高中化学情境式教学设计探究

武晓燕，张华荣，袁东霞，王永利

(1.河北北方学院 理学院，河北 张家口 075000；2.张家口市第十中学 化学组，河北 张家口 075000；3.张家口市教育科学研究所 高中化学教研组，河北 张家口 075000;4.肇庆学院 环境与化学工程学院，广东 肇庆 526061)

化学课堂教学是达成化学课程教学目标和落实化学课程教学内容的重要途径。课堂教学设计可以提前计划课堂教学内容，预设学生行为并设计教学路线，从而提高课堂教学效率，完成以核心素养为本的教学目标，使整个课堂教学过程高效且有序[1-2]。情境式课堂教学能提高课堂教学效率，激发学生学习化学的兴趣，培养学生的化学学科核心素养，符合普通高中《化学课程标准(2017年版)》的要求。下文将从建构主义学习理论出发，依据情境创设的原则，从不同角度对情境创设展开研究。

一、建构主义学习理论概述

建构主义学习理论认为，知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定情境下，借助他人的帮助并利用必要的学习资料，通过意义建构的方式获得的[3]。当代建构主义者详细阐述教师的教与学生的学，强调学习的主动性、社会性和情境性，对学习和教学提出了许多新的见解。建构主义理论认为，教学不只是简单地传递知识，而是要将知识通过一定方式内化为学生自己的理解。这就要求教师在授课之前了解学生的知识储备，在此基础上创设恰当的教学情境，利用必要的学习资料引导和帮助学生在原有知识基础上获得新知识，并建构新的知识体系。建构主义理论强调教学过程要以学生为中心，教学的最终目的是让学生掌握知识和运用知识。因此，所有的教学活动都是为实现这一目的作准备。通过教学活动，学生将教师提供的知识进行加工、整理、转化和重新建构，最终形成自己可接受的知识体系，并在以后的生活和学习中加以应用。

建构主义理论认为，理想的学习环境应当包括情境、协作、交流和意义建构4个部分。情境创设为学生提供实际生产生活中的场景，让学生在亲身经历中发现问题，在解决问题的过程中与他人协作和交流，并提出个人意见。通过多次反馈完善自己的思路和方法，最终解决问题，建构起新的知识体系。

二、化学课堂情境创设的原则

情境创设可以从社会热点、生活事件、化学史料和科技前沿等方面入手，这些生动有趣的素材为课堂增添了趣味性和科学性。然而，创设情境并不完全等同于情景教学，而要注意具有有序性和完整性。因此，创设情境要遵循以下几个原则。

(一)适应性原则

创设教学情境的主要目的是为了更好更有效地完成教学目标。在情境创设时，教师要充分考虑学生所处年龄段的性格特点、认知水平、生活经验以及他们对社会生活的了解状况，衡量他们是否可以通过情境的创设将理论知识迁移到实际情境中，并将理论知识进行扩展和升华，进而灵活运用到实际情境中去解决问题。此外，情境创设还要考虑到教材内容的特点，不同的教学内容适合不同的教学情境。因此，教师要将不同的教材内容蕴含到不同的教学情境中，找到适当的切入点，如探究实验情景、化学史料情境、科技前沿情境和生活实例情境等。情境的创设还要符合国家教育方针，能引导学生体会化学在生产生活中的意义、价值以及对人类所作的贡献，在遇到与化学有关的社会问题时能够积极应对。

(二)科学性原则

化学是一门以实验为基础的自然学科，要通过实验获得化学物质的各种性质，并依据物质的性质探知物质的用途。因此，在情境创设过程中，教师必须尊重化学的科学性、逻辑性与严谨性，从宏观辨识到微观探析，掌握物质变化规律。教师要帮助学生在实验中学习化学的思维方法，建构完善的化学知识体系，引导学生利用所掌握的化学知识科学合理地解决生产和生活中的实际问题。

(三)趣味性原则

好奇心是兴趣的源头，恰当的情境创设可以有效地激发学生的好奇心，并在好奇心的驱使下展开对问题的探究。学生在探究中会发现已有的知识与经验不足以解决问题，从而产生认知冲突，继而自发地进行知识迁移，建构新知识体系，最终解决问题，达成教学目标[4]。因此，要利用学生感兴趣的事物作为情境创设的切入点，以充分发挥情境创设在教学中的重要作用，而化学实验是激发学生兴趣的最佳手段，如教师在课前展示“玻璃棒点火”小魔术、“喷泉实验”和“浓硫酸与蔗糖反应的实验”等，可以充分调动学生的学习兴趣。

(四)评价性原则

化学课堂教学是落实化学学科核心素养培养目标的手段，“教-学-评”一体化是培养学生化学学科核心素养的有效途径。化学课堂教学在明确教学目标的前提下创设以教学评价为指向的问题情境，学生在解决问题的过程中会发现原有知识不能满足自身需求，在迫切需要解决问题的情况下，学生会认真聆听老师对新知识的讲解，并将新旧知识融合建构成新的知识体系。学生在教师的引导下将获得的知识迁移至解决问题的实际情境中，通过与同学的合作和交流最终解决问题。在这一过程中，要设计科学合理的评价体系，观察学生在完成任务中的表现，并据此来评价学生的学业表现水平和化学学科核心素养水平。

三、化学课堂情境教学设计

在高中化学实际教学中，基于不同教学内容的特点创设不同的教学情境，可以有效提高课堂教学效果。

(一)基于实验探究的情境教学设计

化学是一门以实验为基础的自然科学，学生在实验过程中学习以科学的思维方式进行思考，并在以后的生产和生活实践中运用所学知识解决实际问题。实验是对科学研究的情境再现，在教学情境设计时要依据学生的认知水平，由易到难，由简到繁，由表及里，让学生从宏观现象进入微观辨析。如在元素周期律的学习过程中，通过实验将钠、镁和铝的性质进行直观对比，这不仅满足了学生的好奇心，还使学生通过实验现象看到事物的本质，进而对物质有更深入的了解。再如通过实验让学生观察金属遇水或酸产生的不同反应，思考产生不同反应的原因，进而带着疑问进行学习，最终牢固掌握元素的性质递变规律及元素周期律。利用化学实验为真实情境，可促进学生学习方式的转变和创新思维的发展，学生不再死记硬背课本给出的结果，而是逐渐养成独立思考问题的能力。

(二)基于解决实际问题的情境教学设计

在现实生活中，到处可以看到化学现象和化学变化。将生活中的化学实际问题引入课堂教学，以解决实际问题为教学目标，使学生投身于真实情境中，能激发学生学习化学的兴趣。如从洁厕灵与84消毒液不能同时使用这一生活常识入手，可探究次氯酸的强氧化性；从垃圾分类的真实情境中可体会物质分类的重要性等。学生在这种真实的情感体验下会对化学产生浓厚的学习兴趣，问题得到解决后会获得前所未有的满足感和成就感，社会责任感和荣誉感增强。

(三)促进概念理解和转变的情境教学设计

建构主义理论认为，学习者将带着“前概念”进入后续的学习中，而“前概念”会直接影响学习效果。初中某些化学概念在学生化学知识有限的前提下具有一定的局限性，高中化学教学要对这类概念作进一步阐释。但在学生的认识观念中，这些知识具有顽固性。要让学生对“新概念”准确理解，教师就要在教学中既提出有针对性的反例让学生发现“前概念”的不足之处，又要引导学生理解“新概念”的合理性，有效实现概念的转化[5]。如以“氢气在氯气中燃烧”的实验为真实情境，帮助学生重新建构对“燃烧”这一概念的理解；从化合价升、降和电子的得、失角度探究“氧化还原反应”的规律，帮助学生重新建构“氧化还原反应”的概念，理解“氧化还原反应”的本质。这样的课堂情境教学有利于帮助学生找到初高中相关化学概念的内在联系，在自己既有知识经验的基础上实现概念的转变，并将其延伸拓展成新的知识体系，进而建立完善的认知结构。

(四)促进观念建构和认识发展的情境教学设计

宋心琦谈道：“中学化学教学能够使学生受益的不是化学专业知识，而是影响他们世界观、人生观和价值观的化学思想观念。学生能牢固地、准确地，哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当是中学化学教学的第一目标。”任何一门学科的知识体系都是由事实性知识、理论原理性知识和学科观念性知识构成的，而学科观念是学生应对复杂的不可预测的问题时所必需的学科知识与技能的核心所在[6]。促进观念建构和认知发展可培养学生未来融入社会所需要的正确价值观念、必备品格和关键能力。如以在汽车尾气系统中安装催化转化器为教学情境，可探究CO与NO在催化剂作用下发生的氧化还原反应；从酸雨治理这一情境中可分析化学在开发利用自然资源、促进科技发展和环境保护中的作用，认识到化学对社会可持续发展作出的贡献，关注化学产品和技术对人类发展的重要性。在情境课堂教学设计中，将新课标要求融入课堂教学情境中，有助于学生形成系统的知识框架与正确的世界观、人生观和价值观，进而落实化学学科核心素养在中学化学教学中的培养要求。

综上所述，在化学课堂教学中根据不同的教学内容采用不同的教学方式，依据不同原则创设真实而有意义的化学学习情境，可以转变学生的化学学习方式，促进学生化学学科核心素养的达成。化学课堂情境创设实现了化学教学的本原回归，也符合培养学生化学学科核心素养的现实要求。