論化學課堂的整體構建

摘要：合理的課堂結構是提高教學效率的重要途徑。結合教學實例，從教學內容相關的知識邏輯、學科歷程、社會事件等方面闡述了化學課堂整體構建的基本類型及實踐策略。

關鍵詞：課堂結構；知識邏輯；整體構建；化學課堂

文章編號：1005－6629(2012)8－0003－03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

課堂結構是真實課堂中教學內容、師生活動在時間上的呈現序列及關系總和，包括教學內容的組織展現和教學方法、教學媒體的選擇編排。其中教學內容是課堂結構的實體，而師生活動則是它的具體表征方式。合理的課堂結構是構建高效課堂的必由之路，本文嘗試以課堂整體構建為視角，談談化學教學設計的形式與策略。

1 基于知識內在邏輯的整體構建

高中化學包含物質組成、結構、性質、應用及變化規律等內容。結構決定性質，性質決定應用，性質又體現于變化之中，并能反映其微觀結構，這是化學知識的基本邏輯。在化學研究中，學科知識的產生有著從現象到本質、從宏觀到微觀、由定性至定量的認知邏輯，這些關系是學科知識結構化與系統化的基礎。

課堂教學需要將各部分學科內容及師生活動彼此關聯而形成一個整體系統。從系統構建的一般思路而言，對教學內容采用從總到分、自上而下的編排，更有利于學習者整體把握。實踐中可按如下步驟進行設計：(1)對學習內容進行分類、比較，梳理知識之間的因果、類屬及并列關系，并利用這種關系聯結知識要點，由總到分構建起概念的“樹形圖”，從而厘清教學內容所包含的知識點及相互關系；(2)根據教學內容與學生已有經驗的關聯程度，確立由簡到繁、從經驗到理論的概念認知序列，這種序列有時會契合“樹形圖”體現從總到分，有時則與其相背遵循由個別到一般的認知歷程；(3)確立每個概念或知識點的形成過程，尤其是其中對教學起關鍵作用或對后續學習有再生功能的核心概念，應從經驗與實驗、宏觀與微觀、定性與定量等多個層面進行探究與分析，以利于學生深刻理解并形成知識的多重表征形式；(4)確立教學流程并選擇相應的教學方法。當教學內容多、知識關系復雜時，這種結構化設計對提高教學效率會顯得尤為突出。

例如“化學反應中的能量變化”(“蘇教版”《化學反應原理》)—節，所涉主要知識點在概念“樹形圖”的關系為：吸熱反應與放熱反應屬于上位概念，反應熱是定量反映它們能量變化的一種屬性，焓變是反應熱在恒壓只作體積功時的一個特例，屬于反應熱的下位概念，在高中階段無須對它們作嚴格區分，而蓋斯定律則是對反應熱或焓變屬性的一種規律總結。

在學生經驗里，對吸熱反應與放熱反應已有較為豐富的感性認識，因此可沿“樹形圖”選擇學生熟悉的概念入手，而后從總到分、由表及里逐步分化出相關概念及屬性。反應熱(或焓變)是本課的核心概念，可通過對其從宏觀、微觀、實驗(及經驗)的分析，獲知影響的內外因素，進一步可得出蓋斯定律及反應熱的表示方式一一熱化學方程式，以及標準燃燒熱、熱值等概念。由此可構建起如圖1所示的課堂教學流程。

教學中可依照教學流程，采用以下教學程序：(1)通過對吸熱反應與放熱反應的經驗回顧與實驗，感性認識化學反應中的熱效應，并歸納出吸熱反應、放熱反應、反應熱及焓變等概念。(2)結合示意圖，對反應熱或焓變的形成原因從宏觀與微觀兩種視角進行分析與討論，領悟反應熱在宏觀上即為體系在反應開始與終態內能的變化，從微觀則近似為反應過程中化學鍵斷開與形成的能量變化之差。(3)當學生理解反應熱形成的原因及實質，進一步分析不難得出影響反應熱大小的內外因素。這是本課學習的關鍵，它既能推演出蓋斯定律的內涵；又可以指導反應熱的表示方法一一熱化學方程式、標準燃燒熱、熱值等化學用語與概念的學習；同時也可為反應熱測定中的變量分析與控制、反應熱相關計算、社會應用等內容提供知識基礎。

由此，利用知識內在邏輯不僅能有效整合學習內容，化繁為簡，同時也充分展示了學科思想與研究方法，從而促成宏觀、微觀與符號的轉換，達到定性與定量、原理與應用的貫通。

2 基于學科發展歷程的整體構建

在科學發展歷程中，往往蘊含著學科知識形成的基本方法與人類認知的基本規律。中學化學所展示的物質性質、制法及概念、規律、原理等，大多為近代化學研究的經典濃縮，其背后有著豐富的人文積淀。合理地再現學科研究史不僅能激發學習興趣、展示科學研究的過程與方法，也能有效學促進生對學科知識的理解與應用。由此，以科學家的研究歷程作為對應化學知識的學習與探究過程，是課堂結構化的一種有效途徑。

在實踐中可沿如下步驟進行設計：(1)查閱化學史籍，厘清相關知識發現、發展及演變的歷史脈絡；(2)確立每段史實所承載的教學內容，包括預期從中獲得的學科知識與方法啟示等；(3)設計教學實踐流程：按時間順序安排所篩選的化學史料，從各部分史料片斷中分別得出物質性質、概念及原理的階段認識或部分屬性，而后在歷史事件的不斷推演中，逐步形成對化學物質、概念、原理的整體認識。此外，對其中歷史事件的展示要采用豐富多元的方式，不僅要結合圖片、模型、實驗對歷史片斷有選擇地進行模擬與再現，而且要根據學習內容與學生實際水平適時制造懸念，引發學生深思與討論，讓學生從科學家的視角進行思考與研究，最終獲得相關知識的整體認識。

如“氯氣的性質”(“蘇教版”《化學1》)的教學，便可嘗試用氯氣的發現、研究與利用的歷史來組織學習：(1)中世紀煉金術士加熱王水(濃鹽酸與濃硝酸的混合物)時曾產生一種強烈刺激性的氣體，但由于氣體的窒息性，以及煉金家對金屬的專注，而沒有展開進一步的研究。(2)1774年，瑞典化學家舍勒在研究軟錳礦時，將軟錳礦與濃鹽酸共熱產生了氯氣(但直至1807年，才南英國化學家戴維確定其組成元素，并取名為“氯”)。后來他將氯氣溶于水，發現其溶液顯酸性，并對花布、綠葉和紅花都具有永久性的漂白作用，他還發現氯氣能與金屬等多種物質發生化學反應；(3)1785年，法國化學家貝托雷改進舍勒的制備方法，并應用于生產，將氯氣用作漂白劑，解決了當時纖維漂白的工業難題。后來，他又先后將氯氣溶于碳酸鉀、氫氧化鉀等溶液制得漂白液；(4)1799年，法國化學家泰納爾將氯氣與石灰作用制得漂白粉……。這是前人認識、研究與利用氯氣的重要歷史片斷，若再結合圖片或實驗探究對這些事件進行情境再現與模擬，便能將這種研究歷程轉化為學生學習氯氣性質(及生產)的認知與體驗過程(如表1)。

學生通過科學歷程的再現與實驗探究，不僅認識了氯氣發現與研究的歷史，也會更加深入理解氯氣的性質與應用，并從前人與自身的研究中領悟研究物質的基本方法。因此，這種學科歷程與實驗探究的融合，不僅能深層激發學生學習興趣，同時也有望將科學教育與人文教育深度融合，促成學生的全面發展。

3 基于社會事件的整體構建

化學與社會、生活有著緊密的聯系，許多物質的性質、變化及化學規律會隱藏于生活、生產或社會問題之中，在社會事件或新聞報導里，諸如科技發明、資源開發、環境與能源問題、材料使用、食品衛生、化工生產、突發事件及處理等等，無不蘊含著豐富的化學問題及化學原理。這些素材本身很容易引發學生的興趣，教師若能以專業的視角捕捉這些素材，并依據教學內容對它們進行學科化與情境化處理，以此作為教學內容與師生活動的載體，不僅能有效激發學生的關注與參與，而且其中蘊藏的化學現象和原理也會因其與事件的關聯而更容易被理解、記憶，便于后續的提取與應用。

實踐中，可采用與化學史類似的設計方法：(1)從新聞線索中篩選教學內容相關的社會事件。(2)梳理事件脈絡，厘清事件內容與教學內容或研究問題之間的一一應關系。(3)選擇如下方式設計教學流程：①以事件的發生與發展作為教學主線，將整個事件按時間發展或場景轉換劃分為若干片斷，讓每個片斷承擔相關的部分教學內容，通過事件的演繹，逐步推演出物質性質、化學原理等學科知識或進一步探究的教學問題，利用事件的完整性來形成課堂的整體結構；②以事件為中心，通過對事件的分析與討論，從事件中挖掘一系列的研究問題，而后在問題的逐步解決與探究中完成相關的教學內容，通過事件來聯系彼此獨立的教學問題，從而構建整體性的課堂。當然，實際操作時無須對兩種方式作嚴格區分，既可將前者作為主線，對其中關鍵片斷輔以后者的放射型挖掘，以突出教學重點與關鍵點；也可將后者作為中心，將其中每個研究問題以前者的方式梳理成彼此獨立“亞事件”。

例如，在2010年洛陽的“全國化學優質課評比”中，李強老師的“垃圾資源化”(人教版《化學與生活》)教學，便是以新聞事件為中心進行組織的。李老師從央視報道“感動洛陽十大人物”之一——“環保牛人”徐春龍的新聞視頻人手，引導學生對主人公的三個感人事跡(“亞事件”)——三年內自費回收廢圓珠筆20多萬支、廢電池近100萬節、抵制使用一次性筷子并帶動一大批“帶筷族”，逐個進行分析，將“垃圾資源化”中三個在學科上彼此獨立或并列的教學內容——舊塑料、廢電池、一次性筷子，通過一位新聞人物形成整體，以完整的新聞故事有效達成學習內容的結構化(見圖2)。

在教學中，李老師通過對新聞事件的剖析，結合實驗探究與工業實際，讓學生在故事的發展與問題解決中，認識舊塑料、廢電池和使用一次性筷子對環境造成的危害，了解這些廢棄物品的組成、性質以及再利用的化學原理、化學方法與經濟效益，成功地將諸如聚苯乙烯的合成、熱塑性、轉化原理，及物質分離方法等學科知識植入新聞故事，讓學生在故事發展與困惑破解中，完成學科知識的構建，并切身體驗學有所值、學以致用的學科價值。

最后，李老師還把徐春龍請到課堂，完成一個完整而真實的故事，師生在課堂里有如走在故事之中，故事結束，學習任務也在不知不覺中完成，充分顯示了課堂結構化的教學效率。同時，事件本身蘊含著深厚的情感教育內涵，對學生社會意識、環境意識的培養及價值觀形成均有重要作用，這是其他教學素材所難以企及的魅力。

4 結語

從現代心理學的研究成果來看，人類的智能結構是多元的，人的認知風格也多種多樣，這就要求知識表征方式也應豐富多彩。一般而言，從學科歷史、學生經驗、社會實際及自然現象人手，在探索中學習化學，更符合學生對新事物認識的興趣與習慣，更容易建立起經驗與科學的實質性聯系，比較適合于新課及低年級的教學；而利用學科的邏輯順序來組織教學，不僅在知識傳授上有更高的效率，而且也容易讓學生領悟知識之間的內在聯系，促使學科知識的系統化與結構化，在復習課或高年級的教學中更能彰顯其教育價值。顯然，就某些教學內容而言，將上述學科線索與社會線索或人文線索融合，營造多重內涵的課堂結構，不僅可行，而且更高效。

參考文獻：

[1]袁莉，白蒲嬰，郭效軍，化學史簡明手冊[M]蘭州：甘肅科學技術出版社，2006：279

[2]Marcy P.Driscoll著，王小明譯，學習心理學[M]上海：華東師范大學出版社，2008：335