如何基于创设“真实情境”解决“实际问题”进行化学教学设计

盛诗涵 陈国君

摘要：在新课程标准理念下，真实情境被置于重要地位。需要创设真实情境解决实际问题，从而培养学生的化学学科核心素养。通过对相关文献的查阅和理论分析，以人教版初中化学“金属资源保护”为例，就如何基于创设“真实情境”、解决“实际问题”来进行化学教学设计提供切实可行的操作思路，并针对真实情境的选择探讨了几点策略，旨在为教师的教学提供一定的参考。

关键词：化学学科核心素养;真实情境;实际问题;教学设计;金属资源保护

文章编号：1008-0546（2021）03-0059-04 中图分类号：G632.41 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.03.014

全面深化课程改革以来，培养学生的核心素养是成为重要任务。要想培养学生的化学学科核心素养，则需要落实到化学课堂中，化学教师承载着培养学生化学核心素养的时代使命。2017年新课标在实施建议中指出：真实、具体的问题情境是化学学科核心素养形成和发展的重要平台[1]。且新课标提出将以真实情境为测试载体，以实际问题为测试任务作为命题原则[2]。基于命题的分析，同理可得，将实际问题迁移到教学设计中也同等重要，应由此进行教学评一体化设计。因此，随着新课标的提出，“真实情境”和“实际问题”被置于尤为重要的地位。

纵观2017年至今对“真实情境”的相关研究，一方面，众多学者将真实情境进行分类并提出了创设真实情境的原则，例如，邵传强老师基于教学经验将真实情境分为实验型、问题型、任务型、综合型四类[3];另一方面，一线化学教师围绕“真实情境”创设了相关的教学案例，例如，陈云老师以阿司匹林为载体对重要有机物之间的相互转化进行了教学设计[4]。另外，郭飞红[5]等学者围绕“真实情境问题”为导向进行了一系列研究，并进行教学设计，但对于“实际问题”的研究仍停留在教学评价层面。通过文献的梳理与分析，发现目前对于创设真实情境与实际问题的研究仍存在部分问题：其一是目前还没有提炼出化学教师切实可行的操作思路，部分教师还处于生搬硬套的阶段;其二是在一节课中创设过多的真实情境，以致情境高于知识，导致学生分散注意力，从而致使教学效果不佳。因此，笔者围绕以上两个问题，拟就教学设计中，如何基于创设“真实情境”解决“实际问题”进行进一步的探讨。

一、创设真实情境解决实际问题的思路

从当前研究来看，张磊硕士对中学化学情境的创设现状做了调查与分析，研究结果显示，目前部分一线教师在情境教学的理解上存在着一定的偏差，并没有真正领会情境的精髓与深意，然而出现这种现象的根本原因是情境创设过程中方式方法的问题[6]。由此可见，解决一线教师采用合理的方法来创设真实情境的问题已迫在眉睫。其中，邵传强老师从教学目标出发，探索了基于真实情境的结构化设计思路[7]。

另外，情境认知理论强调情境是学习发生与进行的必要条件，而且情境具有线索指引的功能，有助于学习知识的保留[8]。换言之，化学知识的学习与记忆的提取需要以情境为载体。且2017年新课标指出：准确把握“素养”“情境”“问题”和“知识”4个要素在命题中的定位与相互联系[9]。基于情境认知学习理论以及新课标的要求分析，目前出现部分化学教师生搬硬套情境，笔者认为原因是没有理清素养、知识、问题与情境四者之间的关系。结合实践教学经验，笔者发现部分化学教师在进行教学设计时，先是选取了真实有趣的情境再去提取其中的化学知识，这样一味地追求情境的趣味性便会导致情境流于形式。因此明确素养、知识、问题与情境四者之间的关系是教学设计的首要环节。笔者认为，情境是问题与知识的展现形式，是为知识和问题服务的。在梳理情境思路前，应先整理化学知识，再提出需要解决的化学问题，根据化学知识和化学问题去选取适当的情境，在真实情境中提出实际问题，发展学生的化学核心素养。由此，不同于邵传强老师的视角，笔者将从化学知识出发，探讨在教学设计中，基于真实情境解决实际问题的思路，可分为以下四步，如图1所示。

二、选择何种真实情境解决实际问题

1.选择具有“连贯性”的真实情境

所谓“连贯性”指的是在化学课堂教学中尽可能选择完整的真实情景作为教学情境，即选择具有整体性的情境贯穿于教学的始终。第二十二届全国心理学学术会议报告的研究中指出：完整情境的建构显著提高了创造性想法产生的新颖性[10]，即完整的情境建构有助于促进创造性思维的发展。同时结合教学案例的分析以及教学观摩的经验，发现部分化学教师会在一堂课中选取过多的真实情境，即每一个知识点采用不同的真实情境进行教学。从表面看，教师是基于真实情境进行教学，但是这部分教师忽视了情境太多易造成学生注意力分散的问题。换言之，真实情境太多会导致学生花大量的时间去思考情境背后的问题，而忽视从情境中学习化学知识的重要性。所以选择过多且分散的真实情境不利于化学课堂教学，真实情境的连贯性格外重要。

例如，在“金属钠的性质”的教学中，可选择这样的真实情境。2001年7月7日至9日，若干神秘“水雷”惊现珠江，其中几个发生爆炸，其他的被有关部门成功打捞，在整个过程中幸无人员伤亡。据查，“水雷”为装满金属钠的铁桶，其来源尚在追查中[11]。通过探讨钠与水反应的化学知识，由表及里，从宏观到微观剖析“水雷”的实质，进而提出实际问题：如果同学们是在场的消防员，大家将采取何种措施把“水雷”扼杀在摇篮里呢？将产生“水雷”的现象到原因剖析以及实际问题的解决，贯穿于金屬钠的整个知识体系中，整个课堂仅有一个真实情境，但将本堂课所要教授的知识点联系起来，使教学具有整体性和连贯性。通过金属钠的性质的学习，体验化学知识在解决生活和社会问题中的重要作用，同时将钠的学习思路迁移至其他物质的学习，例如氯气泄漏、氨泄漏又应该如何处理等问题，培养学生对知识的迁移能力以及应用的能力。不仅形成了元素观，还起到了举一反三的效果。与此同时，使学生在脑海中形成了物质决定性质的认知结构。

2.选择具有“实用性”的真实情境

这里的“实用性”包含两层意思。分别指的是化学课堂的适用性以及实际生活的可操作性。之所以强调“真实情境”，是因为真实情境本身就具有真实性和科学性，是客观存在的事实。然而，在选择真实情境时部分教师会存在主观上的偏差，即过分追求难攻克的真实情境从而忽视真实情境的适用性。情境中蕴藏的化学知识太易会失去探究的价值，过于复杂又会脱离知识本身。因此，情境的功能是将学生带进最近发展区[12]，使学生能在原有的基础上进一步发展认知观念和提升解决实际问题的能力。另外，化学来源于生活，又服务于生活，因此，教师在选择真实情境时应尽量选择生活中看得见摸得着的问题，即把注意力聚焦于实际生活的可操作性上。

例如，在第二届全国初中化学优质课大赛中，黑龙江吴建利老师创建的情境，“买了一件羊毛衫，标签不清，如何鉴别？要将广西的水果带回哈尔滨，如何包装？送朋友的贺卡要装入塑料袋，如何封口？”都是应用所学去解决现实生活中的问题，让学生觉得化学其实就在身边，学习化学是真实有用的。

3.选择具有“时代性”的真实情境

培养学生的核心素养是当今学科教学的主要目标。而核心素养着力解决的是提高学生面对复杂情境下的问题解决能力，使之能够适应飞速发展的信息时代和复杂多变的未来社会[13]。因此，化学教学要与时代接轨，以此培养学生的化学学科核心素养。对于情境的选材要能反映出时代的要求，贴近于学生的社会生活，跟随科技的发展。要求教师不断关注科技前沿，了解当下的社会热点，将这些社会生活中的素材和资料用新颖的语言与形式融入到真实情境中，以此解决具有时代性的实际问题。其中，越贴近时代的素材对学生的益处越大。学生在不断地解决具有时代性的实际问题时，逐步形成正确的价值观，由此发展着学生的核心素养。

例如，在进行化学电源的教学时，可创设如下真实情境。2019年，诺贝尔化学奖表彰了斯坦利·威廷汉、约翰·古迪纳夫、吉野彰三位科学家在铿离子电池领域的贡献。随之分别从铿电池的发现、工作原理进行情境剖析，从而提出可探究性的实际问题：锂离子电池的工作原理是怎样的？通过对原电池的学习，深人理解电化学核心概念，逐步建构原电池的认知模型，进而发展学生证据推理与模型认知的化学核心素养。将化学知识作为工具，在真实情境解决实际问题，体会科学家是如何运用已有的化学知识进行发明与创新，培养学生的爱国情怀以及科学探究精神，成为真正为社会、为国家做贡献的高科技人才。

三、创设真实情境解决实际问题的教学设计——以初中化学“金属资源保护”为例

1.创设真实情境的思路

本课题选自人教版初中化学九年级下册第八单元课题3“金属资源的利用和保护”的第二课时。本节课题所涉及的知识点有：（1）铁锈的主要成分：Fe2O3·xH2O;（2）铁生锈的条件：与氧气、水有关;（3）防止铁生锈;（4）金属回收。分析知识点本身的特点以及知识点之间的逻辑关系后可提出以下4个化学教学问题：（1）铁锈是什么成分？（2）铁为什么会生锈？（3）怎样防止铁生锈？（4）生锈的铁怎么处理？于是根据以上的分析，选取《潮州金山大桥“被尿倒”》的真实情境贯穿在整节化学课堂中。再根据真实情境提炼出以下4个实际问题：（1）金山大桥被腐蚀后形成的铁锈是什么成分？（2）金山大桥为什么会生锈？（3）如果你是建筑工程师，如何防止铁生锈？（4）如果你是环境保护局的工作人员，如何进行铁锈的回收再利用（图2）？

2.教学设计思路

由于情境是为知识服务的，结合以上的分析，可把教学设计思路整理如图3。

3.教学流程

教学环节1 创设情境，导入新课。见表1。

设计意图：创设生活中真实的化学情境，给学生提供一个先行组织者，与本节课将要学习的化学知识搭建一座桥梁，激发学生探究的欲望和兴趣。

教学环节2实验探究，拓展应用。见表2。

设计意图：化学规律、原理和方法的形成是在实践中建构起来的，是客观规律的映射。因此，学生在学习化学知识的时候也应该在实际问题的解决中习得化学经验。通过在真实情境中解决金山大桥生锈这一实际问题，突出体现了实验探究在建构化学知识，剖析化学原理中的重要作用，使学生体会科学家与哲学家研究事物的一般规律，锻炼科学思维，发展学生科学探究与创新意识的科學素养。同时，对尿液的成分进行查阅，在原有的知识经验上进行拓展与迁移，体现了所选取真实情境的适用性，即教学要走在学生现有发展水平的前面，从而增强学生应用化学知识解决新的实际问题的能力。

教学环节3 迁移应用，解决问题。见表3。

设计意图：从铁生锈的条件出发，进一步探讨防止铁生锈的措施，将所学的知识进行进一步的迁移与深化。通过角色转换去解决实际问题，使学生在真实情境中体会不同职业对社会的贡献，从而增强学生的社会责任感。

教学环节4 讨论交流，大胆假设。见表4.

设计意图：通过一个连贯的真实情境串联所要学习的化学知识，激发学生的创新意识和社会责任。诱导学生从化学的视角关注资源，使其体会金属回收已经迫在眉睫，从而落实STSE教育，实现资源的全面利用，使学生树立废物能循环利用的意识，进而发展学生的核心素养。

四、结语

在化学课堂中，真实情境服务于化学知识。教师应建立在化学知识的基础之上选择真实情境，提出实际问题，从而促进学生化学学科核心素养的发展。关于真实情境的研究正处于蓬勃发展阶段，大量的学者和教师都还在不断地探索。通过对“金属资源保护”进行教学设计，分析了真实情境、化学知识、实际问题之间的密切联系，说明了真实情境和实际问题对于培养化学核心素养的重要作用。并从教学实践的角度去检验了教学设计的效果，取得了不错的成效。综上，新课程理念下，在化学课堂中创设真实情境解决实际问题，发展学生的化学核心素养应是每位教育工作者不断的追求。

参考文献

[1][2][9]中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准（2017版）[S].北京：人民教育出版社，2018

[3]邵传强.指向核心素养的高中化学引入真实情境的教学探索[J].中学化学教学参考，2018（9）：12-15

[4]陈云.建构基于真实情境的高效化学课堂——以“重要有机物之间的相互转化”为例[J].化学教与学，2018（9）：42-46

[5]郭飞红，孙旭波.基于真实情境和问题导向培养化学学科核心素养——以“二氧化硅”的教学为例[J].北学教育（中英文），2019，40（19）：29-36

[6]张磊.中学化学情境创设现状的调查与研究[D].汉中：陕西理工大学，2018

[7]邵传强.指向核心素养的高中化学引入真实情境的教学探索[J].中学化学教学参考，2018（9）：12-15

[8]刘义，高芳.情境认知学习理论与情境认知教学模式简析[J].教育探索，2010（6）：88-89

[10]乔燕.情节记忆与创造力：情境建构促进创造性想法产生[C].中国心理学会：第二十二届全国心理学学术会议摘要集，2019：905-906

[11]李波，胡灏.炸起千层浪珠江金属钠“水雷”谜团待解[EB/OL].http：//www.people.com.cn/GB/shehui/47/20010711/508971.html，2001-7-11

[12]陈进前.基于发展化学学科核心素养的教学情境创设[J].中学化学教学参考，2019（9）：17-21

[13]黄剑锋，汤希雁.创设真实情境培养学生化学学科核心素养[J].基础教育研究，2018（7）：60-62