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分享 | 葛继宁，北京市中学正高级、特级教师，北师大教育学部硕士论文评阅专家；鲁科版高中化学教材指导专家；昌平区化学名师工作室导师。 本文约7600字，阅读需20分钟 大单元教学是核心素养视角下一种新型的教学模式，受到越来越多专家学者以及一线教师的关注。在实施大单元教学以及和很多中学化学老师交流的过程中，我发现，一线教师在面对大单元教学时，在主题选择、课时规划，以及设计每课时的教学任务上，存在很多困惑，在实操层面也有很大困难。今天，我将以九年级化学下册中的“金属单元”新授课教学为例，和老师们展开分享。这一单元的教学是2018年在北京师范大学胡久华教授的指导下进行的。现在再反思，我觉得这一单元的教学有一定的前瞻性。如果从建构主义教学理论来看，单元教学强调从单元整体出发进行教学设计，突出教学目标、内容和过程的整体性、联系性和发展性。从最近发展区理论来看，单元教学作为一种教学模式，能较好地处理好在教学过程中的阶段性和连续性、循环性之间的关系。从学习迁移理论来看，单元教学注重教学的整体性、阶段性和延续性，注意从整体上把握教材结构。所以能“使学生形成知识间的丰富联系，建立良好的认知结构”，使教学内容“结构化、一体化、网络化”，这对促进学习的迁移是非常重要的。最近我们学区内的老师也在进行单元整体设计，我发现，如果同时由几位老师一起进行整个单元的设计，单元的整体性、联系性和发展性呈现得都非常不好。如何才能更好地突出单元教学的整体性、联系性，或者是迁移价值？首先，非常重要的一点就是对单元教学主线的选择。由于每位老师对学科本质、教材、课程标准的认识理解水平和层级不一样，老师们在教学中选择的单元主线也是不一样的。选择以什么样的内容作为单元教学的主线，也体现着老师对学科本质、教材和课程标准的认识和理解。我认为，单元学习主题一定是围绕某一个核心串联起来的，它具有逻辑性、系统性、梯度性、难度性，能体现学科思想方法，能丰富学生认识世界的方式方法，能激发学生深度参与和持续发展。换言之，单元学习主题是学科知识、学科思想方法、学科大概念、学科核心素养的聚合器，它一定要能反映学科的本质。前段时间，我们给河北某个地区的教师做单元教学的培训。培训之前，我基于单元教学对老师们做了一次问卷调查。在调查中，我发现，很多老师认为，在新授课的教学过程中，实施单元教学是非常难的。他们认为，只有在复习课上，才能很好地进行单元教学，在以往的教学中，他们也只有在复习课中才会实施重新整合后的单元教学。在“金属”单元新授课的教学中，老师们习惯于采纳教科书中的学习单元，然后以知识结构为主线进行单元教学。
以知识结构为主线进行单元教学，可以吗？我认为可以。但是老师们可以再想一下，为什么现在单元教学备受关注，它被提出的背景是什么？在新课程改革的背景下，出现了“核心素养”这一关键词。以知识结构为主线进行单元教学，可以落实核心素养吗？知识是构成核心素养的重要组成部分，核心素养的发展离不开学科的主干知识。但如果单纯以知识结构为主线展开单元教学，我们传授给学生的就全都是一些事实性知识。这种事实性知识虽然有一定的整体性、连续性，但它的迁移功能非常薄弱，因此不能很好地发展学生的学科核心素养，促进学生终身发展。所以，仅仅以知识结构为主线开展单元教学是远远不够的。我们需要重新考虑单元教学的主线。胡久华教授在《学科教学指南》这本书中提出，确定单元教学主题的方法是：第二步，挖掘化学核心知识承载的学科核心素养。知识只是素养的一个构成维度，我们同时要挖掘，知识背后承载着哪些学科核心素养。第四步，调研学情、学生学习需求，从而确定单元学习主题。老师对学科的核心知识和知识结构框架都特别熟悉，因为我们的日常教学离不开这些。所以接下来，我只对第二、第三、第四步进行说明。一定要研读课程标准，分析课程标准中的内容要求及学业要求，通过分析内容要求，确定所承载的学科核心素养的内涵，通过分析学业质量要求，确定评价核心素养的标准及要求。即将出台的义务教育课程标准明确指出，“金属”这一单元所属的学习主题是“物质性质与应用”。我摘取了它的学业要求中的三条描述：（2）能举例说明和描述常见金属性质，并用化学方程式表征。（3）能应用物质性质一般思路和方法，从物质类别视角依据金属活动性顺序，设计实验方案，分析解释实验现象事实，证据推理，得出结论。（5）能基于真实情境，依据物质性质，初步分析和解决综合问题。能基于物质的性质和用途，从辩证角度初步分析和评价物质的实际应用，对社会性议题讨论，参加综合实践活动。 学业要求就是考试要求，是学生想毕业需要达到的基本要求。第（5）条要求尤其值得关注。它提出，要“基于真实情境”，解决“综合问题”，评价物质的“实际”应用，对“社会性议题”进行讨论。还有第（3）条提到的“证据推理”，这是理科教学的核心素养之一。根据我对课程标准的研读经验，我认为，在学业要求中尤其要关注一些突出的动词，比如“说明和描述”“设计”“分析解释”“证据推理”等等。北京教育学院的张丽娜老师提出，化学学科核心素养指学生的化学知识、能力、态度及其在特定情境或生产生活中的应用。也就是说，化学学科素养由四个方面组成：化学知识、实践情境、情意态度、化学能力。其中，张老师把化学能力放在了化学学科素养的核心位置。
不同的研究者对学科核心素养的解读是不同的。北京师范大学的王磊教授及其团队在2016年提出了如下的学科核心素养系统构成模型：
王磊教授也提出了“问题情境认识对象”，她把情境按照不同的分类层级分别分为直接/间接、熟悉/陌生。在这个模型中，“能力活动及表现”是核心素养的核心。王教授把化学学科能力分为了三个层级：学习理解、应用实践、创新迁移。在日常教学中，我们首先要培养学生的学科能力，王教授提出来的学习理解、应用实践、创新迁移，代表着学生学科能力的不同发展层级，也体现着学生的素养发展水平。比如，对照课程标准，如果学生能“举例说明和描述常见金属性质，并用化学方程式表征”，他仅仅达到了学科能力的第一个层级学习理解，即可以辨识、记忆一些内容。只有当学生能基于真实情景去分析、解决综合性的问题，才表示他达到了很高的素养水平。所以学科核心素养的发展一定离不开特定的情境，因此前面提到的以知识结构作为单元教学的主线，是无法承载学生的学科核心素养发展的。那么，如何挖掘核心知识承载的学科核心素养？以我的经验，可以基于对课程标准的分析，从化学事实、思路方法、观念素养、学生发展核心素养来分析学科承载的学科核心素养到底是什么。
知识有不同的层级，前面提到的化学知识结构框架包含的知识，属于事实性知识，不具有迁移价值。对这类知识的记忆对学生而言，价值是有限的。我们要通过对事实性知识的学习，研究它背后承载的思路方法性的知识是什么，我也把它叫做程序性知识。比如，在“金属”单元，它的事实性知识有“金属与合金”“金属的化学性质”“金属的冶炼与防护”，它背后承载的思路方法是什么？实际上，一旦进入到对“金属”单元的学习，我们对物质的认识就打开了一个新的视角。之前的学习，都是学习典型的代表物，比如氧气、二氧化碳，我们要求学生形成的是研究单个物质性质的思路方法。而金属是日常生活中经常用到的一“类”物质，金、银、铁、铝都属于金属。所以学生需要掌握研究一类物质性质的思路方法，需要预测物质性质。以前，学生仅仅知道，镁可以在氧气中燃烧，铁可以在氧气燃烧，而在学完“金属”单元后，学生要有“分类”的思维，既然这两种金属都有这样的性质，学生能不能预测，其他金属是不是也有这样的性质？基于预测，再做实验并观察，得出解释和结论。这个过程可以进一步发展学生的科学探究和证据推理素养。除了事实性知识和程序性思路方法，我们更要关注学生的认知性知识，也就是观念和素养层次。这一单元对发展学生全学科的核心素养到底有着怎样的功能和价值。在实际教学中，我们也要从这四个维度来落实发展这些内容。“金属与金属矿物”单元的功能价值在于，提升学生运用金属知识解决实际问题的能力；将复杂、真实的情境中转化为化学问题的能力；建构研究一类物质的基本思路和方法；发展科学探究、证据推理与模型认知、科学态度与社会责任素养。金属在日常生活中应用特别普遍，那能不能从日常生活中选取一些相关问题让学生进行研究，进一步发展学生的科学态度与社会责任素养？所以我们要寻找承载核心知识的实际问题或任务。如何寻找？我认为，要基于功能价值分析，将事实知识与生活实际建立关联，重构教学内容，从而寻找实际问题或任务。对于“金属”这一单元而言，如果我们细细品味它的知识框架，会发现它和后续重构的教学内容是有关联的。之前的知识框架，主要只包括金属的性质、制备和防护。而经过在现实生活中寻找，我们发现，实际上，我们在日常中使用的是金属材料，比如不锈钢盆。也可以说，我们日常使用的是金属制品，它由金属材料制作而成。
建立这一关联之后，老师们会发现，我们所说的事实性知识和学生的日常生活是密不可分的。金属的性质决定着金属材料的性能，金属在制备的过程中会产生成本，成本来自原料来源、金属制备、材料加工和环保措施。金属来自于自然界中的金属矿物，在进行开发、储备、冶炼时也会产生成本。在使用金属材料时，要注意防腐措施、安全环保和回收利用。当与生活实际建立关联，重构教学内容，教学线索就变成了两条，一条为知识线，一条为实际问题的解决线。重构的教学内容不再局限于事实性知识，同时也蕴含着来自于学生现实生活中的一些问题。比如，如果想使用金属制品，选择哪些金属材料制备金属制品更恰当。当给核心知识包装上了情境，我想，之后的教学肯定也不同于以往简单的知识教学。
这是我们实施的一份调研问卷，在设计问卷时，我们主要关注这几个问题：在调研形式上，我们采用了调查问卷和学生访谈的形式。在调研内容上，我们要看学生的核心知识掌握得怎么样，有没有掌握一定的思路方法和关键能力，还要看他的态度是怎样的。建构知识框架，挖掘知识承载的功能和价值，结合生活实际，并且调研学情。这些环节共同构成了单元教学主线的选择策略：采纳教科书中的学习单元，以学生面临的生产、生活中的真实问题为背景素材，将裸露的知识进行再包装。这样就形成了真实问题解决类型（项目式）的单元教学。我们学校有两个校区，南校区开展的单元教学主题是 “为我的易拉罐材料代言——金属材料的选择和使用”，北校区的主题是“合理使用金属制品”。选择完教学主题之后，如何展开教学？该怎么划分课时？每个课时如何进行设计？今天我选取“为我的易拉罐材料代言——金属材料的选择和使用”这个主题进行讲解。“为我的易拉罐材料代言——金属材料的选择和使用”这一主题有三条线：任务线、知识线、能力线。
任务线的第一个问题是“如果你为你的易拉罐材料代言，需要考虑哪些方面？”为什么要设置这样一个问题来展开教学？在我和很多老师的交流中，我发现老师们面临着不小的困难：第一，老师们不会寻找真实性问题，因为他们没有把核心知识跟生活内容建立起更好的关联。第二，有了真实问题，老师们不会把它们转为学科问题。我们在任务线中设计的第一个问题，正是想将任务拆解，将化学的核心知识与真实问题之间建立起关联，希望学生通过一个课时与老师进行交流，团队之间进行交流，能将真实问题与学科问题之间建立关联。任务线的第二个问题是“金属易拉罐的材料应该具备哪些性能？如何用实践加以验证？”第三个问题是“金属易拉罐的材料成本由哪些因素决定？基于成本角度你选择哪些金属？”第四个问题是“金属易拉罐的使用应注意哪些问题？”这些真实问题是从哪里来的？前面我们在重构教学内容的时候，将金属的相关知识和生活之间建立起关联，基于这个角度，再确定教学任务有哪些。
第1课时围绕的核心问题是“如果你为你的易拉罐材料代言，需要考虑哪些方面？”项目任务是“提出真实问题，解读问题，发现认识视角，把真实问题和化学学科问题之间建立起关联。”课时要达到的目标是：感知金属材料在生活和社会发展中的重要作用；能将真实问题转化为化学问题，从易拉罐材料的选择、性能、成本和使用等角度形成研究思路。换言之，第1课时要给出第2、3、4、5课时的任务线索。第2课时的核心问题是“易拉罐材料应该具备什么性能，哪些金属应该具备这样的性能？易拉罐材料的性能与金属性质的关系是什么？如何设计实验验证该金属的性质？”通过这样的问题设计，把金属制品的材料和金属的性质之间再次建立起关联，从而进一步梳理提炼金属的通性。要想完成真实问题解决类的单元教学，首先要确定单元主题，将核心知识与真实问题之间建立起关联。然后将真实问题拆解到不同的认识角度，这些认识角度来源于学科的核心知识。把认知角度拆解好后，就可以规划单元教学每课时的任务。在每个课时中，更细致地将真实问题与学科核心知识再一次建立起关联，进一步提升学生解决真实问题的能力和素养，形成学科所需要的研究思路和方法。再细分到每个课时中，如何设计问题和核心活动，以及选取活动素材？来看第1课时的项目介绍和任务拆解。通过对“'为我的易拉罐材料代言’应该考虑哪些方面”这个问题的拆解，学生要考虑到金属的性能、成本和使用三个角度。活动目的与内容是，让学生感受到金属材料在生产、生活、社会发展中的重要作用，能将实际问题转化为化学问题，梳理出金属材料选择的角度，并将各角度与金属相关内容建立起关联。活动形式，选择小组合作、组内交流、组间交流、师生交流等方式。通过这些交流，老师一定要引导学生能自主拆解任务，汇总形成全面系统的认识。活动素材，选择了展示金属材料发展演变历史的素材。除此之外，我们还要引导学生思考，怎样使自己的观点更具科学性。另外，还要告诉学生会怎样评价他们，明确成果展示方式、评价形式和评分细则等等。
第2课时，要将材料的性能与金属的性质之间建立起关联。我们设置了如下的驱动性问题：“金属易拉罐材料应该具备哪些性能？哪些金属具备这样的性能？为什么？”“金属易拉罐所处环境对金属易拉罐材料的化学性能有哪些要求？如何设计实验加以验证？”“从性能角度选择金属易拉罐材料，你更青睐哪种金属？为什么？”真实问题解决类的单元教学，要求老师在设置驱动性问题时，关注两个方面。首先，驱动性问题具有真实性，来源于生活中的真实问题。另外，驱动性问题还要具备开放性。前段时间，我带着团队中的两位老师开展单元教学。结束后，一位老师谈起自己最大的感悟时说道，她觉得自己最大的成长点就是教学问题的设置。她说，以前以知识为本进行教学的时候，学生回答教学问题时只有“是”和“否”两个角度。但是，真实问题解决类的单元教学，问题的开放程度特别大，备课的时候，要考虑不同层级的学生分别会如何回答这个问题。因此，开放性问题对老师的要求其实是更高的。老师还要预设学生会有哪些回答。采取真实问题解决类的单元教学，一定要让学生有合作交流环节。在这样的环节中，要给予学生充分的时间和空间进行交流讨论，然后再通过老师的启发和点拨，让学生自主探究解决这些问题，而不是把知识直接给予学生。这样学生解决问题的能力和素养才会进一步提升。另外，什么样的问题匹配什么样的活动，也是老师需要深度思考的一件事。并不是所有问题都适合做实验探究，有些问题通过交流讨论或者归纳提炼就能得到结论。
第3、4课时，材料成本与金属冶炼。以往的化学教学很少关注成本这个问题。成本问题需要多角度考虑，而且一定要和学生的现实生活相关联，比如学生要想到，金属材料的开采，不仅有设备成本，而且有环保成本和运输成本。组织学生活动时，我们采用的是学生课下查找、整理资料的形式，因为在现实生活中，不同材质的易拉罐成本肯定是不同的。所以学生需要真的去查，冶炼一吨铁或者冶炼一吨铝，价格是多少。课上汇报环节，可以以PPT、大字报、小展板、视频等形式汇报影响金属材料成本的因素。除了提升学生发现、解决真实问题的能力，还可以进一步提升学生的社会责任。因为他们在考虑成本的过程中，一定要考虑环境治理的相关问题。如何选取活动素材？比如，如果想从铁矿石中冶炼得到铁单质，老师可以把工业炼铁和高炉炼铁的资料提供给学生，也可以在实验室模拟炼钢、炼铁。系统分析成本问题时，老师可以带领学生分析金属矿石到金属单质，到金属材料，再到金属制品，整个过程涵盖的成本。可以看到，涉及面非常广。到了冶炼环节，可以采用的素材有我国古代的湿法炼铜、制备金属铝的历史等材料，让学生了解我们国家的冶金历史，从而进一步让学生体会到，金属的发展史就是国家社会的发展史。再次总结，实施真实问题解决类的单元教学，每个课时都是在对单元主题进行细分，而在每个课时中，我们又把每个真实问题再次进行细致分解。在这样的过程中，我们不断在拓展学生的认识角度，不断在帮助学生发展分析、解决问题的思路和方法，并且拓宽学生的社会参与。这样才是进一步发展学生的学科核心素养。所谓素养，一定是要帮助学生形成认识角度，认识思路，且让他对问题有着自己的认识方式。
它的活动形式是学生以小组为单位进行交流展示和汇报。那么，老师如何评价学生的交流与展示？这与前期教学目标密不可分，同样要回归到学科的核心知识所承载的功能价值，从知识层面和思路方法上评价学生。学生能否将真实问题转化为化学问题，能否梳理提炼选择金属材料的思路和方法，能否关注到绿色发展的观念，都是评价的标准。也就是我们同样要从知识、思路方法、情感态度这些维度评价学生的发展。活动素材选取，可以是学生汇报的课件、展板、大字报、视频。今天分享的是对真实问题解决类单元教学的思考，但在我的研究中，我发现，单元教学并不局限于真实问题解决类的教学。今年4月22日，我带领我的团队进行了初三一轮复习的单元教学，我把它归类为促进学生认识发展类的教学。这类教学没有用一个大的真实背景进行整体包装，两者还是有区别的。不同类型的单元，它的课时规划以及课时任务设计、活动设计也都是不太一样的。
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