高中化学教学内容结构化路径分析

肖磊 肖雪 彭浩源

主持人：《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》在实施建议部分提出“化学教学内容的组织，应有利于促进学生从化学学科知识向化学学科核心素养的转化，而内容的结构化则是实现这种转化的关键”。那么，“教学内容结构化”的内涵是什么？为什么新课标倡导教学内容结构化？

肖雪（河南大学卓越教师班）：教学内容的结构化是按照学科知识的内在关联，结合学生认知发展特征，将学科的基本原理、基本概念之间的内在联系厘清，最终呈现给学生稳定的知识内容结构，以促进学生认知结构的发展。这要求教师在教学过程中，不仅要将知识讲明白，更要择机将知识与知识之间、知识与学科整体的關联阐释清楚，在课堂上呈现出有逻辑、有条理的教学内容。

新课标倡导教学内容结构化，主要有以下四点原因。

第一，教学内容结构化有利于学生掌握知识。当学生头脑中有一个逻辑清晰的知识结构时，其对于知识的记忆才能深刻而长久。同时，构建系统的知识体系也有利于学生将新的知识整合到已有的知识框架之中。教学内容结构化要求教师在课堂上不断强调核心概念的统摄地位，以核心概念引领其他知识的学习，并能够帮助学生看到基本概念之间的有机联系，进而构建结构化的知识体系。当学生充分理解化学中重要的基础概念，能够借助基础概念完成知识的迁移和拓展时，便可以激发对于化学学科的学习兴趣，从而更好地掌握学科知识。

第二，教学内容结构化有利于学生理解学科基本结构。化学学科作为传统的自然学科之一，其知识结构是较为清晰且稳定的。学科的基本结构即基本概念、基本观念和事物之间的关联。而教学内容的结构化，是帮助学生理解学科基本结构的一条有效途径。理解化学学科的基本结构，首先，学生要形成系统的知识体系。对于不同的知识，教师需要采取相应的措施来合理组织教学，将零散的知识串在一起，系统化、结构化，并在恰当的时机展示给学生。其次，学生应理解知识内容结构和内在要素的关联，由知识的结构化形成认知的结构化，从而最终理解学科的基本结构。

第三，教学内容结构化有利于学生应用知识解决问题。结构化的知识是学生解决问题的基础。面对新的问题情境，学生对已有的核心概念或者基础原理掌握得越牢固，对知识间的逻辑与关联理解越清晰，则越容易将已有知识迁移到新的情境中来解决问题。例如，高考化学科目中的工艺流程题，其目的便是考查学生在新的情境当中对知识的应用，其中涉及的调节pH值、方程式书写等，都是运用已有知识和题干内容解决新的问题，这就要求学生能够理解每个步骤之间的关联，厘清知识的结构，最终解答题目。

第四，教学内容结构化有利于学生发展学科核心素养。在新课标提出化学学科核心素养的背景下，教师首先要明白知识是素养形成的前提和基础，不能脱离知识空谈素养。素养不能作为现成的事物以间接经验的方式传递给他人，教师要引导学生在理解知识、应用知识，乃至创新知识的过程中逐渐获得学科核心素养。组织良好、结构清晰的学科教学内容恰恰是学生理解知识和应用知识解决问题的关键中介。因此，教师应灵活运用教学理论将特定的教材内容转化为结构清晰的教学内容，让学生易于消化吸收学习，最终达到发展学科核心素养的目的。

主持人：根据《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》，教师进行化学教学内容结构化的路径是什么？

彭浩源（河南大学卓越教师班）：新课标对于教学内容的结构化，提出了三种方式，即基于知识关联的结构化、基于认识思路的结构化、基于核心观念的结构化。

第一，基于知识关联的结构化。通过寻找知识之间的联系来建立更有层次的认知结构是知识结构化的本质，知识结构化的程度越高，学生越容易提取知识，形成的认知结构层次性、系统性越强。基于知识关联对教学内容进行结构化，旨在引导学生用相互联系的观点审视化学事实、理解化学概念、建构知识体系，将分散的、相对孤立的化学事实和化学概念整合为具有逻辑关联的知识组块。根据教学内容的特点，教师可以使用思维导图或概念图等工具促进教学内容结构化。

教师将思维导图应用到课堂教学中，可以促进教学内容结构化，将一节课完整的知识体系呈现给学生，帮助学生形成知识框架。教师在课堂教学中可以通过拆解关键词的方式把重点展示出来，由学生基于关键词绘制思维导图。例如，学生在学习化学键时绘制思维导图，第一组的关键词是“离子键”，第二组的关键词是“共价键”，第三组的关键词是“极性键”，第四组的关键词是“非极性键”。教师充分借助思维导图工具，引导学生在联想、迁移和创造的过程中形成一个完整的知识网络，促进教学内容结构化。

第二，基于认识思路的结构化。化学知识的学习是一种特殊的认识活动，其思维过程和认识路径具有一定的规律。化学学科要求学生不仅要学会学科知识，更应该进一步搞清楚化学学科的认识规律和研究方法。为此，教师要从认识思路出发进行结构化设计，从学科本原对物质及其变化的认识过程进行概括与归纳。具体来说，教师应依据特定问题解决的程序，将问题探究的实质、要素、方法及具体操作步骤等梳理成清晰的认知流程，以思路图或者显性化的语言等形式，引导学生系统缜密地分析问题、规范高效地解决问题。

例如，“原子的结构与元素的性质”是高中化学选择性必修课程“物质结构与性质”中的一个主题，教师可以运用基于“宏观与微观相结合的视角”认识物质世界的基本方法，选取核外电子的运动特点，引导学生遵循从电子云到电子云轮廓图，再到原子轨道建立的认识思路，构建核外电子运动的特征模型。这样的设计既能充分展示知识间的内在联系，发挥思路图在教学中的优势，又可以克服学习中的审美疲劳，建立基于“位”“构”“性”关系的系统思维框架。

第三，基于核心观念的结构化。即通过对物质及其变化本质和认识过程的进一步抽象，促使学生建构和形成化学学科的核心观念。教师可依据统摄知识的核心观念，将学科知识的建构、学科方法的运用、学科思维的训练等融入化学观念的建构与发展之中。

在这里，教师可依据学生的认知水平，采取细化的方式，将高度抽象的大概念分解为适合学生认知水平的次级大概念。例如，教师可以引导学生基于“结构决定性质，性质反映结构”这一化学学科核心观念，抽象提炼出由若干次级大概念形成的认识链：物质由元素组成—依据物质的元素组成可以将物质分类—同类物质具有相似的性质—在一定条件下含有同一元素的各类物质可以相互转化。这样，通过对高度抽象的大概念分解过程中的交流互动，以及对典型问题的分析解答与互评，可以了解并发展学生对物质微观结构和结构决定性质的核心观念的认识水平。

新课标中所建议的教学内容结构化的三种主要方式是层层递进的，基于知识关联的结构化能够将完整的知识体系呈现给学生。当学生在脑海中形成具有逻辑关系的知识框架后，教师基于认识思路的结构化教学能帮助学生进一步搞清楚化学学科的认识规律和研究方法，在此基础上进一步抽象物质及其变化的本质和认识过程，形成化学学科的核心观念，从而提升化学知识结构水平。

（本栏责编 帕 拉）