馬輝

摘要： 隨著新一輪課程改革的推進，基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)的設(shè)計理念正逐步走進一線課堂，成為廣大教師課堂教學(xué)研究的中心課題。依據(jù)“原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)”的化學(xué)學(xué)科大概念，以高中化學(xué)“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”教學(xué)內(nèi)容為素材，著眼單元學(xué)習(xí)主題的生成，從厘清概念層級、設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)、優(yōu)化學(xué)習(xí)活動、細化學(xué)習(xí)評價等方面系統(tǒng)闡述基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計的策略。

關(guān)鍵詞： 中學(xué)化學(xué)； 單元整體教學(xué)； 學(xué)科大概念； 教學(xué)策略； 原子結(jié)構(gòu)

文章編號： 10056629（2023）10003406 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

《普通高中化學(xué)課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱“課標”）中明確提出：重視以學(xué)科大概念為核心，使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，以主題為引領(lǐng)，使課程內(nèi)容情境化，促進學(xué)科核心素養(yǎng)的落實［1］?；趯W(xué)科大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計，能有效統(tǒng)整知識點，促進知識向能力與素養(yǎng)的進階提升。怎樣從學(xué)科大概念的視角結(jié)構(gòu)化地設(shè)計、實施與評價單元學(xué)習(xí)的任務(wù)和活動，是進行單元整體教學(xué)的關(guān)鍵所在。依據(jù)單元教學(xué)內(nèi)容，立足學(xué)科和教學(xué)視角，關(guān)聯(lián)學(xué)科大概念及其次級概念，建構(gòu)科學(xué)、合理的學(xué)習(xí)任務(wù)，設(shè)計梯度化、層次化的學(xué)習(xí)活動和評價指標，是實施單元整體教學(xué)的重要路徑。本文以高中化學(xué)“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”教學(xué)內(nèi)容為例，探討基于學(xué)科大概念的單元整體教學(xué)設(shè)計的策略，以促進知識的完整建構(gòu)和學(xué)科素養(yǎng)的有效落實。

1 單元學(xué)習(xí)主題的生成

“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”是在學(xué)習(xí)部分元素化合物性質(zhì)的基礎(chǔ)上，從原子結(jié)構(gòu)的視角，引導(dǎo)學(xué)生探究元素性質(zhì)及其遞變規(guī)律，使學(xué)生對元素化合物性質(zhì)的認識更加系統(tǒng)化和理性化。本單元的學(xué)習(xí)主題為“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”，旨在發(fā)展學(xué)生對元素化合物的認識模型從“價類”二維認識模型進階到“位置結(jié)構(gòu)性質(zhì)（元素、物質(zhì)）”（以下簡稱“位構(gòu)性”）三維認識模型［2］。

“位構(gòu)性”三維認識模型是學(xué)生立足原子結(jié)構(gòu)，認識元素周期表，分析預(yù)測元素化合物性質(zhì)的重要思維工具，也是“模型認知”學(xué)科核心素養(yǎng)在本單元學(xué)習(xí)中的具體體現(xiàn)。因此，模型建構(gòu)是本單元學(xué)習(xí)活動設(shè)計的核心，也是單元學(xué)習(xí)的重點和難點。依據(jù)課標和教材，研究設(shè)計單元學(xué)習(xí)目標，如表1所示。

2 單元整體教學(xué)設(shè)計策略

2.1 立足學(xué)科視角，厘清概念層級

所謂學(xué)科視角，是指教師從學(xué)科本原性問題入手，依據(jù)課程標準，結(jié)合學(xué)科思維方式和方法，對學(xué)習(xí)內(nèi)容進行學(xué)科功能分析的一種教學(xué)設(shè)計視角［3］。通過學(xué)科功能分析，梳理并構(gòu)建完整的概念層級結(jié)構(gòu)，使單元知識不再是孤立、單一的知識點，而是在學(xué)科大概念“統(tǒng)整”下的有機整體。

元素性質(zhì)是人們分析、預(yù)測、解釋宏觀物質(zhì)性質(zhì)的重要依據(jù)，而原子結(jié)構(gòu)是“最小化”的微觀結(jié)構(gòu)模型，為研究元素性質(zhì)提供了思維路徑。因此，“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”的學(xué)科大概念可提煉為“原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)”，其中“原子結(jié)構(gòu)”不僅是本單元的核心概念，也為研究其他核心概念如“元素性質(zhì)”“元素周期律”“元素周期表”等提供了認識視角。核心概念依據(jù)組成要素，進一步解構(gòu)細化為基本概念，如原子結(jié)構(gòu)中的“最外層電子數(shù)”“核電荷數(shù)”“電子層數(shù)”等?；靖拍罱?jīng)過抽象與概括，整合為核心概念。“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”的概念層級結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

2.2 精研課標教材，設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)

單元整體教學(xué)設(shè)計不僅要基于學(xué)科視角，還需要從教學(xué)視角對課標和教材進行分析，以期構(gòu)建科學(xué)、合理的學(xué)習(xí)任務(wù)。教學(xué)視角分析包括教師對教學(xué)資源的篩選和對教學(xué)內(nèi)容的重組、優(yōu)化等具體內(nèi)容，體現(xiàn)的是教師學(xué)科專業(yè)化水平。

“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”的教學(xué)內(nèi)容包括“原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)”“元素周期律和元素周期表”“元素周期表的應(yīng)用”三個核心板塊。第一板塊的目的是解析原子結(jié)構(gòu)的二級要素并與元素原子得失電子的能力之間建立關(guān)聯(lián)；第二板塊的目的是探究原子半徑、主要化合價的周期性變化規(guī)律及其原因并認識元素周期表的結(jié)構(gòu)；第三板塊的目的是探究元素周期表中同周期、同主族元素的性質(zhì)規(guī)律，并加以應(yīng)用。由此可見，“元素性質(zhì)及其變化規(guī)律”的內(nèi)容貫穿單元學(xué)習(xí)的始終。

基于以上分析，結(jié)合課標要求，研究設(shè)計了“初建關(guān)聯(lián)”“再建關(guān)聯(lián)”“完善關(guān)聯(lián)”“應(yīng)用關(guān)聯(lián)”四個學(xué)習(xí)任務(wù)主線。“初建關(guān)聯(lián)”與“再建關(guān)聯(lián)”分別對應(yīng)教材內(nèi)容的第一、第二板塊，旨在建立“位構(gòu)性”之間的關(guān)聯(lián)。“完善關(guān)聯(lián)”與“應(yīng)用關(guān)聯(lián)”對應(yīng)教材內(nèi)容的第三板塊，重點結(jié)合“物質(zhì)性質(zhì)”，建立完整的“位構(gòu)性”模型并進行實例應(yīng)用?！霸咏Y(jié)構(gòu)元素周期律”單元學(xué)習(xí)任務(wù)及任務(wù)目標，具體如表2所示。

2.3 優(yōu)化學(xué)習(xí)活動，建構(gòu)關(guān)聯(lián)模型

模型建構(gòu)能力是模型認知素養(yǎng)的重要組成部分，也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的基本要求。“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”單元學(xué)習(xí)的核心任務(wù)是建立元素位置、原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)、物質(zhì)性質(zhì)四者之間的關(guān)聯(lián)，具體可通過“位構(gòu)性”三維模型的建構(gòu)活動加以落實。該三維模型的建構(gòu)不僅是本單元學(xué)習(xí)活動設(shè)計的落腳點，也是發(fā)展學(xué)生“宏微結(jié)合”“模型認知”等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)鍵一環(huán)。因此，在研究設(shè)計單元學(xué)習(xí)活動時，需要將“位構(gòu)性”三維模型的建構(gòu)活動作為主線展開，遵循由易到難、由簡到繁、由單一到綜合的原則逐步建構(gòu)。單元學(xué)習(xí)任務(wù)下的核心學(xué)習(xí)活動及活動意圖設(shè)計，如表3所示。

2.4 細化學(xué)習(xí)評價，診斷素養(yǎng)水平

學(xué)習(xí)評價設(shè)計應(yīng)該具有一定的目標導(dǎo)向，注重評價的層次性，多維度評價和診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)效果［4］?！霸咏Y(jié)構(gòu)元素周期律”凸顯“原子結(jié)構(gòu)決定元素性質(zhì)”的學(xué)科大概念，單元任務(wù)目標的重點就是逐層、逐級、逐步搭建“位構(gòu)性”三維認識模型，模型建構(gòu)是本單元過程性評價的核心內(nèi)容。在“初建關(guān)聯(lián)”學(xué)習(xí)任務(wù)中，設(shè)計了辨識原子結(jié)構(gòu)、元素性質(zhì)及比較陌生元素性質(zhì)的兩個評價活動，以診斷學(xué)生“構(gòu)性”模型的建構(gòu)與應(yīng)用能力。本單元各學(xué)習(xí)任務(wù)中指向“模型建構(gòu)”的過程性評價目標、評價活動及學(xué)生預(yù)期表現(xiàn)水平等，歸納如表4所示。

3 單元整體教學(xué)的實踐反思

3.1 立足概念層級，體現(xiàn)教學(xué)整體性

選擇一個具有統(tǒng)攝性的學(xué)科大概念作為主題學(xué)習(xí)的支撐點，對于整合教材中較為零碎的課時知識內(nèi)容，建構(gòu)學(xué)科主題單元知識脈絡(luò)具有極為重要的意義［5］?！霸咏Y(jié)構(gòu)元素周期律”在學(xué)科大概念的統(tǒng)攝下，將“原子結(jié)構(gòu)”“元素性質(zhì)”“元素位置”等核心概念串聯(lián)為一個“概念整體”。核心概念中各二級要素即基本概念之間的關(guān)聯(lián)（如“最外層電子數(shù)”“化合價”“主族序數(shù)”的關(guān)聯(lián)）則是指向“位構(gòu)性”三維模型建構(gòu)的另一個“活動整體”?；谀Ｐ徒?gòu)，設(shè)計學(xué)習(xí)任務(wù)，開展相關(guān)活動并進行有效評價，體現(xiàn)了“教學(xué)評”的一致性，則是本單元教學(xué)中的又一個“評價整體”?！案拍钫w”“活動整體”“評價整體”組成了本單元教學(xué)的“系統(tǒng)整體”?；趯W(xué)科大概念的單元整體教學(xué)的設(shè)計框架如圖2所示。

3.2 設(shè)計拼圖活動，診斷模型建構(gòu)的能力水平

“位構(gòu)性”三維模型是“原子結(jié)構(gòu)元素周期律”單元學(xué)習(xí)任務(wù)和學(xué)習(xí)活動的核心。在進行單課時學(xué)習(xí)時，設(shè)計如下的“卡片拼圖”活動：學(xué)生將寫有“位構(gòu)性”三維模型中一、二級各要素的名稱卡片進行位置擺放并闡述理由和論述關(guān)聯(lián)，以診斷學(xué)生對模型中各要素的從屬關(guān)系和內(nèi)在聯(lián)系的理解以及掌握的能力水平。完整的“位構(gòu)性”三維模型的卡片拼圖圖示，如圖3所示。

3.3 基于課后訪談，評價單元目標的達成效果

為進一步評價單元學(xué)習(xí)目標的達成效果，在完整的單元學(xué)習(xí)結(jié)束以后，隨機從授課班級中抽取了10名化學(xué)學(xué)習(xí)能力較強且程度相當?shù)膶W(xué)生進行訪談。訪談問題如表5所示。

通過訪談可以發(fā)現(xiàn)：學(xué)生能較為順利地回答訪談問題1，能從原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)的關(guān)聯(lián)視角闡述“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)”的學(xué)科大概念并能準確舉例說明。對于“位構(gòu)性”三維模型中“位構(gòu)”“位性”“構(gòu)性”一、二級要素的從屬關(guān)系及其關(guān)聯(lián)較為清晰，論述較為順暢。但在個別二級要素的具體關(guān)聯(lián)上略有缺失，如在分析元素原子得失電子能力、原子半徑與原子結(jié)構(gòu)中的二級要素之間有著怎樣的具體關(guān)系時，論述上稍顯模糊。學(xué)生在回答問題2、問題3時，性質(zhì)預(yù)測比較準確，實驗方案的設(shè)計基本合理，本單元知識能力化、素養(yǎng)化的目標基本達成。但存在性質(zhì)預(yù)測的角度單一片面、實驗設(shè)計的“變量控制”意識偶有缺失、“價”“類”“律”認識角度不夠完整等個性化問題。可見，單元整體教學(xué)中“知識能力素養(yǎng)”的進階發(fā)展并非一蹴而就，“宏微結(jié)合”“證據(jù)推理”的素養(yǎng)提升也絕非朝夕之功，需要教師在日常教學(xué)中不斷滲透和強化，更需要教師一以貫之的長期錘煉和培養(yǎng)。

參考文獻：

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