从情境素材到教学情境： 如何创设富有价值的问题情境

杨玉琴　倪娟

摘要：从静态的情境素材到富有价值的问题情境，需在理解教学情境的背景属性、知识属性及活动属性的基础上，在教学目标的导向下进行合理加工。其中，问题起到了连接情境中的事件与学习的任务、活动的关键作用。在课堂应用中，利用恰当的呈现形式让学生“身临其境”，借助问题线索有逻辑地展开情境，教师与学生作为实践共同体置身情境解决问题。

关键词：情境素材; 教学情境; 问题情境; 教学事件; 实践共同体

文章编号：1005-6629（2020）07-0010-07

中图分类号：G633.8

文献标识码：B

《普通高中化学课程标准》（2017年版）（以下简称2017版课标）与《普通高中化学课程标准（实验）》的显著区别之一在于前者在必修和选择性必修课程的每个主题中都给出了“情境素材建议”，并在教学与评价建议中明确要求“创设真实且富有价值的问题情境”[1]。这种做法并非首次，早在2001年出版的《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》中就在每个主题中给出“学习情景素材”，《义务教育化学课程标准》（2011版）又将实验稿教学建议中的“努力创设生动活泼的学习情景”改为“努力创设真实而有意义的学习情景”。可见，第八次课程改革以来，化学课程指导性文本中对情境（景）一直非常重视，在具体表述上的变化显示了课程专家对于情境（景）的教学属性及功能等认识的不断深化[2]。构建从真实的情境中进行学习的认知路径，是知识通向素养的必然要求[3]。虽然经过多年的实践，广大教师对教学情境已不陌生。但在当前课程与教学改革背景下，如何将静态的情境素材转化为真实且富有价值的问题情境，成为发展学生学科核心素养的有效载体，仍然需要探索。

1  理解教学情境的基本属性

基于情境的学习源于对传统学校教育弊端的反思——学生虽然在课堂中习得了许多的规则、定义……但在真正的社会生活或工作中遇到相关问题时却不会运用，学校所提供的课程及考试并不能帮助学生有效地进入知识的真实应用领域。情境学习与认知的研究试图通过设置基于工作的、模仿从业者真实活动的学习环境，来提高学习的有效性，并保证知识向真实情境的迁移[4]。“如果学习情境及其材料与能够得以应用的现实生活情境相类似，那么学习就能得到最大化”[5]。作为在特定情境中解决问题、完成任务的能力和品质的素养，并不能脱离情境而习得。唯有将知识学习与真实情境联系起来，知识的迁移性才可能增加，素养也才能发展[6]。

可见，作为教学的情境旨在将学科内容与真实世界联系起来、将知识的学习及应用与他们作为家庭成员、公民或工作者的生活之间联系起来。学校教育受时空限制，并不能让学生真正身处这些真实境遇。所以采取某些教学手段（包括信息技术）将真实的社会生活、工作或科学研究活动等情境尽量还原到课堂中，使学生有可能在真实的问题解决活动中，通过观察分析、概念工具的应用以及与他人的合作探究等，形成科学家、数学家或历史学家等看待世界的方式和解决问题的能力，从而使学习真正有利于学生未来的社会生活。在教育语境中，对“情境”的称谓并不统一，如“学习情景”“学习情境”等，但在我们看来，“境”因身临其“境”之意，比“景”更符学习之本意。且“情境”虽为学生的学习所用，但大多由教师所创设，情境中教与学是融为一体的，所以用“教学情境”更为贴切。目前，研究者对教学情境的定义并不统一，但从其本义及功能等分析应具有如下基本属性。

1.1  教学情境的背景属性

汉语中的“情境”意为“一个人在进行某种行动时所处的特殊背景，包括机体本身和外界环境因素”。Klassen认为科学教育中的“情境”是“连接一个核心实体（focal entity）或是围绕在核心實体周围的实体（entities），作用是让整体的意义更加明了”[7]。这里的核心实体指科学课程要求学生掌握的科学概念、技能、态度、方法等，而围绕在核心实体周围的实体则是科学知识产生的背景或环境或者学生熟悉的场景……。情境是由教育者创设的教育工具，对于个体的学习而言是一种叙事背景，即为基于一定目标与主题而展开的学科学习故事的发生提供了特定的背景。叙事在信息的迁移和发现中起着非常重要的作用，它可以帮助人们记录他们发现过程的轨迹，为回忆所学过的东西提供一个有意义的脉络结构[8]。教学情境所提供的学习背景由学习故事发生的时空环境、事件本身、事件中的人物以及事件中要解决的问题或完成的任务所组成。虽然有教师的加工成分，但来源于真实的生产、生活、科学研究或史实等，提供真实与逼真的境域以反映知识在真实世界中的应用方式，即具有真实性。如有教师在“铁及其化合物”教学中创设了如下教学情境。

案例1  “铁及其化合物”（高中必修）教学情境片段[9]

教师讲述+PPT展示图片：在老师的办公桌上放了两盆绿萝，原来是碧绿的，不知为什么逐渐变黄了，我就请教了学校的园艺师，园艺师看了诊断说可能是缺铁黄花病导致的，建议买点FeSO4花肥回来试试。

教师提问：FeSO4同学们并不陌生，从分类上来讲它属于亚铁盐，那么大家还知道哪些含铁物质吗，能否把它们都放在这个框图中呢？（注：价类二维图的初步框架）

学生：回忆已学过的含铁物质，并按照化合价和物质类别在二维图中分类放置。

教师PPT展示：含铁物质如Fe、 Fe2O3、 FeCl2、 FeCl3、 FeSO4、 Fe2（SO4）3实物图片，如果从水溶性上，还可以如何分类？

学生回答：FeCl2、 FeCl3、 FeSO4、 Fe2（SO4）3等为可溶性物质。

教师讲述：老师根据园艺师的建议从网上购买了一袋FeSO4花肥（展示实物），并按照说明书配成溶液对两盆绿萝进行了施肥，过了几天，绿萝并没有转黄为绿。这究竟是什么原因呢？老师今天把花肥带到了课堂上，请同学们来帮我探一探究竟……

上述情境是教师加工的一个真实的故事，就发生在我们真实的生活环境中，事件本事是“绿萝发黄了”，要“我们”解决的问题是“为什么FeSO4花肥溶液未能起作用”。这一问题处于学生已有知识和将要学习的知识节点上，引发了学生的认知冲突，学习的认知内趋力自然产生。需要注意的是，教学情境虽由素材加工而来，但必须基于真实性，即是真正发生的，只是通过教学手段置于课堂环境中，将学生代入到问题解决中。倘若为虚构脱离了真实的知识产生、应用的背景，则教学情境的价值会受到消解，如“原电池”教学中以“格林太太装了两颗假牙：一颗金的、一颗不锈钢的，经常头痛、失眠……”为教学背景，因故事来源不明且没有真实的应用背景，则不宜作为教学情境。

1.2  教学情境的知识属性

由上述Klassen对情境的定义可知，情境需要连接课程要求学生掌握的科学概念、技能、态度和方法等广义的知识，即学生所要学习的知识不但存在于其中，而且得以在其中应用。如，2017版课标要求“通过真实情境中的应用实例或通过实验探究，了解铁及其重要化合物的主要性质，了解这些物质在生产、生活中的应用”。案例1问题“为什么FeSO4花肥溶液未能起作用”的解决需要学生经历科学探究的过程，亦能建构起Fe2+与Fe3+的性质及相互转化的核心知识，还能迁移到其他情境解决问题，如补铁药片为什么与维C同服，实验室中如何配制FeSO4溶液等。教学情境围绕核心事件，既与相关的外部环境相联系，又与学生已有的知识背景及将要建构的知识主题相联系，还能够将所学的知识迁移到新的情境中解决问题。

在这些真实的教学情境中，学生既可以清晰地感知所学知识能够解决什么类型的问题，又能从整体上把握问题所依存的情境。这样，学生就能够牢固地掌握知识应用的条件及其变式，从而灵活地迁移和应用所学知识，使得情境真正成为核心素养形成与发展的载体。

1.3  教学情境的活动属性

知识——或许称为识知（knowing），从本质上而言并非抽象的对象，而是基于社会情境的一种活动。它是个体与环境交互作用过程中建构的一种交互状态，正因为个体与情境、个体与个体之间的交互，才协调了人类的一系列行为，形成了种种认知、体验，以及适应与改善、更新与创造环境的知识和能力。Lave & Wenger（1991）认为，情境学习是一种“合法的边缘性参与” （legitimate peripheral participation），即新手学习者在实践共同体内，最初从事边缘性的活动，观察专家或熟练者的示范，并在他们的引导下参与活动，逐渐发展知识与技能，并被允许做重要的工作，进入圈子的核心，获得自己作为知识渊博的专家身份[10]。因此，情境对于学习者来说，更深层次的意义在于通过主动参与共同体真实的活动，这些新手从边缘性的参与者走向实践共同体的中心。知识的意义连同学习者自身的意识与角色都是在学习者和学习情境的互动、学习者与专家教师的互动，学习者与学习者之间的互动过程中生成的。

因此，教学情境应能够使学习者主动投入到探究问题解决的活动中来。在教师的引导下，在与其他同学的合作互助下，在真实的问题解决活动中建构和运用知识，形成多种属于自己的解决问题的策略。如案例1中，为了解决“FeSO4花肥为什么施用效果不理想？”这一问题，学生经过小组讨论认为“可能是FeSO4变质了”，并能调用已有氧化还原反应知识分析很可能是其中的Fe2+转化为了Fe3+，因为空气中、水溶液中都存在O2这一氧化剂。接下来自然需要通过设计实验来证明在FeSO4花肥溶液中存在Fe3+以及Fe2+的确是在氧气的作用下转化为Fe3+……整个教学情境的推进，始终与学习者的主动参与活动相伴而生，知识及其意义在其中得以建构。

2  遵循从情境素材到教学情境的加工逻辑

据统计，2017版课标在必修和选择性必修课程中共给出了223个“情境素材”[11]，涉及生活类、社会类、科学研究类、自然现象类、实验类以及历史类等。但“情境素材”不等同于“教学情境”，只是教学情境的重要来源之一。从情境素材的表述，如“补铁剂”“日常生活中的氧化还原反应”等可知，情境素材是与知识相关的一个静态的例子，充其量只具有了部分“知识属性”。情境性意义不仅涉及知识，还关涉活动环境、具体行为人、活动及其目标指向等，从情境素材到教学情境需在教学目标的导向下进行恰当加工，将之转化为一个工作或生活中会遇到的事件，使它具有教学叙事的背景属性、引发参与的活动属性及承载核心知识的属性。其加工逻辑如图1所示。

2.1  由情境素材到教學情境须以教学目标为指向

学生在情境中进行的是目标明确的学习，参与的是目标定向的活动，最终也是为了达成目标，任何偏离目标的情境再有意思也是无意义的。因此，当把时空、人物、事件等嵌进情境素材以使它具有教学情境的背景属性时，需要思考的问题是，教学情境所引发的学习活动及知识建构是否服务于核心教学目标的达成。如，根据课程标准相关要求，案例1“铁及其重要化合物”的教学目标是“（1）学生能够从物质类别和元素价态变化的视角预测铁及其化合物之间的转化路径，并设计实验初步验证;（2）能列举、描述、辨识铁及其重要化合物的重要物理和化学性质及实验现象，能用符号表征重要的化学反应;（3）能根据铁及其重要化合物的性质分析实验室、生产中某些常见问题，说明妥善保存、合理使用的方法”。当教师把“我”“办公室的绿萝原来碧绿后来变黄了”“施用了FeSO4花肥后绿萝并没有由黄转绿”“我们来探一探究竟”这些背景要素放进“FeSO4植物补铁剂”这一素材后，由其中的关键事件“施用了FeSO4花肥后并没有由黄转绿”引发了本节课所要解决的三个核心问题，三个核心问题的解决所达成的目标如表1所示。

不难发现，案例1情境中问题解决所达成的目标与预设的核心目标一致。我们也注意到，一个教学情境在一节课中并不是万能的，并不能保证所有教学目标的实现，有时还需辅以其他教学手段和素材，如在案例1中Q2、 Q3解决后，还给出了新的情境素材让学生解释“补铁剂为什么和维C同服效果更佳”，说明“在实验室中应如何配制FeSO4溶液”，这些情境素材承担了知识迁移应用的载体，也实现了“能根据铁及其重要化合物的性质分析实验室、生产中某些常见问题，说明妥善保存、合理使用的方法”的目标。这些达成的目标不仅涵盖重要的知识、技能，同时蕴含了宏观辨识、微观探析、变化观念、科学探究以及社会责任等学科核心素养目标。

2.2  情境素材转化为教学情境的关键是“问题”

情境虽然影响学习，但并不能确保学习的发生。由图1可见，在情境素材加工成教学情境的过程中，“问题”起了关键作用，它连接了情境中的事件与学习的任务、活动。问题引起了现实情境与主体已有经验之间的认知冲突，这种冲突激发了学习者寻求问题解决以达到认知平衡的欲望，因而，问题始终是情境选择和组织的缘由和核心。2017版课程标准明确要求“创设真实且富有价值的问题情境”，问题情境是个体体验到的目前状态与目标状态不一致的认知困境，摆脱这种困境的心理倾向就构成了问题解决的需要和动机。在情境化的脉络中，当学生识别到情境中所蕴含的问题继而主动投入到探究问题解决的活动中，有意义的学习及建构就自然而然地发生了，这正是情境“富有价值”所体现[12]。仍以案例1为例，情境所引发的问题与学习任务、活动之间的逻辑关系如图2所示。

由图2可见，情境中的问题转化为了解决问题的学习任务，学生为完成特定的任务必然要经历一定的活动，在活动过程中还会生成新的问题……学习活动锚定在真实的应用情境中，学生在问题解决的任务和活动中，不仅建构知识，而且体验到知识的效用。知识也因为与具体的问题解决境脉相连而获得了意义与理解。可见，正是由于“问题”的存在，使得教学情境具有了活动属性和知识属性，情境素材才转化为了教学情境。也有教师在“铁及其化合物”的教学中用“公园中的鹅卵石”作为情境素材，“通过百度发现其成分含少量的Fe2O3”，从而引入对Fe2O3的检验，但这一情境只是描述了一个简单的事实，不含要解决的问题。即使是满足“是真的吗？”此类的认知兴趣问题，也因为该问题的解决并不能产生后续问题，问题解决的应用价值无从体现，无法承载核心知识的建构，则这样的情境素材并不能成为一个有价值的“问题情境”。

3  把握课堂教学情境的应用策略

3.1  以形象化方式呈现情境

情境的“真实性”意指基于真实的现实世界的任务、从事的是任务驱动的真实学习，正是在真实的任务和真实的学习中，知识得以创造，素养获得发展。但对于课堂中的“情境”而言，又具有虚拟性，借由教师的创设，将真实世界中的事件搬到课堂当中来，将学生代入到事件中，身临其“境”地学习。这就需要教师采取一定的教学手段生动形象地呈现情境，使其具有真实性。在课堂中，可以电影、图片、实物、新闻视频、文字材料、实验以及教师口述等方式中的一种或几种组合进行呈现。如上述案例1中是以教师口述+实物图片+实物展示的方式展开。再如案例2、案例3。

案例2  “铁及其化合物”（高中必修）教学情境片段[13]

教师PPT展示图片：富马酸亚铁胶囊，（讲述）富马酸亚铁是一种治疗缺铁性贫血安全有效的铁制剂，它是由富马酸、碳酸钠和硫酸亚铁溶液在一定条件下反应而制得的（同时展示流程图）。随着研究的进一步深入，一些制药厂家又生产出了富马酸亚铁维C片（同时展示图片）。

提出问题：（1）合成富马酸亚铁中的FeSO4溶液如何配制？（2）富马酸亚铁中添加维C的目的又是什么？

学生实验：尝试配制FeSO4溶液（配出来的溶液呈黄色）。

教师展示：这是老师课前配出来的FeSO4溶液（浅绿色），同学们看看有何不同？为什么？

学生讨论：呈黄色的可能原因……

上述案例中，教师利用口述+实物图片+学生实验的方式呈现了开篇情境，此时，学生成为富马酸亚铁工业生产中FeSO4溶液配制中的一个角色，发现了溶液颜色不对的矛盾，解决这一矛盾问题的需要激发了学生主动探索的欲望。

案例3  “水的净化”（九年级化学）教学情境的呈现[14]

教师：播放微视频1：（写实电视节目《荒野求生》的片头），今天就让我们跟随贝尔去寻找水源并获得饮用水。

播放微视频2：（《荒野求生》片段）贝尔蹲在山涧旁捧起溪水：“因为现在正值雨季，有很多水从山上流下，你可以看到水很浑浊，里面有很多沙子，还有很多淤泥……”。

提出问题：从山上流下的这杯泥沙水，可以直接饮用吗？让我们与贝尔一起来想想办法吧！

学生：从日常生活经验出发提出自己的方法……

案例3中教师将贝尔“荒野求生”的视频素材进行剪裁加工，在“水的净化”各个知识点（静置、过滤、吸附、过滤）进入阶段以视频方式呈现，不仅引起了学生的兴趣，而且迅速与角色一起进入到视频情境所产生的问题的解决探究中。

根据教学情境素材特点，采取生动形象的呈现方式，能够营造一种主动学习的氛围，引人入胜，让学生成为教学事件中的主角，主动投入到问题解决活动中。需要注意的是，讓学生快速进入角色、聚焦问题解决是情境呈现的主要目的，切忌刻意“吸引眼球、刺激感官”、过度堆砌或过度渲染[15]。

3.2  以结构化逻辑展开情境

以情境展开的教学叙事是一个由发生、发展的线索串联起来的连贯整体。正由于此，更容易让学生捋清知识的来龙去脉，在知识与解决问题的情境脉络之间建立联系，便于知识的存储与记忆、提取与应用。为了建立这种整体性结构关系，教学情境可以分阶段在教学事件的关键点有逻辑地展开，逐步地扩展、深入、明晰，既能成为课堂问题产生的源头，又能使整个教学围绕情境展开，让学生的思维不断走向深入。由图2可见案例1的情境展开逻辑，在纵向上体现出以情境衍生的问题线索及其逻辑关联，在横向上体现情境、问题、任务与活动之间的逻辑关联。在课堂教学的小结阶段，教师也展示了自己用同学课堂探究到的方法“在部分变质的花肥溶液中加入维C”后再浇灌绿萝后绿萝重新变绿的图片;案例3中的第1个视频片段引出了“静置法”净化水的方法，后面又分别在不同阶段呈现“贝尔过滤水”“贝尔吸咐水”“贝尔淡化海水”的微视频，以获取干净的饮用水为目标，不断地产生问题驱动学生基于己有的知识经验去思考、去探究，形成了与教学内容切合的完整“故事链”。知识点之间不仅依托“故事链”形成了结构化联系，且鲜活起来。学生与电影中的人物共命运，在解决真实问题的情境中学生实现了情感、知识、方法等的有意义建构。

3.3  以共同体角色置身情境

情境学习与认知理论对情境的理解经历了从实习场（practice field）到实践共同（communities of practice）的转变[16]。实习场指为了达到一种学习目标而设置、创设的功能性学习情境或环境，实践共同体则包括了一系列个体共享的、相互明确的实践和信念以及对追求共同利益的理解。两者中的学生都通过实践为某一具体目标进行有意义的合作探究，但相比于实习场，实践共同体中更强调学习者具有共享的背景和真实任务及具有身份的再生产力。作为合法的边缘性参与者的学生，首先必须是参与者，而非被动的观察者。但由于其“新手”身份，不可能一开始就完全参与，需要在专家的指导下，在与专家、同伴的互动交往中，通过亲身实践，从部分参与逐渐向完全参与过渡。在共同体内，作为专家身份的教师的任务是创造机会让学生主动参与，促进并支持学生的“合法参与”和生成性学习。必要时，介入学习过程并提供支架，学生能够自主解决问题时，则及时“隐退”，让学生自己来建构学习。

如图2所示案例1的任务1中，教师给出一个价类二维图的框架，让学生有的放矢地对含铁物质进行分类放置，而在后续的转化关系建立中，则由学生根据探究所获得的结论自主建构;任务2中，Fe3+的特征检验方法由教师用信息提示的方式给出，活动2实验操作和结论皆由学生自主完成。活动2的生成性问题由小组讨论得出实验的关键是证明溶液中有氧气并且在FeSO4溶液的配制过程中溶解氧会减小，再由学生观察教师的数字化演示实验获得证据;任务3则放手给小组合作，根据教师所提供的药品自主设计实验方案进行探究。

在情境所创设的实践共同体中，师生合作，为解决共同的问题、实现共同的目标而努力。教师借助提供信息资料、示范问题解决、适当提示点拔及适时反馈评价等“支架”的作用，将学生的认知发展从一个水平提升到更高水平，真正做到教学走在学生发展的前面。而学生则通过支架（教师或有能力的同伴）的帮助，逐渐由边缘走向核心，完成自己身份的重构。基于共同体的合作性学习不是一种权宜之计，而是渗透于学生学会与他人一起生活和工作的途径，是21世纪核心素养的重要组成成分[17]。

参考文献：

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[4]高文. 情境学习与情境认知[J]. 教育發展研究， 2001（8）：30～35.

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[10]贾义敏， 詹春青. 情境学习：一种新的学习范式[J]. 开放教育研究， 2011， （5）：31～41.

[11]万延岚， 李倩. 对《普通高中化学课程标准（2017年版）》中“情境素材建议”的分析与启示[J]. 化学教学， 2019， （7）：14～19.

[12]杨玉琴， 王祖浩. 教学情境的本真意蕴——基于化学课堂教学案例的分析与思考[J]. 化学教育， 2011， 32（10）：30～33.

[14]杨宝权， 陈彪. 基于故事的初中化学教学实践与反思——以上教版“水的净化”为例[J]. 化学教学， 2018， （12）：53～56.

[15]陆建军， 赵铭， 赵华. 化学课堂教学情境创设的误区及改进策略[J]. 化学教育， 2014， 35（9）：9～12.

[16]Edited by David H. Jonassen & Susan M. Land， Theoretical foundations of Learning Environment [M]， Lawrence Erlbaum Associates， 2000：25.

[17][美]Bruce Joyce等著.荆建华等译. 教学模式[M]. 北京：中国轻工业出版社， 2002：141～142.