大概念统领下初中化学研究性作业的实施策略—以“碳和碳的氧化物”单元为例

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　　摘要:大概念统领下的单元教育可以帮助学生整合信息、解决实际问题,并培养学生科学素养。在大概念指导下,初中化学单元作业应该围绕重要概念、次级概念以及相互之间的关系,让学生在真实情境中体验解决问题的过程,从而获得解决问题的乐趣。本文以“碳和碳的氧化物”为例,探索大概念统领下初中化学探究性作业实施策略。

　　关键词:大概念；初中化学；研究性作业

　　大概念统领下的单元教育已成为当前教育改革的研究热点和趋势。碎片化的知识点无法构建学生的感知基础,唯有将所接收的信息以概念性的架构整理出来,并且进行反思才能内化知识点。大概念统领下的单元教育能充分协助学生整合信息、解决实际问题,并培养学生科学素养。在大概念引领下,单元教学设计可以有效地提炼和概括学科专业基础知识,帮助学生构建整体的学科知识结构,培养生成化学观念。

　　一、大概念统领下初中化学作业的设计思路

　　1.深入研究学习内容

　　在大概念中,“大”不仅仅是指学科本质的深度,更应体现化学知识体系外延的广度,即它对生活的价值。陶行知创立的生活教育理论体系反对把教学过程视为单纯的认知过程,应遵循教育和教学规律,适应时代和社会需要,使教育与生活和社会实际紧密联系起来,最终培养学生解决问题的能力。因此,初中化学单元作业应该围绕次级概念,让学生在真实情境中体验解决问题的过程,获得解决问题的乐趣。初中化学的层级结构则是将次级概念作为理解整个单元的基础,并将日常生活、绿色化学、实验和学术研究等相关内容与它们联系起来,形成一个有思想、有内容、有情境的多层次架构。

　　2.确定作业目标和情境

　　一是大概念统领下作业目标设计思路。从学科思想本质出发,可以从多个角度深入探究大概念,并从中汲取灵感和启示。首先,大概念统领下的作业是否能够让学生深入探究化学领域的研究对象和基本问题,从而提炼出一系列重要的次级概念,并引导学生建立物质观、微粒观等基本化学思维方式。其次,大概念统领下的作业是否让学生从科学探究和实验探究活动中提炼出一些重要概念,并从中获得有价值的知识。最后,以科学态度和社会责任为指导,坚持实事求是、勇于质疑、不断探索的科学精神,推动化学与社会发展、实现绿色化学的可持续发展。

　　二是大概念统领下问题情境设计思路。在确定了本质问题之后,需要设计出一个有效的推动问题情境来帮助学生更好地进行大单元学习。适合的问题情境可以吸引学生注意力,并让学生更加专注于知识探索。一个恰当的问题情境应当具有如下特点:问题情境源于日常,旨在解答现实难题;激发学生探究欲望为核心,贯穿于每个学生完成作业的整个过程,以提供持续的动力;将本质问题的概括性融入作业中,使每个学生可以从具体问题中获取学科核心知识。

　　3.形成大单元作业方案

　　大概念统领下的单元作业强调,在设计和实施作业时,应当建立多方协作机制。首先,提倡学生在家里可以与家长共同探讨作业内容、时间安排以及评价标准等,以确保作业的有效性和质量。其次,在设计和实施作业时,应有详细的作业规划和有梯度的分层设计,以减轻学生负担。最后,为了保障多主体协同的有效实施,学校应建立完善的制度和组织文化,以确保作业的有效评价和审核。大概念统领下的单元作业被视为一种融合课程与教学的学习活动,它不仅能够激发多元主体的协同作用,还可以为实践提供新的可能性。

　　二、大概念统领下初中化学研究性作业实践

　　1.分析与设计

　　分析阶段:在“碳和碳的氧化物”单元中,首先要分析大概念、重要概念和次级概念相互之间的层次关联,及它们相互之间的联系。为更好地理解“碳和碳的氧化物”单元,提炼出“物质转化”这个核心概念,并以“物质—性质—制法”为大概念单元层级结构(如图1所示),从而更清晰地理解构成、特性、存在、制法和用途相互之间的关系,包括不同产物相互之间的联系和相互转化的关联。

　　碳和碳的氧化物彼此间的相互转化是一个复杂的流程,通过大概念和次级概念的知识串联(如图2),可以让学生认识到物质相互之间的内在联系,以及相互之间的转化是由反应规律所决定的。

　　通过重要概念和次级概念的知识串联,可以让学生认识到物质的组成与结构、物质多样性、物质的组成与结构特点决定物质的性质、物质的性质是结构特点的反映、物质的性质影响用途、物质的用途反映出物质的一定性质(如图3)。

　　设计阶段:通过深入理解大概念,并将其与重要概念和次级概念进行分层,我们可以确定本单元的教学要求。单元作业的要求反映了整个单元的要求水平,基于大概念的单元作业更强调整体性和系统性,体现了与单元教学目标的一致性和互补性。通过清晰的表述,单元作业任务可以有效地促进交流、诊断和评价,从而体现出它们的价值。以体会元素化合物知识的学习方法、加深对实验室制取气体有关知识的理解、丰富对物质多样性的认识和物质关系的认识为目标设计思路。

　　2.开发与实施

　　开发阶段:在大概念统摄下,单元作业设计应该考虑多种题型、广泛的知识面以及适当的难度。作业应该以作品形式呈现,以增加学生的学习感受和成就感,并发挥学生的主观能动性和创造性。此外,在大概念统摄下,单元作业设计围绕帮助学生发展自我认知,优化学习过程,对学习结果进行有效检测。作业的整体性实现,既是作业展开的过程,也是评估的过程,它们的融合使教学内容更加完善、有效。

　　实施阶段:根据初中化学探究性作业的知识探究型、实验探究型和实践探究型三大类,按照A、B、C三个层次将学生分为不同的学习小组,通过组内异质、组间同质的组队方法让小组学生能够互相激励、互相带动,激发其完成化学项目作业的兴趣。选定学习能力较强的学生担任小组长,并分组员落实组内责任,推动探究性作业的顺利完成。

　　在作业中,探究式学习自始至终贯穿其中,问题源于学生的原有认识,更具有驱动性和挑战性。

　　在设计实验、探究实验、实践调查这一类作业内容质量考查上,教师通过合理把控难度进行作业分层。对于基础较差的学生必须完成的是“理解反应原理选择依据和实验装置的设计原理,并能应用于实验室制取,能根据实验目的选择实验药品和仪器,能安全操作”的作业目标;对于基础中等的学生还要必须完成“通过对制取气体的探究,形成实验室制取常见气体的一般思路”的作业目标;对于基础好的学生,除了上述两个内容,还必须完成“不断改进、评价,修正气体发生装置设计,增强创新意识”的作业目标。

　　以上是一个开放的、综合性的作业,它涵盖了多个课时的知识点,旨在帮助学生在学习完本单元知识后,能够运用所学知识解决实际问题,并在选择和比较实验方案的过程中加深对单元知识的理解,建立知识网络,促进知识的融会贯通,最终形成和内化大概念。通过作业,学生能够掌握一个清晰的知识结构,它包含了逻辑关系、因果关系和知识点来龙去脉,更深入地理解本单元内容。学生在学习本单元时,会从宏观物质及其变化规律出发,进一步探究其他元素衍生物相互之间的内部密切联系和其他物质发生变化的合理性,经历了知识点从具体化到抽象、从表现到实质的过程。

　　3.评价与反思

　　评价阶段:通过建立全面的评价指标体系,以多样化的主体参与,实现对评估的指导和激励。

　　实施反思:本单元作业的基本框架以大概念为统领,将“碳和碳的氧化物”联结为一个有组织体系的整体。依托丰富多样的情境素材,突出单元主题,让作业既基于学生已有的知识基础和生活经验,又体现认识的连贯性和递进性,促进知识向素养转化。

　　实践表明,学生能够基于已学知识建立新的理解,从而抽象出概念之间的联系,并将这种理解转化为他们未曾想象的情境,这种能力被称为概念性理解。经大概念化学研究性作业后,学生能够清楚地理解物质之间的联系,并将这些概念应用到实际情况中。在大概念化学研究性作业中,采用观念性问题来考查学生对“碳和碳的氧化物”系统的理解。结果发现,具备系统观念的学生能够准确地表达出物质的概念。通过角色扮演和方案设计学习活动,学生可以利用已经形成的思维模式,深入分析问题,洞察生命现象,并且提出有效的解决方案。

　　三、结语

　　教师需要从更宏观的角度出发,以更宽广的视野来分析和思考学科本质,从单纯关注具体知识技能的教学转变为以大概念为核心的大单元教学,深入探究大概念与学生学科思维培养之间的联系,合理安排课时教学各项任务,以促进学生思维能力提升,并使学科知识教育得到协调发展。

　　参考文献

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