基于大概念的單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究-以《化學(xué)反應(yīng)與電能》為例

基于大概念的單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究-----以《化學(xué)反應(yīng)與電能》為例摘要：新課改背景下，發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)是落實(shí)立德樹人的關(guān)鍵，以學(xué)科大概念作為統(tǒng)攝進(jìn)行單元教學(xué)是落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要途徑之一。因此，本文在理解性教學(xué)的視角下，以《化學(xué)反應(yīng)與電能》為例，基于學(xué)科大概念進(jìn)行單元教學(xué)設(shè)計(jì)，促使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，推進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)落實(shí)于化學(xué)課堂中，期望為廣大教育者開展大概念教學(xué)提供一定的參考依據(jù)。關(guān)鍵詞：大概念理解性學(xué)習(xí)化學(xué)反應(yīng)與電能高中化學(xué)課程以發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，新課程標(biāo)準(zhǔn)中指出以學(xué)科大概念為核心進(jìn)行教學(xué)，能夠使課程結(jié)構(gòu)化，推進(jìn)學(xué)科素養(yǎng)落實(shí)于化學(xué)課堂中。格蘭特·威金斯和杰·麥克泰的《追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)》中提到的理解性教學(xué)設(shè)計(jì)模式能夠幫助學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中深入而持久的理解，而理解性教學(xué)設(shè)計(jì)模式將理解分為六個(gè)維度。不同于布魯姆的認(rèn)知目標(biāo)的是理解的六個(gè)維度之間是層層遞進(jìn)的關(guān)系，以此為依據(jù)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)及評(píng)價(jià)目標(biāo)能夠關(guān)注到教師的教以及學(xué)生的學(xué)的方方面面，從顯性到隱性的幫助學(xué)生實(shí)現(xiàn)素養(yǎng)的提升。因此，本文基于學(xué)科大概念，在理解性教學(xué)的視角下，以《化學(xué)反應(yīng)與電能》為例進(jìn)行了單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究，探索了在化學(xué)課堂中幫助學(xué)生落實(shí)核心素養(yǎng)的方法，期望為廣大教育者開展大概念教學(xué)提供一定的參考依據(jù)。一．提煉單元教學(xué)大概念，形成單元預(yù)期成果大概念教學(xué)在課程變革中有舉足輕重的作用，大概念揭示了課程內(nèi)容的規(guī)律與聯(lián)系，以大概念為統(tǒng)攝的教學(xué)能夠幫助學(xué)生將碎片化的知識(shí)結(jié)構(gòu)化，促進(jìn)課程內(nèi)容情景化，使知識(shí)發(fā)生有機(jī)聯(lián)系。發(fā)展學(xué)生核心素養(yǎng)是落實(shí)立德樹人的關(guān)鍵，大概念教學(xué)則是落實(shí)核心素養(yǎng)重要途徑?！痘瘜W(xué)反應(yīng)與電能》一章為選擇性必修2第四章內(nèi)容，課程標(biāo)準(zhǔn)中要求學(xué)生了解原電池及電解池的反應(yīng)原理，了解金屬腐蝕的危害及防護(hù)措施。總體而言，本章內(nèi)容重點(diǎn)理解物質(zhì)變化及能量變化的同時(shí)促進(jìn)學(xué)生及社會(huì)的發(fā)展，體現(xiàn)時(shí)代的要求?；趯W(xué)生學(xué)情，以課程標(biāo)準(zhǔn)為依據(jù)，本章單元教學(xué)設(shè)計(jì)提煉大概念為：“認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義”。《追求理解的教學(xué)設(shè)計(jì)》一書中提到的理解的六個(gè)維度之間是層層遞進(jìn)的關(guān)系,具體為：圖1

理解的六個(gè)維度基于理解性學(xué)習(xí)的六個(gè)維度，思考學(xué)生通過本章學(xué)習(xí)將理解哪些內(nèi)容，本研究提出如下預(yù)期目標(biāo)：氧化還原反應(yīng)是化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的原理所在原電池與電解池裝置的相同及不同點(diǎn)科學(xué)是一把雙刃劍，利用本章知識(shí)解決實(shí)際生活問題預(yù)期目標(biāo)設(shè)定的目的在于幫助學(xué)生在理解能量轉(zhuǎn)化的同時(shí)，從物理現(xiàn)象和化學(xué)原理的學(xué)習(xí)過程中，提高學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，有助于學(xué)生體會(huì)化學(xué)在生產(chǎn)生活中促進(jìn)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展方面的重要作用。根據(jù)預(yù)期目標(biāo)，提出基本問題：為什么在氧化還原原理下可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化？充電電池的原理是什么?海水入?？诘拈l門為防止生銹，做了哪些保護(hù)措施？二．提出表現(xiàn)性任務(wù)，設(shè)計(jì)評(píng)價(jià)方式基于理解性學(xué)習(xí)的六個(gè)維度的預(yù)期目標(biāo)設(shè)定后，通過本章節(jié)的學(xué)習(xí)需要學(xué)生理解哪些內(nèi)容，可以發(fā)展學(xué)生的什么能力是值得思考的問題。本研究基于預(yù)期目標(biāo)，提出了本章節(jié)的表現(xiàn)性任務(wù)：通過電化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)動(dòng)力模型圖。表現(xiàn)性任務(wù)的完成需要學(xué)生的知識(shí)力量作為支撐，因此學(xué)生需要通過完成基本問題來達(dá)到預(yù)期目標(biāo)，那么基本問題的完成程度如何呢?本研究根據(jù)理解性學(xué)習(xí)的六個(gè)維度設(shè)計(jì)了評(píng)價(jià)方式，理解的六個(gè)維度又分為5種不同層次的水平，即在原來6種層次分明的維度基礎(chǔ)上，又提出了不同維度的水平，所以共30種評(píng)價(jià)水平，如下表所示：理解力的維度目標(biāo)理解力目標(biāo)的達(dá)成程度評(píng)價(jià)性說明解釋復(fù)雜而干練、深刻、合理、直觀、不成熟闡明造詣極深、啟迪、理解性、解釋性、生硬應(yīng)用掌握性、熟練、能夠運(yùn)用、機(jī)械運(yùn)用、最初步洞察深刻、完善、深思熟慮、一般性、無批判意識(shí)神入成熟、想人所想、理解性、變遷性、自我中心自識(shí)理智、深刻、理智、缺乏自我認(rèn)識(shí)、無知認(rèn)識(shí)表130種不同維度評(píng)價(jià)水平量表本研究設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)方式是融入式評(píng)價(jià)，通過課堂表現(xiàn)及作業(yè)完成情況分析學(xué)生的理解水平，以本研究的表現(xiàn)性任務(wù)為例，學(xué)生會(huì)通過所學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)不同類型的動(dòng)力模型圖，通過學(xué)生設(shè)計(jì)的模型圖，教師可以判斷學(xué)生知識(shí)的達(dá)成維度水平。三．單元教學(xué)框架及教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)圖2基于大概念的單元教學(xué)框架本研究設(shè)計(jì)的基于大概念的單元教學(xué)框架如圖2所示，教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)主要圍繞基本問題的解決進(jìn)行，通過基本問題的解決引導(dǎo)學(xué)生完成表現(xiàn)性任務(wù)，同時(shí)將教學(xué)評(píng)價(jià)融入教學(xué)的每一個(gè)環(huán)節(jié)，教師在課上通過學(xué)生課上表現(xiàn)，作業(yè)完成情況對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)，教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)如下：基本問題1：為什么在氧化還原原理下可以實(shí)現(xiàn)化學(xué)能與電能的相互轉(zhuǎn)化？教學(xué)活動(dòng)①：以小組為單位探究水果為什么能為電子賀卡提供電能，使電子賀卡響起來。圖3水果電池通過小組探究水果電池的發(fā)電原理可幫助學(xué)生理解化學(xué)能為什么會(huì)轉(zhuǎn)化為電能，進(jìn)而教師引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)原電池的思維模型，為基本問題2所設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)提供一定的基礎(chǔ)原理支持。基本問題2：充電電池的原理是什么?教學(xué)活動(dòng)①：電動(dòng)車中的電池能夠?qū)㈦娔苻D(zhuǎn)化為動(dòng)能嗎？教學(xué)活動(dòng)②：電動(dòng)車充電的過程中是將電能轉(zhuǎn)化為了哪種形式的能量呢？教學(xué)活動(dòng)③：你能根據(jù)充電電池工作原理建構(gòu)原電池及電解池模型嗎，進(jìn)而分析模型在生活生產(chǎn)中的應(yīng)用？基本問題3：海水入海口的閘門為防止生銹，做了哪些保護(hù)措施？教學(xué)活動(dòng)①：請(qǐng)同學(xué)們根據(jù)暖寶寶電池的工作原理思考海水入海口的閘門為防止生銹，做了哪些保護(hù)措施？教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)意在單元大概念認(rèn)識(shí)化學(xué)能與電能相互轉(zhuǎn)化的實(shí)際意義的指導(dǎo)下，將課堂交給學(xué)生，體現(xiàn)學(xué)生的主體性，教師應(yīng)做好教學(xué)指導(dǎo)，教學(xué)方法的選擇及具體學(xué)習(xí)材料的選擇與組織等工作?；诒菊聝?nèi)容，教師布置開放性作業(yè)：請(qǐng)同學(xué)們通過電化學(xué)知識(shí)設(shè)計(jì)動(dòng)力模型圖，圖4為學(xué)生繪制的模型圖，在教學(xué)過程中由學(xué)生講解模型圖的工作原理，教師可根據(jù)評(píng)價(jià)量表對(duì)學(xué)生進(jìn)行評(píng)價(jià)分析。圖4

學(xué)生設(shè)計(jì)的潛水艇模型圖學(xué)生甲：我設(shè)計(jì)的是一個(gè)潛水艇，太陽能是取之不盡用之不竭的能源，我的設(shè)計(jì)圖中利用太陽能來電解水，電解產(chǎn)生的氧氣和氫氣可以作為燃料電池的正負(fù)極材料，燃料電池可以為馬達(dá)提供動(dòng)力。同時(shí)我還設(shè)計(jì)了倆個(gè)管道，一個(gè)管道將反應(yīng)剩余的氧氣進(jìn)行凈化，為潛水人員準(zhǔn)備充足的氧氣，另外一個(gè)管道利用剩余的氫氣作為燃料提供熱量。根據(jù)學(xué)生設(shè)計(jì)的裝置圖及原理講解，教師利用評(píng)價(jià)量表進(jìn)行評(píng)價(jià)，認(rèn)為達(dá)到目標(biāo)的位置用“√”表示。維度目標(biāo)預(yù)期目標(biāo)的達(dá)成程度解釋復(fù)雜而干練深刻合理直觀不成熟√闡明造詣極深啟迪理解性解釋性生硬√應(yīng)用掌握性熟練能夠運(yùn)用機(jī)械運(yùn)用最初步√洞察深刻完善深思熟慮一般性無批判意識(shí)√神入成熟想人所想理解性變遷性自我中心√自識(shí)理智深刻理智缺乏自我認(rèn)識(shí)無知認(rèn)識(shí)√表2不同維度評(píng)價(jià)水平量表理解的六個(gè)維度的評(píng)價(jià)與布魯姆的目標(biāo)分類學(xué)評(píng)價(jià)體系相一致的，但又遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出他的認(rèn)知領(lǐng)域的評(píng)價(jià)范疇，能夠從顯性到隱性對(duì)核心素養(yǎng)進(jìn)行評(píng)價(jià)，根據(jù)六個(gè)維度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度進(jìn)行了評(píng)價(jià)，發(fā)現(xiàn)同學(xué)甲在表達(dá)的過程中能夠?qū)ψ约旱脑O(shè)計(jì)有較合理的解釋，能夠比較直觀的解釋電化學(xué)的應(yīng)用，闡述合理，具有一定的深度，但是不全面，比如沒有考慮到馬達(dá)的動(dòng)力問題，太陽能是否能夠?yàn)樘峁┳銐虻哪芰渴節(jié)撍ч_動(dòng)起來；學(xué)生能夠運(yùn)用所學(xué)習(xí)的知識(shí)，想法有一定的靈活性，比如想利用剩余的氧氣為潛水人員提供氧氣。本文在理解性教學(xué)的視角下，以《化學(xué)反應(yīng)與電能》為例，基于學(xué)科大概念，在預(yù)期成果，表現(xiàn)性任務(wù)，基本問題的解決，教學(xué)活動(dòng)及評(píng)價(jià)方式設(shè)計(jì)等方面進(jìn)