從情境素材到教學情境： 如何創設富有價值的問題情境

楊玉琴　倪娟

摘要：從靜態的情境素材到富有價值的問題情境，需在理解教學情境的背景屬性、知識屬性及活動屬性的基礎上，在教學目標的導向下進行合理加工。其中，問題起到了連接情境中的事件與學習的任務、活動的關鍵作用。在課堂應用中，利用恰當的呈現形式讓學生“身臨其境”，借助問題線索有邏輯地展開情境，教師與學生作為實踐共同體置身情境解決問題。

關鍵詞：情境素材;?教學情境;?問題情境;?教學事件;?實踐共同體

文章編號：1005-6629（2020）07-0010-07

中圖分類號：G633.8

文獻標識碼：B

《普通高中化學課程標準》（2017年版）（以下簡稱2017版課標）與《普通高中化學課程標準（實驗）》的顯著區別之一在于前者在必修和選擇性必修課程的每個主題中都給出了“情境素材建議”，并在教學與評價建議中明確要求“創設真實且富有價值的問題情境”[1]。這種做法并非首次，早在2001年出版的《全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）》中就在每個主題中給出“學習情景素材”，《義務教育化學課程標準》（2011版）又將實驗稿教學建議中的“努力創設生動活潑的學習情景”改為“努力創設真實而有意義的學習情景”。可見，第八次課程改革以來，化學課程指導性文本中對情境（景）一直非常重視，在具體表述上的變化顯示了課程專家對于情境（景）的教學屬性及功能等認識的不斷深化[2]。構建從真實的情境中進行學習的認知路徑，是知識通向素養的必然要求[3]。雖然經過多年的實踐，廣大教師對教學情境已不陌生。但在當前課程與教學改革背景下，如何將靜態的情境素材轉化為真實且富有價值的問題情境，成為發展學生學科核心素養的有效載體，仍然需要探索。

1??理解教學情境的基本屬性

基于情境的學習源于對傳統學校教育弊端的反思——學生雖然在課堂中習得了許多的規則、定義……但在真正的社會生活或工作中遇到相關問題時卻不會運用，學校所提供的課程及考試并不能幫助學生有效地進入知識的真實應用領域。情境學習與認知的研究試圖通過設置基于工作的、模仿從業者真實活動的學習環境，來提高學習的有效性，并保證知識向真實情境的遷移[4]。“如果學習情境及其材料與能夠得以應用的現實生活情境相類似，那么學習就能得到最大化”[5]。作為在特定情境中解決問題、完成任務的能力和品質的素養，并不能脫離情境而習得。唯有將知識學習與真實情境聯系起來，知識的遷移性才可能增加，素養也才能發展[6]。

可見，作為教學的情境旨在將學科內容與真實世界聯系起來、將知識的學習及應用與他們作為家庭成員、公民或工作者的生活之間聯系起來。學校教育受時空限制，并不能讓學生真正身處這些真實境遇。所以采取某些教學手段（包括信息技術）將真實的社會生活、工作或科學研究活動等情境盡量還原到課堂中，使學生有可能在真實的問題解決活動中，通過觀察分析、概念工具的應用以及與他人的合作探究等，形成科學家、數學家或歷史學家等看待世界的方式和解決問題的能力，從而使學習真正有利于學生未來的社會生活。在教育語境中，對“情境”的稱謂并不統一，如“學習情景”“學習情境”等，但在我們看來，“境”因身臨其“境”之意，比“景”更符學習之本意。且“情境”雖為學生的學習所用，但大多由教師所創設，情境中教與學是融為一體的，所以用“教學情境”更為貼切。目前，研究者對教學情境的定義并不統一，但從其本義及功能等分析應具有如下基本屬性。

1.1??教學情境的背景屬性

漢語中的“情境”意為“一個人在進行某種行動時所處的特殊背景，包括機體本身和外界環境因素”。Klassen認為科學教育中的“情境”是“連接一個核心實體（focal?entity）或是圍繞在核心實體周圍的實體（entities），作用是讓整體的意義更加明了”[7]。這里的核心實體指科學課程要求學生掌握的科學概念、技能、態度、方法等，而圍繞在核心實體周圍的實體則是科學知識產生的背景或環境或者學生熟悉的場景……。情境是由教育者創設的教育工具，對于個體的學習而言是一種敘事背景，即為基于一定目標與主題而展開的學科學習故事的發生提供了特定的背景。敘事在信息的遷移和發現中起著非常重要的作用，它可以幫助人們記錄他們發現過程的軌跡，為回憶所學過的東西提供一個有意義的脈絡結構[8]。教學情境所提供的學習背景由學習故事發生的時空環境、事件本身、事件中的人物以及事件中要解決的問題或完成的任務所組成。雖然有教師的加工成分，但來源于真實的生產、生活、科學研究或史實等，提供真實與逼真的境域以反映知識在真實世界中的應用方式，即具有真實性。如有教師在“鐵及其化合物”教學中創設了如下教學情境。

案例1??“鐵及其化合物”（高中必修）教學情境片段[9]

教師講述+PPT展示圖片：在老師的辦公桌上放了兩盆綠蘿，原來是碧綠的，不知為什么逐漸變黃了，我就請教了學校的園藝師，園藝師看了診斷說可能是缺鐵黃花病導致的，建議買點FeSO4花肥回來試試。

教師提問：FeSO4同學們并不陌生，從分類上來講它屬于亞鐵鹽，那么大家還知道哪些含鐵物質嗎，能否把它們都放在這個框圖中呢？（注：價類二維圖的初步框架）

學生：回憶已學過的含鐵物質，并按照化合價和物質類別在二維圖中分類放置。

教師PPT展示：含鐵物質如Fe、?Fe2O3、?FeCl2、?FeCl3、?FeSO4、?Fe2（SO4）3實物圖片，如果從水溶性上，還可以如何分類？

學生回答：FeCl2、?FeCl3、?FeSO4、?Fe2（SO4）3等為可溶性物質。

教師講述：老師根據園藝師的建議從網上購買了一袋FeSO4花肥（展示實物），并按照說明書配成溶液對兩盆綠蘿進行了施肥，過了幾天，綠蘿并沒有轉黃為綠。這究竟是什么原因呢？老師今天把花肥帶到了課堂上，請同學們來幫我探一探究竟……

上述情境是教師加工的一個真實的故事，就發生在我們真實的生活環境中，事件本事是“綠蘿發黃了”，要“我們”解決的問題是“為什么FeSO4花肥溶液未能起作用”。這一問題處于學生已有知識和將要學習的知識節點上，引發了學生的認知沖突，學習的認知內趨力自然產生。需要注意的是，教學情境雖由素材加工而來，但必須基于真實性，即是真正發生的，只是通過教學手段置于課堂環境中，將學生代入到問題解決中。倘若為虛構脫離了真實的知識產生、應用的背景，則教學情境的價值會受到消解，如“原電池”教學中以“格林太太裝了兩顆假牙：一顆金的、一顆不銹鋼的，經常頭痛、失眠……”為教學背景，因故事來源不明且沒有真實的應用背景，則不宜作為教學情境。

1.2??教學情境的知識屬性

由上述Klassen對情境的定義可知，情境需要連接課程要求學生掌握的科學概念、技能、態度和方法等廣義的知識，即學生所要學習的知識不但存在于其中，而且得以在其中應用。如，2017版課標要求“通過真實情境中的應用實例或通過實驗探究，了解鐵及其重要化合物的主要性質，了解這些物質在生產、生活中的應用”。案例1問題“為什么FeSO4花肥溶液未能起作用”的解決需要學生經歷科學探究的過程，亦能建構起Fe2+與Fe3+的性質及相互轉化的核心知識，還能遷移到其他情境解決問題，如補鐵藥片為什么與維C同服，實驗室中如何配制FeSO4溶液等。教學情境圍繞核心事件，既與相關的外部環境相聯系，又與學生已有的知識背景及將要建構的知識主題相聯系，還能夠將所學的知識遷移到新的情境中解決問題。

在這些真實的教學情境中，學生既可以清晰地感知所學知識能夠解決什么類型的問題，又能從整體上把握問題所依存的情境。這樣，學生就能夠牢固地掌握知識應用的條件及其變式，從而靈活地遷移和應用所學知識，使得情境真正成為核心素養形成與發展的載體。

1.3??教學情境的活動屬性

知識——或許稱為識知（knowing），從本質上而言并非抽象的對象，而是基于社會情境的一種活動。它是個體與環境交互作用過程中建構的一種交互狀態，正因為個體與情境、個體與個體之間的交互，才協調了人類的一系列行為，形成了種種認知、體驗，以及適應與改善、更新與創造環境的知識和能力。Lave?&?Wenger（1991）認為，情境學習是一種“合法的邊緣性參與”?（legitimate?peripheral?participation），即新手學習者在實踐共同體內，最初從事邊緣性的活動，觀察專家或熟練者的示范，并在他們的引導下參與活動，逐漸發展知識與技能，并被允許做重要的工作，進入圈子的核心，獲得自己作為知識淵博的專家身份[10]。因此，情境對于學習者來說，更深層次的意義在于通過主動參與共同體真實的活動，這些新手從邊緣性的參與者走向實踐共同體的中心。知識的意義連同學習者自身的意識與角色都是在學習者和學習情境的互動、學習者與專家教師的互動，學習者與學習者之間的互動過程中生成的。

因此，教學情境應能夠使學習者主動投入到探究問題解決的活動中來。在教師的引導下，在與其他同學的合作互助下，在真實的問題解決活動中建構和運用知識，形成多種屬于自己的解決問題的策略。如案例1中，為了解決“FeSO4花肥為什么施用效果不理想？”這一問題，學生經過小組討論認為“可能是FeSO4變質了”，并能調用已有氧化還原反應知識分析很可能是其中的Fe2+轉化為了Fe3+，因為空氣中、水溶液中都存在O2這一氧化劑。接下來自然需要通過設計實驗來證明在FeSO4花肥溶液中存在Fe3+以及Fe2+的確是在氧氣的作用下轉化為Fe3+……整個教學情境的推進，始終與學習者的主動參與活動相伴而生，知識及其意義在其中得以建構。

2??遵循從情境素材到教學情境的加工邏輯

據統計，2017版課標在必修和選擇性必修課程中共給出了223個“情境素材”[11]，涉及生活類、社會類、科學研究類、自然現象類、實驗類以及歷史類等。但“情境素材”不等同于“教學情境”，只是教學情境的重要來源之一。從情境素材的表述，如“補鐵劑”“日常生活中的氧化還原反應”等可知，情境素材是與知識相關的一個靜態的例子，充其量只具有了部分“知識屬性”。情境性意義不僅涉及知識，還關涉活動環境、具體行為人、活動及其目標指向等，從情境素材到教學情境需在教學目標的導向下進行恰當加工，將之轉化為一個工作或生活中會遇到的事件，使它具有教學敘事的背景屬性、引發參與的活動屬性及承載核心知識的屬性。其加工邏輯如圖1所示。

2.1??由情境素材到教學情境須以教學目標為指向

學生在情境中進行的是目標明確的學習，參與的是目標定向的活動，最終也是為了達成目標，任何偏離目標的情境再有意思也是無意義的。因此，當把時空、人物、事件等嵌進情境素材以使它具有教學情境的背景屬性時，需要思考的問題是，教學情境所引發的學習活動及知識建構是否服務于核心教學目標的達成。如，根據課程標準相關要求，案例1“鐵及其重要化合物”的教學目標是“（1）學生能夠從物質類別和元素價態變化的視角預測鐵及其化合物之間的轉化路徑，并設計實驗初步驗證;（2）能列舉、描述、辨識鐵及其重要化合物的重要物理和化學性質及實驗現象，能用符號表征重要的化學反應;（3）能根據鐵及其重要化合物的性質分析實驗室、生產中某些常見問題，說明妥善保存、合理使用的方法”。當教師把“我”“辦公室的綠蘿原來碧綠后來變黃了”“施用了FeSO4花肥后綠蘿并沒有由黃轉綠”“我們來探一探究竟”這些背景要素放進“FeSO4植物補鐵劑”這一素材后，由其中的關鍵事件“施用了FeSO4花肥后并沒有由黃轉綠”引發了本節課所要解決的三個核心問題，三個核心問題的解決所達成的目標如表1所示。

不難發現，案例1情境中問題解決所達成的目標與預設的核心目標一致。我們也注意到，一個教學情境在一節課中并不是萬能的，并不能保證所有教學目標的實現，有時還需輔以其他教學手段和素材，如在案例1中Q2、?Q3解決后，還給出了新的情境素材讓學生解釋“補鐵劑為什么和維C同服效果更佳”，說明“在實驗室中應如何配制FeSO4溶液”，這些情境素材承擔了知識遷移應用的載體，也實現了“能根據鐵及其重要化合物的性質分析實驗室、生產中某些常見問題，說明妥善保存、合理使用的方法”的目標。這些達成的目標不僅涵蓋重要的知識、技能，同時蘊含了宏觀辨識、微觀探析、變化觀念、科學探究以及社會責任等學科核心素養目標。

2.2??情境素材轉化為教學情境的關鍵是“問題”

情境雖然影響學習，但并不能確保學習的發生。由圖1可見，在情境素材加工成教學情境的過程中，“問題”起了關鍵作用，它連接了情境中的事件與學習的任務、活動。問題引起了現實情境與主體已有經驗之間的認知沖突，這種沖突激發了學習者尋求問題解決以達到認知平衡的欲望，因而，問題始終是情境選擇和組織的緣由和核心。2017版課程標準明確要求“創設真實且富有價值的問題情境”，問題情境是個體體驗到的目前狀態與目標狀態不一致的認知困境，擺脫這種困境的心理傾向就構成了問題解決的需要和動機。在情境化的脈絡中，當學生識別到情境中所蘊含的問題繼而主動投入到探究問題解決的活動中，有意義的學習及建構就自然而然地發生了，這正是情境“富有價值”所體現[12]。仍以案例1為例，情境所引發的問題與學習任務、活動之間的邏輯關系如圖2所示。

由圖2可見，情境中的問題轉化為了解決問題的學習任務，學生為完成特定的任務必然要經歷一定的活動，在活動過程中還會生成新的問題……學習活動錨定在真實的應用情境中，學生在問題解決的任務和活動中，不僅建構知識，而且體驗到知識的效用。知識也因為與具體的問題解決境脈相連而獲得了意義與理解。可見，正是由于“問題”的存在，使得教學情境具有了活動屬性和知識屬性，情境素材才轉化為了教學情境。也有教師在“鐵及其化合物”的教學中用“公園中的鵝卵石”作為情境素材，“通過百度發現其成分含少量的Fe2O3”，從而引入對Fe2O3的檢驗，但這一情境只是描述了一個簡單的事實，不含要解決的問題。即使是滿足“是真的嗎？”此類的認知興趣問題，也因為該問題的解決并不能產生后續問題，問題解決的應用價值無從體現，無法承載核心知識的建構，則這樣的情境素材并不能成為一個有價值的“問題情境”。

3??把握課堂教學情境的應用策略

3.1??以形象化方式呈現情境

情境的“真實性”意指基于真實的現實世界的任務、從事的是任務驅動的真實學習，正是在真實的任務和真實的學習中，知識得以創造，素養獲得發展。但對于課堂中的“情境”而言，又具有虛擬性，借由教師的創設，將真實世界中的事件搬到課堂當中來，將學生代入到事件中，身臨其“境”地學習。這就需要教師采取一定的教學手段生動形象地呈現情境，使其具有真實性。在課堂中，可以電影、圖片、實物、新聞視頻、文字材料、實驗以及教師口述等方式中的一種或幾種組合進行呈現。如上述案例1中是以教師口述+實物圖片+實物展示的方式展開。再如案例2、案例3。

案例2??“鐵及其化合物”（高中必修）教學情境片段[13]

教師PPT展示圖片：富馬酸亞鐵膠囊，（講述）富馬酸亞鐵是一種治療缺鐵性貧血安全有效的鐵制劑，它是由富馬酸、碳酸鈉和硫酸亞鐵溶液在一定條件下反應而制得的（同時展示流程圖）。隨著研究的進一步深入，一些制藥廠家又生產出了富馬酸亞鐵維C片（同時展示圖片）。

提出問題：（1）合成富馬酸亞鐵中的FeSO4溶液如何配制？（2）富馬酸亞鐵中添加維C的目的又是什么？

學生實驗：嘗試配制FeSO4溶液（配出來的溶液呈黃色）。

教師展示：這是老師課前配出來的FeSO4溶液（淺綠色），同學們看看有何不同？為什么？

學生討論：呈黃色的可能原因……

上述案例中，教師利用口述+實物圖片+學生實驗的方式呈現了開篇情境，此時，學生成為富馬酸亞鐵工業生產中FeSO4溶液配制中的一個角色，發現了溶液顏色不對的矛盾，解決這一矛盾問題的需要激發了學生主動探索的欲望。

案例3??“水的凈化”（九年級化學）教學情境的呈現[14]

教師：播放微視頻1：（寫實電視節目《荒野求生》的片頭），今天就讓我們跟隨貝爾去尋找水源并獲得飲用水。

播放微視頻2：（《荒野求生》片段）貝爾蹲在山澗旁捧起溪水：“因為現在正值雨季，有很多水從山上流下，你可以看到水很渾濁，里面有很多沙子，還有很多淤泥……”。

提出問題：從山上流下的這杯泥沙水，可以直接飲用嗎？讓我們與貝爾一起來想想辦法吧！

學生：從日常生活經驗出發提出自己的方法……

案例3中教師將貝爾“荒野求生”的視頻素材進行剪裁加工，在“水的凈化”各個知識點（靜置、過濾、吸附、過濾）進入階段以視頻方式呈現，不僅引起了學生的興趣，而且迅速與角色一起進入到視頻情境所產生的問題的解決探究中。

根據教學情境素材特點，采取生動形象的呈現方式，能夠營造一種主動學習的氛圍，引人入勝，讓學生成為教學事件中的主角，主動投入到問題解決活動中。需要注意的是，讓學生快速進入角色、聚焦問題解決是情境呈現的主要目的，切忌刻意“吸引眼球、刺激感官”、過度堆砌或過度渲染[15]。

3.2??以結構化邏輯展開情境

以情境展開的教學敘事是一個由發生、發展的線索串聯起來的連貫整體。正由于此，更容易讓學生捋清知識的來龍去脈，在知識與解決問題的情境脈絡之間建立聯系，便于知識的存儲與記憶、提取與應用。為了建立這種整體性結構關系，教學情境可以分階段在教學事件的關鍵點有邏輯地展開，逐步地擴展、深入、明晰，既能成為課堂問題產生的源頭，又能使整個教學圍繞情境展開，讓學生的思維不斷走向深入。由圖2可見案例1的情境展開邏輯，在縱向上體現出以情境衍生的問題線索及其邏輯關聯，在橫向上體現情境、問題、任務與活動之間的邏輯關聯。在課堂教學的小結階段，教師也展示了自己用同學課堂探究到的方法“在部分變質的花肥溶液中加入維C”后再澆灌綠蘿后綠蘿重新變綠的圖片;案例3中的第1個視頻片段引出了“靜置法”凈化水的方法，后面又分別在不同階段呈現“貝爾過濾水”“貝爾吸咐水”“貝爾淡化海水”的微視頻，以獲取干凈的飲用水為目標，不斷地產生問題驅動學生基于己有的知識經驗去思考、去探究，形成了與教學內容切合的完整“故事鏈”。知識點之間不僅依托“故事鏈”形成了結構化聯系，且鮮活起來。學生與電影中的人物共命運，在解決真實問題的情境中學生實現了情感、知識、方法等的有意義建構。

3.3??以共同體角色置身情境

情境學習與認知理論對情境的理解經歷了從實習場（practice?field）到實踐共同（communities?of?practice）的轉變[16]。實習場指為了達到一種學習目標而設置、創設的功能性學習情境或環境，實踐共同體則包括了一系列個體共享的、相互明確的實踐和信念以及對追求共同利益的理解。兩者中的學生都通過實踐為某一具體目標進行有意義的合作探究，但相比于實習場，實踐共同體中更強調學習者具有共享的背景和真實任務及具有身份的再生產力。作為合法的邊緣性參與者的學生，首先必須是參與者，而非被動的觀察者。但由于其“新手”身份，不可能一開始就完全參與，需要在專家的指導下，在與專家、同伴的互動交往中，通過親身實踐，從部分參與逐漸向完全參與過渡。在共同體內，作為專家身份的教師的任務是創造機會讓學生主動參與，促進并支持學生的“合法參與”和生成性學習。必要時，介入學習過程并提供支架，學生能夠自主解決問題時，則及時“隱退”，讓學生自己來建構學習。

如圖2所示案例1的任務1中，教師給出一個價類二維圖的框架，讓學生有的放矢地對含鐵物質進行分類放置，而在后續的轉化關系建立中，則由學生根據探究所獲得的結論自主建構;任務2中，Fe3+的特征檢驗方法由教師用信息提示的方式給出，活動2實驗操作和結論皆由學生自主完成。活動2的生成性問題由小組討論得出實驗的關鍵是證明溶液中有氧氣并且在FeSO4溶液的配制過程中溶解氧會減小，再由學生觀察教師的數字化演示實驗獲得證據;任務3則放手給小組合作，根據教師所提供的藥品自主設計實驗方案進行探究。

在情境所創設的實踐共同體中，師生合作，為解決共同的問題、實現共同的目標而努力。教師借助提供信息資料、示范問題解決、適當提示點拔及適時反饋評價等“支架”的作用，將學生的認知發展從一個水平提升到更高水平，真正做到教學走在學生發展的前面。而學生則通過支架（教師或有能力的同伴）的幫助，逐漸由邊緣走向核心，完成自己身份的重構。基于共同體的合作性學習不是一種權宜之計，而是滲透于學生學會與他人一起生活和工作的途徑，是21世紀核心素養的重要組成成分[17]。

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