核心素养背景下指向大概念的高中化学教学探析

岑素艳 范斌

【摘要】本文阐述大概念的内涵，分析化学学科大概念和化学学科核心素养之间的关系，认为大概念可以从课标和教材中提取，指向大概念的化学教学可以从大概念提取、真实情境评价、提出关键问题、完成驱动性任务、大概念生成等方面展开，以此提升学生的化学学科核心素养。

【关键词】核心素养 大概念 化学教学

【中图分类号】G63 【文献标识码】A

【文章编号】0450-9889（2023）05-0072-04

《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》（以下简称《课程标准》）提出，要选择体现基础性和时代性的化学课程内容，引导学生进一步学习化学的基本原理和方法，形成化学学科的核心观念；在必修课程教学环节，突出化学基本观念（大概念）的统领作用。化学学科大概念是发展学生化学学科核心素养的有力抓手，教师在日常教学中应注重大概念的教学，在真实情境引导下，让学生通过思考驱动性问题和解决任务自主构建学科知識框架，提高学习的关键能力，促进学科核心素养的发展。在当前以素养为本、深化课程改革的背景下，以学科大概念为抓手开展高中化学教学是发展学生学科核心素养的重要途径。

一、大概念的内涵

学科大概念是“反映学科本质，具有抽象性、概括性、统摄性和广泛迁移价值的学科思想和观念”。刘徽把大概念界定为“反映专家思维方式的概念、观念或论题，它具有生活价值”。笔者结合专家的理论阐述和自身的教学经验得出以下认知：大概念本质上是一种高度的概括性知识，是专家经历大量的真实案例后得出的对某个概念的理解和感悟，并且将两个视角不同的概念进行有机联结，以便解决更多陌生情境中的问题。比如，“燃烧”的概念是“物质与氧化剂发生的一种剧烈的发光发热的氧化反应”“燃烧的条件是氧气和着火点”，教师在课堂上可通过创设真实的情境让学生理解燃烧的概念并掌握如何控制物质燃烧条件，还可以在此基础上引导学生理解并掌握两个化学学科大概念——“化学反应需要一定的条件并且可以通过条件进行调控”和“化学反应中有能量转化为人类所用”。学生掌握这两个大概念后，就会将其迁移到后面的化学反应学习中，然后主动思考反应的条件是什么，如何通过条件控制反应，反应中有什么能量转化，如何利用这些能量，等等。如此一来，化学学习就结构化了，由点到线甚至到面，部分学生甚至可能自我生成一个更上位的跨学科大概念：“研究事物的发展或控制事物的发展可以从事物发生的条件入手。”由此可见，大概念可以超越学科知识层面并以上位概念的形式促进学生的学习，让学生从“惰性知识”的记忆转向类似“专家思维”的理解和掌握。

以大概念为统领将相关内容建立联系，基于学生认知发展的递进性开展单元教学，有助于学生理解具体内容背后更为本质的思想和方法，形成结构化的知识以及解决具体问题的思路和方法，促进化学学科核心素养的落实。一是化学学科大概念是发展化学学科核心素养的有力抓手。化学学科知识是培养化学学科核心素养的主要载体，化学学科大概念是反映化学学科知识本质的思想观念，其最大的价值是具有迁移性，有助于学生解决真实情境中的问题，同时在解决这些问题的过程中，将大概念转化为个体的价值观念、关键能力和必备品格。所以，指向大概念的教学能帮助教师实现少而精的教学，大概念是发展学生核心素养的有力抓手。

二是化学学科核心素养是化学学科大概念的最终指向。化学大概念的提取正确与否，其衡量标准即是否有利于发展学生的化学学科核心素养。当我们以大概念为指向进行教学设计、面临多个大概念而进行选择时，必须考虑大概念能否构建富有逻辑的化学学科知识层级结构，这将决定学生能否将化学学科知识结构化。培养核心素养应该始终作为教学目标引领大概念的实践路径，有时核心素养本身就是大概念。

二、指向大概念的化学教学设计步骤

（一）研读《课程标准》，分析教材内容，提取和选择大概念

《课程标准》是教师教学的纲领性文件，原则上所有大概念的提取都应该出自《课程标准》，所以化学教师要认真研读《课程标准》。

1.《课程标准》有时会直接给出大概念。如《义务教育化学课程标准（2022年版）》就明确提出要围绕五个化学学科大概念开展教学，分别是“化学科学本质”“物质的多样性”“物质的组成”“物质的变化与转化”“化学与可持续发展”。

2.《课程标准》中的核心素养可以直接提炼出大概念。比如，化学学科核心素养变化观念“认识化学变化有一定限度、速率，是可以调控的”，可以提炼出化学学科大概念“化学反应是可以调控的”；化学学科核心素养科学态度“具有安全意识和严谨求实的科学态度，具有节约资源、保护环境的可持续发展意识，从自身做起，形成简约适度、绿色低碳的生活方式”，可以提炼出化学学科大概念“化工产品的生产必须遵循安全、经济、纯净的原则”。

3.《课程标准》中的课程目标“能从物质的微观层面理解其组成、结构和性质的联系，形成结构决定性质，性质决定应用的观念”，可以提炼出化学学科大概念“结构决定性质，性质决定应用”；课程目标“能用对立统一、联系发展和动态平衡的观点考查化学反应，预测在一定条件下某种物质可能发生的化学变化”，可以提炼出化学学科大概念“化学反应的影响因素有多个，有主次之分，主要因素决定反应方向或结果”。

4.《课程标准》中的学业要求“能利用元素在元素周期表中的位置和原子结构，分析、预测、比较元素及其化合物的性质”，可以提炼出化学学科大概念“构—位—性”；《课程标准》中的内容要求“了解物质的量及其相关物理量的含义和应用”，可以提炼出跨学科大概念“设定合适的基准可以方便计量和比较”。

5.大概念也可以从教材中提取。如人教版高中化学必修1（2019年版）教材中的“方法导引”就直接提出了化学学科大概念“基于物质类别和元素价态可以预测物质的性质”，明确了教学目标。

6.学生在学习过程中的难点也可以提取大概念。学习难点往往是学生最难理解的，也正因如此，对学习难点进行深度剖析往往就能发现大概念。比如“同周期元素的微粒（原子或离子）的半径大小比较”这个难点就可以由“微粒半径受核外电子层和核电荷数双重影响”提炼出跨学科大概念“事物的影响因素有多个，有主次之分，主要因素决定事物发展结果”。

（二）设计大概念目标是否达成的表现性评价

我们以大概念为抓手发展学生的核心素养，教、学、评必须一体化，否则还是穿新鞋走老路。因此，在指向大概念的化学教学中，评估效度最核心的部分就是评估学生是否真正理解并掌握了大概念。指向大概念的教学要求教师在制订大概念教学目标之后，设计具体教学活动之前，就要提前思考如何评价学生通过这节课的学习理解并掌握大概念。学生理解并掌握大概念的表现性行为是怎样的？笔者认为，大概念评价任务设计需要注意两个问题：一是评估任务要和前面挑战性任务一样包含真实的问题情境。评价学生是否真正理解大概念就是看学生能否把大概念运用到解决真实的新问题上来，因为大概念的本质属性就是能够迁移。二是情境可以是单一的化学学科背景，也可以有其他学科背景，而且最好能与学生的生活背景建立联系。大概念有一个很好的价值属性就是生活价值，情境越陌生、越是跨学科，就越能促进大概念的迁移应用，最终实现核心素养发展目标。比如在指向大概念“基于物质类别和元素价态可以预测物质的性质和转化”的“补铁剂”主题学习之后，教师可以设计一项任务——“净水剂高铁酸钾的制取和保存”来评价学生是否理解和掌握了这个大概念，如果学生能够想到用一种更强的含钾氧化剂来氧化低价铁盐制取高铁酸钾，那就说明学生理解并掌握了这个大概念。当然教师也可以设计一项更陌生更综合的真实情境评价任务，如“分析并预测漂白剂二氧化氯的性质、制取和保存”来促进学生核心素养的发展。

（三）分析学情和教学内容，建构大概念的知识层级结构

大概念不是事实与概念的简单堆积，学生对大概念的理解和掌握也是一个循序渐进的过程。教师首先要分析学生已有知识基础，学生要熟悉和掌握哪些必备知识，教材中有哪些知识内容，教师要提供哪些支撑材料（如图1所示）。

教师还要明确这些知识之间存在怎样的逻辑层级关系，并根据大概念教学目标设定这些知识在教学中的地位，即大概念是将哪些重要概念联系起来，支撑重要概念建构的一般概念是什么？一般概念又可以从哪些事实获取？然后教师要以大概念为统摄，将教学知识内容按照内在逻辑关系（事实→一般概念→重要概念→大概念→跨学科大概念）建立合理的联系。图2为从“物质可以燃烧”这个事实到哲学观点“事物的发生都是有条件的，研究事物的发展或控制事物的发展可以从事物发生的条件入手”的金字塔型逻辑关系图。

（四）结合教学内容设计符合学生实际、能引发学生兴趣的真实情境

钟启泉认为“核心素养的核心是真实性”“核心素养区别于应试学力的最大特质在于真实性。真实性是核心素养的精髓”。大概念不是教师告诉学生的，而是学生在真实情境中不断解决实际问题的过程生成的。指向大概念的教学应该是让学生自主进行的、由具体到抽象再到具体的高通路迁移，这样他们才能自主地解决真实世界的问题。所以教师要把真实情境作为学生理解并掌握大概念的一条重要路径。真实情境的创设源于与化学学科相关的素材，如生活常识、工业生产、环境保护、化学研究前沿、真实实验、化学历史资料等。合理的真实情境应具备以下几点特征：一是与学情相贴近，情境不能过于复杂，教师在了解学情的基础上进行一定的加工，给学生提供足够的信息以降低复杂性。如果情境远离学生认知范畴，也不能算真实情境。二是与教学内容紧密关联，这样学生才能更高效地从情境问题中建构知识，从而提升学习效率。三是指向性明确，真实的情境应该指向大概念并有利于大概念的提取，也就是说大概念目标能有效解决情境中的问题。比如离子反应单元教学可通过学生熟知的本地江河水质检测情境引入，激发学生的探究兴趣，当学生从检测身边的水质真实情境中构建电解质概念后，进一步引入如何处理工业废水以及工业废水处理检测方法，最终让学生掌握大概念“从微观角度认识溶液体系中物质的存在与变化”。此外，教师还可以创设跨学科真实情境，如通过历史学科舍勒发现氯气的过程引入氯气的实验室制法，通过物理学科中光学散射现象引入丁达尔效应，通过语文学科中李白的《将进酒》引入乙醇的学习，等等。

（五）设计指向大概念的核心问题和挑战性任务

教师要根据真实情境提出指向大概念的核心问题，再以问题为导向，引导学生通过自主探究或小组合作探究的方式完成挑战性任务。教师提出的核心问题要能引发与大概念相关的持续性思考，不断激活学生的经验，达成对大概念的深度理解。最好的效果是学生在教师设计的情境中能主动提出问题。比如教师设计小组合作真实情境——用TDS水质检测笔测定河水、矿泉水、蒸馏水、无水乙醇的数据，学生可能会主动提出问题：“为什么读数不一样？”教师可指导学生往溶液体系中微粒的种类和数量方向思考，从而指向大概念“从微观角度认识溶液体系中物质的存在与变化”。

立足真实情境的挑战性任务是实现大概念教学目标的载体，学生完成挑战性任务的过程就是逐步构建学科大概念的过程。教师要根据学情搭建好支架，设计更加合理的挑战性任务。比如铁及其化合物的学习可以设计“如何制取补铁剂硫酸亚铁”驱动性任务，引导学生构建大概念“物质类别和元素价态是物质转化的重要依据”。

（六）大概念的引导生成

大概念本质上是一种专家思维，是一个概括性很强的思想观念，往往是专家经历很多案例后感悟出来的，甚至有些大概念与学生的初步理解是相反的（如图3所示）。所以大部分学生并不一定能够自然生成大概念，这就需要教师依照大概念的层级结构，逐步引导学生在真实情境中从一般事实到基本概念，再到学科大概念，最終形成跨学科大概念。特别是从基本概念到学科大概念的关键一步可能需要教师再提供几个案例来激发学生思考，支撑大概念的生成（如图4所示）。所以，指向大概念的单元整体教学设计成为教师最好的选择，一个单元内的几个课时可以指向同一个大概念（如表1所示），更有利于学生对大概念的生成、理解和迁移。

综上所述，指向大概念的化学教学设计，教师在实际教学中可以以真实情境引入、提出核心问题、完成挑战性任务、生成大概念和真实情境评价等五个环节来实现核心素养目标的落地。

参考文献

［1］中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［M］.北京：人民教育出版社，2021.

［2］中华人民共和国教育部.义务教育化学课程标准（2022年版）［M］.北京：北京师范大学出版社，2022.

［3］刘徽.大概念教学：素养导向的单元整体设计［M］.北京：教育科学出版社，2022.

作者简介：岑素艳（1982— ），广西靖西人，研究生，硕士，高级教师，主要研究方向为中学化学教育；范斌（1977— ），通讯作者，江西抚州人，研究生，硕士，高级教师，广西特级教师，主要研究方向为中学化学教学。

（责编 林 剑）