导向结构化的教学单元进阶设计*——以“氧化还原”教学单元为例

邹国华|福建省龙岩第一中学

教学要超越机械记忆的学习活动，从显性的符号知识的学习走向隐性的学科方法、观念、思维方式的意义建构，整体把握知识的符号理解、逻辑规律与内在意义三者间的关联。过往的教学常出现零碎化、表层化和标签化等问题，看似热闹的课堂往往流于形式，限制了学生理解知识、建构意义、解决问题能力的发展［1］。《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》”）以发展学生核心素养为课程目标，而发展核心素养就是要使学生形成稳定的、结构化的学科知识、学科思维和学科观念，并在真实复杂问题任务的解决中发展能力和品格。

一、结构化教学设计的含义

《课程标准》指出，教学内容的结构化设计是实现知识向学科核心素养转化的关键，教学内容的结构化包含知识关联结构化、认识思路结构化、核心观念结构化三个进阶层次。以往的教学，往往关注知识、技能的掌握，而弱化知识结构和学科认识思路、方法的形成及运用。《课程标准》强调在运用中对知识进行自主加工，将知识结构化、功能化，实现从知识向认识思路、核心观念的转变，最终发展为学科核心素养。

知识关联的结构化是一个循序渐进的过程，需要在实践活动中进行知识的内化。在具体教学活动中，学生重新组合隐藏于大脑中的各种知识，完成知识之间“近亲”和“远亲”的关联，从而形成相互联系的知识网络，建构出知识体系。例如，教学氧化还原反应时，教师要考虑学生的接受能力，将氧化反应、还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物、还原产物等知识分散在不同的课时学习。学生在完成相关内容的学习后，要对这些知识进行自主加工和意义理解，让知识之间的关系显现出来，促进知识关联结构的形成（如图1所示）。

图1 氧化还原反应相关知识的关联结构

认识思路的结构化是形成知识结构后，在思考知识“有何用”“何时用”和“如何用”的过程中发展形成的，其核心是指向知识的运用，也是对知识关联结构的实践和检验。在知识的具体运用中，事实性知识和学科技能被进一步提炼为学科方法，形成认识思路。例如，在学习完氧化还原反应后，如何使用氧化还原知识分析、验证具体物质的氧化性或还原性，就需要认识思路的指引。在理解氧化还原知识本质的基础上，可创生出研究物质氧化性或还原性的一般思路：（1）根据物质中所含元素化合价升或降的可能性，预测物质可能具有还原性或氧化性；（2）如果预测物质具有氧化性（或还原性），就需要寻找另一种具有还原性（或氧化性）的物质，通过实验检验二者能否发生氧化还原反应，以检验预测。该思路即为氧化还原单元学习中要形成的结构化的认识思路。

核心观念是在回顾知识、认识思路的创生过程中，进一步升华、提炼形成的具有统摄意义的观念，它具有高度的概括性，对零散的知识、孤立的认识思路具有高度的统摄作用［2］。核心观念是稳定的、可迁移的，对分析和解决具体的问题有指导功能。例如，在完成基础有机化学课程的学习后，先要回顾有机化学学习的过程，总结有机化学的学习方法，再对有机物变化的本质及其认识过程进一步抽象，最终形成“结构决定性质、性质反映结构”的核心观念。核心观念结构化，就是将提炼出的核心观念进行内涵分析及外延界定，使不同的核心观念之间产生逻辑和意义的关联，从而形成体系，统领整个学科内容的学习。

在教学设计中，教师要充分认识到教学内容结构化设计的重要性，有计划、有目的地规划教学，促进学生实现从知识关联结构化到认识思路结构化，最后上升为核心观念结构化的学习进阶。

二、导向结构化的教学单元进阶设计模型

如何进行导向结构化的教学单元进阶设计？笔者结合多年来对学习进阶理论的研究和实践，建构了如图2所示的模型（注：笔者将教学单元下划分的各阶层称为“层级”，各层级下划分的各阶层称为“阶级”）。

图2 导向结构化的教学单元进阶设计模型

图3 层级1知识关联结构

为了让单元教学实现知识关联、认识思路、核心观念结构化的目标，基于学习进阶理论下的单元设计需要从宏观、中观、微观三个层面进行规划。对导向结构化的教学单元来说：宏观层面的层级进阶设计，就是支撑教学的框架，决定教学的质量与效度；中观层面要细致规划层级，制订各层级内部的进阶路线，使进阶设计更合理，学生操作起来更便捷；微观层面要设计层级内部各阶级的具体实施，考虑如何创设情境、设置任务，以达成深度学习目标。笔者认为，并非到最高层级后才能实现认识思路或核心观念的结构形成，低层级的学习虽然相比于高层级的学习“浅层”，但层级内部依然可以逐渐加深，在知识关联结构化的同时也可能会有相应认识思路、核心观念的形成和完善。因此，每个层级都可以有结构化的教学目标，并且结构化程度也是在不断进阶发展的，这样才能最终实现单元知识关联、认识思路、核心观念结构化的总目标。另外，结构化教学需要特定的情境作为载体：低层级一般以知识的建构为主，可选择建构类情境；高层级一般以知识的运用为主，要求在运用中形成认识思路、升华核心观念，可选择迁移类情境。

三、导向结构化的教学单元进阶设计的过程

在图2的指导下，笔者以“氧化还原”教学单元进阶设计为例，对导向结构化的教学单元进阶设计过程进行阐述。

（一）宏观层面：系统着眼，聚焦总目标，整体规划进阶层级

单元教学目标对化学知识、思维、观念具有很好的统整功能，教师要围绕单元教学目标，挖掘知识间的逻辑联系，帮助学生在零碎的化学学习内容中寻找规律、发现结构，最终形成具有化学特征的认识思路和方法。在教学单元进阶设计中，教师需要做到两点：首先，确定单元的教学目标，剖析单元包含的化学知识、化学思维，确定教学单元所要达到的最终的结构化目标；其次，分析学生的认知起点，根据学生的认知逻辑以及学习内容之间的科学逻辑，合理制订单元教学的进阶层级，对进阶层级、层级衔接、知识内容进行整体布局。单元整体规划下的学习进阶路径，有利于完成知识关联、认识思路、核心观念等的结构化建构［3］，实现教学目标。

氧化还原是高中阶段重要的学习内容，包含丰富的化学知识，概括起来有：从化合价和电子转移两个维度认识物质性质的视角；用氧化还原规律分析物质转化的思路；从分类、守恒和转化等视角研究物质通性和特性的方法等。统领“氧化还原”教学单元的核心观念是“化学变化”［4］，氧化还原涉及电子、化合价、物质、能量等变化，“化学变化”是这部分内容共同属性的反映，具有统摄性。从得氧失氧角度认识氧化还原是高一学生对氧化还原反应的认识起点，最终完成“氧化还原”单元学习后，学生要能运用氧化还原的思维、方法模型，解决生产生活中的常见问题。为此，笔者综合研究《课程标准》、教材、学生认知基础，分析氧化还原反应的内涵、外延，最终将“氧化还原”教学单元进行进阶层级设计（如表1 所示）。层级1～4 由浅入深，从知识经验发展到知识结构，最终以知识运用为归宿，形成对“氧化还原”单元内容的系统认识。

表1 “氧化还原”教学单元层级规划

（二）中观层面：细化层级，明确学习内容，建构进阶阶级

层级的制订，是对单元大知识的学习进行规划，层级内也包含小概念、小规律，需要科学合理地安排，使得学习进阶大梯度中的小梯度也呈现科学递增［5］，因此，中观层面也需要对层级进行进阶规划。表1中对每个层级“层级发展过程”“结构化目标”“认识进阶”的描述，已对层级的学习内容、要求等进行了分析，教师可参照此描述对各层级内部进行细化，建构合理的学习进阶路径。在进行层级内部的进阶路径设计时，教师需要做到两点：首先，注重学科知识和技能的掌握，基础知识和技能只有在运用中发展提升，才能形成思路和方法，因此往往将知识、技能的获得安排在低阶级进行，而将思维、方法的提炼和建构安排在高阶级进行；其次，在层级内部进行进阶设计时，也要关注高阶级与低阶级学习内容之间的关联、互动，使学习内容形成动态的发展过程，并适时进行整合，促成知识关联、认识思路、核心观念的结构化。

结合表1 中对层级1 的分析，笔者建构了如表2所示的进阶学习路线（限于篇幅，此处仅选取层级1进行层级内部的进阶设计展示）。

表2 “氧化还原”教学单元层级1内部的阶级规划

（三）微观层面：创设情境，以任务驱动为主线，设计进阶任务

宏观层面的层级设计和中观层面的阶级进阶设计，都是对单元学习的合理规划，是在给教学搭建框架、规划线条，而如何将搭建的框架具体转化为教学实践，让筋骨长出血肉，则需要在微观层面对教学规划进行具体的布局，让框架、线条变成看得到、行得通、可实施的教学活动设计。此阶段需要完成以下任务：首先，创设真实、具体的情境作为载体，建议整个单元创设一个主题情境，各层级、各阶级可以围绕主情境，创设相应的为教学服务的子情境，具体是选择建构类情境还是迁移类情境，应根据教学任务来确定；其次，在所创设的子情境中，挖掘与教学相关的情境问题，设计教学任务，使任务之间形成递进式的逻辑关系，引导学生积极参与任务活动，在活动中促进其知识和能力的进阶提升。

就“氧化还原”单元设计而言，可以用生活中的铁、铁盐、亚铁盐的性质及转化来创设主情境，每个层级再根据具体需要，创设与主题情境相关的子情境。如对层级1进行微观层面的教学设计（如表3所示），由于主要是学习氧化还原反应的基础知识，应创设建构类情境。

表3 层级1微观层面的教学设计

导向结构化的教学单元进阶设计，其层级和阶级划分是否符合学生的认知逻辑，是决定学生能否高效参与进阶学习的关键，而层级和阶级是否逐级递进并指向知识和思维的深处，是决定知识关联能否发展为认识思路，最终形成核心观念的关键。为了实现知识关联、认识思路、核心观念结构化的目标，导向结构化的单元教学进阶设计需关注三个方面的问题：（1）单元教学不是课时教学的简单叠加，要基于课程标准和各版教材文本进行大概念统领下的逻辑整合；（2）教学要以丰富的活动为承载，要从“灌输”走向基于实践参与、经验交往的教学理解；（3）教与学的内容不能仅限于知识点，要挖掘知识背后的学科思想方法、核心观念，实现知识关联、认识思路、核心观念的结构化建构，最终走向深度运用。