核心概念统领的单元教学设计与实施

《高中化学课程标准》提出：高中化学课程应有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能，进一步了解化学学科的特点，加深对物质世界的认识；有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力；有利于学生形成科学的自然观和严谨求实的科学态度，更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系，逐步树立可持续发展的思想。

化学教学如何才能达到这样的标准呢？运用核心概念统领教学，这是一个很好的策略[1][2]。核心概念是位于学科中心的概念性知识，包括重要概念、原理及理论等的基本理解和解释，内容能够展现当代学科图景，是学科结构的主干部分[3]。中学化学倡导核心概念统领的教学是引导教师在教学中要把握本质，关注整体，超越具体事实，引领学生通过深刻思考，从本质上认识和理解所学知识，形成化学学科的思想、观点和方法。

一、以核心概念为统领设计单元教学

1.确定教学单元

“化学中的平衡”是中学化学的重要教学内容，必修教材与选修教材均有涉及。必修2第二章第3节中介绍化学反应的限度，使学生认识可逆反应，初步建立化学平衡的概念。选修4第二章第3节则从定性（勒夏特列原理）和定量（平衡常数）角度使学生系统地认识化学平衡。选修4第三章则系统地讨论化学平衡的一个重要应用――水溶液中的离子平衡，使学生有了应用理论解决问题的机会。由于这些内容具有内在的逻辑，所以教师可以将必修2与选修4部分有关化学平衡的内容整合，组成一个有利于学生认识发展的教学单元。

2.提炼单元核心概念

提炼单元核心概念就是教师应明确需要学生理解的重要教学目标。要想让教学目标清晰，教师要将单元核心概念用陈述句的形式表述出来。这种操作方式从学生学习的角度来说便于学生清晰准确地理解什么是最重要的知识，从教师教学的角度来说可以更准确地确定教学内容。对于“化学中的平衡”单元，该单元的核心概念为：可逆反应在一定条件下都会达到反应限度；这个限度的定量描述叫平衡常数；改变条件平衡会向减弱这种改变的方向移动。

为了便于学生理解，该核心概念可以分解为以下三个基本理解：

（1）化学过程都有一定的限度，限度的大小主要由物质本身的性质决定。

（2）平衡是暂时的，外界条件的变化会使平衡关系发生变化――即发生平衡移动，移动的方向总是向削弱这种改变的方向进行（勒夏特列原理）。

（3）平衡体系中各相关物质存在一定的定量关系，这种关系是温度的函数。

3.制定单元计划组织图

学生在学习中首先要依据事实，并将诸多事实中本质的内容提炼出来，形成基本理解，再将基本理解建构为核心概念，通过迁移、应用巩固对核心概念的理解。本单元的知识关系图如图1所示。

教师可以以大晶体制作、水煤气反应平衡数据等事实为教学依托，帮助学生认识可逆反应和平衡常数等概念，进而理解可逆反应在一定条件下都会达到反应限度，这个限度的定量描述叫平衡常数；如果改变条件平衡会向减弱这种改变的方向移动。之后，教师在依据这些核心概念讨论并解决更多的事实（实验现象、工业生产工艺等），在问题解决的过程中，加深对核心概念的理解。该单元的元计划组织图如图2所示。

4.设计教学活动，促进核心概念构建

教师提炼出单元的核心概念、制订好单元计划组织图后，需要将单元划分为具体课时，找出该课时的核心概念，再将每一个核心概念划分为几个基本理解，将基本理解以引导问题的形式呈现给学生，围绕核心概念的构建设计好相应的学生活动。

教学设计依照核心概念基本理解引导问题活动设计进行，课上教学以引导问题和活动为明线展开，经过概括和总结得出基本理解，进而教师要引导学生构建出本节课的核心概念。

以“难溶电解质的溶解平衡”教学为例，基本教学框架如图3所示。

二、以核心概念为统领的教学设计实施感悟

1.有利于三维教学目标的实施

以核心概念为本的教学注重让学生体验知识、原理的生成过程，教学层次分明，有利于学生获取学习知识和掌握技能的能力。在学习过程中，学生感悟概念的形成、规律的揭示与过程方法目标的实现。

此外，以核心概念为本的教学注重所学知识的持久性和迁移性，强调学生深层理解力的发展和复杂思维能力的培养，有利于学生知识目标与技能目标的达成。同时，教师将核心概念的理解作为教学目标，有助于学生理解与他们生活相关的事件和现象，使学生感受化学学习的意义与价值，达成情感、态度、价值观的目标。

2.激发学生的思维

在“难溶电解质的溶解平衡”一节课的学习中，因为教师抽提出“化学中的平衡”的核心概念，并以此作为思维的武器，使学生的学习活动目标明确而有意义。教学活动一开始，教师就和学生通过猜想和实验证实构建“难溶电解质的悬浊液中存在难溶物（固态）”和“对应离子间的动态平衡”的核心概念，且这一平衡符合化学平衡的规律。于是，学生从定性的角度即平衡移动的方向讨论沉淀的溶解和转化，也可以从定量的角度分析沉淀生成的条件，还可以应用上述结论再审视复分解反应发生的条件。在整个教学过程中，学生一直都在思考：事实是怎样的？为什么是这样？有什么理论支持？得到什么结论？这个结论能推广吗？还有什么用？由于整个学习过程有明确的学习目标和问题驱动，每一位同学在学习时会不断地思考为什么与怎么样，寻找不同的、具体的、基于内容的各个例子之间的联系，让其在较高的概念水平整合思维，使思维集中到概念性水平（知识可迁移层次），这样的学习有深度，富有意义，能够激发学生的思维。

3.提高教师课堂教学的实效性

以往在教学“难溶电解质的溶解平衡”时，教师一般会按照教材中的顺序，通过实验证实Ag+和Cl-的反应不能进行到底，引出“沉淀溶解平衡”概念，并不会讨论沉淀的生成，直接利用教材中的例子讲解沉淀的转化和溶解，最后介绍溶度积常数及其应用。教师在讲课过程中虽然会应用平衡移动原理，但通常是为了解释具体问题，时间一长，学生往往就会遗忘。这样的教学模式容易使学生只关注事实本身，不会在更广泛的背景中考虑更上位的内容，达不到更高层次的认知。

在实施以核心概念为统领的单元教学三个月之后，笔者针对本校教学学习效果用调查问卷的形式进行检验，其中“请你用简短的语言说明你对难溶电解质的溶解平衡的认识”，实验班26人中有19人能回答出难溶电解质在固态及其溶液中的离子间存在平衡，该平衡遵循化学平衡的相关规则，还有5人提到用Ksp可以从定量的角度看沉淀的生成和转化。而对照班25人中只有1人提到可以从平衡移动的角度看难溶电解质的溶解，而大部分学生（12人）只提到溶解度大的向溶解度小的方向转化，显然他们的学习只停留在记忆事实方面。又如“向硫酸铜溶液中通入硫化氢气体可产生黑色沉淀，写出反应的离子方程式。若向硫酸锌溶液中通入硫化氢无沉淀产生，分析可能的原因”。实验班15位学生利用Ksp从定量的角度很好地解释了沉淀生成或不能生成的原因，而对照班的学生只有3人从硫化锌与硫化铜的溶解度大小的角度来解释，其他学生不知如何回答。

显然，以核心概念为本的教学对学生深入理解知识和有效转化知识而采取的超越事实的思考方式的影响力是显著的。在面对一个复杂的电解质溶液的变化时，学生能自觉地运用化学平衡理论对变化进行预测，并在预测的基础上，进行实验求证，即以核心概念为本的教学设计能帮助学生在学习中形成科学的态度和方法，解决生活和工作中遇到的实际问题。

本文系北京教育学院市级骨干及学科带头人研修项目周玉芝工作室研究成果。

参考文献：

[1]周玉芝.以核心概念为统领设计化学教学[J].化学教育，2012（6）.

[2]周玉芝.从表层学习到深层学习――以初中化学的分子概念教学为例[J].中学化学教学参考，2012（9）.

[3]艾里克森著.兰英译.概念为本的课程与教学[M].北京：中国轻工业出版社，2003.

（作者单位：北京市第八中学）