基于“化学变化”的大单元结构化教学设计　　

      《义务教育化学课程标准（2022年版）》（下文简称“新课标”）指出，我们的教学要发挥大概念统领下多维课程内容的素养发展价值，引导学生建构对化学变化的结构化认识，形成认识化学反应的思路与方法，体会通过化学反应实现物质转化的意义和价值，发展核心素养。[1]燃料及其利用属于新课标中“物质的化学变化”这一主题内容，本文以人教版初中化学九年级上册第七单元“燃料及其利用”的教学为例，以发展核心素养为导向，从“化学变化”结构化视角，对“物质及其变化”进行研究，以期能更好地践行新课标理念，充分发挥化学课程的育人功能。

      一、“化学变化”结构化教学理念

      结构化是实现知识向素养转化的重要途径，只有结构化和功能化的知识才会有素养价值，教师唯有深刻参悟结构化的内涵，才能帮助学生搭建结构化的知识体系，结构化水平直接决定着素养发展水平。[2]

      （一）对化学变化本质的理解

      物质的变化与转化是初中化学重要的学科观念，化学变化是化学学科的核心概念，是化学研究的基础。在九年级上册第五单元“化学方程式”的学习中，学生已对化学变化有了初步认识，但对其的理解比较分散化、浅层化，还未达成整体上、多角度的认识。从宏观角度来看，化学变化的本质是生成新物质，而元素种类不变；从微观角度来看，化学变化的实质是分子的化分和原子的重新组合，而粒子数目比例关系守恒；从定量角度看，化学变化前后元素质量不变，原子的种类、数目、质量不变，物质的总质量守恒，物质质量比例关系守恒。以上三者之间有着必然的联系，对化学方程式含义的理解以及化学方程式的三种读法（读物质、读粒子、读质量）均可从以上三个角度进行阐述。所以，结构化的思维和方式可以帮助学生从宏观、微观、定量、符号角度更深层次地认识“化学变化”（见下页图1）。

      （二）对化学变化特征的理解

      物质的性质与应用、物质的组成与结构、物质的化学变化是化学科学的重要研究领域，物质的组成与结构、性质是发生化学变化的基础，而物质的应用是物质变化的价值体现。王磊教授提出了化学反应的以下基本认识角度和思路方法：物质变化、能量变化、反应条件、反应类型以及定量关系角度[3]。基于此，围绕“化学变化”这一核心概念进行结构化理解与处理，更有利于学生形成对“化学变化”的整体认知和系统思维意识（见下页图2）。

      

      

      二、结构化理念下的大单元教学设计

      基于大概念的教学内容结构化不仅体现了知识之间的内在联系，也体现了学生从下位到上位的知识形成过程和从上位到下位的知识迁移应用过程。它既为学生学习大概念提供了认识路径，也为教师基于大概念进行化学教学提供了技术路径。[4]“燃烧”是初中化学的核心概念，教材第七单元是燃烧以及灭火、燃料及其应用专题单元，在该单元实施结构化教学，有助于加深升学生对化学变化的认知。

      （一）基于逻辑关系的知识关联结构化

      知识关联的结构化是按照化学学科知识之间的逻辑关系将知识组织起来的一种内容组织方式。[5]教材第二单元有木条、木炭、硫、铁丝、磷、石蜡燃烧的实验，后面几个单元也有涉及一氧化碳、氢气、甲烷、酒精等物质燃烧的实例，在此基础上，第七单元提出“燃烧是可燃物与氧气发生的发光放热的剧烈的氧化反应”，以此增进学生对燃烧的条件、燃烧的现象、燃烧概念系统的理解。本单元知识比较杂乱，教学设计中，教师需要对相关知识进行横向的关联与拓展，以便于大单元的知识重构，进而通过师生共同建构，达到对知识更深层次的理解。该单元的整体教学设计可围绕“化学变化”，从组成结构、物质性质、反应条件、反应现象、能量变化、反应调控、应用价值等视角厘清知识间的逻辑关系，从而为单元的建构提供基本思路（见下页图3）。

      （二）基于大概念提炼的认识思路结构化

      从学科大概念视角分析单元教学内容，要立足学科整体，从具体内容中挖掘知识背后的学科大概念，再运用学科大概念梳理相关内容，使知识结构化。[6]燃烧的本质、燃烧时的能量变化、常见的燃料、燃料的应用及对环境的影响属于下位的基础知识，单元整体设计还需要在知识横向关联与结构化的基础上，对“化学变化”进行纵向层级的思考，抽提出大概念和次级大概念，从横向关联视角和纵向层级视角建立学科知识的高阶认知。通过认知结构的重组，提炼知识中包含的学科理念和思想，找出能够统领教学的大概念，即从物质的多样性、组成结构、变化与转化的角度去理解知识，形成系统认识，为单元整体设计提供立体化认识思路，进而形成核心观念（图4）。