“可見的學習”視域下初中化學學科實踐學習分析框架的建構

摘要： 學科實踐是當前化學課程實施的重要途徑。基于可見的學習理論，建構了“目標（為什么學為什么教）、知識（學什么教什么）、實踐（怎么學怎么教）、評價（學到什么程度教到什么程度）”可見的學科實踐學習四要素分析框架，并運用于教學實踐，為學科實踐活動的“教-學-評”一體化設計提供了清晰的路徑，為學生的反思性學習提供了支架。

關鍵詞： 可見的學習； 學科實踐； 跨學科實踐； “教-學-評”一體化

文章編號： 1005-6629（2024）02-0027-07

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1 問題的提出

《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱2022版課標）以“科學探究與實踐”替代了“科學探究”，由此，“學科實踐”成為化學課程實施和教學活動的關鍵詞和中心詞。所謂學科實踐，是指“像學科專家們一樣思考和實踐”，是運用該學科的概念、思想與工具，整合心理過程與操控技能，解決真實情境中的問題的一套典型做法，是知行合一的學習方式。相比于“科學探究”，學科實踐更強調通過實踐獲取、理解與運用知識，倡導學生在實踐中建構、鞏固、創新自己的學科知識，探究學習本質上也是一種實踐形式［1，2］。

2022版課標倡導“‘做中學‘用中學‘創中學，開展項目式學習，重視跨學科實踐活動”［3］，以學科實踐推進化學課程育人方式變革、促進學生化學課程核心素養的發展。化學學科實踐是綜合運用包括化學在內的多學科的知識和方法，解決真實情境問題的實踐活動，是學科立場下的化學實驗活動和跨學科立場下的跨學科實踐活動雙融合的學習方式。為此，2022版課標不僅規定了8個必做實驗，而且增加了10項跨學科實踐活動，旨在引導學生通過主動的實踐活動，在真實情境問題下有意識地應用化學、技術、工程及其他學科知識解決問題，發展學生多學科分析和解決實際問題的能力，實現化學實驗活動與跨學科實踐活動的深度融合。基于“可見的學習”理論，建構學科實踐的學習分析框架并應用于日常教學實踐中，關注學生在日常化學學科實踐活動中的表現，基于證據診斷素養導向的化學教學目標的達成情況，落實“教-學-評”一體化，為學科育人方式的轉變提供可操作路徑。

2 “可見的學習”4要素分析框架

“可見的學習”是由新西蘭教育學家約翰·哈蒂（John Hattie）及其團隊對20世紀80年代以來的900多份元研究進行了綜合分析后，基于大量的數據和參考文獻的支持下提出的理論。該理論認為教師的教學應該是一種基于證據的實踐，向教育研究者提供了一個新的研究視角——以證據為基礎，用數據表達觀點。“可見”有兩層含義：首先指讓學生的學對教師可見，確保教師能夠明確辨析出對學生學習產生顯著作用的因素，也確保學校中的所有人都能夠清晰地知道他們對學習的影響；其次是指教學對學生可見，從而使學生學會成為自己的教師——這是終身學習或自我調節的核心屬性［4］。“可見的學習”理論將影響學業成就的因素歸類為學生、家庭、學校、教師、課程和教學六個范疇，其中對學業成就影響最大的因素是教師，強調教師在教授知識內容時，要思考和監測學生如何熟悉和精通這些新知識，如何構建這種認知和理解的概念。這就意味著教師要從學生的視角審視學習，同時也意味著學生要從教師的視角來看待自己的學習。這與“教-學-評”一體化不謀而合。

從課程4要素——目標（統領）、知識（內容）、教學（過程）、評價（證據）出發，基于“可見的學習”理論，建構了目標（為什么學為什么教）、知識（學什么教什么）、實踐（怎么學怎么教）、評價（學到什么程度教到什么程度）的學科實踐學習4要素分析框架（如圖1），使教師的教對學生可見，學生的學對教師可見，從而使“教”（為什么教—教什么—怎么教—教到什么程度）和“學”（為什么學—學什么—怎么學—學到

什么程度）更清晰，真正達到目標統領下的“教-學-評”一體化。

2.1 基于學業要求和質量，確立可見的學習目標分析框架

學習目標是對學生學習發展結果的預期，是組織學習內容、設計學習活動和評價活動的基本依據。學科實踐取向的學業質量觀與學科特質緊密關聯。2022版課標中的學業質量標準是以化學課程對核心素養的目標要求為依據、結合課程內容對學生學業成就的具體表現特征進行的整體刻畫，用于反映課程目標的達成程度，對化學教學和評價具有重要的指導作用［5］。“學業質量”與學習主題的“內容要求”“教學提示”“學業要求”具有一致性。從學生學的角度，“內容要求”對應“學什么”——是學習的核心知識和活動經驗，為學科實踐活動提供內容基礎；“教學提示”對應“怎么學”——是學習過程中，需要學生經歷哪些實踐活動，讓課程內容真正在學生實踐活動中“活”起來、“動”起來；“學業要求”對應“學到什么程度”——是在具體的學習過程中，結合學習內容需要達到的素養目標。依據2022版課標不同層次、不同角度的學習要求，建立可見的學習目標分析框架為：“核心素養→學業質量→學習主題→學業要求→實踐類型→教材呈現位置→實踐內容→核心知識和核心活動經驗→具體學習表現指標→預期學習水平→指標編碼”，形成基于學業質量的學習目標指標系統，以“土壤酸堿性對植物生長的影響”為例，如表1所示，對學業質量和具體學習表現指標進行編碼，為后續的量化分析提供框架。

2.2 重構學習內容，建構可見的學習內容分析框架

實踐育人的學習內容重構原則是凸顯學科實踐，強調學科思維和實踐方式的分析與應用，從學習內容的選擇、組織與呈現方式進行重構。學科立場與跨學科立場是科學發展的兩種不同話語體系，對任何一個學科的考察都必須置于這兩種體系中。學科立場是科學發展的學科內在訴求，具有知識分類的功能；跨學科立場是科學發展的社會訴求，具有解決社會現實問題的功能。從初中化學學科立場（化學實驗：基礎實驗、探究實驗和課外實驗）和跨學科立場（跨學科實踐活動）重構學習內容體系，并賦予學習理解、應用實踐和遷移創新三個內容表征水平，如圖2所示。

化學實驗根據類型可分為物質制備、物質的分離與提純、物質的檢驗與推斷、重要物質的性質實驗等。體現化學實驗與跨學科實踐活動深度融合的學科實踐，需要對內容重構。如二氧化碳的實驗室制取與性質，在學科立場的實驗教學中既有“實驗室里制取二氧化碳裝置”的探究，也有學生必做實驗“二氧化碳的實驗室制取與性質”。跨學科實踐活動“基于碳中和理念設計低碳行動方案”則是在化學實驗教學的基礎上，凸顯從組成、制備、性質、用途的二氧化碳的物質認識模型來重構學習內容。從跨學科視角吸收或轉化利用二氧化碳：如化學學科中的侯氏制堿法、堿液吸收、碳酸鹽分解等；生物學科中的光合作用；地理學科中的海洋吸收、形成鐘乳石等。充分體現了學科知識是發展跨學科活動的必備知識，是跨學科實踐活動學習的邏輯起點，充分運用已有的學科知識體系、融合其他學科知識來解決真實情境下的社會問題，這樣可避免跨學科實踐活動“為跨而跨”或者變成各學科的情境素材的堆砌導致知識綜合的淺表化。

基于學科實踐學習內容體系重構教學內容，有利于刪減細節知識，凸顯學科知識、思維和價值的內在關系及學科知識的邏輯關系和學習進階，促進學科實踐內容的結構化，從而克服教學中知識點的“點狀傳輸”或單個實驗技能的訓練，增強教學的關聯性和實踐性，進而發展學科實踐能力。將此分析框架應用于“土壤酸堿性對植物生長的影響”實踐活動內容體系，如表2所示。

2.3 開展學科實踐活動，應用學習過程分析框架

在素養目標導向下，結合學科實踐學習進階和“教-學-評”一體化要求，緊緊圍繞“內容重構→問題情境→實踐活動→活動評價”開展學科實踐活動，并將實踐表征分為學習理解、應用實踐、遷移創新三個水平，通過三個水平構建教師的教（明確主題→創設情境→活動支架→證據反饋）和學生的學（運用知識→問題探索→實踐學習→成果評價）動態融合分析框架，實現可見學習過程教與學的高度統一、動態生成，促進學習過程的深化、迭代并可見，如圖3。關注“實踐表征”在學生實踐活動過程中的呈現方式，設計有梯度的學科實踐活動，實現知識的深度理解和運用知識解決真實情境問題。

如在“土壤酸堿性對植物生長的影響”實踐活動中，通過實踐表征水平開展四個實踐活動（見圖4）。

例如，基于應用實踐水平設計的實踐活動中，教師明確實踐主題為“中和反應的綜合應用”，教師創設調查我國土壤酸化情況的活動情境，搭建探究中和酸性土壤過程中pH變化過程的活動支架，促進學生科學思維的形成；利用化學實驗操作的基本要素分析量表（PTA量表）［6］對學生的實驗操作進行評價；通過科學探究思路量化表觀測學生的學習發展水平表現；通過收集學生的探究實驗報告、用定性定量探究量化表評價學生實驗探究能力表現；運用綜合解決問題能力量化表評價學生在“探索問題解決與應用”方面的學業成就表現。

2.4 構建多元評價樣態，展現可見的學習證據

實踐活動的學習評價注重過程性評價，通過學生的學習表現收集反映學習成效的證據，真實了解學習目標的達成度，通過反饋、調整教學進程，促進學習目標的達成［7］。學業質量是評價學生在完成學科實踐活動后是否達到預期目標的重要依據。學業質量中的情境分為“認識物質組成、性質及分析相關實際問題的情境”“探索化學變化規律及解決實際問題的情境”“實驗探究情境和實踐活動”和“常見的生產生活和社會情境”4類［8］。這4類情境正是學生在初中化學學科實踐

學習中需要解決的多元問題情境，這也決定了實踐問題具有綜合性，指向學生在情境意義中的動態生成和多元問題解決。學習證據分析框架圍繞核心知識、實踐活動表現或成果，應用學科實踐教學平臺和人工智能技術、診斷試題庫、過程評價表和作品評價表等，對學生學習的多模態數據進行采集和分析，實施聚焦發展的過程性評價。

評價實踐活動的教學設計是否有效，要關注學生是否加深對多重價值涉入的化學學科本質的認識，學科理解能力能否得到提升［9］。在過程性評價中，結合實踐活動中被觀察與測量的內容與信息技術開發“初中化學學科實踐學習平臺”進行循證研究。平臺有學科實踐主題及各主題的評價指標和量表供學生或教師選擇，實現課堂上文字、照片和視頻等多模態數據采集分析，評價反饋與實踐活動同步、評價結果可以分數、等級、雷達圖等形式動態呈現，可見地修正教師的教與學生的學，最大程度地促進學習。如在“改良酸性土壤”實踐活動中引導學生對核心知識與經驗的重構，量化評價解決問題與實踐的能力，學生學習證據為學生的學和教師的教提供反饋，促進了“教-學-評”一體化，如表3所示。

3 基于“可見的學習”的學科實踐分析框架應用效果與反思

3.1 分析框架為“教-學-評”一體化設計提供了清晰的路徑，促進了素養導向的教學實施

從課程4要素（目標、知識、教學、評價）重構初中化學學科實踐分析框架，為“教-學-評”一體化設計提供了清晰的路徑。教師依據可見的目標分析框架，避免了目標的虛化、淺層化；可見的知識圖譜解釋了學科和跨學科之間的關系，在可見的結構化知識視域下進行學科實踐活動，將化學實驗活動與跨學科實踐活動有機融合；可見的實踐活動路徑面向真實多元復雜情境、提出與解決問題，讓實踐活動與學生生活實踐相聯并將可見的實踐評價貫穿其中，教師“可見”自己的教，也從學生“可見”的學習評價反饋中，及時調整和改進自己的教學。

在“探究土壤酸堿性對植物生長（根系發育）影響”的第一次實驗中，取用不同pH水溶液培養綠豆芽，實驗結果為土壤酸堿性會影響植物根系發育，其中pH=7和pH=8時綠豆芽根系發育較好。學生在評價

實踐結果時提出質疑：第一，實驗采用培養液培育綠豆芽，培養脫離土壤；第二，沉在燒杯底部的綠豆由于無法垂直向下生根而導致綠豆發芽率降低；第三，第一次實驗中脫離土壤培育，主根發育受限，不能夠很好地反映植物根系的發育。

綜合上述質疑，教師引導學生修正實驗方案：取用不同pH的培養土種植綠豆芽，實驗結果顯示，當pH為5、 8、 9時，綠豆因土壤酸堿性過強而無法發芽，pH為7時根系最發達。通過“可見的學習”，教師真正成為了學生學習的引導者和促進者，促進了“素養導向”的教學實施能力的提升。

3.2 分析框架為學生的反思性學習提供了支架，促進了學生素養的提升

“可見的學習”要求教學對學生可見，從而使學生學會成為自己的教師，即通過可見的學習讓學生監控、反思和調整自己的學習——這是終身學習或元認知的核心屬性。學生根據學習目標（指標）對自我的學習表現找到精準的反思支架。如在“改良酸性土壤”活動中，大多數學生能提出用堿類物質改良酸性土壤，只有少數學生能夠關聯真實情況選擇澄清石灰水，是由于他們脫離農業生產的真實體驗而導致錯誤，學生根據評價結果，主動尋找反思支架：植物生長適宜的pH范圍、改良藥品的經濟效益等；部分學生發現實驗中所需藥品的用量與理論計算量相差較大，原因是：有的學生未測量待測液與藥品用量導致無法計算；有的學生加入過多或過少飽和澄清石灰水，使結果相差較大。評價可以清晰反饋學生是否具備并應用定量思維解決真實問題，促使學生及時尋找問題產生的原因。調整實驗方案：用帶刻度的注射器吸取一定量的飽和澄清石灰水，滴入50mL酸性土壤浸出液中（20g土壤樣品浸出），當pH傳感器的示數穩定在約7.0時，記錄飽和澄清石灰水用量，以提高改良成功率。

3.3 問題與改進方向

“可見的學習”視域下初中化學學科實踐學習分析框架，為教師可見的教和學生可見的學提供了清晰路徑。但在教學實施中還存在一些問題，如，首先是教師的跨學科素養提升問題，在實踐內容上，立足化學學科進行跨學科實踐活動時，需要各學科的知識比較多，在“探究土壤酸堿性對植物生長的影響”中需要生物知識，是選擇“根系發育”還是“植株生長”作為研究的顯性特征，都需要大量閱讀文獻，學習跨學科知識，這對教師的素養要求特別高；第二，課時有限問題。在實踐活動中，課前實踐活動（如種植水稻和豆芽）和課中實踐活動需要的課時比較多，但初三一年化學學科課時有限，特別初三畢業班有學考壓力背景，這需要區域在整體課程設置上有所改變。總之，課程改革的路上會不斷出現新的問題，而課改的過程就是不斷地發現并解決問題，不斷提升課程實施水平。

參考文獻：

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［2］余文森. 以學科實踐為抓手， 構建實踐型育人方式［EB/OL］. 中華人民共和國教育部政府門戶網站. （2022-04-21）［2023-08-24］. http：//www.moe.gov.cn/fbh/live/2022/54382/zjwz/202204/t20220421_620111.html.

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