促进内容结构化建构的单元教学规划

促进内容结构化建构的单元教学规划大概念具有“实现知识的结构化与素养化的功能价值”，因而《义务教育化学课程标准（2022年版）》（简称“义教化学新课标”）强调“积极探索大概念引领的课堂教学改革”，注重“基于大概念建构，整体设计和合理实施单元教学”。日常教学中，教师如何做好单元教学设计与规划，从而确保“课堂教学从掌握知识到发展素养的转变”？这不仅需要教师开展大概念统领的课程内容分析、把握课程内容的结构化关系，而且还应根据内容逻辑与学习进阶规划学习任务序列、指引教学资源开发与教学规则制定导引课堂师生活动有序地开展。本文以沪教版《义务教育教科书·化学（2024年版）》“第六章金属资源综合利用”为例加以分析。一、教学内容结构化分析义教化学新课标所强调的课程内容结构化，指向学科知识的逻辑关联、知识建构的思路方法、态度责任的形成发展以及导引三个方面达成的学科实践活动的有机整合。因此，教师日常开展的单元教学设计与规划，需要深入分析单元教材，在梳理学科知识、思路方法、态度责任、学科实践等基础上，系统整合与建构单元统摄性认识。唯有进行相关方面的系统梳理并达成统摄性认识，才能达成课程内容结构化认识的核心追求、凸显大概念的知识结构化功能。显然，做好单元教学内容的结构化分析，是做好单元教学设计与规划的前提。1.梳理多维度课程内容“第六章金属资源综合利用”包含“第1节金属矿物及铁的冶炼”“第2节金属的性质与应用”和“金属的防护与回收”三节内容，并设置了“常见的金属矿物”“铁冶炼化学原理”“金属的物理性质”“金属的化学性质”“合金及其应用”“钢铁工业发展”“钢铁锈蚀及防护”“废金属回收利用”等八个二级小节内容。本章的三节内容，立足存在与制备、性质与应用、保存与回收等方面，系统介绍金属矿物与金属冶炼、金属的性质及生产生活中应用、金属的腐蚀与防护和回收利用等，体现“性质→用途、制备、保存与回收利用”的金属单元知识系统。为导引上述知识的学习，教材设置了“交流与讨论”“观察与思考”“温故知新”“学以致用”“基础实验”“技术设计”“实验探究”“调查研讨”“拓展视野”等十几个栏目，指引学生围绕栏目设置的问题任务，开展分类与概括、证据与推理、模型与解释、符号与表征等具有化学学科特质的学习实践活动。如第170页“观察思考”和“交流讨论”栏目，旨在帮助学生了解金属冶炼原理；第175-177页的2个“基础实验”和1个“实验探究”栏目，导引学生开展金属化学性质的研究；第184-185页2个“观察思考”栏目，促进学生学习金属锈蚀条件等。这些栏目与活动，不仅促进学生实现知识系统化掌握，还有助于形成与发展认识化学知识的思路与方法。如第2节研究金属性质的“温故知新”“基础实验”和“实验探究”栏目，有利于形成基于物质类别研究物质及其变化的视角、完善研究物质性质的思路与方法；第174页的“学以致用”、P176页的“技术应用”等栏目，建立从存在、组成、变化和用途等认识物质性质的系统思维；第179页的“交流讨论”、第181页的“调查研究”等栏目，则从物质及其变化的视角分析金属资源的综合利用。此外，第175页的“基础实验”、第185页的“观察思考”等栏目，还强调学习与运用控制变量和对比实验、实验探究的一般思路方法开展金属性质等的研究。态度责任指向学生课程学习后，基于科学·技术·社会·环境关系的理解，从而建立对化学促进社会可持续发展的正确认识以及表现出来的责任担当，它是化学核心素养的重要内容。本章导语强调“认识……金属材料在生产生活的具体应用；结合实例探讨金属资源的利用与保护”，并通过设置“学以致用”“交流讨论”“调查研究”“观念建构”等栏目以及安排“废金属的回收利用”等内容来达成，很好地体现义教化学新课标所强调的“体会科学地利用物质性质对提高人们的生活质量具有重要意义”“形成合理使用化学品的意识”“形成保护和节约资源的可持续发展意识与社会责任”等单元内容教育价值与育人功能，指向单元学习后应建立的态度责任等。2.建构内容整合性理解基于课程内容结构化认识的需求，日常教学过程中，基于前述核心知识、思路方法、态度责任、学科实践等的梳理，还需凝练单元大概念，从而实现课程多维度内容的整合性理解与统摄性认识。结合前面分析可知，本章重点以铁这一金属为例，从金属的性质、应用、性质与应用关系等方面开展研究，帮助学生形成同类物质在性质上具有一定相似性、物质的性质决定用途的概念性理解。具体要求为：从组成、类属、存在、变化和用途等视角认识金属的性质，了解金属性质在生产、生活、科技发展等方面的广泛应用，理解金属品的保存、选择和使用与金属性质的重要关系，形成合理使用化学品、形成保护和节约资源的可持续发展意识。这些方面，正是义教化学新课标主题“（二）物质的性质与应用”大概念“物质多样性”的重要内涵要求。因此，本章内容以指向物质的性质、应用及性质与应用关系的“物质多样性”大概念为统领，实现如图1的内容结构化整合。其中，第一、二行方框指向大概念及其具体内涵以及学习后应建立的态度责任（合理利用与保护化学品），虚线方框内所包含的内容为本章核心知识，最底下一行为单元安排的主要学科实践活动。而思路方法，内隐于学科实践与核心知识中。建立这样的认识，就能理解义教化学新课标强调的充分发挥大概念的知识结构化功能的意蕴。梳理清楚单元课程内容的四个方面及其结构化关系，就能很好地指引单元目标的制定。如何制定大概念统领的单元教学目标？研究者指出：大概念单元教学强调超越知识和技能的传递，关注发展学生概念性理解、建构更为广泛的迁移观念，从而促进核心素养的发展。为此，可结合维金斯的“预期学习结果”分三层的理论，将单元目标划分为知能性目标（学习后应掌握的知识与技能）、理解性目标（学习后将建立起的概念性理解）以及迁移性目标（学习后能自主地将所学迁移运用到更为广泛的真实情境具体问题解决中。本章三个方面的教学目标如下：知能性目标：①能描述金属的主要物理性质和化学性质；②能说出金属的主要用途及其原因；③能说出大多数金属在自然界存在形态；④能简要叙述铁的冶炼原理；⑤能说出钢铁锈蚀的影响因素及防护措施；⑥能说出废金属对环境的影响及其回收再利用的价值。理解性目标：①物质的性质决定物质的用途；②不当使用化学品会浪费资源、造成环境污染；③节约资源、环境友好的生活方式有利于人与自然和谐共生和可持续发展。迁移性目标：①能从物质性质及变化的视角，分析和讨论资源综合利用与生态环境保护等社会热点问题并作出合理的价值判断；②能综合运用化学、技术、工程及跨学科知识，秉持可持续发展观，设计、评估解决问题的方案并进行改进优化。二、单元教学结构化规划单元整体教学规划强调显性化、结构化地组成与呈现教学内容，设置结构化的学习任务导引教学资源的开发与教学规则的制定，驱动学生开展学习活动、亲历问题解决的探究过程，建构学科知识、掌握思路方法，促进学生科学思维、科学态度、科学探究与实践能力的发展，从而达成单元教学目标、有效促进核心素养的发展。显然，单元教学设计与规划是一项系统而复杂的工作，需要解决多方面问题、统筹多方面安排。限于篇幅，下面仅从结构化学习任务设计、单元课时系统化规划两个方面，对“金属资源综合利用”的教学结构化规划简要谈谈。1.学习任务结构化设计义教化学新课标指出：学生核心素养的发展是一个自我建构、不断提升的过程，教师应设计多样化的任务，重视发挥学习任务的核心素养导向功能，基于学科认识视角与思路，显性化和结构化地组成与呈现教学内容，引导学生在学习任务解决过程中建构大概念、形成和发展思路方法、养成科学态度和价值观，助力学生核心素养的自我建构与逐步提升。因此，单元结构化教学的实施，需要借助体现内容逻辑与认知进阶的学习任务系统（即结构化的学习任务），驱动学生按一定逻辑结构化思考，并在结构化任务解决过程中实现知识结构化与思维结构化建构的结构化教学追求。结构化学习任务的设计，需要教师以单元教学目标为核心指引，以学习认知规律为根本遵循，依据知识逻辑与认知进阶进行设计。具体策略为：一方面，需要根据教学目标要求，设计联系生产生活、能够整合单元学习目标的统摄性任务（对应为单元学习后需要解决的综合性问题），驱动学生深度思考、规划解决方案、开展学科实践，并在问题解决过程中掌握多元课程内容、建构整合性理解并有效迁移；另一方面，立足统摄性任务解决的需要，将统摄任务分解成系列的支撑性任务，并根据知识发展与认知进阶逻辑，对支撑性任务进行合理的排序，构建任务序列以导引教与学的有序开展，并最终达成统摄性任务的解决。根据本章迁移性目标，结合本章导语“各种金属单质与合金材料对人类的生产生活和社会发展有着极其重要的作用……结合实例探讨金属资源的利用与保护”以及第3节导语“金属锈蚀给人类带来巨大的损失……寻求废金属回收利用的途径，已成为科学研究和技术领域中的重大问题”等，可设置“生产生活中如何合理利用金属/金属材料，从而节约资源、保护环境以促进社会可持续发展”的统摄性任务。显然，统摄性任务关联者“金属/金属材料的如何生产”“金属/金属材料有何应用”“金属/金属材料使用过程会产生何问题”“如何合理利用金属/金属材料”等四个子任务。立足化学研究的视角，统摄性任务及子任务的解决，需以“金属在自然界中如何存在”“金属/金属材料为何被广泛应用”“金属为何会锈蚀”次级子任务为支撑。根据任务解决逻辑和学习进阶，可建构起如图2的结构化任务序列。其中，任务4、5、6和7均指向金属性质，体现性质与用途、性质与存在、性质与变化和使用的关系。因此，按照这样的任务序列开展学习活动，有利于建构“物质性质与应用”大概念，有利于形成从存在、变化和用途等认识物质性质的思路方法，有利于掌握金属的性质及应用、冶炼、锈蚀与防护等核心知识，有利于理解化学品保存、使用与性质的关系，形成合理使用化学品、保护和节约资源的可持续发展意识和社会责任。2.单元教学系统性规划单元教学系统性规划以教学目标与学习任务为指引，设置结构化的教学资源与教学规则，承载并催生师生有序、高效地开展课堂教与学活动。其主要工作包括：①参考前述单元目标与任务，合理安排单元导读课、融通探究课、整理课等各类课，确保它们符合知识逻辑与认知进阶、共同指向单元目标的达成；②根据单元各课时目标与任务，科学设计教学情境、问题任务、学习活动及评价参考等方面并有序组合，形成基于特定学习任务的问题解决线整体推进课堂教学，落实义教化学新课标强调的“注重将问题解决线、知识逻辑线、素养发展线紧密结合”的教学规划要求。单元导读课置于单元学习之初，旨在帮助学生明晰单元学习的目标要求、需要解决的学习任务、问题解决的方法路径等，从而定向指引学生对教学单元的核心知识、学科思维乃至价值意义等方面建立整体性感知。本单元导读课，可利用铁等金属在生产生活中广泛应用、世界上每年生锈的钢铁占当年钢铁产量的10%以及金属废弃物导致的环境污染等素材创设教学情境，进而呈现“生产生活中如何合理利用与回收处理铁及铁合金材料，以便更好地服务社会、节约资源与保护环境”的学习任务，导引学生思考与交流解决这一任务需要解决哪些方面问题以及该如何解决相关问题。最后，在教师指引下，形成如图2的任务解决序列、明确任务解决的思路方法。单元融通探究课安排在导读课之后，围绕单元导读课拆解的问题任务，开展探究与实践并有效的解决，从而达成课时教学目标。因此，单元融通探究课应基于单元导读课建立的框架性认识和图2的单元任务解决序列进行规划。根据本章的课程内容容量及学习进阶需要，可设置6个课时的融通探究课，相关课时需要探究解决的问题系统如表1所示。各课时设计时，需要结合教学目标与问题任务，创设情境、细化问题、安排活动并做好学习评价。这是融通探究课课时教学设计的核心，也是老师们所熟悉的，这里不作展开。单元整理课安排于单元学习之后，是对单元导读课的呼应、单元融通探究课的统整，其目的在于引导学生开展总结反思，实现对本单元核心知识、思路方法、态度责任等的深化理解并建立整合性、结构化认识。因此，本章的单元整理课可设计如下主要问题任务：①以铁为例，梳理金属的性质、用途、制备、保存与防护措施等内容，并用知识网络图的形式呈现金属的性质与用途、制备、保存与防护等的关系；②结合生产生活中的具体案例，分析金属/金属材料不当使用造成的资源浪费与环境污染等问题；③日常生活和工业生产中，应采用怎样的路径或措施合理利用与回收处理金属/金属材料，从而解决环境污染、资源浪费以促进社会可持续发展。综上所述，通过对“第六章金属资源综合利用”的教学设计与规划，我们实现了知识结构化与素养化的教学目标。首先，通过对单元内容的深入分析，梳理了学科知识、思路方法、态