王欽忠

摘要： 探討基于大概念進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的思路與方法，提出要建立從大概念到學(xué)科基本理解、學(xué)科基本概念和學(xué)科事實的技術(shù)路徑，將大概念具體化到某單元和某課時的教學(xué)內(nèi)容中，才能確保大概念能夠真正融入到日常的化學(xué)教學(xué)中。研究認(rèn)為，基于大概念的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化不僅是學(xué)科知識的結(jié)構(gòu)化，也是學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識的過程化，其結(jié)果是形成具有層級性和網(wǎng)絡(luò)化的知識結(jié)構(gòu)。以高中化學(xué)“物質(zhì)的分類”為例，進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的設(shè)計和應(yīng)用，探索學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的形成過程，從而為新課程的教學(xué)改革提供基礎(chǔ)性依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化； 大概念； 知識結(jié)構(gòu)； 認(rèn)識過程； 物質(zhì)的分類

文章編號： 1005-6629（2023）04-0033-05

中圖分類號： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

新課程改革要求化學(xué)教學(xué)要從“知識本位”轉(zhuǎn)向“素養(yǎng)本位”，但是學(xué)科知識依然是學(xué)生學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)內(nèi)容，如何通過學(xué)科知識來發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)是一個值得深入研究的課題?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中明確提出，教師在組織教學(xué)內(nèi)容時，應(yīng)高度重視化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)化設(shè)計，尤其是應(yīng)有目的、有計劃地進(jìn)行“認(rèn)識思路”和“核心觀念”的結(jié)構(gòu)化設(shè)計。隨著《義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022年版）》的頒布，基于大概念進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的設(shè)計和應(yīng)用已成為中學(xué)化學(xué)教學(xué)的一項重要任務(wù)。

實際教學(xué)中，化學(xué)教師在進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設(shè)計時仍存在不少困難和困惑。對北京市45名中學(xué)化學(xué)教師的調(diào)查結(jié)果（總響應(yīng)數(shù)為92）顯示，73.3%（此數(shù)據(jù)為普及率，響應(yīng)數(shù)為33）的教師反映缺乏教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的策略與方法，尤其是缺乏基于大概念組織教學(xué)內(nèi)容的操作路徑；55.6%（此數(shù)據(jù)為普及率，響應(yīng)數(shù)為25）的教師反映，結(jié)構(gòu)化的內(nèi)容有助于學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的發(fā)展，但不知道如何在教學(xué)中充分發(fā)揮結(jié)構(gòu)化內(nèi)容的教學(xué)價值。

基于上述分析，本文闡釋了基于大概念進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設(shè)計的思路和方法，并以高中化學(xué)“物質(zhì)的分類”教學(xué)為例，利用結(jié)構(gòu)化內(nèi)容對教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)問題、教學(xué)活動和教學(xué)評價的一體化設(shè)計作如下深入探討。

1? 基于大概念的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設(shè)計

1.1? 結(jié)構(gòu)化路徑分析

大概念具有一定的思想方法性、普適性和統(tǒng)攝性［1］，基于大概念的教學(xué)將有助于學(xué)生化學(xué)觀念的形成與發(fā)展，基于大概念進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設(shè)計的直接結(jié)果就是要形成一定形態(tài)的知識結(jié)構(gòu)。國內(nèi)文獻(xiàn)對如何構(gòu)建基于大概念的知識層級結(jié)構(gòu)提出了一些策略和方法，如鄭長龍認(rèn)為［2］，根據(jù)概括程度，從高到低可將化學(xué)教學(xué)中的概念分為大概念、核心概念和基本概念。為了便于一線教師更容易識別和提煉各層級的具體內(nèi)容，本研究認(rèn)為，應(yīng)建立從大概念到學(xué)科基本理解、學(xué)科基本概念和學(xué)科事實的技術(shù)路徑，將大概念具體化到某單元和某課時的教學(xué)內(nèi)容中，才能確保大概念能夠真正融入到日?；瘜W(xué)教學(xué)中。

大概念是建立在學(xué)科事實和學(xué)科概念之上的上位概念，具有更強的抽象性和更廣的統(tǒng)攝性，因此，學(xué)生學(xué)習(xí)大概念也應(yīng)遵循概念教學(xué)的一般規(guī)律。比較符合學(xué)生認(rèn)識順序的概念教學(xué)方法是“例子—規(guī)則—例子”［3］，既體現(xiàn)了學(xué)生大概念的形成過程，也強調(diào)了學(xué)生大概念的遷移應(yīng)用過程。對于學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的形成過程，加涅認(rèn)為知識是有層次結(jié)構(gòu)的，學(xué)習(xí)過程總是由低級學(xué)習(xí)向高級學(xué)習(xí)發(fā)展的。張建偉等則認(rèn)為，建構(gòu)主義的“非結(jié)構(gòu)性”（網(wǎng)絡(luò)化）觀點更適合于學(xué)習(xí)的高級階段［4］。綜上所述，基于大概念的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化既要關(guān)注大概念統(tǒng)攝的層級結(jié)構(gòu)和概念之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系，也要關(guān)注學(xué)生的概念學(xué)習(xí)過程和知識結(jié)構(gòu)形成過程，即遵循從具體到抽象、從簡單到復(fù)雜、從層級到網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識發(fā)展順序。

1.2? 結(jié)構(gòu)化模型設(shè)計

基于上述分析，利用Cmap Tools 6.04軟件構(gòu)建基于大概念的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化模型，如圖1所示。

從圖1中可以看出，基于大概念的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化模型主要有以下三個方面的特征。

1.2.1? 層級性

結(jié)構(gòu)化模型從上到下共分為四個層級。其中，第一層級是大概念，是知識結(jié)構(gòu)的最高層級，具有最強的統(tǒng)攝性。第二層級是學(xué)科基本理解，即從學(xué)科視角對大概念的進(jìn)一步解構(gòu)，也可以認(rèn)為是學(xué)生對大概念的階段性理解，比如，學(xué)生對大概念“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的理解可以分解為“構(gòu)成粒子”“粒子間的相互作用”“粒子的空間位置”三個學(xué)科視角，而每個視角的學(xué)習(xí)則是有一定階段性順序的。第三層級是學(xué)科基本概念，它是教學(xué)內(nèi)容中的重要學(xué)科概念，也是建構(gòu)大概念和學(xué)科基本理解所必需的學(xué)科概念。第四層級是學(xué)科事實，是幫助學(xué)生建立大概念所必需的事實性知識，可以是具體物質(zhì)、具體反應(yīng)、測量數(shù)據(jù)、實驗現(xiàn)象等。結(jié)構(gòu)化模型的層級性體現(xiàn)了大概念與具體學(xué)科教學(xué)內(nèi)容之間的有機聯(lián)系。

1.2.2? 網(wǎng)絡(luò)化

結(jié)構(gòu)化模型的網(wǎng)絡(luò)化主要體現(xiàn)在第三層級學(xué)科基本概念之間的內(nèi)在聯(lián)系上。學(xué)科基本概念并不一定專屬于某個學(xué)科基本理解，不同學(xué)科基本概念可以根據(jù)需要相互組合支撐某個學(xué)科基本理解。因此，學(xué)生通過對學(xué)科基本概念之間內(nèi)在聯(lián)系的進(jìn)一步抽象和概括，形成新的規(guī)律和共同特征，進(jìn)而建構(gòu)成更加上位的學(xué)科基本理解和大概念。隨著學(xué)科基本概念的不斷豐富，學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化特征會越來越顯著，學(xué)生對大概念的理解也會越來越深刻。

1.2.3? 過程化

教師進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的過程就是探索學(xué)生認(rèn)識發(fā)展的過程?；诖蟾拍畹慕虒W(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化不僅體現(xiàn)了知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，而且也體現(xiàn)了學(xué)生從下位到上位的知識形成過程和從上位到下位的遷移應(yīng)用過程。它既為學(xué)生學(xué)習(xí)大概念提供了認(rèn)識路徑，也為教師基于大概念進(jìn)行化學(xué)教學(xué)提供了技術(shù)路徑。

1.2.4? 整合性

結(jié)構(gòu)化模型在大概念的統(tǒng)攝下具有很強的整合性，隨著學(xué)生對學(xué)科基本理解的不斷加深和對學(xué)科基本概念的不斷豐富，學(xué)生對大概念的理解也將不斷深化，學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)也將在此基礎(chǔ)上不斷拓展和完善。除此之外，結(jié)構(gòu)化模型也通過大概念將相關(guān)課時教學(xué)內(nèi)容有機整合在一起，為實現(xiàn)單元教學(xué)或者跨學(xué)科教學(xué)提供了可能。

2? 教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化應(yīng)用案例

以高中化學(xué)“物質(zhì)的分類”教學(xué)為例，應(yīng)用模型進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設(shè)計，并基于結(jié)構(gòu)化內(nèi)容一體化設(shè)計教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)問題、教學(xué)活動和教學(xué)評價。

2.1? 教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設(shè)計

在《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》中對“物質(zhì)的分類”的內(nèi)容要求是：根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)可以對物質(zhì)進(jìn)行分類；認(rèn)識膠體是一種常見分散系。主題學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求是：能舉例說明膠體的典型特征，能根據(jù)物質(zhì)組成和性質(zhì)對物質(zhì)進(jìn)行分類，能有意識地運用所學(xué)知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會性議題的討論。

基于內(nèi)容要求、學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求，分析了本節(jié)課涉及的大概念、學(xué)科基本理解、學(xué)科基本概念和學(xué)科事實，并利用Cmap Tools 6.04軟件進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化設(shè)計，構(gòu)建基于大概念的“物質(zhì)的分類”知識結(jié)構(gòu)圖，如圖2所示。

在知識結(jié)構(gòu)圖中，第一層級是大概念，根據(jù)課標(biāo)要求和教學(xué)內(nèi)容將其提煉為“物質(zhì)分類是認(rèn)識物質(zhì)多樣性和相似性的思想與方法”；第二層級是學(xué)科基本理解，如“物質(zhì)的多樣性”“物質(zhì)的相似性”以及“組成”“性質(zhì)”“結(jié)構(gòu)”“變化”和“用途”等，都是從學(xué)科視角對大概念的進(jìn)一步解構(gòu)。本節(jié)課的教學(xué)重點是讓學(xué)生從組成和性質(zhì)的角度發(fā)現(xiàn)物質(zhì)的相似性特征，確定物質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)。而在初中階段則重點豐富學(xué)生對常見物質(zhì)的認(rèn)識，強調(diào)物質(zhì)的多樣性。隨著學(xué)生化學(xué)知識的不斷豐富，學(xué)生對物質(zhì)相似性的認(rèn)識也將從組成和性質(zhì)視角擴展至結(jié)構(gòu)、變化和用途視角，分類標(biāo)準(zhǔn)的多樣性也必然促進(jìn)學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)化，基于大概念的知識結(jié)構(gòu)為學(xué)生分類視角的進(jìn)一步擴展預(yù)留了空間；第三層級是學(xué)科基本概念，如“單質(zhì)”“分散系”“膠體”等。膠體是學(xué)生需要學(xué)習(xí)的一種新的物質(zhì)類型，而分散系概念的學(xué)習(xí)則建立了從結(jié)構(gòu)視角進(jìn)行物質(zhì)分類的新視角和新標(biāo)準(zhǔn)；第四層級是學(xué)科事實，如“氫氧化鐵膠體”“硫酸銅溶液”，尤其是膠體的丁達(dá)爾效應(yīng)等進(jìn)一步豐富了學(xué)生對化學(xué)物質(zhì)多樣性和相似性的認(rèn)識。

知識結(jié)構(gòu)圖也充分體現(xiàn)了學(xué)生的認(rèn)識過程。首先是知識的形成過程，學(xué)生可以通過對常見物質(zhì)組成和性質(zhì)的分析，抽象出物質(zhì)的共同特征，確定物質(zhì)的分類標(biāo)準(zhǔn)，學(xué)會利用樹狀分類法或者交叉分類法對物質(zhì)進(jìn)行分類。其次是知識的遷移應(yīng)用過程，一個是膠體概念的遷移應(yīng)用，一個是物質(zhì)分類方法的遷移應(yīng)用，知識的遷移應(yīng)用為達(dá)成“能有意識地運用所學(xué)知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會性議題的討論”的學(xué)業(yè)要求提供了可能。其三是知識結(jié)構(gòu)的整合性也為學(xué)生后繼課的學(xué)習(xí)預(yù)留了空間，為實現(xiàn)“能從不同視角對典型的物質(zhì)及其主要變化進(jìn)行分類”的學(xué)業(yè)質(zhì)量要求奠定了基礎(chǔ)。

2.2? 基于結(jié)構(gòu)化內(nèi)容的教學(xué)設(shè)計

在“物質(zhì)的分類”結(jié)構(gòu)化教學(xué)內(nèi)容的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)業(yè)要求和學(xué)業(yè)質(zhì)量水平要求制定了本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)，且四個教學(xué)目標(biāo)的達(dá)成順序與學(xué)生的認(rèn)識過程是一致的。

目標(biāo)1：掌握樹狀分類法和交叉分類法，能根據(jù)物質(zhì)組成和性質(zhì)對常見物質(zhì)進(jìn)行分類。

目標(biāo)2：通過膠體丁達(dá)爾效應(yīng)，認(rèn)識膠體是一種常見分散系，能舉例說明膠體的典型特征。

目標(biāo)3：從物質(zhì)分類的角度認(rèn)識溶液、濁液和膠體等分散系的共性與特性。

目標(biāo)4：能有意識地運用所學(xué)知識或?qū)で笙嚓P(guān)證據(jù)參與社會性議題的討論。

為了確保教學(xué)目標(biāo)的有效達(dá)成，引導(dǎo)學(xué)生形成預(yù)設(shè)的知識結(jié)構(gòu)，按照“教、學(xué)、評一體化”的理念，基于結(jié)構(gòu)化內(nèi)容和教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計了教學(xué)環(huán)節(jié)、驅(qū)動性問題、教學(xué)活動和教學(xué)評價，形成了“物質(zhì)的分類”的教學(xué)流程圖，如圖3所示。

首先，依據(jù)結(jié)構(gòu)化內(nèi)容和學(xué)生的認(rèn)識過程，將教學(xué)環(huán)節(jié)確定為“引出分類”“學(xué)習(xí)分類”“學(xué)習(xí)新類”和“應(yīng)用分類”四個環(huán)節(jié)，每個環(huán)節(jié)對應(yīng)著不同的教學(xué)目標(biāo)。

其次，為了讓學(xué)生明確學(xué)習(xí)目標(biāo)，確保學(xué)生能夠主動建構(gòu)預(yù)設(shè)的知識結(jié)構(gòu)，將教學(xué)目標(biāo)轉(zhuǎn)化為能夠與學(xué)生對話的驅(qū)動性問題。當(dāng)然，為了降低學(xué)生的思維難度，教師可以根據(jù)實際情況對驅(qū)動性問題進(jìn)行分解細(xì)化。

問題1：如何快速、簡潔地認(rèn)識紛繁多樣的化學(xué)物質(zhì)？

問題2：對化學(xué)物質(zhì)進(jìn)行分類的依據(jù)和方法是什么？

問題3：膠體是一類什么樣的物質(zhì)？

問題4：如何從物質(zhì)分類視角認(rèn)識膠體？

問題5：你能利用所學(xué)知識解釋實際問題嗎？

其三，為讓學(xué)生在解決問題的過程中主動建構(gòu)學(xué)科知識［5］，以問題為導(dǎo)向，設(shè)計了一系列教學(xué)活動，給學(xué)生提供解決問題的情境和空間，以確保學(xué)生能夠經(jīng)歷預(yù)設(shè)的知識建構(gòu)過程。具體的教學(xué)活動設(shè)計如下。

活動1：引入生活中超市物資分類、家庭用品分類，讓學(xué)生思考分類方法。

活動2：利用美國化學(xué)文摘社（CAS）收錄化合物突破1億的事實，引出分類問題，讓學(xué)生討論和思考。

活動3：教師講授交叉分類法和樹狀分類法、物質(zhì)分類標(biāo)準(zhǔn)（相似性或共同特征）。

活動4：學(xué)生課堂練習(xí)酸、堿、鹽分類。

活動5：學(xué)生通過實驗探究、比較溶液和膠體的丁達(dá)爾現(xiàn)象。

活動6：學(xué)習(xí)分散系、膠體的概念。

活動7：學(xué)生繪制分類圖，了解學(xué)生對物質(zhì)分類掌握的情況。

活動8：布置課后作業(yè)，讓學(xué)生利用膠體知識解釋生活中膠體的丁達(dá)爾現(xiàn)象，利用物質(zhì)分類知識嘗試對陌生物質(zhì)進(jìn)行分類練習(xí)。

其四，為了了解學(xué)生在不同教學(xué)環(huán)節(jié)的學(xué)習(xí)情況，基于教學(xué)目標(biāo)設(shè)計了相應(yīng)的評價措施：

評價1：課堂提問。

評價2：課堂練習(xí)。

評價3：學(xué)生繪制分類圖。

評價4：課后作業(yè)等。

其中，課后作業(yè)設(shè)計如下：

作業(yè)1：查閱“資料卡片”或相關(guān)書籍，了解膠體產(chǎn)生丁達(dá)爾現(xiàn)象的原因，并舉例說明生活中常見的丁達(dá)爾現(xiàn)象。

由于膠體是一類新的物質(zhì)，需要重點關(guān)注學(xué)生對膠體及其性質(zhì)的掌握情況。設(shè)計此評價問題的目的，是為了了解學(xué)生是否達(dá)成目標(biāo)3和目標(biāo)4的學(xué)習(xí)，是否掌握了膠體的微觀特征，能否舉例說明膠體典型特征，能否解釋生活中的實際現(xiàn)象。

作業(yè)2：已知“CO2能夠溶于水，與水化合生成酸”，請你推測下列大氣污染物中也具有類似性質(zhì)的是：SO2、 N2O5、煙塵、甲醛、O3，并請說明“酸雨”形成的原因。

從組成和性質(zhì)的角度對常見物質(zhì)進(jìn)行分類是本節(jié)課的學(xué)習(xí)重點，而利用物質(zhì)分類的預(yù)測功能考查學(xué)生推測陌生物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，是了解學(xué)生知識遷移應(yīng)用能力的很好方法。設(shè)計此問題的目的是要了解學(xué)生是否達(dá)成了目標(biāo)2和目標(biāo)4的學(xué)習(xí)。

通過“教、學(xué)、評一體化”設(shè)計，將基于大概念的知識結(jié)構(gòu)有機地融入課堂教學(xué)的各個環(huán)節(jié)，充分發(fā)揮教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的基礎(chǔ)作用和指導(dǎo)作用。

3? 小結(jié)

基于大概念的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，不僅是學(xué)科知識的結(jié)構(gòu)化，也是學(xué)生學(xué)習(xí)認(rèn)識的過程化。教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的結(jié)果就是形成具有層級性和網(wǎng)絡(luò)化的知識結(jié)構(gòu)，教師進(jìn)行教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的目的之一，就是探索學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的形成過程，從而為設(shè)計教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)環(huán)節(jié)、教學(xué)問題、教學(xué)活動和教學(xué)評價提供基礎(chǔ)性依據(jù)。

參考文獻(xiàn)：

［1］胡玉華. 基于核心素養(yǎng)的學(xué)科大概念及其教學(xué)策略［J］. 基礎(chǔ)教育課程， 2021， （12）： 13～21.

［2］鄭長龍. 核心素養(yǎng)導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)設(shè)計［M］. 北京： 人民教育出版社， 2021： 46.

［3］陳琦， 劉儒德. 當(dāng)代教育心理學(xué)［M］. 北京： 北京師范大學(xué)出版集團， 2007： 274.

［4］張建偉， 陳琦. 從認(rèn)知主義到建構(gòu)主義［J］. 北京師范大學(xué)學(xué)報（社會科學(xué)版）， 1996， （4）： 75～82， 108.

［5］劉儒德. 基于問題學(xué)習(xí)對教學(xué)改革的啟示［J］. 教育研究， 2002， （2）： 73～77.