□ 海南省教育研究培訓院 吳益平
2018年2月5日至9日,教育部基礎教育司、教育部基礎教育課程教材發展中心在北京的外研社國際會議中心舉辦“新修訂普通高中課程方案和課程標準國家級示范培訓班”。我有幸參加了第三期培訓,在戊戌新春來臨之際盡享了專家們帶來的課程盛宴。
徐端鈞教授是浙江大學知名教授,擔任本次高中化學課程標準修訂組負責人。徐教授以《物質結構與性質》模塊為例,詳盡地剖析了物質結構課程內容存在的問題,并提出了課程內容現代化的建議。
1.內容偏離核心。原子結構(電子排布)屬于物理學,化學學科物質結構的核心內容應該是分子結構,建議增加晶體結構與分子結構的聯系。紅外、核磁在化學中應用廣泛,用紅外能知道分子中含有什么基團,用核磁能知道基團的相對位置,但是不能測定化學分子的空間結構,無法測量鍵長、鍵角。鍵能難以測量,且數據偏差大,鍵能并不適合用于判斷單鍵雙鍵,鍵能不應該是結構化學的核心內容。單晶體X射線衍射實驗能夠測定鍵長,是測定分子空間結構的最好方法。
2.知識陳舊錯誤。中學物質結構課程,基本上未引進近50年的研究成果。隨著時代發展科學進步,原有的知識應該及時更新。徐教授建議,刪去與化學關系不大的晶體學知識,如六方密堆積;刪去一些過時的、錯誤的觀點結論,如,晶體分類的陳舊(分子晶體、離子晶體、原子晶體、金屬晶體、過渡晶體),“原子晶體”的名稱是中國大陸特有的,英文為covalent crystal(共價晶體),中國臺灣稱為“網格晶體”。關于晶體分類,新修訂《課程標準》(2017年版)的表述為:借助分子晶體、共價晶體、離子晶體、金屬晶體等模型認識晶體的結構特征。知道介于典型晶體之間的過渡晶體及混合型晶體是普遍存在的。
聽了徐教授的講座后,我想,作為基礎教育教研工作者,我們不可能像化學家徐教授那樣深入研究學科前沿的問題,但是,我們必須加強學科新知識的學習,關注學科前沿的發展現狀以及重大成就,認真研讀新修訂《課程標準》(2017年版),領會精神實質,提升自身的學科核心素養,唯其如此,才能與時俱進,真正落實高中化學課程目標與內容的現代化。
華東師范大學王祖浩教授擅長國際比較研究,通過他的專題報告,我們站在了宏大的國際視野下認識了當前的課程改革,逐步理解了國際范圍內科學課程變革的趨勢以及對學生素養提出的要求。王教授指出,此次課程標準修訂的兩大變化,一是提出了學科核心素養,以此貫通課程目標、課程內容等;二是化學學科核心素養與學業質量水平有機融合,強調學業質量是基于學生核心素養建構的。
此次課程修訂,去除了繁、難、偏、舊的內容,引進了時代性與基礎性結合的新內容,總體而言,新舊課程標準、新舊教材中,呈現的教學內容變化不大。但是,教學內容的功能發生了改變,教育的意義與價值有所變化,教師應該有不同的認識與理解。過去,我們對學科內涵的價值挖掘不夠,需要喚醒!王教授此語振聾發聵!我們該如何充分地挖掘學科內涵的價值呢?
筆者認為,我們應該深刻領會化學學科核心素養的內涵,理清化學學科核心素養與學業質量水平之間關系,積極開展基于“素養為本”的探索與實踐。
1.優化學科的思維模式。如在《二氧化硫》的教學中,引導學生正確地認識化學的“功”與“過”,辯證地認識化學物質,發展學生的辯證思維。二氧化硫是形成酸雨的主要物質,酸雨腐蝕建筑,使土壤酸化,影響動植物的生長,引起人們的呼吸道疾病;二氧化硫是生產硫酸的主要原料,而硫酸又是化工產業中最重要的產品之一,另外二氧化硫還是國內外廣泛使用的食品添加劑。
在《原電池》的教學中,發展學生的實驗思維;在《化學反應速率》的教學中,發展學生控制變量的思想;在《氮的循環》的教學中,幫助學生建構基于物質類別與元素價態的認知模型,等等。
2.彰顯知識的社會價值。新修訂《課程標準》(2017年版)關于素養5有這樣的表述:深刻認識化學對創造更多物質財富和精神財富、滿足人民日益增長的美好生活需要的重大貢獻。正是因為有了化學科學,人們對自然界才有了豐富的認識。如浩瀚無垠的海洋,本來只是大自然的一部分,正是因為化學工作者前赴后繼,經歷了漫長的研究征程,才認識到海水蘊藏著豐富的化學資源,從海水中可提取多種化工原料。海水中鹽的總儲量約為5×1018t,共含有80多種元素,其中氯化物的濃度最高;溴被人們稱為“海洋元素”;海水中碘的總儲量約為8×1010t……
在《促進學生核心素養發展的化學課程結構及課程內容》的報告中,北京師范大學王磊教授強調,知識具有重要的認識功能和素養發展價值。知識的功能價值只有在學科能力活動中轉化為學生自覺主動的合理的認識方式才能彰顯。
自2004年實施高中新課程以來,王教授帶領她的團隊立足課堂,長期在實驗區開展基于高端備課模式研究,推動教學方式的改革。報告中,王教授指出了當前我國高中化學課堂教學中的突出問題,可謂切中時弊。以常見無機物的性質和應用主題為例。
突出問題:
1.以聽和記教師講述的實驗現象和結論代替學生親自的觀察思考和實驗探究;
2.以反復背記化學方程式代替基于化學反應的原理和規律進行分析理解和證據推理;
3.以題海訓練代替真實的問題解決;
4.以單一的具體代表物的性質學習代替基于元素觀的物質性質和轉化的認識;
5.以去情境化和碎片化的教學代替真實學習背景和整體性學習。
王教授指出,要破解高中新課程實施過程中的難題,必須基于主題打通知識到素養的通道。知識的認識功能包括:認識角度、認識路徑、推理判據。正是因為知識的這些認識功能,所以具有核心素養的發展價值。不同知識的認識功能和素養發展價值不同,統攝性和結構化的知識具有更強大的功能價值。
聽了王教授的報告,筆者認為,要實現基于主題打通知識到素養的通道。應該切實轉變教學理念,從“知識解析的教學”轉變為“觀念建構的教學”;認真研讀課程標準,將“學業要求”細化為教學目標,明確目標的水平層級;用好情境素材,設計真實、具體的問題情境,促進學習方式轉變。作為教研人員,更需要深入課堂,發掘典型案例,梳理先進經驗,為廣大老師提供具體的、可操作的實施路徑。
東北師范大學鄭長龍教授報告的題目為 《“素養為本”的化學課堂教學設計》。“素養取向”“認識視角”“學科本原”是鄭教授講座中的高頻詞。他強調,為了適應新的課改形勢,廣大教師應該努力提升化學學科理解能力。化學學科理解,是指教師對化學學科知識及其思維方式和方法的一種本原性、結構化的認識。
如何幫助廣大教師提升化學學科理解能力?筆者認為,在加強學科本體知識學習的同時,當務之急,必須認真研讀課程標準關于“學業要求”“學業質量水平”的內容,積極探索“學業要求”“學業質量水平”與基于“素養取向”的教學設計之間的聯系。
以必修模塊主題2常見的無機物及其應用為例,學業要求如下:
1.能依據物質類別和元素價態列舉某種元素的典型代表物。能利用電離、離子反應、氧化還原反應等概念對常見的反應進行分類和分析說明。能用電離方程式表示某些酸、堿、鹽的電離。能舉例說明膠體的典型特征。
2.能列舉、描述、辨識典型物質重要的物理和化學性質及實驗現象。能用化學方程式、離子方程式正確表示典型物質的主要化學性質。
3.能從物質類別、元素價態的角度,依據復分解反應和氧化還原反應原理,預測物質的化學性質和變化,設計實驗進行初步驗證,并能分析、解釋有關實驗現象。
4.能利用典型代表物的性質和反應,設計常見物質制備、分離、提純、檢驗等簡單任務的方案。能從物質類別和元素價態變化的視角說明物質的轉化路徑。
5.能根據物質的性質分析實驗室、生產、生活及環境中的某些常見問題,說明妥善保存、合理使用化學品的常見方法。
6.能說明常見元素及其化合物的應用(如金屬冶煉、合成氨等)對社會發展的價值、對環境的影響。能有意識運用所學的知識或尋求相關證據參與社會性議題的討論(如酸雨和霧霾防治、水體保護、食品安全等)。
反觀當前的高中教學,多數老師的教學僅停留在“學業要求”1、2兩個層次,普遍缺乏認識物質的視角與思路。2017年版課程標準對每一個主題提出了具體的學業要求,為我們的教學指明了方向。
鄭教授在講課的過程中,經常問大家,這個明白了沒有?以此了解大家的觀點、促進交流互動。果然,講到“學業要求”與“學業質量水平”等概念時,臺下一片“太繞了!”“暈了!”的呼聲。通過多次互動,我們終于弄清楚了,“學業要求”是對應于各個主題的教學要求,“學業質量水平”是對應于整個高中化學課程,相當于一把尺子,各級水平相當于刻度。鄭教授的生動比喻,讓我們豁然開朗!
考試命題是比較敏感的問題。教學與考試應該如何與化學學科核心素養水平保持一致?圍繞《高中化學教學評價、學業質量標準與考試命題》,陜西師范大學周青教授條分縷析、娓娓道來。
周教授指出,依據化學學業質量標準,有助于將化學學科核心素養有效地融入課堂教學和學生評價中。具體評價目標的確定必須與化學學科核心素養水平、內容標準、學業要求和學業質量標準水平保持一致;在學業評價實踐中,通常是在教學目標的基礎上,采用描述性語言來呈現具體的評價目標。如:
“離子反應發生的條件”的評價目標
目標1:完成一組化學實驗,能探究離子反應發生時生成物的特點(沉淀,或氣體,或水)。
目標2:從微粒變化的視角,能用語言和文字表達離子反應發生的實質。
目標3:能正確書寫幾組離子反應的方程式。
目標4:根據給出的條件,能完成一個簡單混合物分離的實驗探究方案的設計。
2017年版課程標準提供的兩個教學案例中,均設置了教學與評價目標。其中的評價目標值得認真研讀。
周教授比較詳細地解讀了“學業質量標準”,并結合若干命題實例,為我們講解了命題的基本原則與步驟。強調命題者需要依據課程標準中的“內容標準”和該試題的“測試目標”,對解決問題所要運用的化學知識和技能進行細心梳理,以確保該試題的評價目標符合相應的考試類別與目標的要求。創設對學生而言是有意義的現實的情境,理清真實情境的創設與測試任務的設計以及相關化學知識之間存在的密切聯系。
周教授的報告引發了我的一點思考:以真實的問題情境為素材命題,固然是大勢所趨,對教學有較好的導向作用。但是,要準確描述一個真實的情境,需要較多的文字,另外,真實的情境涉及的問題通常比較復雜。