過程導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

吳晗清，高 暢，張 敏

(1.首都師范大學(xué)化學(xué)系，北京 100048; 2.長春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林長春 130032)

過程導(dǎo)向的化學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)

吳晗清1，高 暢1，張 敏2

(1.首都師范大學(xué)化學(xué)系，北京 100048; 2.長春師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院，吉林長春 130032)

化學(xué)教學(xué)實(shí)踐往往過于強(qiáng)調(diào)知識(shí)的直接傳承，而忽視知識(shí)形成的過程。發(fā)生學(xué)理論認(rèn)為，教學(xué)應(yīng)當(dāng)引領(lǐng)學(xué)生重演科學(xué)知識(shí)發(fā)生的過程，重蹈人類思維發(fā)展中的關(guān)鍵性步子?；谶^程的教學(xué)，有利于學(xué)生問題意識(shí)、思維能力及問題解決能力的養(yǎng)成，從而培養(yǎng)學(xué)生良好的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。本文以“物質(zhì)的量”為例進(jìn)行了這種教學(xué)范式的探討。

過程；發(fā)生學(xué)；教學(xué)設(shè)計(jì)；物質(zhì)的量

1 過程導(dǎo)向的重要意義

德國生物學(xué)家?？藸栔赋觯骸皞€(gè)體發(fā)生就是種系發(fā)生的短暫的、迅速的重演。”其簡明形式為：“個(gè)體發(fā)生學(xué)(個(gè)體的發(fā)展)扼要地重演了系統(tǒng)發(fā)育學(xué)(種類的進(jìn)化歷史)”[1]。我們研究生物系統(tǒng)兩個(gè)歷史過程對(duì)比的重演律，為研究教育系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律提供了啟示。學(xué)生學(xué)習(xí)人類已經(jīng)創(chuàng)造的知識(shí)，是把前人的認(rèn)識(shí)成果轉(zhuǎn)化為自己的認(rèn)知，這對(duì)學(xué)生來說是一種從未知到已知的轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化的過程應(yīng)與人類獲得該認(rèn)知的思維過程在某種程度上類似。波利亞認(rèn)為：“在教一個(gè)科學(xué)的分支(或一個(gè)理論、一個(gè)概念)時(shí)，我們應(yīng)該讓學(xué)生重蹈人類思維發(fā)展中的那些關(guān)鍵性的步子。當(dāng)然，我們不應(yīng)當(dāng)讓他們重蹈過去的無數(shù)個(gè)錯(cuò)誤，而主要是重蹈關(guān)鍵性步子”[2]。因此，教師在教學(xué)過程中，不應(yīng)僅僅是教授知識(shí)點(diǎn)，而更應(yīng)該幫助學(xué)生去重演知識(shí)的發(fā)生。讓學(xué)生了解這些知識(shí)從何而來、為何產(chǎn)生，加深他們對(duì)知識(shí)的理解和對(duì)本質(zhì)的把握。

皮亞杰指出“每一個(gè)(認(rèn)識(shí)的或心理的)結(jié)構(gòu)都是心理發(fā)生的結(jié)果，而心理發(fā)生就是從一個(gè)較初級(jí)的結(jié)構(gòu)過渡到一個(gè)不那么初級(jí)的(或較復(fù)雜的)結(jié)構(gòu)”[3]。教學(xué)時(shí)應(yīng)注意學(xué)生已有的知識(shí)基礎(chǔ)，將新知識(shí)同化到學(xué)生已有的知識(shí)結(jié)構(gòu)上，在已有知識(shí)結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上教授新知識(shí)。重演知識(shí)創(chuàng)造的過程，恰恰也是學(xué)生對(duì)知識(shí)進(jìn)行“同化”和“順應(yīng)”的過程。我們認(rèn)為，在教學(xué)中讓學(xué)生重蹈人類思維發(fā)展中的那些關(guān)鍵性步子，需要根據(jù)不同內(nèi)容、不同程度的學(xué)生，有意識(shí)地安排一些必要的曲折和彎路，讓探究活動(dòng)位于學(xué)生的“最近發(fā)展區(qū)”，從而激發(fā)學(xué)生的興趣，以問題解決為導(dǎo)向來激發(fā)思維，在過程中感悟科學(xué)探索的艱辛歷程，拉近學(xué)生與科學(xué)家的心理距離，增強(qiáng)自信，繼而逐步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神。

2 關(guān)于“關(guān)注知識(shí)形成過程”教學(xué)實(shí)際情況的調(diào)查

基于強(qiáng)調(diào)過程的教學(xué)發(fā)生學(xué)原理，我們?cè)诒本┦心持攸c(diǎn)中學(xué)進(jìn)行了實(shí)證研究，試圖了解教學(xué)實(shí)踐中“關(guān)注知識(shí)形成過程”的實(shí)際情況。發(fā)放自編問卷對(duì)該校264名高二下學(xué)期的理科學(xué)生進(jìn)行了調(diào)查，其中男生127名，占48%，女生137名，占52%。另外，還利用深度的半結(jié)構(gòu)性訪談，對(duì)其中30名學(xué)生進(jìn)行了個(gè)案研究，這為本研究提供了大量的質(zhì)性素材。調(diào)查結(jié)果表明，學(xué)生在“關(guān)注知識(shí)形成過程”中，主要表現(xiàn)出以下兩方面的不足。

2.1 教師單純強(qiáng)調(diào)知識(shí)教育仍是主流，過程關(guān)注不足

新課改以來，教師的教學(xué)觀念在“顯性觀念”層面有著巨大的變革，但潛伏在行為背后的“隱性觀念”變化則遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有那么大。教師的觀念與行為存在著嚴(yán)重的背離。筆者的調(diào)查顯示：84%的教師認(rèn)為能主動(dòng)地診斷自己教學(xué)中的問題，92%的教師發(fā)現(xiàn)教學(xué)問題后，能積極地去研究和盡力解決。但是，74%的教師往往將教學(xué)中出現(xiàn)的問題歸因于學(xué)生；有95%的教師認(rèn)為碰到學(xué)生提出的不能解答的問題時(shí)，應(yīng)擁有坦誠相告的胸襟。然而對(duì)學(xué)生的調(diào)查顯示，只有18%的學(xué)生認(rèn)為他們提出讓教師意外的問題時(shí)能得到教師的鼓勵(lì)。

2.2 學(xué)生關(guān)注化學(xué)知識(shí)的客觀性，缺乏對(duì)其形成過程的批判性思考

盡管91%的學(xué)生認(rèn)同化學(xué)知識(shí)是在研究中逐漸發(fā)展的，在一定程度上是解釋性的，具有推斷、猜測的性質(zhì)；但同時(shí)又有72%的學(xué)生認(rèn)為化學(xué)知識(shí)完全客觀地、真實(shí)地反映了物質(zhì)世界，只有28%的學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)產(chǎn)生過一定的懷疑。比如訪談時(shí)學(xué)生表示，“憑什么催化劑能加快反應(yīng)速率”，“憑什么氯化鋁是共價(jià)化合物”，“膠體粒子大小必須在1～100nm之間嗎”，“氧氣與臭氧之間的反應(yīng)到底是不是氧化還原反應(yīng)”等等。

54%的學(xué)生對(duì)化學(xué)知識(shí)形成的過程感興趣，76%的學(xué)生喜歡教師以探究知識(shí)形成過程的方式來教化學(xué)。98%的學(xué)生知道空氣的成分，但是只有11%學(xué)生了解探索空氣成分的過程，并覺得很有趣。絕大部分認(rèn)為“知道結(jié)論就夠了”，甚至覺得過程很“無聊”。又如盡管絕大部分學(xué)生都知道，“苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，而甲苯可以”、“苯與液溴(FeBr3催化)能取代，但與溴水不行”、“過氧化氫的結(jié)構(gòu)式為H-O-O-H，其中氧為-1價(jià)”等，但是分別只有31%、18%、8%的學(xué)生知道這些知識(shí)是如何形成的。

3 過程導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)案例

對(duì)上述264名高二理科學(xué)生的調(diào)查顯示，37%的學(xué)生沒有思考過阿伏伽德羅常數(shù)的由來，52%的學(xué)生認(rèn)為它是化學(xué)家規(guī)定的，只有11%的學(xué)生能夠利用相關(guān)概念和已知的數(shù)據(jù)將其計(jì)算出來。又如，對(duì)“1mol任何氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下其體積都約為22.4L”的原因，只有16%的學(xué)生能完整解釋，48%的學(xué)生已經(jīng)忘記，還有36%的學(xué)生認(rèn)為記住就行，不需要掌握原因。由此可見，物質(zhì)的量的教學(xué)往往只強(qiáng)調(diào)把這一知識(shí)教給學(xué)生，沒有關(guān)注到這一重要的化學(xué)工具形成的歷史過程及意義。

過程導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)，就是要站在學(xué)生的立場上，重蹈人類探究這一內(nèi)容的主要?dú)v史過程。讓學(xué)生知道為什么出現(xiàn)這一內(nèi)容，如何利用它更好地解決問題。本文嘗試構(gòu)架物質(zhì)的量的教學(xué)設(shè)計(jì)的主要過程(表1，附本文后)，讓學(xué)生簡明深入地把握物質(zhì)的量的本質(zhì)，減輕學(xué)生無謂的認(rèn)知負(fù)擔(dān)，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生良好的思維習(xí)慣。為了突出教學(xué)設(shè)計(jì)的發(fā)生學(xué)的核心框架，將諸多細(xì)節(jié)內(nèi)容略去。

以上述教學(xué)設(shè)計(jì)在北京市某重點(diǎn)中學(xué)進(jìn)行試講，效果良好。體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：一是學(xué)生參與度高，以問題為主線，思維密度大，學(xué)生興趣卻有增無減。二是學(xué)生動(dòng)手計(jì)算，先做習(xí)題再總結(jié)注意事項(xiàng)，即通過“試誤”來學(xué)習(xí)，對(duì)概念的理解更加深刻。三是教學(xué)相長，教師把時(shí)間和空間還給學(xué)生，不僅激發(fā)了學(xué)生的潛能，同時(shí)學(xué)生的多元思維等也給教師很多啟發(fā)。

4 結(jié)語

過程導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)，實(shí)質(zhì)上是一種以學(xué)生為中心的教學(xué)范式?！耙詫W(xué)生為中心”的觀念源于杜威。杜威針對(duì)當(dāng)時(shí)教育中刻板呆滯的狀況，極力反對(duì)課堂教學(xué)中填鴨式、灌輸式的做法，主張解放兒童的思維，以兒童為中心組織教學(xué)，發(fā)揮兒童學(xué)習(xí)主體的主觀能動(dòng)作用。杜威初衷只是要改變學(xué)習(xí)方式，并沒有忽視科學(xué)知識(shí)本身。但變革性的發(fā)展很容易走向另一極端，即過分重視兒童及其自由活動(dòng)，輕視了教師、教材相應(yīng)的地位和指導(dǎo)作用，從而很自然地削弱了學(xué)生對(duì)系統(tǒng)科學(xué)知識(shí)的掌握。

因此審視歷史，過程導(dǎo)向的教學(xué)設(shè)計(jì)強(qiáng)調(diào)以學(xué)生的活動(dòng)為中心、以過程為導(dǎo)向，展示學(xué)生的思維過程。然而，我們也特別強(qiáng)調(diào)教師的主導(dǎo)作用，包括教師的精心設(shè)計(jì)和智慧地處理教學(xué)生成，其主旨是喚起學(xué)生的主體精神，尊重學(xué)生的獨(dú)立人格、個(gè)性化思想及其表達(dá)。

[1] [德]海克爾.宇宙之謎[M].上海：上海人民出版社，1974：76.

[2] [美]波利亞.數(shù)學(xué)的發(fā)現(xiàn)(第二卷)[M].呼和浩特：內(nèi)蒙古人民出版社，1981:200-202.

[3]皮亞杰.發(fā)生認(rèn)識(shí)論原理[M].北京：商務(wù)印書館，1995:4.

The Design of the Teaching and Learning of Chemistry Based on the Process-orientation

WU Han-qing1,GAO Chang1,ZHANG Min2

(1. Department of Chemistry, Capital Normal University, Beijing 100048,China; 2. College of Chemistry, Changchun Normal University, Changchun Jilin 130032,China)

Chemistry teaching often lays too much emphasis on the inheritance of knowledge and ignores the process of its formation. According to the embryology, instructional methods should lead students to repeat the process of scientific knowledge and the key steps in the development of human thinking. Based on the process-orientation, instructional design is propitious to students’ problem consciousness, thinking skills and abilities to solve problems so as to develop students’ creative spirits and practical abilities. This paper discussed on the “amount of substance” as an example of such a teaching paradigm.

Process; Embryology; Instructional design; Amount of substance

2013-12-01

吳晗清(1981-)，男，安徽宿松人，首都師范大學(xué)化學(xué)系講師，博士，從事化學(xué)教育研究。

G632.0

A

1008-178X(2014)01-0146-04