基于知識(shí)價(jià)值的化學(xué)課堂教學(xué)策略

陸軍+曹麗敏

一 、化學(xué)課程知識(shí)的主要價(jià)值及其教學(xué)意義

早在2002年，畢華林和亓英麗依據(jù)學(xué)習(xí)心理學(xué)的有關(guān)研究成果，將化學(xué)課程知識(shí)的價(jià)值界定為“遷移價(jià)值、認(rèn)知價(jià)值和情意價(jià)值”等3個(gè)方面。[1]從哲學(xué)的角度看，價(jià)值是主體和客體之間的一種特定關(guān)系，即客體以自身屬性滿足主體需要的效益關(guān)系。一個(gè)事物是否具有價(jià)值，主要是看它能否滿足主體的需要。所以，探尋知識(shí)的價(jià)值，應(yīng)該考慮知識(shí)價(jià)值的存在、人的需要的存在、課程知識(shí)對(duì)需要的滿足和影響等多個(gè)方面。為此，亓英麗和畢華林于2012年又指出，應(yīng)該“從社會(huì)視角、文化視角以及學(xué)生視角來審視和理解科學(xué)教育中科學(xué)知識(shí)的價(jià)值”，他們“依據(jù)科學(xué)知識(shí)價(jià)值認(rèn)識(shí)的多維視角構(gòu)建了科學(xué)知識(shí)價(jià)值分析模型，提出科學(xué)知識(shí)具有信息價(jià)值、應(yīng)用價(jià)值、探究價(jià)值、認(rèn)識(shí)價(jià)值和情意價(jià)值等多重價(jià)值”，[2]從而對(duì)科學(xué)知識(shí)的價(jià)值從多個(gè)維度進(jìn)行了細(xì)化和分析。

當(dāng)今世界的知識(shí)正以幾何裂變的速度急劇增加，面對(duì)“無限”的知識(shí)，選擇最有價(jià)值的知識(shí)進(jìn)行學(xué)習(xí)，是現(xiàn)代人必須做出的選擇。在我國目前的基礎(chǔ)教育課程體制中，“選擇”的任務(wù)往往交由課程專家來完成。教學(xué)過程中，課程專家在“對(duì)學(xué)生的研究、對(duì)社會(huì)的研究以及對(duì)學(xué)科的研究”[3]的基礎(chǔ)上，對(duì)學(xué)科知識(shí)進(jìn)行價(jià)值判斷與類型劃定，從而編訂出相應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)，成為規(guī)定某一學(xué)科的課程性質(zhì)、課程目標(biāo)、內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)指導(dǎo)性文件。可見“課程知識(shí)是專門為了學(xué)校的教育教學(xué)而組織的知識(shí)，是教育者和受教育者在教育活動(dòng)中根據(jù)知識(shí)的性質(zhì)、作用和教學(xué)目的組織的知識(shí)”[4]。

現(xiàn)階段我國的教育方針是“堅(jiān)持教育為社會(huì)主義現(xiàn)代化建設(shè)服務(wù)、為人民服務(wù)，把立德樹人作為教育的根本任務(wù)，培養(yǎng)德智體美全面發(fā)展的社會(huì)主義建設(shè)者和接班人”。針對(duì)“德智體美全面發(fā)展”的教育目標(biāo)，有學(xué)者認(rèn)為學(xué)校教育范疇內(nèi)課程知識(shí)的價(jià)值，可以通過使人追求真、善、美來實(shí)現(xiàn)，也就是說“課程知識(shí)具有育智價(jià)值、育德價(jià)值和育美價(jià)值[5]。”還有學(xué)者認(rèn)為知識(shí)的多維價(jià)值包括“知識(shí)的育智價(jià)值、知識(shí)的育德價(jià)值、知識(shí)的育美價(jià)值、知識(shí)的育體價(jià)值”，“由于知識(shí)屬于‘精神形態(tài)，因此其教育價(jià)值集中體現(xiàn)在它對(duì)個(gè)體智慧、情感、審美發(fā)展的獨(dú)特功能上”，而且“知識(shí)的育智、育德、育美價(jià)值相互滲透，三者有機(jī)地統(tǒng)一在具體的知識(shí)形態(tài)之中，共同滋養(yǎng)著學(xué)習(xí)者的思想、情感和人格，使其日趨成熟與完美，促進(jìn)著個(gè)體精神的豐滿與人格的健全”。[6]

“化學(xué)課程是科學(xué)教育的重要組成部分，它對(duì)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、促進(jìn)學(xué)生全面發(fā)展有著不可替代的作用?！本透咧谢瘜W(xué)課程而言，它“有助于學(xué)生主動(dòng)構(gòu)建自身發(fā)展所需的化學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)和基本技能，進(jìn)一步了解化學(xué)學(xué)科的特點(diǎn)，加深對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)；有利于學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法，加深對(duì)科學(xué)本質(zhì)的認(rèn)識(shí)，增強(qiáng)創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力；有利于學(xué)生形成科學(xué)的自然觀和嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度，更深刻地認(rèn)識(shí)科學(xué)、技術(shù)和社會(huì)之間的相互關(guān)系，逐步樹立可持續(xù)發(fā)展的思想”。鑒于化學(xué)課程實(shí)施對(duì)學(xué)科知識(shí)的依賴，化學(xué)課程知識(shí)的價(jià)值應(yīng)該與課程目標(biāo)相對(duì)應(yīng)，表現(xiàn)為全面提升學(xué)生包括學(xué)科知識(shí)、學(xué)科觀念、科學(xué)方法和科學(xué)品質(zhì)等在內(nèi)的學(xué)科素養(yǎng)，這也正是化學(xué)課程知識(shí)的教學(xué)意義之所在。

二、實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)價(jià)值的化學(xué)課堂教學(xué)策略

“知識(shí)的教育價(jià)值只是一種潛在的、可能的價(jià)值，要實(shí)現(xiàn)知識(shí)的教育價(jià)值，把這種潛在的、可能的教育價(jià)值轉(zhuǎn)化為學(xué)生內(nèi)在的個(gè)性素質(zhì)還需要通過教與學(xué)活動(dòng)。”[7]在《有機(jī)化合物組成和結(jié)構(gòu)的研究》教學(xué)中，要實(shí)現(xiàn)相應(yīng)知識(shí)的價(jià)值主要有設(shè)置探究活動(dòng)、滲透科學(xué)史實(shí)、引導(dǎo)反思感悟等教學(xué)策略。

1.設(shè)置探究活動(dòng)，讓學(xué)生參與知識(shí)再生產(chǎn)過程

科學(xué)探究原本是指科學(xué)家解決問題的過程。科學(xué)家通過科學(xué)探究，不僅鍛造了自身的科學(xué)能力和科學(xué)品格，而且還豐富了人類的科學(xué)知識(shí)和科學(xué)方法。科學(xué)知識(shí)的再生產(chǎn)理論是生物學(xué)上的“重演律”與科學(xué)教學(xué)相結(jié)合的產(chǎn)物。其中重演是“根據(jù)教育的需要，經(jīng)過精心設(shè)計(jì)和組織的，它對(duì)實(shí)際的科學(xué)活動(dòng)過程進(jìn)行了加工改造，使之成為典型化、簡約化了的活動(dòng)過程”。雖然如此，科學(xué)知識(shí)的再生產(chǎn)過程仍具有科學(xué)知識(shí)生產(chǎn)過程類似的功能，能使學(xué)生“通過探究活動(dòng)實(shí)現(xiàn)掌握科學(xué)概念、形成探究能力和培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度等諸方面的有機(jī)統(tǒng)一”。[8]

《有機(jī)化合物組成和結(jié)構(gòu)的研究》是蘇教版高中化學(xué)選修4《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》專題1第二單元“科學(xué)家怎樣研究有機(jī)物”的主要內(nèi)容。教科書在“有機(jī)化合物組成的研究”部分，首先說明需要知道組成元素的種類以及各元素的質(zhì)量分?jǐn)?shù)才能知道有機(jī)化合物的最簡式，然后在“你知道嗎”欄目讓學(xué)生思考“有機(jī)物燃燒的產(chǎn)物能給我們提供哪些有機(jī)物組成方面的信息”，并在“信息提示”欄目介紹了燃燒法、鈉熔法和銅絲燃燒法等確定有機(jī)化合物元素組成的方法，最后簡要介紹了元素分析儀在確定有機(jī)物元素組成方面的應(yīng)用。在“有機(jī)化合物結(jié)構(gòu)的研究”部分，首先說明有機(jī)化合物分子結(jié)構(gòu)對(duì)性質(zhì)的決定作用，再在“化學(xué)史話”欄目介紹李比希對(duì)“基團(tuán)”概念的貢獻(xiàn)之后，介紹了研究有機(jī)物所具有的基團(tuán)對(duì)結(jié)構(gòu)研究的意義以及核磁共振和紅外光譜等測定有機(jī)物結(jié)構(gòu)的分析方法，然后在“觀察與思考”欄目讓學(xué)生觀察乙醇和甲醚的核磁共振譜圖，認(rèn)識(shí)核磁共振譜中特征峰與氫原子化學(xué)環(huán)境的關(guān)系，并通過乙醇的紅外光譜說明其對(duì)測定有機(jī)物中基團(tuán)的作用，最后簡要介紹了質(zhì)譜法和紫外光譜法，還在“拓展視野”欄目介紹了3位2002年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主在發(fā)明對(duì)生物大分子進(jìn)行識(shí)別和結(jié)構(gòu)分析方法方面所做出的巨大貢獻(xiàn)。

為了使學(xué)生掌握確定有機(jī)化合物組成和結(jié)構(gòu)的一般思路與方法，教學(xué)時(shí)可以讓學(xué)生嘗試探究一個(gè)具體對(duì)象的組成和結(jié)構(gòu)。選擇在食品、醫(yī)療等行業(yè)有廣泛應(yīng)用的乳酸（α-羥基丙酸）為探究對(duì)象時(shí)，可以按圖1所示的程序組織教學(xué)。

選擇乳酸為探究對(duì)象，不僅是因?yàn)樗谏a(chǎn)生活中有著廣泛的應(yīng)用，能有效激發(fā)學(xué)生的探究熱情，而且更是因?yàn)閷?duì)它的結(jié)構(gòu)探究需要綜合運(yùn)用確定有機(jī)物結(jié)構(gòu)的多種方法，學(xué)生需要克服一個(gè)接一個(gè)的難題，才能到達(dá)成功的彼岸。所以整個(gè)知識(shí)再生產(chǎn)過程，不僅能使學(xué)生掌握研究有機(jī)物組成和結(jié)構(gòu)的知識(shí)與方法，同時(shí)也能進(jìn)一步激發(fā)和鞏固學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，并從知識(shí)與技能、過程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀等方面全方位提升學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)。endprint

2.滲透科學(xué)史實(shí)，讓學(xué)生感悟?qū)W科發(fā)展歷程

就化學(xué)學(xué)科而言，許多化學(xué)家為了揭示物質(zhì)世界的奧秘，耗盡了畢生的心血。在每一個(gè)激動(dòng)人心的重大成果之前，都有一條曲折而又閃爍著智慧光芒的求索之路；在它的背后都有一段生動(dòng)、真實(shí)、發(fā)人深思的人生經(jīng)歷。所以，相對(duì)于科學(xué)知識(shí)，科學(xué)史也是科學(xué)家留給人類的豐厚的寶貴財(cái)產(chǎn)，它“可以使學(xué)生更好地理解科學(xué)本質(zhì)，促進(jìn)科學(xué)知識(shí)的有效建構(gòu)，全面了解科學(xué)發(fā)生發(fā)展的過程，基本掌握科學(xué)方法，正確認(rèn)識(shí)科學(xué)的價(jià)值”[9]，從而促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面提升。

過去一段時(shí)間，由于受教科書編寫理念的影響或篇幅的限制，科學(xué)教科書往往以邏輯結(jié)構(gòu)的形式向?qū)W生傳播科學(xué)知識(shí)，這種“僅向?qū)W生呈現(xiàn)知識(shí)，而不涉及科學(xué)家所處的歷史境況、思想和生活”的做法，“將使學(xué)生難以理解科學(xué)的真髓與實(shí)質(zhì)”。[10]為此，蘇教版高中化學(xué)教科書設(shè)置了“你知道嗎”“信息提示”“拓展視野”“調(diào)查研究”“資料卡”“化學(xué)史話”等欄目，以改變過去教科書的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式，促進(jìn)教與學(xué)方式的改變，同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了化學(xué)史與化學(xué)教育的有機(jī)融合。

為了能讓學(xué)生站在化學(xué)知識(shí)形成的背景中理解確定有機(jī)化合物組成和結(jié)構(gòu)的方法，在《有機(jī)化合物組成和結(jié)構(gòu)的研究》教學(xué)中，可以對(duì)教科書所提供的科學(xué)史實(shí)進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣?。如關(guān)于確定有機(jī)化合物元素組成的燃燒法，可以在教科書介紹李比希方法的基礎(chǔ)上，拓展介紹蓋·呂薩克和泰納以及貝采里烏斯前期所做的工作，讓學(xué)生通過對(duì)相應(yīng)方案的比較，認(rèn)識(shí)到李比希對(duì)前人工作的繼承和發(fā)展，并體會(huì)到李比希方法的簡單和精確。關(guān)于李比希對(duì)“基團(tuán)”概念的貢獻(xiàn)，可以介紹他從苯甲醛（C7H6O）、苯甲酸（C7H6O2）、苯酰氯（C7H5ClO）的結(jié)構(gòu)中發(fā)現(xiàn)均含有的苯甲酰基C7H5O，以及通過與H2、H2O、HCl中H的類比發(fā)現(xiàn)“基團(tuán)”的思維過程；在介紹諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)得主在發(fā)明對(duì)生物大分子進(jìn)行識(shí)別和結(jié)構(gòu)分析方法方面的貢獻(xiàn)時(shí)，可以補(bǔ)充介紹化學(xué)諾貝爾獎(jiǎng)中在葡萄糖、葉綠素、胰島素、蛋白質(zhì)等生物體內(nèi)的有機(jī)物結(jié)構(gòu)分析方面的成果。由于科學(xué)史實(shí)是科學(xué)家們秉著科學(xué)精神和堅(jiān)強(qiáng)的信念以偉大的人格魅力譜寫出來的，所以在教學(xué)中通過對(duì)科學(xué)史實(shí)的適當(dāng)拓展，可以讓學(xué)生在獲取學(xué)科知識(shí)的同時(shí)感悟?qū)W科的發(fā)展歷程，同時(shí)學(xué)習(xí)科學(xué)家的思維方法和科學(xué)品質(zhì)，從而實(shí)現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)的全面提升。

3.引導(dǎo)反思感悟，促進(jìn)學(xué)生隱性知識(shí)的顯化

知識(shí)有顯性和隱性之分?！帮@性知識(shí)是指用書面文字、圖表和數(shù)學(xué)表述的知識(shí)，又稱言明的知識(shí)”，隱性知識(shí)是“尚未言明的”、“難以言傳的”，或處于“緘默”狀態(tài)的知識(shí)，主要是“存在于個(gè)人的頭腦中”的“一種未成型的觀念、經(jīng)驗(yàn)、智慧”。[11]在化學(xué)課程知識(shí)體系中，學(xué)科觀念和科學(xué)方法屬于相對(duì)隱性的知識(shí)。

對(duì)于相對(duì)隱性知識(shí)的教學(xué)也有“隱性”和“顯性”的兩種方式。以科學(xué)方法為例，隱性方式是“用反映科學(xué)認(rèn)識(shí)基本過程的科學(xué)方法的一般程式去組織對(duì)科學(xué)知識(shí)的……教學(xué)過程，使學(xué)生的認(rèn)識(shí)過程模擬科學(xué)探究過程。但教學(xué)過程中并不明確地去揭示所采用的科學(xué)方法一般程式的原理、各階段具體方法的名稱和有關(guān)知識(shí)”。顯性方式是在“進(jìn)行科學(xué)方法教育時(shí)，明確指出這種科學(xué)方法的名稱，傳授有關(guān)該方法的知識(shí)，揭示方法的形式、操作過程、說明原理”。其實(shí)，科學(xué)課程中的科學(xué)方法與一般的科學(xué)知識(shí)不同，它所涉及的不是物質(zhì)世界本身，而是人類認(rèn)識(shí)物質(zhì)世界的途徑和方式，具有高度的抽象性。如果只是從傳授知識(shí)的角度組織教材，而將科學(xué)方法隱在其中，學(xué)生也可能學(xué)到一些科學(xué)方法，但往往印象不深，難以真正掌握。所以，科學(xué)教育應(yīng)該“把方法視為比知識(shí)更重要的東西，視為知識(shí)的脈絡(luò)，按照科學(xué)方法所展示的路子，去組織教材，安排教學(xué)進(jìn)程”[12]。為此，化學(xué)教學(xué)必須對(duì)典型的學(xué)科觀念和科學(xué)方法在恰當(dāng)?shù)臅r(shí)機(jī)加以顯化。

為了讓學(xué)生準(zhǔn)確理解蘊(yùn)藏在《有機(jī)化合物組成和結(jié)構(gòu)的研究》中的有關(guān)學(xué)科方法、學(xué)科思想，或形成相應(yīng)的學(xué)科觀念，教學(xué)中除了模擬科學(xué)探究過程設(shè)計(jì)教學(xué)程序以外，還應(yīng)該注意引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行反思感悟，學(xué)會(huì)用語言等形式對(duì)隱性知識(shí)進(jìn)行概況和表達(dá)，從而實(shí)現(xiàn)隱性知識(shí)的顯化。如對(duì)于確定有機(jī)物元素組成的燃燒方法要認(rèn)識(shí)到兩點(diǎn)：（1）將有機(jī)物氧化成二氧化碳和水再進(jìn)行成分測定是以轉(zhuǎn)化為前提的，轉(zhuǎn)化是研究的一種重要思路；（2）實(shí)驗(yàn)法是包括確定有機(jī)化合物組成和結(jié)構(gòu)在內(nèi)的化學(xué)研究的基本方法。再如關(guān)于李比希對(duì)“基團(tuán)”的貢獻(xiàn)也應(yīng)該獲得兩點(diǎn)重要啟示：（1）類比思想是科學(xué)研究的常用思想，有機(jī)化合物雖然種類繁多，然而通過將苯甲醛及其衍生物中的相同基團(tuán)C7H5O與無機(jī)小分子中氫原子的類比，有利于人們對(duì)有機(jī)物結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)；（2）基團(tuán)理論體現(xiàn)了結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的重要思想，不同的基團(tuán)具有不同的結(jié)構(gòu)，從而具有不同的性質(zhì)。這樣不僅可以使學(xué)生認(rèn)識(shí)到轉(zhuǎn)化法、實(shí)驗(yàn)法和類比法對(duì)化學(xué)學(xué)科的意義以及相關(guān)方法的某些操作要領(lǐng)，而且還能使學(xué)生鞏固結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的重要觀念。

三、結(jié)語

知識(shí)作為人類的文化創(chuàng)造，具有多重的意義、作用和功能。在學(xué)校教育范疇內(nèi)，課程知識(shí)一方面“是學(xué)科教學(xué)活動(dòng)得以展開的一個(gè)阿基米德點(diǎn)，教育教學(xué)活動(dòng)離不開課程知識(shí)，對(duì)課程知識(shí)具有絕對(duì)的依賴性”；另一方面“課程知識(shí)是個(gè)體成長的精神食糧，它蘊(yùn)涵著極其豐富的育人價(jià)值，是課程知識(shí)的主體性價(jià)值得以實(shí)現(xiàn)的一個(gè)必要條件”?；谥R(shí)價(jià)值的化學(xué)課堂教學(xué)，既要從學(xué)校教育的角度出發(fā)，正確審視課程知識(shí)的功能，充分發(fā)揮課程知識(shí)的育智價(jià)值、育德價(jià)值和育美價(jià)值，從而實(shí)現(xiàn)課程知識(shí)價(jià)值的最大化；還要從學(xué)科特點(diǎn)出發(fā)，根據(jù)知識(shí)類型選擇教學(xué)策略，如事實(shí)性知識(shí)多用探究法，科學(xué)方法和學(xué)科觀念等隱性知識(shí)要注意恰當(dāng)顯化，并發(fā)揮科學(xué)史實(shí)的教育功能，促進(jìn)學(xué)生學(xué)科素養(yǎng)的全面提升。

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