杨砚宁
摘要:基于高中化学核心素养内涵的理解,在中学化学课堂教学反复实践的基础上提出“境脉引领-互动生成”的教学模式,通过教学实例,阐述了创设“境脉”、有效开展“互动”、建构思维模型的途径和方法并进行了实践反思。
关键词:境脉引领;互动生成;教学模式;实践反思
文章编号:1008-0546(2022)03-0007-05 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2022.03.002
为促进化学学科核心素养的落实,新课程标准调整了课程结构,更新了教学内容,构建了学业质量水平体系,细化了实施建议。“倡导真实问题情境的创设”是化学新课程标准的重要理念[1],真正实施教学的过程中,对于广大一线化学老师而言并不是一件容易的事情。由于情境素材有限、对情境的理解也不尽相同,因而在教学活动中对情境的选择与运用也千差万别。
经过长期的实践探索,我们提出基于化学核心素养的“境脉引领-互动生成”教学模式,以期提高化学教师的情境意识、能识别好的情境、能有好情境可用、能用好情境,进而培育学生核心素养。
一、“境脉引领-互动生成”教学模式的学理分析
1.“境脉引领-互动生成”的内涵
“境脉学习”源于境脉主义哲学观,关注事物全部情境的整体把握。全部情境包含学习者原有的记忆、经验、动机和反应构成内部世界以及为学习者提供学习资源、学习环境等的外部世界。学习者在处理外部世界的信息或知识时,与其内部世界发生意义便是学习[2]。因此,境脉之“境”是情境在时间和空间上的延伸,更接近于真实世界;境脉之“脉”是意义之上的关系建立。
将“境脉学习”引入课堂教学便可形成境脉引领的教学。美国教育专家威尔逊提出,课堂教学是由很多元素组成的。境脉引领的教学就是将各个元素间的链接通过情境作为脉络来实现。事实上,很多较为复杂的情境本身内部就潜藏着一定的逻辑关系,如事件类情境一般包含事件的起因、开端、发生、发展、高潮、结局甚至尾声等部分;物质类情境一般包含物质的组成、结构、理化性质、制法、用途等相关内容;实验类情境通常在一系列实验及现象中埋藏着物质本身性质、外部条件影响、定量关系等因素。从这些情境中可以抽提出具体的、有逻辑关系的、能够为教学所用的若干情境问题,经过串联或并联成为情境脉络,即“教学境脉”,简单地描述就是从情境内部抽提出的情境问题所形成的脉络关系。在情境脉络的引领下,理清知识脉络,组织活动脉络,就形成了结构化的课堂。
国际经合组织(OECD)界定“素养”是在特定的情境中通过调动和利用各种资源以满足解决复杂问题所需要的能力。化学学科素养是发展核心素养的重要组成部分,是个体面对复杂的不确定的情境时,综合运用化学知识、化学思想观念解决实际问题所表现出来的关键能力和必备品格[3]。学习使外部世界与内部世界的有效联系得以发生,境脉学习发生的过程与核心素养目标背景的学习方式是一致的。学科核心素养的形成需要学习者在学习中与情境持续有效互动,包含师生之间、同伴之间言语、情感、思想上的互动交流,也包括学生和各种物化的资源之间的相互交流和相互作用,学生的知识获得、能力培养及化学核心素养培育均在这些互动中得以完成。
2.“境脉引领-互动生成”教学模式的一般范式
境脉源于情境,是对情境更深的理解、挖掘和高阶应用。“境脉引领-互动生成”教学模式的一般范式,如图1所示。从创设的真实情境中抽提出多个情境问题,这些情境问题必须紧密契合知识的逻辑及学生的认知规律,再以此设计学生活动,在经过一系列问题解决之后,最终回归到情境,进行归纳、总结和提升。
“境脉引领”下的结构化的课堂有助于学生发现知识间的内在联系,学习活动也在与情境的多次互动和碰撞中徐徐铺展开来。简单表达为图2所示。
课堂境脉的结构主要取决于情境问题的逻辑结 构,也与教师对教材内容的理解与组织以及对情境的 运用有关,并且显性的境脉中一定隐藏着“活动脉络”和“知识脉络”。经过对大量课例的研究发现,化学课 堂的境脉创设类似于叶脉在叶片上分布,有“平行 脉”“叉状脉”“网状脉”三大类。“平行脉”所有叶脉都 从叶片基部生出,彼此平行直达叶尖。平行境脉的创 设源于一个起始情境,由情境引发的问题之间相对较 为独立,并无明显的因果关系,各个情境问题相互并 列。“叉状脉”从叶基生出后,呈二叉状分支。叉状境 脉的特征是由情境提炼的几个问题之间存在明显的 逻辑关系,解决了上一个情境问题之后,才能发现并 解决下一个情境问题。 网状境脉有明显的主脉,经过 逐级分支,形成交错分布的细脉,细脉相互联结形成 网状结构。
二、“境脉引领-互动生成”教学模式的实践
境脉学习中师生都是学习者,都在对自身的知识结构作进一步完善,都需要对教和学的过程进行自我反思和调控,因此教学是在师生互动、生生互动、师生与情境的互动中完成的。教师在课堂中组织者、引导者的地位决定了教学境脉的创造者和优化者主要是教师,要解决的问题是“创设什么情境,如何连境成脉? 引导学生与什么互动,能生成什么?”学生则是在情境衍生任务与活动的解决中建构自身知识体系。 真实情境蕴含什么样的基础知识、体现哪些学科核心素养要求,是需要学生亲身的任务参与、实践活动才能决定,体现出具身认知的特点。 因此,境脉的创设需关注学生所处的物质、文化、社会、历史情境,情境问题的理解需结合所处境脉,情境問题的解决需联系知识所在的整个知识体系。
1.以生产实际为境,激发学生与事件互动
生产实际中的一些事故经常被老师用作物质性质课例的情境素材,事件的发生、发展本来就有着内在的脉络,因此选择恰当的切入点,提出合理的问题,课堂境脉自然就能形成。 如“钠的性质及应用”一课(如图3),选择“某制药厂车间金属钠引发火灾”这一新闻事件作为情境素材,教师首先布置任务:观看视频,提出与事件相关的问题。 中学生对社会事件是十分关注与好奇的,因此他们能提出诸多问题:“金属钠 为什么会着火?”“没保存好吗?”“是保管员失职吗?”“刚起火时没人发现吗?”“为什么不能用水灭火?”“有 人员伤亡吗?”“制药厂用金属钠做什么?”……然而中 学生缺少问题分析及解决的逻辑,此时就需要教师按 照问题解决的一般逻辑需要梳理上述问题,从中提取 4个主要问题“金属钠如何保存”“特殊保存的钠为什 么会起火”“钠着火如何扑灭”“金属钠的用途与制取”引导学生探究事件的起因、经过、结果。
带着这些问题,教师引导学生回到情境中寻找答案。①“金属钠保存在煤油中”——为什么要特殊保存?为什么用煤油,水可以吗?②“天气潮湿引发火灾”——水起了什么作用?与水反应为何能起火?满足了燃烧的哪些条件?③“金属钠着火不能用水灭火”——燃烧产物是什么?会促进燃烧吗?那应该如何灭火?④“制药厂车间存放钠”——钠的用途是什么?如何安全存放和使用?
不难发现这些情境问题存在着逻辑上的递进关系,要解决这些问题需要了解该情境中钠发生的变化,探索钠的性质,必然得从钠的微观构成开始学习。在问题解决的目标下,学生自然而然地建构了金属钠“结构→性质→变化”的知识结构,也形成了学生实验活动的脉络。
2.以生活应用为境,引导学生与场景互动
知识源于生活,也将应用于生活,化学学科知识的学习更是如此,这也是化学课堂的优势和魅力所在。在课堂教学中,问题、知识和情境这三者是密切联系的动态过程,教学要让问题知识化、知识情境化、情境生活化,才能更好地建立思考的纽带[4]。
在进行元素化合物内容教学时,生活中有很多相应物质的实际应用,可以根据教学内容精选素材,选择一个角度连境成脉,形成主线。生活中含铝元素的物品很多,在“铝的氧化物及氢氧化物”一课中(如图4),教师不是独立地呈现,而是带着学生“逛大润发”,进入了“超市”“金店”“药店”“肯德基”,发现了易拉罐、烧烤铝箔、铝合金球拍等铝制品、红蓝宝石中的氧化铝、胃药斯达舒中的氢氧化铝、无铝油条。用一趟“大润发之旅”将铝及其化合物囊括其中,为学生营造一种沉浸式学习环境。
情境脉络建构之后,利用情境问题巧设认知冲突,打破学生认知平衡,可以将学生卷入情境,变静态演绎为动态建构,让学习真正发生。由铝箔标签中的“不能将铝箔产品与酸碱等活性化工产品存放在一起”,启发学生要学会从化学视角分析标签的含义,从而过渡到铝的化学性质,再由铝制品耐酸碱腐蚀引出铝制品表面覆盖的致密氧化铝膜。此处学生会发现似乎存在矛盾,究竟铝制品是否耐腐蚀?随后从物质类别、溶液浓度,铝制品表面处理等多个角度设计对比实验验证,同时认识到两性氧化物的性质。
红蓝宝石的成分再次引起了学生思考,红蓝宝石中的氧化铝与氧化膜中的氧化铝性质相同吗?红蓝宝石怕酸碱吗?教师适当点拨,氧化铝具有多种结构,如α型、β型、γ型等,不同结构的氧化铝所具有的性质不同。α型氧化铝俗称刚玉,熔点高、硬度大,耐化学腐蚀;而γ型氧化铝结构松散,能被酸碱溶解,学生体会物质的结构决定性质的化学思想。
胃药的引入激发学生制备氢氧化铝的热情,向氯化铝溶液中逐滴滴加氢氧化钠溶液及氨水的对比实验中,第三次引发了学生的认知冲突。 同是碱溶液,反应结果却大不相同,激发学生的探究欲望。得出结论后实验验证偏铝酸钠溶液与酸反应时,学生顺其自然地提出分别加强酸、弱酸进行对比,深化认识“两性氢氧化物”的性质。
3.以科学探究为境,促进人与人互动
教学过程的内在逻辑核心在于互动生成,课堂的驱动因素是学生,由教师在“放”与“收”之间结构式推进,形成良好的教学生态。“钢铁锈蚀条件的实验探究”一课,考虑到学生在之前的学习中就已经接触了铁以及铁生锈的知识,对防止金属生锈的措施也已有了一定的认识,已基本了解铁生锈是一种与空气中的氧气与水共同作用的结果。 但这只是作为常识并没有用科学探究的方法得出结论,更没有用化学学科思维完整地从金属锈蚀原因探究到金属防护方法的运用的进阶。 基于此,本节课可以进行“有向开放”:提前一周布置家庭实验探究铁生锈条件,注意条件控制并形成实验报告,一周后在课堂上分享实验结果,提出实验中的困惑。教师组织学生相互评价实验,在预设的基础上解决实验中出现的问题。
“互动生成”伴随“有向开放”而生,时时进行。本节课进行家庭实验时学生与实验事实互动,课堂交流时学生与学生互动,生成一系列的疑惑和猜想,问题解决过程中师生、生生继续进行互动。学生实验时会发现完全浸没在水中的铁制品也会出现锈蚀的情况,即便有同学选择了蒸馏水做实验也无法避免。 学生能猜想是因为水中溶解了部分氧气,但这是家庭实验无法验证的。 教师利用实验室的条件尽可能除去水中溶解的氧气并防止其再次溶解,同时用数字传感器测定不同水样中的溶解氧,用证据证实学生的推理。学生对比各自家庭实验方案(图5)后就发现设计实验时控制变量、仪器选择、药品选择都有一定的要求,对比现象会发现水的酸碱性、铁制品的组成都可能影响铁锈蚀。 学生在情境、问题、活动的多次交互中(图6),经历从模糊到清晰、从错误到正确、从混乱到有序、从部分到完整、从点状到结构的变化和发展过程,在展现真实思维活动过程的基础上,克服解决问题过程中的困难和障碍,纠正认识过程中的思维偏差和认知错误[5]。
三、“境脉引领-互动生成”教学模式的实践反思
“境脉引领-互动生成”的教学模式旨在将学生的认识上升到概念建构、研究方法和认识路径的模型化和理性化层面,学生的思维深化为面对复杂问题时,能够自觉地把化学观念变成认识问题的角度、推理路径和思维模型,让学与教成为学生学習理解、应用实践、迁移创新的动态核心素养进阶发展的过程,最终形成适应社会的关键能力与必备品格[6]。
1.选用好情境是形成境脉的关键
创设和运用情境是当前中学化学教学中常见的设计方法和课堂方式,我们提倡情境使用“从一而终”,用一个好情境,同时也用好一个情境。教学情境不只是知识的载体,而是在情境中将知识的学习、能力的发展、观念的建构、价值观与社会责任感的培养融为一体、是一种综合的场域。教师选定素材后,有意识地追溯素材背后的内容,从何而来,可往何处,如此便可以形成情境脉络,随后是挖掘该境脉蕴含的化学知识,设计情境问题,选择问题解决时所用的化学方法,组织课堂活动,帮助学生建构系统的“知识脉络”及深层的“能力脉络”。
2.良好互动是形成核心素养的桥梁
境脉引领的教学生态在于活跃的课堂和灵动的学生。课堂要“活”起来源于境脉的创设,“灵”起来源于良好的互动。学生与情境的互动是否能生发富有挑战性的问题并激发问题解决的欲望;学生与学生的互动能否助推学习内驱力的提高并促使合作意识下学习活动的开展;学生与教师的互动能否有效深化知识内涵、建构知识体系并促进教师学生能力的双向生长。为此,教师需要有高度的教学智慧。这种智慧既要基于我们对培养怎样的人的清晰认识,又要基于教师在教学设计时对学生各种可能性的基本分析,也要基于教师对学生课堂具体状态的清晰把握,更要基于教師对学生问题的敏感性、洞察力和透析力[7]。
3.“教、学、评”一体化是发展核心素养的途径
素养导向下教学评价的视角已经从“知道是什么?”转向“怎样运用知识?”“怎样在现实世界中驱使知识?”“怎样去求得适应?”。为了实施教、学、评有机融合的教学,《普通高中化学课程标准(2017年版)》给出了学业评价的命题框架,强调“必须坚持以化学学科核心素养为导向,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”,树立素养为本的化学学习评价观,命题原则“以真实情境为测试载体,以实际问题为测试任务,以化学知识为解决问题的工具”[8]。近几年高考化学试题已经开始注重以真实情境为载体,部分地区中考试题也呈现出这一趋势。试题中复杂情境的创设不仅考查了学生应对生活实践问题情境和学习探索问题情境的综合素质,也更好地考查了学生的思维品质。而这类试题单靠记忆、刷题显然是无法应付的。
“境脉引领-互动生成”教学模式下的课堂就是将处理情境问题常态化,依托真实情境,深入复杂问题的研究中,让知识具有可迁移性,让信息读取、问题发现、实验探究、推理论证等成为学生自觉的思维习惯,而不是看到试题就是“陌生情境”,生搬硬套,减少因应对考试而产生的刷题现象,促进“教、学、考有机衔接,形成育人合力”。
参考文献
[1] 中华人民共和国教育部.普通高中化学课程标准(2017年版2020年修订)[S].北京:人民教育出版社,2020.
[2] 潘照团,陈加仓.境脉课堂:为生活而学习[N].中国教师报,2019-10-16(4).
[3] 吴俊明.从化学素养说起—对“化学学科核心素养”与“学科核心素养”的思考[J].化学教学,2017(7):3-8.
[4] 李志新.让化学课堂在学生多情境的体验下更富有魅力[J].化学教与学,2020(6):36-38.
[5][7]吴亚萍.课堂教学互动生成三层次过程结构的探究[J].基础教育,2015,7(5):34-38.
[6] 孙敏.基于真实情境开展化学学科核心素养为本的教学案例[J].化学教育(中英文),2019,40(11):41-46.
[8] 马图,严文法,宋丹丹.真实情境与化学学科核心素养的发展——基于《普通高中化学课程标准(2017年版)》的解读[J].化学教育(中英文),2019,40(19):6-10.
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