初中化學單元整體教學設計探析
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摘要：以“化學實驗體系三要素”為指導，針對初中化學氣體實驗內(nèi)容，通過歸納抽象、解構、提煉，闡述了把握知識之間縱向和橫向關系的分析思路，從單個典型實驗和跨章節(jié)整合建立實驗。本文從學習階段實驗整合的角度分析了大概念的單元水平和高級學習目標，其核心是大概念組織教學，用這一內(nèi)容來啟示學生進行深入的思考，讓學生體驗“手和腦”的學習活動，用結構化黑板書寫總結顯性知識之間的內(nèi)在聯(lián)系闡述。
關鍵詞：大概念；初中化學；化學實驗體系
在實施素質(zhì)教育改革的背景下，教育界實現(xiàn)核心素質(zhì)培養(yǎng)的有效途徑之一是圍繞學科理念進行單元性的教學，既有整體，又有分散。初中階段的化學教學中，化學實驗是一個重要的教學內(nèi)容，在進行化學實驗教學時，前人提到過化學實驗系統(tǒng)的三要素，用于表達化學實驗的進程以及他們之間的關系，闡述其中的利害關系?？偟膩碚f，實驗內(nèi)容是基本的化學實驗思想，操作步驟是基本的實驗流程。在大概念的理念下，如何深入地結合實驗的三個要素進行教學，是本研究的重點內(nèi)容。
一、以大概念為統(tǒng)領建立具體實驗內(nèi)容間的內(nèi)在聯(lián)系
不同的學科具有不同的教學性質(zhì)，初中化學學科的性質(zhì)較為特殊，它是以實驗為基礎展開的理論學習，目的是培養(yǎng)學生對科學的探索能力。因此，在教學中需要教師以大概念為統(tǒng)領，建立一種全面的教學系統(tǒng)，將初中的化學教學內(nèi)容與教學模式結合起來。最重要的是要將化學實驗的內(nèi)容和方法與化學理論結合起來，幫助學生建立實驗與科學知識之間的聯(lián)系。建立知識之間的內(nèi)在聯(lián)系可以采用以下思路。第一，從下至上對它們進行分類和總結，即從具體的實驗中分析它們之間的關系對應于更大的概念，更大的概念可以分為更大、更廣的概念。例如，過濾、沉降、蒸餾和結晶是實現(xiàn)物質(zhì)分離純化的常用實驗方法。它們的具體原則是不同的。然而，它們的共同點是“利用混合物中成分性質(zhì)的差異來分離和純化物質(zhì)”。這是一種比較基本的物料分離純化的思維方法，即過濾、沉降與蒸餾之間的本質(zhì)與聯(lián)系。通過對這些相似概念的對比，延伸化學基本概念的含義，幫助學生理解各種化學實驗現(xiàn)象。例如，在進行教學的過程中，教師將原理或本質(zhì)相似的內(nèi)容進行歸納對比，能夠讓學生快速地區(qū)別相似的概念和物質(zhì)，進而從“實驗室制氣思路與方法”的內(nèi)涵及揭示的關鍵問題出發(fā)，也可以在更具普遍性和廣泛性的“化學實驗系統(tǒng)三要素”概念下加以實踐。第二，自上而下具體細化，即從大概念的角度，按照一定的邏輯對其逐步解構和具體提煉。比如，“化學實驗體”根據(jù)化學實驗的目的和內(nèi)容，可細分為“實驗研究材料”合成的思路和方法，實驗室制氣的思路和方法等。結合化學實驗中具體研究對象的不同，可以將材料的研究方法進行具體化，例如，對原材料的細化，可以分為混合物、純凈物、單質(zhì)或者是氣體、固體、液態(tài)等?？傊?，每個實驗過程都能夠進行具體化，而這種具體化的實驗設計思路就是一種常用的實驗思想。教師通常需要綜合運用以上兩種思想，通過自下而上和自上而下的方法，通過分析整理，將具體化學實驗的內(nèi)容與本學科較高的抽象概念和一般適用的概念聯(lián)系起來，使許多具體知識相互聯(lián)系，例如，當化學實驗的研究對象是氣體時，教師根據(jù)化學實驗系統(tǒng)三要素的原則，可以將整個實驗中的化學知識聯(lián)合起來，探究其中的聯(lián)系。結合不同的化學研究思路，在新的角度提出新的方法論，針對具體的實驗現(xiàn)象進行分析，充分發(fā)展化學思維。
二、以大概念為指導確定單元目標
單元建設的核心是確定單元的學習目標，而學習目標的確定需要以學習目標為基礎。根據(jù)課程標準的要求，結合具體實驗教學內(nèi)容的特點，并結合學生的實際情況和發(fā)展需求進行分析，概念的學習過程及其目標推進。大概念指揮下的分類有以下幾個層次。
（一）跨章節(jié)實驗整合單元
系統(tǒng)地考慮了實驗教材中“化學元素在實驗室三章不同內(nèi)容下產(chǎn)生的二氧化碳”。通過單元教學，不僅從原理、裝置、驗證的角度出發(fā)，更重要的是促進學生形成實驗體系。提純氣體一般會采用的化學理論如下，第一，利用產(chǎn)生氣體的化學反應進行氣體的制備，并研究其是否需要添加其他反應物質(zhì)，如催化劑等；第二，明確實驗所需要的儀器設備，按照化學反應的原理連接這些設備；第三，對制備好的氣體進行驗證等。在這樣的單元教學中，學生獲得不僅有具體的知識點，而且有結構化的知識和解決這些問題的思路和方法。
（二）立足學段的實驗整合單元
由于初中化學的教學不僅需要滿足實踐性，還需要滿足中學考試的要求，因此，針對一些反應復雜的化學實驗，教師可以結合大概念對整個化學實驗教學進行調(diào)整，分析和解決各種問題。從初中的整個階段，教師可以通過改變內(nèi)容載體，將大概念的基本理論進行抽象化，站在學生的立場上去分析化學實驗的建設是否合理，目的是使學生通過化學實驗來驗證化學理論，幫助他們形成科學的實驗思想。這樣，學生在以后的實驗過程中能夠利用最基本的思想去解決各種復雜的化學實驗問題。此外，教師還可以將不同時期的相關實驗內(nèi)容進行整合，形成一個橫截面單元。例如，實驗室氣體生產(chǎn)，初中階段只需要氣體發(fā)生裝置和氣體收集裝置，高中階段則需要根據(jù)情況增加雜質(zhì)去除裝置和尾氣處理裝置。通過單元教學，擴展單元教學的內(nèi)涵，使各個單元之間形成一種內(nèi)在的聯(lián)系，幫助學生構建完整的化學知識體系。單元的大小、大概念的實現(xiàn)形式是不同的，在實際教學中確定什么樣的單元，取決于教師對學生知識學習、思維發(fā)展和能力提高的系統(tǒng)考慮，也取決于教師對學科的理解和對課程和教學內(nèi)容的整體把握。
三、圍繞大概念組織單元教學的主要策略
大概念指導下的化學實驗單元教學，注重促進學生對知識的深入理解，形成結構化的學科知識和解決問題的思維方法。在此基礎上，組織單元教學可以采取以下教學策略。
（一）圍繞大概念組織教學內(nèi)容
在組織教學時圍繞大概念，在課堂教學內(nèi)容或主要任務線的設計上，在具體的實驗中，首先將單元學習的總目標列舉處理，根據(jù)總目標的要求，對各個內(nèi)容進行分解，抓住重點的教學內(nèi)容，從而構建課堂教學任務的主要內(nèi)容，線索既能突出教學的核心和重點，又能把零散的知識放在邏輯結構的框架下，使學生能用內(nèi)在邏輯學習相關知識。
（二）引導學生圍繞大概念思考和理解
促進學生對知識的理解，發(fā)展對大概念的理解的主要策略是將教學內(nèi)容或任務轉化為指導性問題，例如，在二氧化碳的制備教學中，需要將核心的教學目標提取出來，在實驗教學的過程中融入真正的實驗思想，幫助學生了解、體驗和理解實驗室二氧化碳產(chǎn)生的原理，在問題分析和解決過程中，對設備進行比較和概括，驗證及其與實驗室制氧的關系，從而形成實驗室產(chǎn)氣的總體思路和方法。
（三）讓學生體驗“手與腦”的學習活動
學生的學習是通過活動經(jīng)驗來完成的。在教學中，針對學習任務和駕駛問題，有必要設計多樣化的“手和腦”活動，在具體的實驗內(nèi)容背后展示大概念。主要內(nèi)容為，一充分發(fā)揮實驗的作用，根據(jù)實驗內(nèi)容的特點和學習需要，讓學生對實驗進行詳細的分析，通過已知的知識對實驗進行設計，最后在實驗的過程中認真觀察實驗現(xiàn)象，利用所學的化學知識去解釋現(xiàn)象產(chǎn)生的原因。在這個過程中，學生能夠學會一整套解決實際問題的思想，幫助學生形成正確的科研思維。
（四）利用結構化板書突顯大概念的思維引領作用
大概念思維強調(diào)一個“大”字，教學中所涵蓋的內(nèi)容既需要具體化，也需要全面化。因此，利用結構化板書進行大概念的教學，是一種有效的教學策略。首先，它能夠引導學生形成良好的學習習慣，讓學生學會歸納和總結知識點，進而深化對知識點的理解。其次，在總結的過程中，其實也是一種知識的遷移的對比，學生能夠更好地掌握每個知識點的應用。最后，這種結構板書的教學能夠促進學生對化學實驗思維的理解，幫助他們構建完整的化學實驗體系。例如，在探究氣體的反應實驗中，需要了解氣體濃度變化的相關性這些內(nèi)容相互依賴，形成一個整體，因此，教師需要把這些內(nèi)容及其相互關系作為一個整體來把握。在研究氣體濃度的相關問題時，教師為了使學生更好地理解概念，可以通過具體的實驗來讓學生感受濃度的存在，例如，控制液體或氣體的流動方向“擴展和改進并應用于解決相關問題”的思想，逐步形成了結構化黑板書寫提高學習進度，使學生認識到解決化學實驗中的問題，必須弄清化學系統(tǒng)中濃度變化的原因，變化后流體的流動方向，以及相應的現(xiàn)象及其相互關系。
四、結語
大概念教學思維要求教師從大的角度去分析教學內(nèi)容，讓教學的內(nèi)容具有整體性。但是在這個過程中不能忽視對具體內(nèi)容的處理，尤其是不能忽視對學生個性化學習需求的處理，這對教師而言，是一個巨大的挑戰(zhàn)。但是如果教師能夠很好地在課堂上利用大概念的教學理念，課堂的質(zhì)量將大大提升，學生也能夠在完整的教學內(nèi)容中學會完整的化學知識。如何提煉大概念，如何在大概念的指導下把握知識之間的本質(zhì)關系，在學生認知能力逐步發(fā)展的基礎上進行單元教學，是教師一個富有挑戰(zhàn)性的研究課題，值得深入探討。
作者:王明霞 單位:山東省威海市經(jīng)濟技術開發(fā)區(qū)新都中學