導(dǎo)語：不同科目組合對物理化學(xué)教學(xué)的影響一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

【摘要】以大概念為中心的課程設(shè)計與教學(xué)設(shè)計是近年來我國教育改革的熱點問題。教學(xué)要以發(fā)展學(xué)生的學(xué)科核心素養(yǎng)為主旨，重視學(xué)科的大概念教學(xué)，重視學(xué)生的知識結(jié)構(gòu)化。在當前的選科制度下，如何進行學(xué)科組合以便更好地實施大概念教學(xué)是學(xué)生、教師和家長面臨的問題，以物理、化學(xué)、生物的組合為例分析該組合對大概念教學(xué)的影響，以更好地進行教學(xué)設(shè)計。

【關(guān)鍵詞】大概念教學(xué);核心素養(yǎng);結(jié)構(gòu)化知識

2013年，教育部啟動了普通高中課程修訂工作，至2018年分別對高中各科目進行了改革，對學(xué)生高考選科也進行了改革。目前，全國部分省市實行了“3+1+2”的新高考選科模式，［1］同時，關(guān)于大概念教學(xué)也在教育界引起了廣泛關(guān)注。如何將教育改革和大概念教學(xué)進行有機融合成了當前需要解決的問題之一。

一大概念教學(xué)及其價值

1.大概念教學(xué)的含義

大概念教學(xué)是為了讓學(xué)生頭腦中零散的知識點，以及一些依靠機械記憶殘存的知識碎片形成系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，讓知識在頭腦中以合理的邏輯存在，形成學(xué)生可以接受并能夠加以應(yīng)用的知識網(wǎng)絡(luò)，能夠解決日常生活中的問題，能夠解釋自然現(xiàn)象和認識自然規(guī)律。［2］基礎(chǔ)性、系統(tǒng)性、綜合性和結(jié)構(gòu)化都是大概念的特征。在提升學(xué)生自身的文化素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)的同時強調(diào)課程與教學(xué)的設(shè)計以大概念為中心，簡言之就是教師在教授學(xué)生某一知識或者概念時，都要盡可能地將這些概念和技能與大概念相連，并用適合學(xué)習(xí)者不同認知水平的方式進行教學(xué)。

2.大概念教學(xué)的價值

大概念教學(xué)作為近年來我國教育改革的熱點問題，有著自身獨特的價值，主要有以下三個方面。(1)科學(xué)知識從零散化向結(jié)構(gòu)化轉(zhuǎn)變。傳統(tǒng)的教學(xué)常常從微觀視角關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)，即學(xué)生是否通過某一章節(jié)的學(xué)習(xí)掌握該章節(jié)的特定知識，這樣的教學(xué)理念使得知識以雜亂無章的形態(tài)存在于學(xué)生的意識中，學(xué)生只能短暫地記憶知識，一段時間后就產(chǎn)生了大幅度的遺忘，在無形中加重了學(xué)生的學(xué)習(xí)負擔(dān)。大概念教學(xué)從宏觀的視角關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)，即以具有統(tǒng)攝性的概念將零散的知識結(jié)構(gòu)化，注重知識之間的內(nèi)在聯(lián)系，深化學(xué)生對知識的理解，為學(xué)生構(gòu)建具有梯度性的知識結(jié)構(gòu)，有利于知識遷移，同時深化學(xué)習(xí)進階的理念。(2)教學(xué)側(cè)重點從知識本位向?qū)W科核心素養(yǎng)轉(zhuǎn)變。學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)生學(xué)科學(xué)習(xí)過程中所形成的適應(yīng)終身發(fā)展和社會發(fā)展的關(guān)鍵能力和必備品格。［3］需要通過發(fā)揮各學(xué)科的育人功能才能達到對學(xué)生學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)，這就意味著必須要摒棄死記硬背和機械性的訓(xùn)練，將學(xué)生的創(chuàng)新能力、發(fā)現(xiàn)分析和解決問題的能力、思維能力放在首要位置。傳統(tǒng)教學(xué)的目標指向較為狹隘，通常是關(guān)注學(xué)生某一次月考或者是期中、期末的考試成績，將學(xué)生的具體分數(shù)作為評判教學(xué)質(zhì)量的唯一標準，在這樣的教育體制下學(xué)生只是學(xué)會了如何機械記憶應(yīng)對考試，對于學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)并無益處。大概念教學(xué)的目標指向是知識的遷移與創(chuàng)新，更注重知識的實際應(yīng)用，在教學(xué)過程中重視學(xué)習(xí)進階，這些都是培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的必要條件。(3)各學(xué)科從相對獨立向逐漸整合轉(zhuǎn)變。從哲學(xué)的角度，人們很早之前就認識到事物之間都是相互聯(lián)系的，理論上各學(xué)科之間都存在哲學(xué)意義上的關(guān)聯(lián)，但傳統(tǒng)的教育并未重視這一規(guī)律，各學(xué)科是一座座孤島，各科的教師之間也有著一條無形的鴻溝，教師只關(guān)注自己學(xué)科的實時動態(tài)和學(xué)術(shù)發(fā)展，在教學(xué)中涉及其他學(xué)科的知識時，往往一帶而過。基本概念、核心概念、學(xué)科核心概念以及跨學(xué)科概念是大概念的不同類別。其中的跨學(xué)科概念就是強調(diào)學(xué)科之間的相互關(guān)聯(lián)，主張將各學(xué)科知識在跨學(xué)科概念的統(tǒng)攝下進行整合，在學(xué)科之間構(gòu)建橋梁，將原本的一座座孤島轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C整體。這樣的轉(zhuǎn)變更有利于學(xué)生形成系統(tǒng)的、結(jié)構(gòu)化的知識框架，同時對于學(xué)科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)也大有裨益。

二物理、化學(xué)、生物的內(nèi)在關(guān)聯(lián)

1.學(xué)科知識層面

對物理、化學(xué)、生物知識的全面深度學(xué)習(xí)是培養(yǎng)高科技人才的必經(jīng)之路。物理是化學(xué)與生物的基礎(chǔ)，化學(xué)是聯(lián)結(jié)三門學(xué)科之間的橋梁，生物是研究熱點和方向。三者之間的關(guān)聯(lián)如下圖所示。

2.研究方法層面

(1)認識規(guī)律。物理、化學(xué)、生物都是研究自然規(guī)律的科學(xué)，盡管它們從不同的角度、不同的領(lǐng)域、用不同的手段認識世界和改造世界，但自然界本身就是和諧統(tǒng)一的，三門學(xué)科對自然規(guī)律的研究遵循著相同的認識規(guī)律———科學(xué)探究，即提出問題、收集資料、分析資料、去偽存真、再提出假設(shè)、設(shè)計實驗、驗證假設(shè)、歸納總結(jié)、得出結(jié)論。［4］我們發(fā)現(xiàn)在這三門學(xué)科中實驗思維的重要性，都將實驗作為認識物質(zhì)世界和研究自然規(guī)律的重要手段。(2)實驗方法。實驗是研究自然科學(xué)的重要方法和手段。［5］這三門學(xué)科在對實驗的要求上有著許多的相同點。首先，對學(xué)生實驗?zāi)芰Φ囊笙嗤茨苷J識和操作基本的實驗儀器、能根據(jù)實驗現(xiàn)象得出相應(yīng)的實驗結(jié)論、能根據(jù)要求設(shè)計簡單的實驗方案等。其次，三門學(xué)科中的一部分實驗相互滲透和利用，如生物實驗“提取和分離葉綠素實驗”用到了化學(xué)方法———紙層析法、生物實驗“觀察細胞結(jié)構(gòu)”用到物理實驗儀器———光學(xué)顯微鏡。最后，三門學(xué)科中都有著不同類型的實驗，如演示實驗、學(xué)生實驗、驗證性實驗、探究性實驗等。

3.社會發(fā)展層面

從物理、化學(xué)、生物三者之間的關(guān)系以及所涉及的領(lǐng)域，我們不難得出，這三門學(xué)科覆蓋著人類生活的衣食住行，無論是醫(yī)療、環(huán)境、科技、農(nóng)業(yè)，要想有質(zhì)的飛躍，就必須依靠物理、化學(xué)和生物的科學(xué)知識，因此，這三門學(xué)科對于人類進步和社會發(fā)展都具有重要的作用。

三物理、化學(xué)、生物組合對大概念教學(xué)的影響

新的選科制度主要是強調(diào)和重視學(xué)生的選擇，學(xué)生可以根據(jù)自身的興趣和特長以及高校不同專業(yè)的錄取條件，綜合選擇最適合自身的科目組合，有利于促進學(xué)生多樣化的發(fā)展。毋庸置疑，這樣的改革的確拓寬了學(xué)生的選擇范圍，但與此同時，不同類型的科目組合在進行大概念教學(xué)時的難度和完成度是有差異性的。接下來以物理、生物、化學(xué)組合為例，分析在該組合下大概念教學(xué)理念的實施情況。

1.物理知識與化學(xué)知識在結(jié)構(gòu)化時的雙向作用

物理和化學(xué)有著大量的學(xué)科交叉部分，即跨學(xué)科概念。常見的知識交叉點主要有熱力學(xué)、動力學(xué)、電子電流產(chǎn)生、原子內(nèi)部結(jié)構(gòu)等。總的來說，化學(xué)更傾向于在微觀層面上研究物質(zhì)的結(jié)構(gòu)和組成、原電池的工作原理、各種能量的轉(zhuǎn)化等，這與物理中的原子物理學(xué)、質(zhì)量守恒等有著密不可分的關(guān)聯(lián)。具體以“原子結(jié)構(gòu)”知識的學(xué)習(xí)為例。從物理的視角來看。首先，在生活中感應(yīng)與摩擦都可以使物體帶電，生活中的靜電現(xiàn)象都是因為物質(zhì)間摩擦帶電而產(chǎn)生的。其次，用實驗的方法證實了原子核與電子的存在以及相互之間的關(guān)系，同時提出了質(zhì)子和中子的相關(guān)內(nèi)容。最后，在波爾理論的基礎(chǔ)上，得到電子軌道并不連續(xù)，反而存在特定的能量。從化學(xué)視角來看。首先，通過元素周期表的學(xué)習(xí)，確定了最外層電子數(shù)決定了元素的化學(xué)性質(zhì)，以及核電荷數(shù)、電子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、原子序數(shù)之間的關(guān)系。其次，通過學(xué)習(xí)原子核外電子在不同能級的排布方式，從而得到能層、能級與能量之間的關(guān)系。最后，通過化學(xué)鍵學(xué)習(xí)了電子云，然后衍生出共價鍵。［6］從該例子可看出，從化學(xué)和物理的角度認識原子結(jié)構(gòu)的側(cè)重點是有差異的，它們在不同的視角下對原子結(jié)構(gòu)進行分析和解釋，學(xué)生從原子的本源性出發(fā)，結(jié)合化學(xué)或者物理史實，將原子、電子、質(zhì)子、中子相互聯(lián)系與區(qū)分，使得知識點更立體、更多面，讓學(xué)生可以從多方面進行理解和應(yīng)用，對于原子結(jié)構(gòu)的概念掌握也更精準。

2.生物知識與化學(xué)知識在結(jié)構(gòu)化時的雙向作用

從教材我們可以看出，生物與化學(xué)同樣存在大量的學(xué)科交叉部分。例如，化學(xué)中關(guān)于反應(yīng)速率的影響因素，糖類、油脂、蛋白質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，微生物燃料電池的工作原理等知識與生物中的酶的作用機理，維持生命能量的物質(zhì)，微生物結(jié)構(gòu)等知識。［7］具體以“糖類、油脂、蛋白質(zhì)”知識的學(xué)習(xí)為例。從生物上分析，以生活化為認識視角，主要從這三種物質(zhì)為人的生命活動提供能源、能量的轉(zhuǎn)化、蛋白質(zhì)由氨基酸組成、肽鍵的斷裂、如何使蛋白質(zhì)失去活性、糖的分類以及葡萄糖如何為生命提供能量等方面去學(xué)習(xí)這三種物質(zhì)。從化學(xué)上分析，以微觀視角為主，主要從官能團的類別和性質(zhì)去分析，糖類分為單糖、二糖和多糖，其中葡萄糖為單糖且為醛糖，故具有醛基的性質(zhì)。油脂中含有酯基，故難溶于水并且具有酯基的性質(zhì)。同時從蛋白質(zhì)的變性和鹽析等微觀層面進行分析和解釋。對于某些概念的學(xué)習(xí)我們能從生物的視角也能從化學(xué)視角進行多角度的學(xué)習(xí)，有利于學(xué)生構(gòu)建二者的結(jié)構(gòu)化知識體系。如果缺失了某一部分知識，就會導(dǎo)致知識體系中有缺陷，那么學(xué)生在具體應(yīng)用和遷移時就會有障礙，從而無法形成適應(yīng)社會發(fā)展的關(guān)鍵能力和必備品格。

3.物理知識與生物知識在結(jié)構(gòu)化時的雙向作用

從教材內(nèi)容我們可以發(fā)現(xiàn)，生物知識與物理知識同樣有著不可忽視的關(guān)聯(lián)。例如，生物上顯微鏡的構(gòu)造和使用方法和物理上的顯微鏡成像原理和放大倍數(shù)、生物中光合作用的碳氧原子的轉(zhuǎn)移和物理上的放射性同位素示蹤原理、生物中植物根的向地性及莖的背地性和物理中的重力作用等。通過分析我們發(fā)現(xiàn)，物理相對于生物來說更多的是提供堅實的物質(zhì)和理論基礎(chǔ)，兩者之間沒有過多的同一知識點的重疊，而是以物理為依托對生物知識進行研究和分析。但這種知識的相關(guān)性同樣對于學(xué)生理解知識和構(gòu)建知識框架有著重要作用。例如，學(xué)生基于對于顯微鏡成像原理和放大倍數(shù)的理解，更容易接受細胞的微觀性，操作實驗時會更熟練，腦海中的邏輯會更清晰，同時也將物理儀器應(yīng)用于具體實驗，對儀器本身的特性了解也會更加明了。

四結(jié)論

物理通常從宏觀的視角分析和認識物質(zhì)，化學(xué)更注重從微觀層面認識物質(zhì)，生物則側(cè)重于從生產(chǎn)生活的角度研究物質(zhì)———更貼近生活，學(xué)生能夠?qū)⒑暧^與微觀相結(jié)合去認識物質(zhì)，從生活化的角度應(yīng)用知識，學(xué)生將會有更大的收獲。首先，從知識結(jié)構(gòu)上，它會使學(xué)生更加注重知識的本源性問題，從不同的視角構(gòu)建知識框架，促進知識的遷移，使學(xué)生更容易達到高階學(xué)習(xí)的狀態(tài)。其次，從思維能力上，有利于學(xué)生發(fā)散思維和創(chuàng)新思維的發(fā)展，學(xué)生不再以單一的視角認識事物，能夠?qū)ξ镔|(zhì)的性質(zhì)和用途做出一定的推斷和預(yù)測，從而整體提升學(xué)生的綜合能力。最后，從學(xué)科核心素養(yǎng)上，各科的新課程標準對于學(xué)科核心素養(yǎng)的描述有著一定的差異性，但核心思想是相同的———通過各學(xué)科的學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生適應(yīng)社會發(fā)展的關(guān)鍵能力和必備品格，物理、化學(xué)、生物三門學(xué)科之間的知識相互交叉滲透，認識和研究物質(zhì)的方法和思維模式相差不大，針對大概念教學(xué)所重視的結(jié)構(gòu)化知識體系的構(gòu)建有著重要的作用。從大概念教學(xué)的角度分析，物理、化學(xué)、生物是眾多科目組合中一個很好的選擇，當然我們不能一味地只看到該組合的優(yōu)勢就鼓勵甚至要求學(xué)生選擇該組合，而是要結(jié)合學(xué)生自身的興趣和特長進行選擇，假設(shè)學(xué)生在對生物缺乏興趣且基礎(chǔ)也較為薄弱的情況下選擇了生物，這不僅無法更好地實施大概念教學(xué)，反而會阻礙學(xué)生的身心發(fā)展。總而言之，在學(xué)生感興趣的前提下物理、化學(xué)、生物的學(xué)科組合對于大概念教學(xué)的實施有較大的促進作用。

參考文獻

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作者：付進 付文升 單位：重慶師范大學(xué)