基于CPUP模型的化學課堂結構分析

侯婕 陳麗萍

摘要： 選擇2014年全國高中化學優質課大賽全國一等獎有關“鋁的重要化合物”教學課，結合課堂觀察法和統計分析法進行研究。運用CPUP模型主要分析了Al（OH）3兩性實驗中教學內容的組合及重要性程度、實驗教學總時間、實驗教學方式，比較了教學行為中師、生活動時間的分配特征。運用CPUP模型進行課堂結構的分析，不僅更加細致清晰，且分析結果可信度較高，可以幫助教師進行有效的教學分析和反思。

關鍵詞： CPUP模型； 課堂結構； 優質課； 鋁的重要化合物

文章編號： 1005-6629（2018）4-0026-05 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

新課程理念下的教學觀，要求教師進行合理、科學的教學設計，確保學生在交往互動的教學過程中充分發揮其主體作用，從而提升課堂有效性，提高課堂教學質量。分析課堂結構是合理分配教學時間與監控教學行為的重要方法，對于提升教學質量和促進教師成長有重要作用。CPUP模型通過對化學課堂中教師、學生、教材三者關系的分解和重構，將課堂結構分析變得更加量化、細致。

目前，教學評價模式相對宏觀，教學評價工具在系統性、可操作性方面還有較大提升空間[1]。由于缺少課堂的細致分解和觀察，一部分教師仍以半經驗的質性評價和學業測試作為教學評價的標準。CPUP模型則以一種微觀的、量化的評價方式，用數據統計的方法對課堂結構做出定量分析，使課堂結構清晰明了。其鮮明的技術性和邏輯性特點，為解析課堂教學行為，提高課堂教學有效性和學生參與度開辟了新的思維和方法途徑。筆者以“鋁的重要化合物”課堂教學為例，探討如何運用CPUP模型分析化學課堂結構，更加合理的設計并進行化學實驗教學。

1 化學課堂結構的界定

現有的研究中尚沒有對化學課堂結構做出明確的定義和劃分，因此我們需要對化學課堂結構做出界定。化學課堂結構是為了達到預定的教學目標，課堂教學中各要素間相互組合、銜接、作用的動態呈現形式，課堂結構的平衡、完整、合理是順利完成教學的基礎。

教育者、學習者、教育影響是教育的三大要素。將其細化到課堂教學中，即為教師、學生、教學影響，其中教學影響包括教學內容、教材等，形式包括教學方法、組織形式等。各要素間是有機結合的，它們既相互獨立又相互規定，共同構成一個完整的教學實踐系統。

2 CPUP模型理論

CPUP模型是由蓋立春[2]、婁延果[3]等人在CPCP模型基礎上，分別從教學內容和課堂活動的維度，對化學課堂結構做出的分析模型，模型框架如圖1所示。

圖1 CPUP理論模型框架圖

2.1 教學行為鏈是課堂活動的脈絡

從課堂活動的維度出發，婁延果提出化學課堂（Class）中教師的教學行為和學生的學習行為總是成對出現的，通過教學行為對（Pair）的相互連接、組合構成化學課堂中的“鏈節”即教學行為鏈（Chain），同理每一個基本的教學行為鏈都可以組成一個化學學習情景，而每一個學習情景都是構成化學課堂的一個教學板塊（Plate）。表1為5種常見教學行為鏈。

表1 教學行為鏈分類

2.2 基元內容是教學內容的根基

從教學內容的維度出發，一堂完整的化學課中，教學內容（Class Content）包括一定數目的板塊內容（Plate Content），而每一個板塊內容包含一定數目的單元內容（Unit Content），同樣每一個單元內容又由一個或多個獨立的基元內容（Primitive Content）構成，既簡稱CPUP。其中，基元內容是整個教學內容的最小單位，而不同的基元內容具有不同的重要性程度即CID（Content Important Degree，簡稱CID）。CID共分成5個等級如表2所示。

表2 基元內容重要性程度劃分

3 CPUP模型理論對課堂教學的解構和重建

將CPUP模型運用在教學評價和教學設計中，可以促進課堂和教學的雙向轉化。在教學評價中，將一堂完整的教學課進行逐級拆分，分析每一個板塊里單元內容的組合，以及每一個單元中基元內容的編排和選擇。通過對內容組織和銜接的剖析，可以幫助教師自我監控、互相學習。同理，在教學設計時，從每一個基元內容入手，劃分教學時間，設計適量問題并預設答案，選擇相應的教學方法和手段。幫助教師整理教學設計思路，明確重、難點，合理安排各個教學環節，逐步組合成一堂完整的化學課。

文章中筆者運用CPUP模型理論，結合所選優質課即“鋁的重要化合物”教學課進行分析，具體步驟如下：

（1） 反復觀看優質課教學錄像，將課堂影像轉化為師生對話的文字實錄。

（2） 節選出課堂中實驗教學部分，即Al（OH）3的兩性。結合CPUP理論模型，從教學內容的角度將實驗教學內容劃分出板塊內容、單元內容和基元內容，并根據表2判斷其重要性程度，將結果繪制成表3。

（3） 結合教學視頻和課堂復盤的文字實錄，將課堂教學行為對進行配對、組合，根據表1找到相對應的教學行為鏈類型和具體環節。

（4） 統計各環節活動時間，細化至每一組師生對話，時間精確到分秒，將結果繪制成表4。

（5） 按照實驗教學總時間、教學活動中師、生各活動時間的比例，對分散的時間進行累加和統計分析，繪制成圖2、圖3。

4 CPUP模型在課堂結構分析中的應用

本文選擇2014年全國高中化學優質課大賽中一等獎有關“鋁的重要化合物”教學課進行分析，比賽中該節課受到評委的一致好評。本節課中教師的教學設計層次清晰，邏輯嚴明；教學過程符合認知規律，銜接緊湊、過渡自然；演示實驗及學生實驗選擇恰當、設計合理、操作熟練規范、效果良好。整堂課符合新課標教學理念，堅持學生的主體地位，充分發揮教師主導作用，引導學生經歷探究過程，著力培養學生問題意識和獨立解決問題的能力。

4.1 課堂教學內容分析

“鋁的重要化合物”是新課標人教版化學必修1中第三章第二節的內容，在知識結構上承接離子、電離方程式的書寫，為常見非金屬及其化合物的性質和元素周期律等知識學習打下基礎。同時，本節內容是初步引導學生掌握以實驗現象為基礎，探究、總結物質性質的化學學習方法，形成解決問題的程序化思路。

結合CPUP模型，從教學內容的角度將鋁的重要化合物中實驗教學內容即Al（OH）3的兩性進行分析，結果如下表3所示。

表3 優質課課堂內容劃分

從表3中可以看出該教師進行教學設計時，教學內容的重要性程度分布錯落有致，交替出現。在講解CID為A級的知識[即Al（OH）3的酸性]之前，選擇B級知識進行鋪墊，之后又相應舉例、延伸。使課堂結構穩定、合理的同時，有助于學生主動調取已有知識結構中的相關信息如Al（OH）3的堿性、復分解反應本質等，促進學生對新知識即Al（OH）3制取和酸性的理解、掌握和同化。教學時間的分配與教學內容的難易度基本匹配，將大部分的教學時間放在學生小組實驗和教師演示實驗上，保證實驗的完整性，將實驗任務的完成融入問題解決的程序，循序漸進，逐步引導學生形成獨立解決問題的能力。

4.2 課堂教學行為分析

一堂高效的化學課是由教師和學生共同努力完成的，因此僅僅分析課堂教學內容不足以全面體現課堂結構。因此我們需要對教師教學行為和學生學習行為做進一步的分析。

4.2.1 課堂教學中實驗教學時間分析

對該節優質課中實驗教學總時間進行分析、統計如圖2。

圖2 課堂中實驗教學總時間統計圖

經過統計，該節優質課中實驗教學時間為22分18秒，占課堂教學總時間的56%，說明該教師對實驗教學較為重視，本節課的教學內容為認識鋁及其重要化合物的性質，教學內容本身就具有理論和實驗相結合的特點。因此，教師合理、適量地講解原理和概念，有效地引導學生順利總結出物質性質，是課堂教學完整性和高效性的重要保障。

4.2.2 優質課中教學行為鏈分析

針對本節優質課中，教師在Al（OH）3的制取和酸性的教學內容部分，進行的教學設計和采用的實驗方式進行分析，結果如表4。

表4 優質課中教學行為鏈分析

從表4可見，探究并確定如何制取Al（OH）3的實驗方案時，教師在提出問題和布置任務環節簡潔、明確，要求學生以小組討論的形式對教師提供的藥品進行自由選擇。在合作研究環節則充分發揮學生的主體性，引導學生匯報交流，從理論上分析Al（OH）3制取原理，確定最優的實驗方案，為接下來的實驗操作打下了良好的理論基礎。制備Al（OH）3時，學生的實驗操作活動和實驗匯報占據了絕大部分的時間，教師則僅僅進行簡單的任務布置和規范操作的指導，充分發揮了學生實驗探究過程的自主性，也保證了學生實驗操作的完整性。

在學生實驗結束后，針對學生制備Al（OH）3過程中出現的不同實驗現象，教師以直授型教學行為鏈進行演示實驗，將教學重點放在講解原理、總結規律環節上。當Al（OH）3和NaOH溶液完全反應，沉淀消失后，以問答形式逐步引導學生進行知識的梳理和結論的呈現。不僅解決了學生實驗中產生的問題，而且直觀、有條理地講解了Al（OH）3的酸性。

4.2.3 各教學行為鏈中師、生活動總時間對比

教師的教和學生的學是教學行為鏈的兩個重要組成部分，通過分析課堂中教師行為時間和學生行為時間，可以清晰地反映課堂結構時間分配。針對本節優質課中師、生行為總時間的分析如圖3所示。

圖3 優質課各教學行為鏈中師生活動時間對比

對本節優質課中師、生活動總時間的對比分析可以看出，在進行Al（OH）3的制取實驗之前，教師引導教學時間和學生自主學習的時間基本相同（即A6鏈），既不贅述，又有助于學生整理思路，對要解決的問題清晰明了。在實驗教學環節（即B4鏈），學生活動時間遠多于教師教學時間，充分保證了學生完整的實驗操作和實驗探究過程。同時在理論教學部分（D4鏈），教師的講解適量、高效，借助演示實驗展示Al（OH）3的酸性，引導學生基于實驗事實逐步分析物質性質，保障了學生在實驗過程中的學習體驗。

4.2.4 實驗方式的分析

本節優質課中，教師針對Al（OH）3的制取和Al（OH）3的酸性設計了兩個實驗，結合課堂教學視頻和教學行為鏈分析其實驗方式，如表5所示。

表5 優質課中實驗方式比較

在進行實驗之前，教師選擇先提出探究性問題，并由師生共同設計實驗方案，可以幫助學生在實驗操作前運用已有知識，分析實驗原理、明確實驗目的，為實驗操作起到事半功倍的效果。以良好的實驗體驗為基礎，進行物質性質的探究、歸納，使課堂中實驗教學的設計更加合理，課堂結構較為平衡，實際教學效果較好。在實驗操作部分，選擇師生共同實驗，教師的輔助不僅可以幫助學生明確實驗操作步驟、規范實驗操作，還可以有效地降低學生實驗失敗的概率，提高課堂教學效率。

5 結論與啟示

根據CPUP模型對該節“鋁的重要化合物”優質課進行解析，主要分析實驗教學內容的組合及重要性程度、實驗教學總時間、實驗教學方式，比較了教學行為中師、生活動時間的分配特征。得出如下結論：

（1） 實驗教學內容選排合理，有助于學生自主完成新知識的建構。本節優質課中實驗教學內容的組合及重要性程度分布，在內容的安排上較好地與學生已有知識相關聯，引導學生自發思考并設計實驗，難易適中、循序漸進，有助于培養學生用實驗解決問題的能力。

（2） 實驗教學設計和實驗方式的選擇，直接影響學生課堂參與度和課堂教學有效性。本節課中采用的實驗教學方式學生參與度較高，教學節奏緊湊，在整個實驗過程中很好地體現了學生的主體作用。

（3） 微觀、量化的課堂結構分析方式，有助于教師進行自我監控和成長。在運用CPUP模型進行課堂結構的分析過程中，筆者認為，該理論從教育者、學習者、教育影響這三大課堂教學要素出發，分析其相互作用的呈現方式。分析信度較高，使教師不僅能夠運用該理論對優秀教師的課堂進行精細劃分，學習其教學設計和教學行為中的優點，還可以及時而準確地發現自身教學中的問題，從而優化教學設計，促進自身成長。

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