高中化学教学中的“大概念”及其教学建构

      《普通高中化学课程标准（2017年版）》与2003版的《普通高中化学课程标准（实验）》相比在内容与形式上都有了实质性的突破。其中，新版课标在内容层面更重视以学科大概念为核心，使课程内容结构化[1]。高中化学课程是义务教育阶段化学或科学课程的深化，对学生提出了更高的要求。这个阶段需要识记与理解的化学知识繁杂，仅通过记忆孤立的事实知识不能够深入理解化学。以大概念聚焦化学教学不仅能够增强知识的结构性与内在联系，并且有助于化学基本观念的形成，解决教学中存在的掌握知识与学生发展的矛盾。为此，在化学教学中增强对“大概念”的理解及教学建构就显得十分重要。

      一、“大概念”的特点与层次结构

      大概念教育理念是基于教学中存在的课程内容过于繁杂，知识与知识之间联系薄弱，学生所学知识支离破碎、脱离生活、难以迁移应用等问题而提出的[2]。大概念反映的是知识背后的深层次含义，体现了知识之间的内在联系。奥尔森以生物教学为例凸显了大概念的内涵，他认为教学不仅仅是让学生识记“卵、幼虫、蛹、成虫”等具体知识，而是需要学生明白一个大概念即所有生物都有一个生命周期，包括出生、生长、繁殖和死亡[3]。传统教学易关注具体细节，忽略隐含其后的大概念，学生难以意会知识背后的深刻内涵。挖掘知识背后的大概念，使之从隐性地位跃迁至显性层面，能够克服传统教学的弊端。笔者搜集了国外学者对大概念在教学中的论述，总结出大概念的特点与层次结构。

      （一）“大概念”的特点

      国外学者对大概念的描述侧重于其在课程与教学中发挥的作用，例如连结知识、解决新情境中的问题、对学生影响久远等。例如奥尔森认为大概念是个体能够“带回家的信息”，对学生的成长能够产生持续作用[4]；怀特利认为大概念是理解的建筑材料，用以使人们能够联结其他零散的知识点[5]；威金斯和麦克泰格等人认为大概念是处于课程学习中心位置的观念、主题、辩论、悖论、问题、理论或者是原则等，能够将多种知识有意义地联结起来，是不同环境中应用这些知识的关键[6]。这些作用源于大概念本身的三个特点：统摄性、抽象性与广泛迁移性。

      （1）统摄性

      大概念能够反映万事万物之共有属性，是对某一领域内事物的系统性、全面性、本质性认识，具有强大的统摄作用。大概念提出的关键原因在于它能统领众多小的观点，有大概念统领，学生脑海中的知识不再是孤立、片段式的存在，而是形成了一张结构性极强的知识网络。

      （2）抽象性

      大概念位于学科概念体系顶端，概括性极强，通常用一个语词就能予以标记，例如“结构”“变化”。这些语词通常是生活中的常用词语，其背后却隐含着庞大的意义世界。吕立杰等人指出每一个科学大概念都是一部科学发展史、蕴含着科学哲学并且连接着科学社会学[7]。该特点使得大概念成为连接学校与真实世界的关键，但是大多数人对大概念的理解较为肤浅。大概念不可以直接学习，其习得是一个缓慢、持续、渐进的过程。学习者需在事实层面与概念层面不断反复思考才能领悟。

      （3）广泛迁移性

      大概念统摄下的各类知识以其优良的结构性而在解决问题中发挥巨大的优势。如专家具备某一领域的大概念知识，能够从复杂的问题情境中抽象出概念因素，并迁移至脑海中熟悉的领域，从而比新手更善于将所学知识迁移至新的情境中。

      （二）“大概念”的层次结构

      大概念之“大”是一个相对的概念。温·哈伦指出，任何对较少现象适用的概念，都会联系到一个适用于更多现象的较大概念，以此类推，较大的概念可以归入一个更大的、更广泛的概念[8]。学科层面的大概念以其高度的概括性位于该学科的顶端，位于其上还有哲学层面的大概念。为增强教学的指导性，化学教学中的大概念位于哲学层面的大概念之下，具体的化学核心概念之上，统摄核心概念，揭示核心概念之内在联系（见表1）。

      大概念的高度统摄性，使之与众多具体化学概念形成了广泛的关联，为师生建立知识之间的联系提供了潜在条件。大概念的广泛迁移性有助于学生解释更多现象，解决更多的问题，为化学基本观念的形成指明了方向（见图1）。由大概念架构的学生观念不会被遗忘，从而对学生产生长远影响。除此之外，事实性层面与大概念层面之间的距离为学生提供了思考的方向和思考的空间。学生在开放性的空间内建构个人意义，形成自身的理解。

      二、高中化学教学中“大概念”的选择

      《普通高中化学课程标准（2017年版）》明确指出高中化学必修课程须突出化学基本观念（大概念）的统领作用，选取“化学科学与实验探究”“常见的无机物及其应用”“物质结构基础与反应规律”“简单的有机物及其应用”“化学与社会发展”5个主题[9]，每个主题下的内容要求可视为高中化学核心概念[10]，例如“原子结构与元素周期律”“化学键”“化学反应的限度与快慢”等。尽管新课标强调大概念的作用，但其并未提出具体的大概念类别。温·哈伦认为选择大概念的标准应该包括以下几点：第一，能够解决学校期间与毕业以后的问题；第二，为参与决策的问题提供科学知识的基础；第三，能够对人们提出的有关自身或自然的问题作出回答；第四，具有文化上的意义（科学对自然、社会的影响）[11]。可见对大概念的选择需要从学科本体、学生发展、学科价值层面综合审视。