核心素养视域下的学习进阶理论探索——以“元素周期律”教学为例

甘肃省临夏中学（731100）张露昀

一、研究背景

学习进阶也称学习进程，是近十几年才兴起的一个重要概念，不同的学者对于学习进阶理论的解释持有不同的观点。学习进阶理论研究的是学生对核心概念的学习进程及理解发展，而这些都需要通过课程和教学的实践进行科学的教学评价。学习进阶理论具有以下特点：（1）基础是实证研究，发现并展现学生学习及发展的规律；（2）中心是核心概念，促进学生建构和理解科学概念；（3）载体是课程和教学，通过课程设计科学的教学评价。西方学者归纳了学习进阶的五个基本组成要素：进阶终点、进阶变量、成就水平、成就表现、成就测评［1］。

发展核心素养是落实立德树人目标的重要措施。化学学科核心素养是高中生学科核心素养的重要组成部分。化学学科核心素养划分为五个维度及四个层次，越高层级的核心素养其培养目标就越高，且课程标准也着重强调评价目标的水平阶梯［2］。

核心素养发展的阶梯性决定了高中化学教学必须遵循由浅入深、由低级到高级的发展规律。而渐进式教学在重视化学学科核心概念的同时又能使课程内容结构化，这种数学思维与学习进阶理论是一脉相通的，有助于化学学科核心素养培养目标的落实。

作为一门独立的自然科学，化学包含了许多核心概念。而化学核心概念是化学知识体系中的重要原理性知识，是化学学科的精髓所在，具有统摄的作用。其中，元素周期律能够深刻地反映化学学科知识的本质和内涵，是化学学科的主干知识，同时也是高中化学的重要原理，因此被界定为核心概念。本文以高中化学必修2中“元素周期律”这一核心概念的教学为例，引入学习进阶理论并探讨该理论在高中化学教学中的具体应用及效果，以期获得一些教学启发。

二、“元素周期律”学习进阶的构建

“元素周期律”作为高中化学中具有规律性的知识点之一，对学生的思维发展有着重要的价值和作用。“元素周期律”的知识框架包括原子结构（原子结构示意图、原子核外电子排布）、元素（核素、同位素）、微粒（电子、质子、中子、原子、分子及离子）、元素周期表的结构（周期、族）、元素周期律的内容。元素周期表有助于学生了解物质结构，分析物质性质，认识化学反应的本质等，同时还可以帮助学生整合化学知识，认识物质之间的联系与区别。基于元素的“位—性—构”关系，可避免元素化合物知识杂、乱、散。在学生系统学习化学知识的过程中,元素周期律有着举足轻重的作用。但在实际教学中，学生很难理解元素周期律的本质，不能很好地将元素周期表与元素周期律进行整合，达不到触类旁通、举一反三的效果。为此，教师精心地调整、组织、整合相关的教学资源并适当地进行铺垫，以构建“元素周期律”核心概念的学习进阶［3］，将零散的元素化合物知识整合在一起，使学生能更好地理解物质的组成、结构、性质及物质的变化规律，并对物质的变化做出合理的解释。具体地，在宏观看现象、微观找本质、用化学符号表征的基础上，学生思考并整理出一般概念。随着学生头脑中一般概念的增多，他们开始尝试学习更高层级的概念，建构多个概念之间的联系，进而整合得到核心概念。只有厘清一般概念之间的关系，如原子半径大小、原子核外电子排布、得失电子能力（金属性、非金属性），才能从根本上理解“元素周期律”这个核心概念，更好地应用元素周期律来解决化学学习和生产生活实践中遇到的问题。新课改也提出，要根据学生在不同学段的学习水平及特点制订与之相匹配的不断递进的教学目标。据此，构建如表1 所示的“元素周期律”的学习进阶。

表1 “元素周期律”的学习进阶

三、基于学习进阶理论的教学思考

学习进阶的基本要素及路径对教师分析各层次学生的思维特点及学生在理解上出现的问题有较大帮助。随着学习体验的不断加深，学生能够有所感悟，这是良好的核心素养培养基调。为了能取得更好的教学效果，在基于学习进阶理论的“元素周期律”的教学中，教师需要特别关注以下几个方面。

（一）着眼学生对元素周期表的认识，推进学生对元素周期律的理解

学生本身对元素周期表中各元素所在的族和周期不是很熟悉，因此教师在设计各阶段的教学目标时，应基于学生的已有认知水平，着眼学生已知的元素周期表知识，发现学生的思维层次，再在此基础上推进其认知发展。同时，教师为保证教学的连续性，要不断加深学生对元素周期律知识的应用，根据不同层次学生的需求渐进式开展课程学习，以加深学生对元素周期表的认识，强化学生对元素周期律知识的掌握。例如，实验演示碱金属元素的性质［4］，必要时可视频辅助，以增强学生对碱金属元素的金属性增强规律的理解，再引导学生总结碱金属元素性质的相似性及递变性。接着，加强学生对同族元素（如卤素）从上往下金属性增强规律的理解，并举一反三。当学生发现第ⅥA 族元素具有相似的性质时，思维又实现了一个进阶。整个过程中，学生通过宏观现象得出微观本质，进而学会用元素周期律的符号进行表征。学生先学会对一般概念进行归纳总结，再分析概念之间的联系，最终凝练得出元素周期律这个核心概念。

（二）优化设计并整合各阶段的教学内容

不同的教材对元素周期律知识的建构不同，课程设置遵循“一标多本”。但是，基于核心素养的教学策略的最终目的是一致的，都是帮助学生深入理解和熟练掌握元素周期律，促使学生能够有效应用元素周期律分析和解决问题。为此，教师需要基于教材编排整合细化各进阶的教学内容、实验和习题等。如在演示实验前，教师先解释相关原理，并提示学生观察现象，再引导学生用已有的知识解释现象，逐步分析并最终得出结论。学生在教师的引导下逐渐感受到元素周期律与元素周期表的联系，并通过对现象的分析与总结发现问题、解决问题，形成新的认知。对学生而言，通过思考总结，思维又上了一个台阶，学习的自信心得到增强，这对学生学习元素周期律这类比较抽象生涩的内容是有很大帮助的。教师还可以让学生先观察元素周期表，然后动手将元素周期表绘制出来，使学生熟练掌握元素周期表中单个元素的性质以及同周期或者同族的元素的性质递变规律，学会判断某些物质具有的性质，理解反应的实质，从而促进学生的认知水平向着更高的水平发展。

（三）引导学生感受已学元素的性质和元素周期律知识间的联系

根据学生认知的发展过程，教师在明确了为什么要引入元素周期律知识后，应引导学生正确理解元素周期律与碱金属元素、氮族元素、氧族元素、卤族元素等各族元素之间的关系，从主族及一、二、三周期元素的性质中发现规律，掌握元素周期律的规律性，然后由浅入深地带领学生掌握元素的某些性质（如化合价、半径大小等）。从特殊到一般的过程，有利于学生感受学习进阶过程中每个“阶”是如何形成的。另外，针对元素的性质及元素周期律，教师应引导学生从典型元素（如第三周期第ⅠA 族的金属元素钠）的性质［5］入手，分析同族元素（如钾）或者同周期元素（如镁）的原子核外电子排布、化合价、半径等相关数据，得出结论，触类旁通，掌握知识和规律并熟练应用，进一步升华分析问题的方法［6］。只有这样，学生才能整合概念并建立各进阶概念间的相互联系，形成系统的知识体系；才能真正理解和掌握知识，加强对元素周期律知识的应用。

（四）多次测评以优化教学方法

教师估测学生是否达到学习进阶上相应学段的预期效果的依据是，学习进阶过程中记录的各层级的表现结果，并以此观察学生处于哪个学习阶段及思维发展层级。这些记录和观察的结果为设计各层级试卷、作业、练习题等提供了重要依据。比如，教师可以在每一阶段结束时提出开放性问题：“你对元素周期律是如何理解的？你还可以从哪些角度分析得出元素周期律？”然后根据学生的回答判断学生的思维层次，有针对性地查缺补漏，帮助学生深刻理解知识，学会独立思考和解决问题；或是以多项选择题的形式，通过提供代表不同“阶”的几个选项［7］让学生进行选择，再根据学生的选择判断学生所处的进阶层次。教师根据学生的认知水平及理解层次，不断改进教学方法，从而达到提升教学、促进学生理解和应用知识的目的，提高学生的理解应用能力。

我国基础教育课程改革的关键是理解与贯彻新的教学理念并促进学生的知识提升和思维发展，而学习进阶理论提供了一种行之有效的方法。它在教学中的实践应用可使教学设计更加结构化、体系化，在教学内容的编排上遵循知识的递进式发展结构，由浅到深，从简单到复杂，不断深入。本文以建构“元素周期律”这一核心概念的学习进阶为例，从一般概念、核心概念的发展层次出发，创设情境，整合教学资源，最后实现对元素周期律的应用，同时探索了学习进阶理论在高中化学教学中的应用。然而，在实际教学中，对各部分“进阶”的分界还不够清楚，情况较为复杂，以致预期效果不能准确反馈。因此，如何构建有效的学习进阶以增强学生对化学知识的理解，同时提升学生的化学学科核心素养，仍是需要不断深入探讨的课题。