指導(dǎo)。）

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[4]童文昭， 鄒國華， 楊季冬. 基于學(xué)習(xí)進(jìn)階視角的化學(xué)核心概念的界定——以“物質(zhì)結(jié)構(gòu)”為例[J]. 化學(xué)教學(xué)， 2019， （2）： 3～7.

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