背景知识与学科教学立德树人

摘要： “背景知识”是人关于知识背景的认识，跟教学情境、教学情景既有区别又相互联系。要真正掌握知识，必须准确和深刻地了解知识背景。恰当的背景知识是学科教学立德树人的有效途径之一。举例说明了背景知识在教学中的运用。教师要从两方面着手不断提高运用背景知识教学的能力。

关键词： 背景知识; 立德树人; 学科教学; 背景知识运用能力

文章编号： 1005-6629（2019）2-0008-07            中图分类号： G633.8            文献标识码： B

1  什么是背景知识

知识是人类对物质世界或精神世界探索的成果，通常表现为对事实、信息的陈述或者总结、概括;知识一般是被验证过的、被人们相信的（正确的）、符合文明方向的，可以看做构成人类智慧的最基本的因素。特定的、系统的知识是各门学科的重要内容。

世界是复杂的，作为对世界的认识或经验，知识必然因而具有复杂性。随着对知识的认识不断丰富，人们发现不少知识具有不确定性;发现知识系统往往“漏洞百出”，并非无懈可击;发现知识的形成过程往往受到认知者的主观影响，并非完全客观（例如，关于电子本性的知识跟人们如何去观察有关： 粒子论者把电子打到荧光屏上，由观察到光点判断电子是一种粒子;而波动论者让电子通过狭缝，由观察到衍射的干涉图样判断电子是一种波）……对知识的复杂性的认识，使人类的知识观进一步发展到新阶段，发现知识是有其复杂结构的。

知识的获取涉及到许多复杂的过程，涉及到一定的自然及社会的历史场景。所谓“知识背景”是指知识形成、发展和存在的自然及社会的历史场景，它反映着知识在空间和时间维度上广泛的内、外联系;“背景知识”则是指人或人们关于知识形成、发展和存在的自然及社会的历史场景的知识。背景知识在机器学习系统中也被称为“领域知识”。知识总是在一定的背景下形成、发展和发挥作用的。人们要真正掌握知识，必须准确和深刻地了解有关的背景知识。否则，知识就是不完全的。

由于知识是复杂的，我们必须善于抓住总体的和基本的问题，准确和深入地了解知识的形成、发展、传播和实践机制，弄清知识传播跟知识表达形式的联系，重视总体的，特别是自然、社会以及人文方面的总体知识、背景知识，重视知识的隐性因素。

知识的隐性因素主要有：

（1） 知识的自然及社会（人文）性背景要素

知识反映的对象总是跟整体以及构成整体的其他部分联系着，总是存在于一定的自然或社会环境之中。揭示知识蕴含的有关信息，包括知识在其所属领域体系中的位置、得以存在的前提性观念（例如公理）、问题和逻辑背景（包括学科背景、教学背景）知识等，有利于更好地理解和把握知识。

（2） 知识的生成性要素

知识创生的历史过程和方法，以及传播、获得过程和方法等，反映了知识是怎样形成和演变、发展的，可以成为形成、传承和理解新知识的有效基础与借鉴。

（3） 知识的实践性内涵

知识由陈述性向程序性转化，再经过实践活动物化，逐步概括化、泛化、内化、个性化、自动化，形成有利于完成活动任务和提高活动效率的个性心理特征，就实现了知识向能力的转化，同时也揭示知识的实际功用和价值，衍生实践的策略、方法和技能，以及有关的实践经验、实践智慧、情感、态度和价值观等，这些内容构成了知识的实践性内涵，也使知识由抽象转化为具体（实践）有了可能。

（4） 知识的发展空间

知识的发展空间包括知识的完善空间、衍化空间、拓展和深化创新空间等。知识的发展建立在自身的局限性、演化性、不确定性、开放性等复杂性特点之上。了解知识的复杂性、缺陷、可能的错误和幻觉干扰，是知识得以自觉地发展的基础。

此外，知识还有它的载体要素： 概念、命题、基本的观念和逻辑、表征和传播方式等，它们承载着知识的背景、形成、实践、复杂性和发展等等。其中，概念和建立在概念基础上的各种判断与推理命题，以及知识的表征方式、传播方式等是显性的;知识得以存在的前提性观念（包括公理）和逻辑则是隐性的。

上述各种要素中，知识的自然及社会（人文）背景性要素是狭义的背景知识，广义的背景知识还包括知识的生成性要素、实践性内涵、发展空间和复杂性特点。

在教学中，教师不能只关注概念、命题等显性的知识表征、传播形式，知识的自然和社会背景性要素、生成性要素、实践性内涵和发展空间、主要的关联和影响等都是教师应该注意挖掘的隐性的知识内涵。

实际上，个体、特定的群体（认识共同体）和社会对知识背景可能有不同的认知，因而他们对同一事物可能具有不同的背景知识。

2  知识背景与教学情景、教学情境概念辨析

在日常语言中，情境、情景和背景的字义颇为相近。然而，作为科学概念，教学中的情景、情境和背景有着不同的含义，在教学实践中，要注意区分并根据具体情况恰当地使用。

在知识的形成过程中，不仅存在着认知活动，还存在着情感渗透和价值驱动，隐含着认识主体和社会环境的特点。教学活动应该是知、情、行等相互交织和协调发展的过程;教学活动不仅需要适宜的心理场（包括认知环境、情感環境等），常常还需要适宜的实践场（包括操练环境、应用环境等）。教学情境是教师出于教学目的需要而设置的特定情感气氛、认知和实践环境的综合体，是用以激发学生的学习动机、展开生动活泼的教学活动、提升教学效果的手段;望文生义地把教学情境局限于“教学的情感环境”是欠妥的[1]。

所谓教学情景是通过媒介展现有关场景、激发学生情感而形成的信息组合（信息综合体），是对知识获得、理解及应用的文化背景的片断反映。它不同于教学系统外在的、宏观的社会环境和学校环境等，是一种通过选择或创造构建的不可入场景。

教学情境和教学情景有相似之处： 它们都能提供教学信息，能促使学生积极、主动地参与学习，它们都是传递教学信息的载体和引起学习反应的刺激物的组合，因而容易被混为一谈。但是，它们引起的学习反应和功能有所不同，关键性的区别是： 教学情境中含有社会性的人际交往和协调，能够成为学生进行认知、应用、实践活动和情感体验的空间，成为学生从事学习活动、产生学习行为的一种环境，不但能让学生产生有关的情感，而且能使认知活动、应用活动乃至于评价活动等在其中展开，使学生“学在其中”并具有接近实际的“真实”效果。恰到好处的课堂教学情境有利于学生自主学习，主动地探究、发散地思考，体验知识的发生和发展过程，建构相关的知识与技能，学会科学探究的过程与方法;有利于学生认知能力、思维能力和应用能力的发展，使学习达到比较高的水平;有利于学生合作学习，有利于学生形成一定的情感态度与价值观。这些特点和功能是教学情景不具备的。对于教学情景，学生“可望而不可入”，只能作为一个旁观者，不能在其中产生探究、应用等实践行为，不能形成“学在其中”的状态，常常只是起导入新课或导入问题的引导功能。此外，教学情境的功能作用在教学实际中维持的时间较长，而教学情景只是一种场景，作用的时间较短;教学情境的结构往往比较复杂，有时由若干“分情境”组成，教学情景的结构则比较简单。

跟教学情景和教学情境比较，知识背景的时空跨度更大，能反映有关领域总体的和基本的问题，显得更为宏观，教学情景和教学情境则往往只反映局部的、分割的问题，相对比较微观。另一方面，教学情景和教学情境比较简单，跟教学内容的联系比较明显，而知识背景跟教学内容的联系比较复杂，常常比较隐蔽。

在了解知识背景知识并进行选择、提取、适当简化的基础上，结合学生的经验进行构建，可以设计出适宜的教学情境，这样的学习情境能够帮助学生了解学习内容的背景，而不仅仅是诱发短暂的学习情感。

在我国，教学情景最早出现于上世纪60年代初的小学语文教学等领域的“情景教学”中;教学情境最初出现于上世纪末、本世纪初的基础教育教学改革中;背景知识在各科教学中广泛运用则是2004年之后。

3  背景知识的教育意义

就教学而言，恰当的背景知识的意义主要在于：

（1） 有助于学生扩大视野、领悟课题的学习意义，了解知识的应用和价值，增强学习的兴趣，实现学习定向，增强学习的自主性。

（2） 有助于学生更好地理解知识、理解知识之间的联系，甚至作为创生新知识的基础或启示，构建新知识和升华认识，在新知识的学习过程中起重要作用。

（3） 有助于学生把握学习的内容和方法，抓住总体的和基本的问题，并在这个框架内整合部分的和局部的认识，在复杂的整体中把握对象，“能够在一个复杂的世界中掌握部分和整体之间的相互关联和相互影响”[2]，顺利地开展学习活动，使学习沿着正确方向进行，减负增效。

（4） 有助于提升学生的学习能力。人的学习能力跟他已经具有的背景知识是密切相关的，一个博闻广见、知识丰富的人学习新知识要比一个孤陋寡闻、知识贫乏的人来得快，原因就在这里;背景知识也有助于“培养学生的批判思维能力，评估风险和利益的竞争能力以及获取信息、对知识材料做出合理的判断的能力”[3]。

上述4点有较强的认知色彩，是狭义的教学意义。实际上，背景知识还有其教育意义，主要是：

（1） 有助于学生产生、强化学习的积极情感。

（2） 有助于学生感受知识蕴含的文化内涵，受到有关的文化熏陶，有利于进一步形成良好的品格。

（3） 有助于形成学科观念。

（4） 有助于在学科教学中立德树人。

教育的根本任务是培养人。立德树人关系到社会文明和进步，关系到国家前途和民族命运，关系到人的顺利成长。“立德”是“树人”的前提、基础和首要，“树人”是“立德”的归宿和目的，两者是相互联系和统一的。

在学科教学中如何立德树人？笔者认为，必须把立德树人融入学科的教学体系、教材体系。笔者还认为，恰当的背景知识有助于在学科教学中立德树人。这是因为： 知识的形成离不开人，离不开人的实践和思考，知识总是在一定的社会环境中形成的，总是跟其他知识广泛地联系着;恰当的背景知识是对知识形成、发展和存在的社会和历史场景的提炼和概括，隐含着社会和人的规定与影响，也往往隐含着对社会和人的某些要求。毋论理科、文科，背景知识都可以在立德树人方面发挥作用。运用背景知识是学科教学立德树人的重要途径之一。

4  背景知识在教学中的运用

在教学领域，“背景”这个概念最早是由美国语言学家沃尔夫（Benjamin Lee Whorf， 1897～1941）提出来的[4]。受他的影响，多年来我国的外语教学和语文教学比较重视背景知识的作用。

“背景”这个概念在更广的范围内被教育界接受跟法国学者埃德加·莫兰（Edgar Morin，法国当代著名思想家，法国社会科学院名誉研究员、法国教育部顾问）有关。1996年，联合国教科文组织为促进教育可持续发展展开国际讨论，要求埃德加·莫兰发表他对未来教育的本质的看法。埃德加·莫兰在他题为《未来教育所必需的七种知识》的报告中提出： 在教学中应该“善于抓住总体的和基本的问题，并在这个框架内整合部分的和局部的认识”，采用“能够在其背景、复杂性、整体中把握对象的认识的模式”，发展学生“把任何信息在一个背景中和一个总体中加以定位的自然的禀赋”，使他们“能够在一个复杂的世界中掌握部分和整体之间的相互关联和相互影响”。如果不能正确地反映整体与部分之间的关系并抓住基本问題，如果不能正确地反映知识的背景，认知活动就可能存在严重缺陷，就可能受错误和幻觉等干扰。“人们甚至可以说认识主要不是依靠精确化、形式化和抽象化而进步的，而是依靠实行背景化和整体化的能力而进步的”[5]。此后，“背景”概念逐步扩展到其他学科的教学中，不过，其语言学色彩淡化，哲学和心理学色彩增强。

笔者在这里介绍背景知识在化学课程教学中运用的几个例子。

例1  化合价概念教学中背景知识的运用

化合价概念比较抽象，初学化学的学生很难理解和接受，在课的开头让他们了解下列背景知识作为铺垫，可以预防产生学习困难。

在发现了化学反应的质量守恒定律之后，化学家们又研究化合物中组成元素的质量关系，发现了定组成定律： 任何纯净的化合物都有固定的组成。

在此基础上，化学家们通过实验确定了许多化合物的化学式。例如：

CH4， CH3Cl， CH2Cl2， CHCl3， CCl4;

CO2， COCl2， CS2;

NH3， NI3; PH3， PCl3……

随着许多化合物组成被实验确定，化学家们又发现了倍比定律： 当两种元素的原子组成多种分子时，与一定数量某元素原子化合的另一种元素原子的数量必定成简单整数比。例如：

CO， CO2（与1个碳原子化合的氧原子的数量比例为1∶2，以下类似此例）;

PCl3， PCl5;

CuO， Cu2O;

CuS， Cu2S;

SCl， SCl2， SCl4……

化学家们从这些例子中发现，不同元素的原子有不同的“化合能力”。

1865年，霍夫曼提出用“quantivalence”（价量）表示这种力。后来这个词被简化为“valence”（价），其拉丁文原意是“能力”的意思，这就是我们下面要学习的化合价……

具体运用背景知识时，可以在课的开头集中介绍，也可以分散在课的各个阶段介绍;可以由教师介绍，也可以让学生参与介绍。

例2  “铁”教学中背景知识的运用

教师： 我国是一个有着五千年悠久历史的文明古国，在这漫长的五千年中，有一种金属始终伴随着我们的先辈发展，这就是铁。人类用铁的历史可以追溯到4500年前，随着社会的不断进步，铁被越来越广泛地应用于各个领域，我们今天这节课，就一起来学习一下有关铁的知识。

大家都知道，人类文明的发展史，通常是以材料来命名的，先有石器时代，然后是青铜器时代，接着是铁器时代……从石器时代发展到铁器时代，是人类文明进步的一个标志。让我们一起先来了解一下人类早期使用铁的情况。哪位同学能够讲一讲？

学生A： 人类最早使用的铁是从天而降的陨铁，其含铁量可达到90%以上，我国、埃及、伊朗等地出土的最早铁器都是用陨铁打制的，我国曾在3500年前的商代墓中发现过一种铁刃铜钺。据考证，刃口上的铁就来自于陨铁。这是我从网上查到的。

教师： 从这则材料中我们可以得知： 人类最早使用的铁来源于陨铁，怪不得在一些古语中，铁被称为天降之火，埃及人索性把铁称为天石，但陨铁毕竟是有限的，人们只有掌握铁的冶炼技术才能大量得到单质铁。我国很早就开始冶炼工业，接下来，请一位同学介绍他从网上收集到的资料。

学生B： 我国最早的人工冶炼是在春秋战国时期出现的。在江苏六合县程桥镇春秋墓出土的铁条、铁丸，在河南洛阳市水泥厂战国早期灰坑中出土的铁锛，迄今为止仍被认为是我国最早的生铁工具，这些铁器证明我国在春秋晚期出现了生铁冶铸技术，中国的冶炼技术大约比欧洲早1800年。

教师： 人们最早使用的铁存在于陨铁（插播Powerpoint： 陨铁照片）。我国最早冶炼是在战国时期，此后进入铁器时代。那么接下来就有两个问题要问大家了：

问题一： 地球上铁多于铜，为什么铁器时代出现在青铜器时代之后？

 问题二： 铁器为什么最终取代了铜器，从而使人类进入铁器时代？

（学生讨论后分别回答）

教师： 看来铁和铜相比，在机械性能上要优越于铜，所以最终铁器取代了青铜器。古代人们主要用来制造武器和农具，到了近代以后，铁的应用越来越广泛。下面请一位同学说说我国的钢铁生产情况。

学生C： 1949年我国的钢产量只有15万吨，居世界第26位;1994年超过9000万吨，居第四位;1996年超过1亿吨，跃居世界第一位;2014年至2017年我国粗钢年产量一直在8亿吨以上……此例由宁波效实中学俞巧红提供。（分散介绍有关背景知识，引导学生思考、探究、弄清两个问题，引发学生的爱国情怀）

学科教学中应用的背景知识大体上可以分为下列几种基本类型：

（1）利于坚定正确的理想信念、厚植爱国主义情怀的;

（2）利于加强品德修养、培养奋斗精神、增强综合素质的;

（3）利于增长知识见识、克服疑难和创新思维的。

背景知识常常或明或暗地综合着上述多种类型在内，教师不一定能够全面、深入地了解其蕴含的所有内容。因此，背景知识的立德树人作用是需要教师努力挖掘、把握的。此外，在运用时还要根据养育计划和实际情况进行选择、概括、重组、调整，作适当的加工，才能取得更好的效果，绝不能简单地把一堆资料推给学生。

在进行理想信念、爱国主义、品德修养、综合素质等教育时，要从实际出发，不宜生硬地长篇大论。有时，关键性的一句话，甚至一个词即可起到画龙点睛的作用。

例3  “化学平衡”背景知识（阅读材料）  炼铁炉怎么成了煤气炉？[6]

说起煉铁，我们都熟悉它的化学原理是用一氧化碳使铁的氧化物还原，也能熟练地写出有关的化学方程式：

C（焦炭）+O2CO2

CO2+C2CO

Fe2O3+3CO2Fe+3CO2

原料： 铁矿石、焦炭、氧气（空气）;

产品： （生）铁和高炉煤气;

主要设备： 炼铁（高）炉

可是，为什么要用高炉来炼铁？炼铁炉怎么会生产煤气？干嘛不把一氧化碳全部用于炼铁呢？说起来，这里面有故事呢。

15世纪时，欧洲列强开始了殖民扩张与掠夺，由于铸造火炮的需要，炼铁技术在欧洲得到较快发展（渗透了历史唯物主义），到16世纪时欧洲已普遍采用竖炉冶炼。欧洲早期的竖炉多呈方形，用石块砌成，炉身较矮，炉缸边长1米多，有一个鼓风口和一个流出口，日产量不到1吨。到了17世纪，炉子明显加大增高，产品指标也有显著改善。（插图： 欧洲早期的竖炉;世界最大的炼铁高炉——江苏沙钢5860立方米高炉）（有助于强化学生的爱国情怀）

然而一个问题困扰着人们： 高炉煤气中含有大量的CO，由于其中同时含有大量的氮气和二氧化碳，这种煤气的热值非常低，标准状态下低位发热量只有约3320kJ/m3（常用的人工煤气热值为16000～24000kJ/m3，天然气热值约为36000kJ/m3），使其应用受到限制，降低了焦炭的利用率。为了解决这个问题，人们逐步加大炼铁炉的高度，以增加CO和铁矿石的接触时间，让CO充分地跟铁的氧化物反应。这样做起初尚有效果，可是等到CO含量降低到25%左右后，再怎么增加炼铁炉高度，CO含量基本上就不再降低了。

类似的情况可不少，这引起了许多化学家的研究兴趣。当然，他们选择了适宜在实验室开展研究的化学反应进行研究，而不是直接以炼铁过程作为研究对象（有助于使学生掌握科学方法）。例如，1850年，威廉米{L.F. Wilhelmy，[法]}用旋光仪测量蔗糖水解反应;1861～1863年间，贝特罗{P.E.M. Berthelot，[法]}等人研究了醋酸和乙醇的酯化反应;1864～1866年间，哈库特{A.G.V. Harcourt，[英]}和艾逊{William ESSON，[英]}研究了高锰酸钾氧化草酸的反应;1864年，古德贝格{N.C.M. Guldberg，[挪]}和瓦格{P. Waage，[挪]}完成了大约300个实验（有助于培养学生的科学精神）……

威廉米发现，在一定量水中，在时间间隔dt内，转化了的蔗糖量dM跟当时尚存的蔗糖量M成正比，即-dM/dt=kM（k称为速度常数，与M无关）。贝特罗等人的研究结果是：“在任何一瞬间，酯形成之量与反应物质量的乘积成比例，与溶液体积成反比。”他们还发现逆向的皂化与酯化反应都不能进行完全，最后都会达到平衡状态： 各物质（醋酸、乙醇、乙酸乙酯和水）间的比例总是确定的。哈库特和艾逊则发现“一个化学反应的速度跟反应物的量成正比”。古德贝格和瓦格提出： 一个化学过程，总有两个方向相反的力同时在起作用，一个推动新物质的生成，另一个帮助新物质再生成原物质，当两个力相等时，体系便处于平衡态。他们称这种平衡为“可移动平衡”并总结出两条规律： （1）质量的作用，也就是力的作用，是与它们本身的质量的乘积成正比;（2）如果相同质量的起作用物质包含在不同的体积中，这些质量的作用是与体积成反比，并把单位体积中的反应物分子数（浓度）称为“有效质量”。上述研究成果后来被概括为“质量作用定律”（化学反应的速度跟反应物浓度的乘积成正比）。当时人们把浓度与质量混淆不分，而且出于对牛顿力学的崇拜，把许多作用都称为“力”，显示了历史的局限性。

1879年，古德贝格和瓦格根据分子碰撞理论来解释反应速度和质量作用定律，意识到在分子碰撞中仅仅一部分导致反应（有助于强化学生理解化学平衡）。至此，人们基本上弄清了化学平衡是怎么一回事……

5  结束语

为了不断提高运用背景知识教学的能力，有效、生动地搞好教学，教师首先要不断丰富自己的背景知识。看了上面的举例后可能会有人说： 要提高运用背景知识教学的能力，熟悉学科史就行了。确实，熟悉学科史很重要，但是，照抄照搬史料不一定“就行了”，教师更必须用唯物史观对史料作深刻的分析，才能把握和用好史料。

尤其要注意的是，仅仅熟悉学科史是不够的： 背景知识涉及理想信念、爱国情怀、品德修养、奋斗精神、综合素质、知识见识、创新思维和疑难克服等多个方面，知识面窄、没有广泛的知识支撑怎么能行？为了不断提高运用背景知识教学的能力，教师一定要注意学习、善于学习学科史之外的知识，要广泛涉猎、深入思考，不断丰富、提高阅历，及时更新自己的知识。

学生在学习时常常会不自觉地与自己的背景知识发生联系，根据自己已有的背景知识来理解新知识、重构新知识，哪怕其已有的背景知识是从非正规途径获得的错误知识，或者是从正规途径获得的不清晰、淡忘的知识。因此，了解学生已有的背景知识，及时地引导他们更正已有的背景知识、消除学习障碍，是教师不可忽视的一项重要工作。只有这样，教师才能有效地提高自己运用背景知识教学的能力。

回想当初我国的中学化学课程标准制定过程，《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》和《普通高中化学课程标准（实验）》只讲“情景”，不接受“情境”。如今，《普通高中化学课程标准（2017年版）》也重视“情境”了，这反映了我国基础教育有关群体认识发展变化的总体情况，是一个进步，应该肯定、欢迎。建议义务教育化学课程标准也做相应的修改，同时还希望下次修订时能重视背景知识的运用，并尽量给一线教师运用背景知识于教学提供必要的方便。

参考文献：

[1]耿莉莉， 吴俊明. 深化对情境的认识， 改进化学情境教学[J]. 课程·教材·教法， 2004， （3）： 72.

[2][5][法]埃德加·莫兰著. 陈一壮译. 复杂性理论与教育问题[M]. 北京： 北京大学出版社， 2004： 6～8， 14～15， 24～31， 103～104.

[3]吴俊明. 及时升级学案版本， 让学生学会自主， 更好地减负增效[J]. 化学教学， 2012， （2）： 36.

[4]本杰明·李·沃尔夫著. 约翰·B. 卡罗尔编辑; 高一虹等译. 论语言、 思维和现实  沃尔夫文集[M]. 长沙： 湖南教育出版社， 2001： 208～210.

[6]倪志刚. 化学平衡教学中的学生核心素养培育[J]. 化学教学， 2017， （12）： 19.

[7]吴俊明， 骆红山. 关于新课程教学设计的一些意见[J]. 化学教学， 2006， （10）： 1.

[8]吴俊明， 駱红山. “学案”的意义、 基本任务、 编制及其他[J]. 化学教学， 2011， （2）： 6.

[9]吴俊明. 化学新课程课堂教学的发展走向[J]. 化学教学， 2011， （4）： 7.

[10]吴俊明. 化学教学设计的发展和问题[J]. 化学教育， 2012， （4）： 4.