楊硯寧






摘要:基于高中化學核心素養內涵的理解,在中學化學課堂教學反復實踐的基礎上提出“境脈引領-互動生成”的教學模式,通過教學實例,闡述了創設“境脈”、有效開展“互動”、建構思維模型的途徑和方法并進行了實踐反思。
關鍵詞:境脈引領;互動生成;教學模式;實踐反思
文章編號:1008-0546(2022)03-0007-05???? 中圖分類號:G632.41???? 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2022.03.002
為促進化學學科核心素養的落實,新課程標準調整了課程結構,更新了教學內容,構建了學業質量水平體系,細化了實施建議。“倡導真實問題情境的創設”是化學新課程標準的重要理念[1],真正實施教學的過程中,對于廣大一線化學老師而言并不是一件容易的事情。由于情境素材有限、對情境的理解也不盡相同,因而在教學活動中對情境的選擇與運用也千差萬別。
經過長期的實踐探索,我們提出基于化學核心素養的“境脈引領-互動生成”教學模式,以期提高化學教師的情境意識、能識別好的情境、能有好情境可用、能用好情境,進而培育學生核心素養。
一、“境脈引領-互動生成”教學模式的學理分析
1.“境脈引領-互動生成”的內涵
“境脈學習”源于境脈主義哲學觀,關注事物全部情境的整體把握。全部情境包含學習者原有的記憶、經驗、動機和反應構成內部世界以及為學習者提供學習資源、學習環境等的外部世界。學習者在處理外部世界的信息或知識時,與其內部世界發生意義便是學習[2]。因此,境脈之“境”是情境在時間和空間上的延伸,更接近于真實世界;境脈之“脈”是意義之上的關系建立。
將“境脈學習”引入課堂教學便可形成境脈引領的教學。美國教育專家威爾遜提出,課堂教學是由很多元素組成的。境脈引領的教學就是將各個元素間的鏈接通過情境作為脈絡來實現。事實上,很多較為復雜的情境本身內部就潛藏著一定的邏輯關系,如事件類情境一般包含事件的起因、開端、發生、發展、高潮、結局甚至尾聲等部分;物質類情境一般包含物質的組成、結構、理化性質、制法、用途等相關內容;實驗類情境通常在一系列實驗及現象中埋藏著物質本身性質、外部條件影響、定量關系等因素。從這些情境中可以抽提出具體的、有邏輯關系的、能夠為教學所用的若干情境問題,經過串聯或并聯成為情境脈絡,即“教學境脈”,簡單地描述就是從情境內部抽提出的情境問題所形成的脈絡關系。在情境脈絡的引領下,理清知識脈絡,組織活動脈絡,就形成了結構化的課堂。
國際經合組織(OECD)界定“素養”是在特定的情境中通過調動和利用各種資源以滿足解決復雜問題所需要的能力。化學學科素養是發展核心素養的重要組成部分,是個體面對復雜的不確定的情境時,綜合運用化學知識、化學思想觀念解決實際問題所表現出來的關鍵能力和必備品格[3]。學習使外部世界與內部世界的有效聯系得以發生,境脈學習發生的過程與核心素養目標背景的學習方式是一致的。學科核心素養的形成需要學習者在學習中與情境持續有效互動,包含師生之間、同伴之間言語、情感、思想上的互動交流,也包括學生和各種物化的資源之間的相互交流和相互作用,學生的知識獲得、能力培養及化學核心素養培育均在這些互動中得以完成。
2.“境脈引領-互動生成”教學模式的一般范式
境脈源于情境,是對情境更深的理解、挖掘和高階應用。“境脈引領-互動生成”教學模式的一般范式,如圖1所示。從創設的真實情境中抽提出多個情境問題,這些情境問題必須緊密契合知識的邏輯及學生的認知規律,再以此設計學生活動,在經過一系列問題解決之后,最終回歸到情境,進行歸納、總結和提升。
“境脈引領”下的結構化的課堂有助于學生發現知識間的內在聯系,學習活動也在與情境的多次互動和碰撞中徐徐鋪展開來。簡單表達為圖2所示。
課堂境脈的結構主要取決于情境問題的邏輯結? 構,也與教師對教材內容的理解與組織以及對情境的? 運用有關,并且顯性的境脈中一定隱藏著“活動脈絡”和“知識脈絡”。經過對大量課例的研究發現,化學課? 堂的境脈創設類似于葉脈在葉片上分布,有“平行? 脈”“叉狀脈”“網狀脈”三大類。“平行脈”所有葉脈都? 從葉片基部生出,彼此平行直達葉尖。平行境脈的創? 設源于一個起始情境,由情境引發的問題之間相對較? 為獨立,并無明顯的因果關系,各個情境問題相互并? 列。“叉狀脈”從葉基生出后,呈二叉狀分支。叉狀境? 脈的特征是由情境提煉的幾個問題之間存在明顯的? 邏輯關系,解決了上一個情境問題之后,才能發現并? 解決下一個情境問題。 網狀境脈有明顯的主脈,經過? 逐級分支,形成交錯分布的細脈,細脈相互聯結形成? 網狀結構。
二、“境脈引領-互動生成”教學模式的實踐
境脈學習中師生都是學習者,都在對自身的知識結構作進一步完善,都需要對教和學的過程進行自我反思和調控,因此教學是在師生互動、生生互動、師生與情境的互動中完成的。教師在課堂中組織者、引導者的地位決定了教學境脈的創造者和優化者主要是教師,要解決的問題是“創設什么情境,如何連境成脈? 引導學生與什么互動,能生成什么?”學生則是在情境衍生任務與活動的解決中建構自身知識體系。 真實情境蘊含什么樣的基礎知識、體現哪些學科核心素養要求,是需要學生親身的任務參與、實踐活動才能決定,體現出具身認知的特點。 因此,境脈的創設需關注學生所處的物質、文化、社會、歷史情境,情境問題的理解需結合所處境脈,情境問題的解決需聯系知識所在的整個知識體系。
1.以生產實際為境,激發學生與事件互動
生產實際中的一些事故經常被老師用作物質性質課例的情境素材,事件的發生、發展本來就有著內在的脈絡,因此選擇恰當的切入點,提出合理的問題,課堂境脈自然就能形成。 如“鈉的性質及應用”一課(如圖3),選擇“某制藥廠車間金屬鈉引發火災”這一新聞事件作為情境素材,教師首先布置任務:觀看視頻,提出與事件相關的問題。 中學生對社會事件是十分關注與好奇的,因此他們能提出諸多問題:“金屬鈉 為什么會著火?”“沒保存好嗎?”“是保管員失職嗎?”“剛起火時沒人發現嗎?”“為什么不能用水滅火?”“有 人員傷亡嗎?”“制藥廠用金屬鈉做什么?”……然而中 學生缺少問題分析及解決的邏輯,此時就需要教師按 照問題解決的一般邏輯需要梳理上述問題,從中提取 4個主要問題“金屬鈉如何保存”“特殊保存的鈉為什 么會起火”“鈉著火如何撲滅”“金屬鈉的用途與制取”引導學生探究事件的起因、經過、結果。
帶著這些問題,教師引導學生回到情境中尋找答案。①“金屬鈉保存在煤油中”——為什么要特殊保存?為什么用煤油,水可以嗎?②“天氣潮濕引發火災”——水起了什么作用?與水反應為何能起火?滿足了燃燒的哪些條件?③“金屬鈉著火不能用水滅火”——燃燒產物是什么?會促進燃燒嗎?那應該如何滅火?④“制藥廠車間存放鈉”——鈉的用途是什么?如何安全存放和使用?
不難發現這些情境問題存在著邏輯上的遞進關系,要解決這些問題需要了解該情境中鈉發生的變化,探索鈉的性質,必然得從鈉的微觀構成開始學習。在問題解決的目標下,學生自然而然地建構了金屬鈉“結構→性質→變化”的知識結構,也形成了學生實驗活動的脈絡。
2.以生活應用為境,引導學生與場景互動
知識源于生活,也將應用于生活,化學學科知識的學習更是如此,這也是化學課堂的優勢和魅力所在。在課堂教學中,問題、知識和情境這三者是密切聯系的動態過程,教學要讓問題知識化、知識情境化、情境生活化,才能更好地建立思考的紐帶[4]。
在進行元素化合物內容教學時,生活中有很多相應物質的實際應用,可以根據教學內容精選素材,選擇一個角度連境成脈,形成主線。生活中含鋁元素的物品很多,在“鋁的氧化物及氫氧化物”一課中(如圖4),教師不是獨立地呈現,而是帶著學生“逛大潤發”,進入了“超市”“金店”“藥店”“肯德基”,發現了易拉罐、燒烤鋁箔、鋁合金球拍等鋁制品、紅藍寶石中的氧化鋁、胃藥斯達舒中的氫氧化鋁、無鋁油條。用一趟“大潤發之旅”將鋁及其化合物囊括其中,為學生營造一種沉浸式學習環境。
情境脈絡建構之后,利用情境問題巧設認知沖突,打破學生認知平衡,可以將學生卷入情境,變靜態演繹為動態建構,讓學習真正發生。由鋁箔標簽中的“不能將鋁箔產品與酸堿等活性化工產品存放在一起”,啟發學生要學會從化學視角分析標簽的含義,從而過渡到鋁的化學性質,再由鋁制品耐酸堿腐蝕引出鋁制品表面覆蓋的致密氧化鋁膜。此處學生會發現似乎存在矛盾,究竟鋁制品是否耐腐蝕?隨后從物質類別、溶液濃度,鋁制品表面處理等多個角度設計對比實驗驗證,同時認識到兩性氧化物的性質。
紅藍寶石的成分再次引起了學生思考,紅藍寶石中的氧化鋁與氧化膜中的氧化鋁性質相同嗎?紅藍寶石怕酸堿嗎?教師適當點撥,氧化鋁具有多種結構,如α型、β型、γ型等,不同結構的氧化鋁所具有的性質不同。α型氧化鋁俗稱剛玉,熔點高、硬度大,耐化學腐蝕;而γ型氧化鋁結構松散,能被酸堿溶解,學生體會物質的結構決定性質的化學思想。
胃藥的引入激發學生制備氫氧化鋁的熱情,向氯化鋁溶液中逐滴滴加氫氧化鈉溶液及氨水的對比實驗中,第三次引發了學生的認知沖突。 同是堿溶液,反應結果卻大不相同,激發學生的探究欲望。得出結論后實驗驗證偏鋁酸鈉溶液與酸反應時,學生順其自然地提出分別加強酸、弱酸進行對比,深化認識“兩性氫氧化物”的性質。
3.以科學探究為境,促進人與人互動
教學過程的內在邏輯核心在于互動生成,課堂的驅動因素是學生,由教師在“放”與“收”之間結構式推進,形成良好的教學生態。“鋼鐵銹蝕條件的實驗探究”一課,考慮到學生在之前的學習中就已經接觸了鐵以及鐵生銹的知識,對防止金屬生銹的措施也已有了一定的認識,已基本了解鐵生銹是一種與空氣中的氧氣與水共同作用的結果。 但這只是作為常識并沒有用科學探究的方法得出結論,更沒有用化學學科思維完整地從金屬銹蝕原因探究到金屬防護方法的運用的進階。 基于此,本節課可以進行“有向開放”:提前一周布置家庭實驗探究鐵生銹條件,注意條件控制并形成實驗報告,一周后在課堂上分享實驗結果,提出實驗中的困惑。教師組織學生相互評價實驗,在預設的基礎上解決實驗中出現的問題。
“互動生成”伴隨“有向開放”而生,時時進行。本節課進行家庭實驗時學生與實驗事實互動,課堂交流時學生與學生互動,生成一系列的疑惑和猜想,問題解決過程中師生、生生繼續進行互動。學生實驗時會發現完全浸沒在水中的鐵制品也會出現銹蝕的情況,即便有同學選擇了蒸餾水做實驗也無法避免。 學生能猜想是因為水中溶解了部分氧氣,但這是家庭實驗無法驗證的。 教師利用實驗室的條件盡可能除去水中溶解的氧氣并防止其再次溶解,同時用數字傳感器測定不同水樣中的溶解氧,用證據證實學生的推理。學生對比各自家庭實驗方案(圖5)后就發現設計實驗時控制變量、儀器選擇、藥品選擇都有一定的要求,對比現象會發現水的酸堿性、鐵制品的組成都可能影響鐵銹蝕。 學生在情境、問題、活動的多次交互中(圖6),經歷從模糊到清晰、從錯誤到正確、從混亂到有序、從部分到完整、從點狀到結構的變化和發展過程,在展現真實思維活動過程的基礎上,克服解決問題過程中的困難和障礙,糾正認識過程中的思維偏差和認知錯誤[5]。
三、“境脈引領-互動生成”教學模式的實踐反思
“境脈引領-互動生成”的教學模式旨在將學生的認識上升到概念建構、研究方法和認識路徑的模型化和理性化層面,學生的思維深化為面對復雜問題時,能夠自覺地把化學觀念變成認識問題的角度、推理路徑和思維模型,讓學與教成為學生學習理解、應用實踐、遷移創新的動態核心素養進階發展的過程,最終形成適應社會的關鍵能力與必備品格[6]。
1.選用好情境是形成境脈的關鍵
創設和運用情境是當前中學化學教學中常見的設計方法和課堂方式,我們提倡情境使用“從一而終”,用一個好情境,同時也用好一個情境。教學情境不只是知識的載體,而是在情境中將知識的學習、能力的發展、觀念的建構、價值觀與社會責任感的培養融為一體、是一種綜合的場域。教師選定素材后,有意識地追溯素材背后的內容,從何而來,可往何處,如此便可以形成情境脈絡,隨后是挖掘該境脈蘊含的化學知識,設計情境問題,選擇問題解決時所用的化學方法,組織課堂活動,幫助學生建構系統的“知識脈絡”及深層的“能力脈絡”。
2.良好互動是形成核心素養的橋梁
境脈引領的教學生態在于活躍的課堂和靈動的學生。課堂要“活”起來源于境脈的創設,“靈”起來源于良好的互動。學生與情境的互動是否能生發富有挑戰性的問題并激發問題解決的欲望;學生與學生的互動能否助推學習內驅力的提高并促使合作意識下學習活動的開展;學生與教師的互動能否有效深化知識內涵、建構知識體系并促進教師學生能力的雙向生長。為此,教師需要有高度的教學智慧。這種智慧既要基于我們對培養怎樣的人的清晰認識,又要基于教師在教學設計時對學生各種可能性的基本分析,也要基于教師對學生課堂具體狀態的清晰把握,更要基于教師對學生問題的敏感性、洞察力和透析力[7]。
3.“教、學、評”一體化是發展核心素養的途徑
素養導向下教學評價的視角已經從“知道是什么?”轉向“怎樣運用知識?”“怎樣在現實世界中驅使知識?”“怎樣去求得適應?”。為了實施教、學、評有機融合的教學,《普通高中化學課程標準(2017年版)》給出了學業評價的命題框架,強調“必須堅持以化學學科核心素養為導向,準確把握‘素養’‘情境’‘問題’和‘知識’4個要素在命題中的定位與相互聯系”,樹立素養為本的化學學習評價觀,命題原則“以真實情境為測試載體,以實際問題為測試任務,以化學知識為解決問題的工具”[8]。近幾年高考化學試題已經開始注重以真實情境為載體,部分地區中考試題也呈現出這一趨勢。試題中復雜情境的創設不僅考查了學生應對生活實踐問題情境和學習探索問題情境的綜合素質,也更好地考查了學生的思維品質。而這類試題單靠記憶、刷題顯然是無法應付的。
“境脈引領-互動生成”教學模式下的課堂就是將處理情境問題常態化,依托真實情境,深入復雜問題的研究中,讓知識具有可遷移性,讓信息讀取、問題發現、實驗探究、推理論證等成為學生自覺的思維習慣,而不是看到試題就是“陌生情境”,生搬硬套,減少因應對考試而產生的刷題現象,促進“教、學、考有機銜接,形成育人合力”。
參考文獻
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[8] 馬圖,嚴文法,宋丹丹.真實情境與化學學科核心素養的發展——基于《普通高中化學課程標準(2017年版)》的解讀[J].化學教育(中英文),2019,40(19):6-10.
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