基于學(xué)科大概念的中學(xué)化學(xué)教學(xué)設(shè)計

王雪 林紅

摘要：本文以中學(xué)化學(xué)“原子的結(jié)構(gòu)”為例，分析了基于學(xué)科大概念進(jìn)行教學(xué)設(shè)計的基本環(huán)節(jié)，設(shè)計了凝練學(xué)科大概念，依據(jù)學(xué)科大概念確立關(guān)鍵概念，以關(guān)鍵問題進(jìn)行基本問題的設(shè)計，確立教學(xué)目標(biāo)，設(shè)計學(xué)習(xí)活動，根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行教學(xué)評價的教學(xué)設(shè)計模式，凸顯化學(xué)學(xué)科本質(zhì)，學(xué)生可以在大概念的統(tǒng)攝性對知識進(jìn)行學(xué)習(xí)，建立知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，以此發(fā)展核心素養(yǎng)。

關(guān)鍵詞：大概念：原子結(jié)構(gòu);教學(xué)設(shè)計

一、研究背景

2020年，教育部印發(fā)了普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂），以下簡稱新課程標(biāo)準(zhǔn)。其中明確提出，重視以學(xué)科大概念為核心，是課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，凝煉了化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，更新了教學(xué)內(nèi)容與評價體系。核心素養(yǎng)的落實(shí)是新課程標(biāo)準(zhǔn)頒布后的重要問題，針對這一問題，各界學(xué)者紛紛展開研究，然而，真正建立學(xué)生的核心素養(yǎng)需要逐步探索，其落實(shí)也面臨諸多困境?！按蟾拍睢本哂薪y(tǒng)攝性，新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出以學(xué)科大概念為核心，更新教學(xué)內(nèi)容。以大概念為統(tǒng)領(lǐng)進(jìn)行教學(xué)設(shè)計可以為核心素養(yǎng)的落實(shí)提供新的視角和思路。

以學(xué)科大概念為統(tǒng)領(lǐng)，可以減輕學(xué)生的負(fù)擔(dān)，并且大概念統(tǒng)領(lǐng)下的教學(xué)，要求教師重新整合教學(xué)內(nèi)容，精選提煉知識，進(jìn)而向?qū)W生傳授基于學(xué)科大概念的教學(xué)設(shè)計，可以改變以往“知識多”、“課時少”的弊病，促進(jìn)學(xué)生學(xué)習(xí)方式由傳統(tǒng)“死記硬背”，向“搭建學(xué)科知識結(jié)構(gòu)”轉(zhuǎn)變。

二、大概念的內(nèi)涵

（一）大概念的理論基礎(chǔ)

學(xué)科大概念是指聯(lián)結(jié)整個學(xué)科的具有統(tǒng)攝性、中心性的概念，它是學(xué)科知識的核心，反映學(xué)科本質(zhì)，能將學(xué)科關(guān)鍵思想和相關(guān)內(nèi)容聯(lián)系起來的關(guān)鍵的、特殊的概念。它可用相關(guān)的概念、主題、有爭議的結(jié)論或觀點(diǎn)等方式進(jìn)行表述，在教學(xué)實(shí)務(wù)中具有聚焦學(xué)科核心內(nèi)容，明確教學(xué)核心任務(wù)，引導(dǎo)架構(gòu)學(xué)科知識框架，促進(jìn)理解型教學(xué)，助力實(shí)現(xiàn)學(xué)科核心素養(yǎng)等實(shí)踐意義。在教學(xué)實(shí)踐中，可以課程標(biāo)準(zhǔn)作為基準(zhǔn)，以基本問題為導(dǎo)引去挖掘，還可以以學(xué)習(xí)者所能達(dá)到的理解去架構(gòu)學(xué)科"大概念"。例如化學(xué)學(xué)科大概念“微粒構(gòu)成物質(zhì)”，以這一大概念為統(tǒng)領(lǐng)組織教學(xué)內(nèi)容，可以反映知識見的縱向聯(lián)系，有利于學(xué)生對知識進(jìn)行建構(gòu)，通過學(xué)生對知識的加工，可以促進(jìn)將其轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰Α?/p>

綜上所述，筆者認(rèn)為大概念是思維導(dǎo)圖中的核心點(diǎn)，由其出發(fā)可以延伸出學(xué)科知識相關(guān)的內(nèi)容，學(xué)生在日常生活中所遇到的各種問題及學(xué)習(xí)過的各種知識，都可以利用大概念進(jìn)行解決和歸納，因此，基于學(xué)科大概念進(jìn)行教學(xué)對于發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)和適應(yīng)社會生活的發(fā)展具有重要的意義。

（二）學(xué)科大概念與學(xué)科核心素養(yǎng)的關(guān)系

新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出利用學(xué)科大概念促進(jìn)學(xué)科核心素養(yǎng)落地。學(xué)科核心素養(yǎng)是基于核心素養(yǎng)基礎(chǔ)上提出的具有本學(xué)科特質(zhì)的學(xué)生應(yīng)具備的適應(yīng)終身發(fā)展和社會需要的必備品格和關(guān)鍵能力。不同學(xué)科間的知識結(jié)構(gòu)有所不同，但是又有其內(nèi)在的、本質(zhì)的聯(lián)系，學(xué)生進(jìn)行分科課程的學(xué)習(xí)，是為了更好的適應(yīng)社會，將學(xué)習(xí)的知識更好的應(yīng)用于生活實(shí)際之中。大概念具有統(tǒng)攝性，可將不同學(xué)科的之間的概念進(jìn)行整合，完善學(xué)生的橫向知識結(jié)構(gòu)，促進(jìn)學(xué)生對所學(xué)習(xí)知識的本質(zhì)性理解，在學(xué)生頭腦中建立一個脈絡(luò)清晰的思維導(dǎo)圖，培養(yǎng)該學(xué)科引領(lǐng)下的關(guān)鍵能力，幫助學(xué)生核心素養(yǎng)順利落地。

三、圍繞大概念的教學(xué)設(shè)計——以“原子的結(jié)構(gòu)”為例

由于大概念具有極強(qiáng)的概括性，因此圍繞大概念進(jìn)行課程設(shè)計應(yīng)包括以下幾點(diǎn)：

凝練學(xué)科大概念、依據(jù)學(xué)科大概念確立關(guān)鍵概念、根據(jù)關(guān)鍵問題設(shè)計基本問題、圍繞基本問題確立教學(xué)目標(biāo)、依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計學(xué)習(xí)活動、根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行教學(xué)評價。

（一）凝練學(xué)科大概念

化學(xué)是在原子、分子水平上研究物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)轉(zhuǎn)化及其應(yīng)用的一門學(xué)科，其特征是從微觀層次認(rèn)識物質(zhì)，以符號形式描述物質(zhì)，在不同層面創(chuàng)造物質(zhì)?！霸印边@一概念，最早是哲學(xué)家提出來的。原子結(jié)構(gòu)理論是高中化學(xué)重要的理論之一，學(xué)生通過原子結(jié)構(gòu)內(nèi)容的學(xué)習(xí)可以建立微觀視角，為后續(xù)化學(xué)鍵以及物質(zhì)結(jié)構(gòu)的學(xué)習(xí)提供穩(wěn)定的先行組織者。因此，筆者認(rèn)為原子結(jié)構(gòu)的大概念是“尺度”，基于尺度的教學(xué)可以讓學(xué)生認(rèn)識到物質(zhì)在宏觀上是由元素組成，在微觀上由原子構(gòu)成，體現(xiàn)化學(xué)學(xué)科的獨(dú)特育人方式。

（二）依據(jù)學(xué)科大概念確立關(guān)鍵概念

學(xué)科大概念確立后，要以學(xué)科大概念進(jìn)行一系列的問題的回答。如關(guān)鍵概念，即學(xué)生理解該部分知識點(diǎn)所必須掌握的概念。關(guān)鍵概念的確立需要教師的關(guān)鍵理解，關(guān)鍵理解是由大概念引申而來，所謂的關(guān)鍵理解就是學(xué)生通過本次課的學(xué)習(xí)可以理解什么？這些理解是否有助于發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)的發(fā)展？這些理解是否具有遷移價值？教師根據(jù)對學(xué)生已有情況和個性特點(diǎn)設(shè)計教學(xué)的關(guān)鍵問題。

根據(jù)“尺度”大概念，原子結(jié)構(gòu)這部分的關(guān)鍵問題為：原子是由原子核和核外電子構(gòu)成;原子核由質(zhì)子和中子構(gòu)成;電子在能量不同的區(qū)域運(yùn)動;原子核外第n層最多容納2n2個電子，最外層電子數(shù)不超過8個（第一層只有2個）。

（三）根據(jù)關(guān)鍵問題設(shè)計基本問題

關(guān)鍵問題確立后，教師要思考在實(shí)際課堂教學(xué)中如何通過課堂基本問題達(dá)到學(xué)生對關(guān)鍵問題的理解。基本問題的確立需要以關(guān)鍵問題為統(tǒng)領(lǐng)，根據(jù)教師課堂教學(xué)的層層遞進(jìn)，教學(xué)活動的逐漸深化，讓學(xué)生在每個基本問題的回答中逐步理解關(guān)鍵問題，并達(dá)到關(guān)鍵理解。

依據(jù)關(guān)鍵概念原子結(jié)構(gòu)的基本問題如下：我們?nèi)绾沃涝蛹霸雍说拇嬖冢?我們怎樣確定原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成？核外電子是如何運(yùn)動的？核外電子的排布規(guī)律是怎樣的？教師在教學(xué)過程中根據(jù)基本問題步步設(shè)問。

（四）圍繞基本問題確立教學(xué)目標(biāo)

依據(jù)基本問題原子結(jié)構(gòu)的教學(xué)目標(biāo)如下：

（1）通過對物質(zhì)尺度的劃分認(rèn)識原子的存在，感受化學(xué)微觀世界;

（2）通過化學(xué)史資料原子核的探究過程，體會科學(xué)研究中證據(jù)推理的重要性;

（3）知道質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)的數(shù)量關(guān)系;

（4）通過核外電子運(yùn)動特征，認(rèn)識核電電子排布的規(guī)律性;

（5）通過對核外電子穩(wěn)定結(jié)構(gòu)的分析，初步建立原子結(jié)構(gòu)與元素性質(zhì)之間的關(guān)系;

（五）依據(jù)教學(xué)目標(biāo)設(shè)計學(xué)習(xí)活動

教學(xué)目標(biāo)確立后，要創(chuàng)設(shè)豐富的學(xué)習(xí)活動，充分調(diào)動學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生一步步完成目標(biāo);

活動任務(wù)1：微觀尺度下原子

通過向?qū)W生展示不同尺度下物質(zhì)形態(tài)，重點(diǎn)感受微觀尺度下的原子，使學(xué)生認(rèn)識到原子的真實(shí)存在，感受不同尺度視角下物質(zhì)構(gòu)成的差異性。通過向?qū)W生展示真實(shí)的原子圖片，可以讓學(xué)生感受到微觀世界的真實(shí)性。

活動任務(wù)2：原子核的探究過程

請同學(xué)閱讀道爾頓原子論，湯姆森葡萄干布丁模型，觀看盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)等化學(xué)史材料，讓學(xué)生直觀感受原子核的真實(shí)存在，梳理科學(xué)家對原子結(jié)構(gòu)認(rèn)識過程，不可分割——可以分割——行星模型的認(rèn)識過程。通過盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)，依據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)進(jìn)行證據(jù)推理等。可以讓學(xué)生體會科學(xué)家在科學(xué)探究過程中所展現(xiàn)的創(chuàng)造力和實(shí)證精神，以及科學(xué)探究過程的暫時性和主觀性。

學(xué)習(xí)任務(wù)3：核外電子運(yùn)動特征及其排布

展示核外電子運(yùn)動的微觀模型，讓學(xué)生認(rèn)識到核外電子并不是在固定的軌道上運(yùn)動，而是在能量區(qū)域內(nèi)運(yùn)動，引發(fā)學(xué)生對核外電子運(yùn)動概念的轉(zhuǎn)變，認(rèn)識電子云奠定基礎(chǔ)，通過對稀有氣體原子結(jié)構(gòu)的排布規(guī)律，引導(dǎo)學(xué)生思考討論核外電子的排布規(guī)律，為后續(xù)元素周期表的學(xué)習(xí)提供固著點(diǎn)。

（六）根據(jù)學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行教學(xué)評價

采用多種方式對學(xué)生學(xué)習(xí)結(jié)果進(jìn)行評價，在課堂上根據(jù)學(xué)生的參與程度評價，布置討論活動，來判斷學(xué)生是否形成對微觀世界的理解。

以尺度為學(xué)科大概念引導(dǎo)學(xué)生從微觀角度認(rèn)識原子結(jié)構(gòu)，讓原子結(jié)構(gòu)不在是抽象的知識，而是在學(xué)生頭腦中形成模型，根據(jù)原子核探究過程的學(xué)習(xí)，學(xué)生可以體會科學(xué)家堅持不懈的探究精神，α粒子散射實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可以讓學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)性證據(jù)進(jìn)行推理，進(jìn)而得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的核心素養(yǎng)。

四、結(jié)論

基于大概念的學(xué)習(xí)可以改變傳統(tǒng)的教學(xué)方式的灌輸性，學(xué)習(xí)的知識更具有遷移性和概括性。原子結(jié)構(gòu)的教學(xué)基于“尺度”大概念的統(tǒng)領(lǐng)，以化學(xué)史為主線，改變學(xué)生頭腦中只有微觀知識沒有微觀思想的現(xiàn)狀，帶領(lǐng)學(xué)生體會科學(xué)探究過程，發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。隨著課程改革的進(jìn)行，傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式不再使用，“自主學(xué)習(xí)”，“深度學(xué)習(xí)”走入教育工作者的視野，在高度信息化的社會，誰掌握了自主學(xué)習(xí)的能力，就是抓住了時代的機(jī)遇，教師不僅僅充當(dāng)知識的傳授者，更為重要的能力的在傳授者，傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式下，學(xué)生對于知識的理解停留在表層，難以將知識應(yīng)用的實(shí)際生活中去，這樣的知識僅僅幫助學(xué)生取得高分，但不能發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。因此，如何讓學(xué)生即掌握知識，又掌握能力成為廣大教育工作者關(guān)心的話題，由于大概念具有中心性和網(wǎng)絡(luò)狀的特點(diǎn)，學(xué)生可以在大概念的統(tǒng)攝性對知識進(jìn)行學(xué)習(xí)，建立知識結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)，以此掌握自主學(xué)習(xí)的能力。此外，基于大概念進(jìn)行教學(xué)能夠幫助學(xué)生將學(xué)校知識與社會實(shí)際應(yīng)用結(jié)合起來，能夠?qū)W(xué)校學(xué)習(xí)的知識自如的運(yùn)用在實(shí)際生活中，這不僅讓學(xué)生獲得了知識與技能，并且讓學(xué)生在走出校園后能適應(yīng)復(fù)雜的社會問題。

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作者簡介：王雪，女，1996年11月，漢，黑龍江牡丹江人，碩士研究生在讀，研究方向：化學(xué)學(xué)科教學(xué)研究。