有效化学教学情境的特征与运用

黄澎清

摘要：基于问题情境的化学教学是落实学科核心素养的有效途径，而有效的化学教学情境应具有真实性、问题性、知识性和活动性的基本特征。创设有效的化学教学情境可以从生活问题、实验探究、工业生产、科学发展四个路径入手，在运用时应注意用直观现象引入情境，按教学逻辑展开情境，由第一视角探究情境

关键词：有效情境;化学教学;基本特征;创设路径;教学建议

文章编号：1008-0546（ 2021）08-0015-03

中图分类号：G632.41

文献标识码：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2021.08.004

当前，新一轮基础教育改革已经由全面展开进入纵深推进阶段，其目标始终聚焦于学生核心素养发展。真实、具体的问题情境是学生核心素养形成和发展的重要平台，因而最新发布的普通高中课程方案、课程标准以及多份教学指导文件都在强调情境教学，如2019年6月中共中央、国务院印发“关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见”[1]，其在“优化教学方式”中明确指出“融合运用传统与现代技术手段，重视情境教学”。教学情境的起始点和关键点在于情境的创设和呈现，其直接影响着教学质量，因而如何创设有效的教学情境是当前教育工作者亟需关注的问题。

一、有效化学教学情境的基本特征

情境，在《辞海》巾的解释是“指一个人在进行某种活动时所处的社会环境，是人们社会行为产生的具体条件”。由此可知，事物及其行为的产生是有环境和条件的，因此我们对事物及其行为的认识便不能脱离社会环境和具体条件。实际上认识即是学习的过程，正如化学学习就是对客观物质的认识，从认识中获得的物质结构、性质及其变化规律等是化学知识，而物质及其变化所处的环境和条件则是情境。脱离了情境的化学知识，显得陌生、枯燥又抽象而讓人难以接受，犹如吞食盐粒实难下咽;若将知识融于情境，则能有效降低学生与知识之间的陌生感，促进其对知识的理解和迁移，正如盐溶于水才易于吸收。然而，当前化学教学巾情境创设的质量参差不齐，主要存在以下几个问题[2-4]：一是仍然建立在抽象的假想或描述中，让学生难以真正融人情境，触发疑问;二是情境的创设陷入形式化，为了创设而创设，不具备真实性和合理性;三是情境创设呈现零散性，不能很好地将学生带入问题，触发思考，实际价值并不大。

为了解决上述问题，就需要先厘清有效化学情境的基本特征。首先，从情境的构成属性来看，它由学习故事发生的时空环境、事件本身等因素组成[5]，这些因素虽然可以经过人为的整合处理，但一定来源于真实世界;其次，从情境的使用功能来看，它很好地将学科知识、科学态度以及情感价值观融为一体，贯穿课堂推动教学活动逐次展开;最后，从情境的价值追求来看，它将化学知识与现实世界联系起来以增强学生的直观体验，让学生白发地发现、思考和解决问题，从而发展化学学科核心素养。综上所述，有效化学教学情境的特征应表现为真实性、问题性、知识性和活动性。

1.真实性

真实性是有效化学情境创设的前提。真实性应该包含两个层次的意思，一是情境素材来源上要真实可查，即情境素材取材于真实的生产、生活、科学研究或者史实等，虽然可以进行适当的加工以便于学生更好地接受，但一定值得推敲和探究，具有合理性和科学性。这样的情境所提供的信息才容易引起学生共鸣，将其带入真实环境思考问题并调动原有认知解决问题。二是情境呈现方式上要真实可见，即给学生带来可视的、切身的体验和体悟，而不是通过教师的抽象描述迫使学生进行主观想象，徒增学生认知负荷并导致传达和接受之间存在偏差。如初高中学习离子反应时，有些老师随口便以“某工厂排出的废水含有……离子”为引入，要求学生设计实验。实际上，虚拟的情境在学生头脑中并没有画面感，因而真实感大大下降。

2.问题性

有了真实的情境，如何避免学生游离其外，通过问题使两者产生关联是关键。问题的产生源于教学情境所呈现的真实世界与学生原有经验形成的认知落差或冲突，这种落差或冲突能以强大引力和推力，激发学生思考问题、探究问题。在问题的引领下，学生从真实、复杂的情境巾寻求问题解决以实现认知平衡。如学习Fe2+和Fe3+时，在已知氢氧化亚铁沉淀为白色沉淀的前提下，老师可以让学生自己以FeCl2溶液和NaOH溶液为原料进行制备。学生发现，自己制取的氢氧化亚铁颜色和提供的信息并不匹配，结果为白色变成灰绿色最后变成红褐色。对于这一问题，老师就可以引导学生分析其中的变化过程，并进一步探究Fe2+和Fe3+之间的相互转化。

3.知识性

传统教学把教学情境的功能局限于激发学生兴趣，并不关注情境与教学内容的关联。比如在初中化学学习溶液时，有老师直接展示几组五颜六色的溶液让学生观看，然后便展开溶液的定义和配制教学。显然这几组图片的价值就在于一瞬间引起学生的注意，而与教学内容相互脱节。指向化学学科核心素养的教学情境则被赋予更多使命，其承载着知识的产生与应用，让学生既可以意识到知识产生的环境，又能清晰地理解所学知识可以解决什么类型问题。因此，上述溶液教学中可以以不同浓度的几种盐溶液为引入，紧紧围绕盐溶液是怎么形成的？怎么配制一样的溶液？能不能配制任意浓度的溶液等问题启发学生思考，溶液的相关知识便依次展开。

4.活动性

化学教学情境的创设虽然由教师完成，但其服务于学生，目的是让学生在切身的体验中内化知识。知识的形成是个体对事物的认识和理解，因此学生不能置身情境之外做旁观者，而是与情境交互作用，在真实问题解决活动中建构和运用知识。这一过程包含问题的发现、探究和解决，以完整的学习活动贯穿整个课堂，既包含将学生引入，又包含帮学生输出。如上述Fe2+和Fe3+，也可以绿萝失绿为情境，引导学生思考其中原因。当分析有可能是因为缺铁症时，教师就可以引导学生探究植物营养液中是否含有铁元素，总结Fe2+和Fe3+的检验方法。此时，查阅文献显示植物对于Fe2+更容易吸收，学生就可以利用已学知识理清Fe2+和Fe3+的相互转化，并配制植物补铁液。整个过程，以真实情境为线索，以探究活动为载体，推动学生自主学习。

二、有效化学教学情境的创设路径

1.从生活问题入手

化学的源起与发展一直与人类生活息息相关，生活中常见的物质特征、变化现象等常常蕴含着丰富的化学知识。这些知识与学生的已有生活经验和认知基础匹配度高，更容易使其沉浸其中。大到国家发展、小到日常生活，教师都要善于以专业的视角探析生活问题背后的化学本质，总结涉及到哪些化学知识？预设哪些探究活动可以引导学生完成知识内化和能力发展？基于这样的思路，便可以设计出有效的问题情境链。

比如，生活中一个常见的提示：湿手禁止触摸插头。尽管我们都知道是因为有触电危险，但是未能深究其中的化学原理。仔细思考，湿手是因为水導电吗？那为什么纯水几乎不导电？是不是手上的汗液溶于水才导的电？如何验证？将这些问题情境串联起来，便可以引导学生理解和探究电解质在水中的电离行为。

2.从实验探究入手

实验探究是化学学习的重要基础，它既可以将课本上的静态知识动态地展现出来，又能给予学生亲手操作、探究及创新的机会。在探究过程中出现的特殊或异常现象往往能激发学生的探究欲望，以强大的牵引力引导学生逐步探究化学原理。以此为切入点设计教学情境，则能提升学生观察、分析和解决问题的能力。

例如，仔细观察实验室中常见的氢氧化钠溶液试剂瓶，可以发现瓶口四周总是会出现白色粉末。由此引发思考，白色粉末是什么？试剂瓶内的氢氧化钠溶液是否变质？如果变质，是部分还是全部？将此问题串联成实验探究情境，引导学生理清氢氧化钠和碳酸钠的性质，在真实的任务驱动下解决实际问题。

3.从工业生产入手

化工生产是化学学科价值最直接的呈现，其内容庞大复杂，涉及到核心反应设计、技术方法选择、工艺流程优化以及安全环保问题等诸多问题。每一项成熟的设计或工艺，都需要经历成千上百次的研究，让学生置身其中参与研究，以化学家的身份和视角分析问题、解决问题，这便是极富挑战性的情境素材。

例如人工合成氨，是影响人类命运的重要化工生产，但其发展过程中却面临着诸多挑战。其中与中学化学结合最为紧密的是关于反应条件的选择，怎么提高反应速率和转化率？两者如何均衡？对于这些问题的探究，可以让学生更好地认识可逆反应与化学平衡等核心概念，理解影响化学反应速率的因素，形成化学工程思维。

4.从科学发展入手

化学科学发展是化学家认识和探究化学物质的过程，无论是古代的化学早期探索，还是近代的学科体系建立，亦或是现代的化学前沿科技发展，都是人类认识和解决化学问题的典范[6]。化学家的探索过程从混沌到有序、从零散到系统，这与学生化学学习的过程完全一致，因而以科学发展过程巾人物事件为情境，既符合学生认知逻辑发展，也能引发起情感共鸣。

比如，阿司匹林虽然是一种不起眼的镇痛解热药，但其从1853年弗雷德里克·热拉尔的首次合成开始，便不断地经历改良、修饰、替代和创造去解决使用中的困境，这一过程足足经历了一个多世纪。将其中关键节点的历史事件串联起来形成教学情境，便能很好地应用于学生有机合成的学习，从科学发展的角度学会认识物质、改造物质、创造物质。

三、有效化学教学情境的运用建议

1.用直观现象引入情境

有效化学教学情境的真实性要求情境素材来源于真实的事件，并以直观的方式展现给学生。在直观现象的刺激下，学生才能从旁观者转变成参与者，初步认识真实学习情境中的各个要素，为进一步探究奠定基础。直观的现象要展现在化学课堂，一方面可以通过教学现场的道具或资源，让学生亲历事情发生的过程，如通过物品展示、实验操作、模型搭建等方式，引发学生的问题意识;另一方面可以借助多媒体技术，将课堂之外的素材以新闻材料、图片影像、虚拟现实等方式呈现出来，营造真实的情境氛围。

2.按教学逻辑展开情境

有效的化学教学情境，不仅仅是将学生引入，还要一直贯穿整堂课。这种贯穿不是散乱的连接或堆砌，而是按照预设的教学逻辑推动学习活动发展。化学课堂的教学逻辑一般是依照学生对客观物质的认知规律而设定的，即从表象到本质、从一般到具体、从简单到复杂。因此化学教学情境的展开要遵从直观感受化学现象、宏观科学辨识事物、微观探析化学原理的基本逻辑，逐步地扩展，引导学生在教学情境辅线的引导下从源头上思考问题，在过程巾探究问题，于结果中分析问题，厘清化学知识的来龙去脉。

3.由第一视角探究情境

有效的化学教学情境是为学生而创设的，旨在将学生从旁观者转变为参与者，但这只实现了第一步，因为学生在参与中还缺乏主动探究意识。学生学习是主动解决问题、内化知识的过程，而不仅仅是参与者，因此要进一步把教师的教转换为学生的学，教师要将学生从边缘拉到整个教学情境的核心位置，使其以探究者的第一视角解决问题。初始的探究教师要给予引导，在逐步隐退中把学生推向真实情境。

有效的化学教学情境可以将教学任务与情境融为一体，摒除零散、杂乱、不贴切、生僻难理解的情境创设现象，让学生沉浸其中，产生学习兴趣，完善情感体验，探究化学过程，认清来龙去脉。

参考文献

[l]中华人民共和国教育部.中共中央国务院关于深化教育教学改革全面提高义务教育质量的意见[EB/OL].（2019-06- 23）[2020- 12- 18]. http：//www.gov.cn/zhengce/2019-07/08/content_54073 61.hm1

[2]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（中英文），2014，35（9）：9-12

[3]杨宝权，袁林.例谈化学教学设计之情境线索[J].化学教学，2020（9）：41-45

[4]陈秋怡.情境学习理论文献综述[J].基础教育研究，2016（10）：38-41，63

[5]杨玉琴，倪娟.从情境素材到教学情境：如何创设富有价值的问题情境[J].化学教学，2020（7）：10-15，22

[6]韦存容.例谈高中化学教学中整体性情境创设[J].化学教与学，2020（10）：18-20

本文系无锡市教育科学“十三五”规划立项课题“发展学生化学宏微结合素养的离子反应单元教学设计研究D/2018/014）阶段性研究成果。