基于CPUP模型理論的課堂教學內容解析

曾曉軍

[摘 要]

以高中《化學2》中《化學平衡狀態(tài)》作為案例，利用CPUP模型對構成課堂教學內容的板塊內容、構成板塊內容的單元內容和構成單元內容的基元內容進行解析，找出板塊內容之間、單元內容之間和基元內容之間的邏輯關系。走進化學課堂內部，剖析化學課堂教學內容，找出內在規(guī)律，為化學教師進行教學設計提供一種新的思路和理論依據(jù)，并對授課教師提出合理化的建議。

[關鍵詞]

CPUP模型；單元內容；基元內容

一、問題的提出

在開設高級別公開課之前都有一個環(huán)節(jié)叫試講，授課教師先進行教學設計、授課，其他教師進行評課，根據(jù)自己的教學經(jīng)驗提出建議和改進意見，往往比較盲目，比較浮在課堂表面。如何提出有針對性的建議，更快更有效地提高授課教師的教學有效性，就應該走進化學課堂內部，剖析化學課堂結構，解析教學內容，從而找出內在規(guī)律來構建起評價化學課堂有效性的方法是很有必要的，且是可行的。東北師范大學鄭長龍教授課題組在對課堂教學有效性進行系統(tǒng)研究時，實現(xiàn)了對化學課堂教學精細化研究，從內容維度上構建起了化學課堂內容結構的CPUP模型，對化學教學理論有了新的研究思維拓展的同時，也對一線化學教師進行有效化學教學設計提供了參考途徑和理論依據(jù)。

本文通過利用化學課堂內容結構的CPUP模型，對一位化學教師《化學平衡狀態(tài)》一節(jié)常態(tài)課的課堂進行解析，分析課堂教學內容，評價化學課堂教學質量。為高中化學教師的備課、課堂教學、評課及反思等提供了新的視角和途徑，為教師的專業(yè)化發(fā)展提供幫助。

二、化學課堂教學內容結構的CPUP模型

鄭長龍教授及其課題組根據(jù)系統(tǒng)科學理論，提出一節(jié)化學課的課堂內容（ClassContent）是由一個或幾個板塊內容（PlateContent）構成；板塊內容（PC）指化學課堂教學中一個教學板塊所承載的教學內容，板塊內容（PC）由一個或多個單元內容（UnitContent）構成；單元內容（UC）是由一個或多個教學行為鏈組合成的完整且相對獨立的化學學習單元的教學內容，單元內容又由一個或多個基元內容（PrimitiveContent）構成，一個基元內容（PrC）是一個教學行為鏈承載的化學學習內容，也就是不能再分的最小教學內容的承載單位。這樣，課堂內容（ClassContent）—板塊內容（PlateContent）—單元內容（UnitContent）—基元內容（PrimitiveContent）就構成了化學課堂內容結構的CPUP模型。

三、《化學平衡狀態(tài)》課堂教學內容的解析

（一）《化學平衡狀態(tài)》課堂教學板塊內容解析

（1）課堂教學的板塊內容

《化學平衡狀態(tài)》課堂教學內容分為四個板塊：

板塊1（PC1） 可逆反應的概念

板塊2（PC2） 化學平衡狀態(tài)建立過程

板塊3（PC3） 化學平衡狀態(tài)的概念

板塊4（PC4） 化學平衡狀態(tài)的特征

（2）課堂教學板塊內容的邏輯關系

化學課堂教學板塊內容之間的關系有三種類型：并列聯(lián)結方式、遞進聯(lián)結方式和從屬聯(lián)結方式。

結合《化學平衡狀態(tài)》的課堂教學實錄和化學學科知識本身的邏輯關系，能夠確定這四個板塊之間為遞進聯(lián)結方式。授課教師分析可逆反應的概念，進而通過學生分析具體的反應NO2和N2O4相互轉化時的具體數(shù)據(jù)和作圖像理解化學平衡狀態(tài)建立的過程，探究討論可逆反應中各物質的變化得到化學平衡狀態(tài)的概念，最后學生通過概念和平衡建立過程歸納出化學平衡狀態(tài)的特征。

（二）《化學平衡狀態(tài)》課堂教學單元內容解析

（1）課堂教學的單元內容

板塊1（PC1） 可逆反應的概念

單元內容（UC1） 可逆反應的概念

板塊1主要是理解可逆反應的概念，為完成這個板塊主要設計了1個單元內容，教師通過講授的方式解讀可逆反應的定義，再對定義中的關鍵詞進行剖析，學生主要是通過傾聽來理解可逆反應的概念。

板塊2（PC2） 化學平衡狀態(tài)的建立過程

單元內容（UC2） 根據(jù)所給數(shù)據(jù)畫反應物、生成物的濃度隨時間變化曲線圖

單元內容（UC3） 根據(jù)所做物濃度—時間圖，畫速率——時間圖

單元內容（UC4） 分析化學平衡狀態(tài)的建立過程

板塊2主要是理解化學平衡狀態(tài)的建立過程，是本節(jié)課的重點和難點，教師設計了3個單元內容。老師用“引導—探究”的教學方式，引導學生完成導學案中具體可逆反應的數(shù)據(jù)分析和完成反應物和生成物隨時間變化曲線圖和速——時間圖，通過問題探究，學生進行討論整個反應過程中正、逆反應速率，反應物、生成物濃度的變化情況，速率變化與反應物、生成物濃度變化的聯(lián)系，兩個圖像中各關鍵點表示的意義。還有當正、逆反應速率相等時，反應物、生成物濃度和含量如何變化等使學生理解化學平衡狀態(tài)的建立過程。

板塊3（PC3） 化學平衡狀態(tài)的概念

單元內容（UC5） 化學平衡狀態(tài)的概念

板塊3主要是歸納出化學平衡狀態(tài)的概念。在化學平衡狀態(tài)建立過程的問題探究后，通過類比和圖像比較容易得出化學平衡狀態(tài)的概念，且舉例加深理解。

板塊4（PC4） 化學平衡狀態(tài)的特征

單元內容（UC6） 化學平衡狀態(tài)的特征

板塊4是學生已經(jīng)對化學平衡狀態(tài)的建立過程和概念比較熟悉之后，分析了具體可逆反應過程后可歸納出化學平衡狀態(tài)的特征。本板塊只設計了一個單元內容，討論分析特征的同時間接得出判斷化學平衡狀態(tài)的標志，用習題加以鞏固。

（2）課堂教學單元內容邏輯關系

同一板塊內容中的單元內容結合在一起可稱作單元內容鏈，課堂單元內容鏈類型有有四種：層進式、并列式、混合式和單獨式。

在本節(jié)課各板塊中，板塊（PC1）、（PC3）、（PC4）各只有一個單元內容（UC），這三個單元內容的邏輯關系是單獨式。而板塊（PC2）有三個單元內容（UC2）、（UC3）、（UC4），單元內容（UC2）和單元內容與單元內容（UC3）是層進關系，而單元內容（UC2）、（UC3）、（UC4）是屬于混合式。單元內容（UC4）與單元內容（UC5）、（UC6）之間是遞進關系，因此，課堂單元內容之間的關系是混合式的。

（三）《化學平衡狀態(tài)》課堂教學各單元內容下基元內容解析

（1）課堂教學各單元內容下的基元內容

分析本節(jié)課的課堂教學，對每個單元內容進行分解，確定了共30個基元內容如下：

單元內容（UC1） 可逆反應的概念

基元內容（PrC1） 可逆反應的定義

基元內容（PrC2） 對同一條件下的解析

基元內容（PrC3） 分析氯氣和水反應中的分子和離子的種類

基元內容（PrC4） 分析二氧化硫與氧氣反應中O-18原子的物質中的存在

單元內容（UC1）主要是為了理解可逆反應的定義，為完成這一單元的內容，主要用了4個基元內容。首先給出可逆反應的定義，特別強調同一條件下，用三個可逆反應為例分析可逆反應不能進行完全，以此解讀概念。

單元內容（UC2） 根據(jù)所給數(shù)據(jù)畫反應物、生成物的濃度隨時間變化曲線圖

基元內容（PrC5） 分析所給坐標圖中橫、縱坐標表示的意義

基元內容（PrC6） 分析表格中的數(shù)據(jù)的特點

基元內容（PrC7） 老師指導學生畫圖

基元內容（PrC8） 圖中反應物和生成物濃度的變化趨勢

單元內容（UC2）是要根據(jù)所給的具體實例的數(shù)值進行做圖，從濃度變化的角度分析可逆反應中反應物和生成物濃度隨時間變化的的規(guī)律，設計了4個基元內容，先讓學生明確圖中縱、橫坐標的意義，進而分析所給數(shù)據(jù)，作圖后可清晰明確反應物、生成物濃度的變化。

單元內容（UC3） 根據(jù)所做物質濃度—時間圖，畫速率—時間圖

基元內容（PrC9） 分析所給坐標圖中橫、縱坐標表示的意義

基元內容（PrC10） 探究討論1，速率變化與反應物、生成物濃度變化的關系

基元內容（PrC11） 老師指導學生畫圖

基元內容（PrC12） 分析圖中重要點代表的意義

單元內容（UC3）是作速率—時間圖，但所給的數(shù)據(jù)是在不同時間反應物、生成物濃度，在作圖前應明確物質濃度與反應速率的關系，涉及到影響化學反應速率的因素。本單元設計了4個基元內容，強調圖中重要點所代表的意義，初步形成化學平衡狀態(tài)建立過程。

單元內容（UC4） 分析化學平衡狀態(tài)的建立過程

基元內容（PrC13） 分析60秒后N2O4濃度不為零的原因

基元內容（PrC14） 分析60秒后N2O4濃度保持不變的原因

基元內容（PrC15） 指導學生閱讀教材中對化學平衡建立過程的描述

基元內容（PrC16） 學生分析討論兩圖

基元內容（PrC17） 總結化學平衡狀態(tài)建立的過程

單元內容（UC4）是對上面2個單元內容的歸納和總結，設計了5個基元內容，重點分析PrC13和PrC14，以及兩個圖像。由于60s后N2O4濃度不為零，說明反應不能進行完全，從速率—時間圖中，60s后速率不為零，且濃度又保持不變，說明反應達到平衡。用圖像表示化學平衡建立的過程清晰明了。

單元內容（UC5） 化學平衡狀態(tài)的概念

基元內容（PrC18） 化學平衡狀態(tài)的定義

基元內容（PrC19） 化學平衡狀態(tài)研究對象

基元內容（PrC20） 化學平衡狀態(tài)研究的條件

基元內容（PrC21） 探究討論2

基元內容（PrC22） 舉例

基元內容（PrC23） 化學平衡狀態(tài)的本質

單元內容（UC5）是通過化學平衡狀態(tài)的建立過程得到了化學平衡狀態(tài)的定義，為深刻理解化學平衡狀態(tài)的概念，本單元內容設計了6個基元內容，首先給出化學平衡狀態(tài)的定義，分析化學平衡狀態(tài)研究的對象是可逆反應，研究的條件是必須在一定條件下即影響化學反應速率因素如濃度、溫度、壓強等條件一定時，從問題探究2的討論可得出化學平衡的本質是正反應速率等于逆反應速率。

單元內容（UC6） 化學平衡狀態(tài)的特征

基元內容（PrC24） 分析化學平衡研究的對象

基元內容（PrC25） 化學平衡狀態(tài)的反應速率關系

基元內容（PrC26） 分析化學平衡狀態(tài)時反應物、生成物和含量

基元內容（PrC27） 探究化學平衡狀態(tài)研究條件的原因

基元內容（PrC28） 化學平衡狀態(tài)的特征

基元內容（PrC29） 判斷化學平衡的狀態(tài)的標志

基元內容（PrC30） 練習

單元內容（UC6）是通過化學平衡狀態(tài)的建立過程和概念得到化學平衡狀態(tài)的特征，初步學會如何判斷一個反應達到化學平衡狀態(tài)。本單元內容設計了7個基元內容，從化學平衡研究的對象可知，第一個特征是“逆”；從化學平衡狀態(tài)本質分析，達到化學平衡時反應沒有停止，而是正反應速率和逆反應速率相等，得到特征“動”“等”；從平衡狀態(tài)時反應物和生成物的濃度、含量的不再發(fā)生改變，得到特征“定”；在化學平衡的概念中強調在同一條件下，是因為條件改變，平衡就要被破壞，直到達到新條件下的平衡，這就是特征“變”，也就是將要學習的化學平衡的移動。因此從化學平衡狀態(tài)的特征“逆、動、等、定、變”，可判斷一個反應是否達到平衡，達到應用的目的。

（2）課堂教學各單元內容下基元內容的邏輯關系

同一課堂單元內容中的各基元內容課堂基元內容結合在一起成為基元內容鏈，也有四種類型：層進式、并列式、混合式和單獨式。

單元內容1（UC1）中有PrC1、PrC2、PrC3、PrC4共4個基元內容，基元內容PrC2、PrC3和PrC4都是為了說明什么樣的反應是可逆反應，是并列關系，而PrC1與它們是遞進關系，所以這4個基元內容形成的鏈的類型是混合式的。

單元內容2（UC2）中有PrC5、PrC6、PrC7、PrC8共4個基元內容，PrC5、PrC6中的分析坐標和分析數(shù)據(jù)都是為了更好的畫圖，它們是并列關系，它們與PrC7為遞進關系，作圖的目的也是為了分析變化趨勢，PrC7和PrC8又是遞進關系，4個基元內容形成的鏈的類型是混合式的。

單元內容3（UC3）中有PrC9、PrC10、PrC11、PrC12共4個基元內容，PrC9、PrC10是并列關系，它們與PrC11、PrC12為遞進關系，4個基元內容形成的鏈的類型是混合式的。

單元內容4（UC4）中有PrC13、PrC14、PrC15、PrC16、PrC17共5個基元內容，基元內容PrC13、PrC14、PrC15、PrC16都是為了更好理解化學平衡建立的過程，是屬于并列關系，它們與PrC17是遞進關系，5個基元內容形成的鏈的類型是混合式的。

單元內容5（UC5）中有PrC18、PrC19、PrC20、PrC21、PrC22、PrC23共6個基元內容，PrC19和PrC20是為了更明確化學平衡的狀態(tài)的研究范圍，是并列關系，與PrC18是遞進關系。PrC21和PrC22是為了說明平衡的本質，是并列關系，它們與PrC23是遞進關系。6個基元內容形成的鏈的類型是混合式的。

單元內容6（UC6）中有PrC24、PrC25、PrC26、PrC27、PrC28、PrC29、PrC30共7個基元內容，PrC24、PrC25、PrC26、PrC27是并列關系，是為了說明化學平衡狀態(tài)的特征是逆、動、等、定、變，它們是并列關系，與PrC28是遞進關系。從特征可能歸納出化學平衡的標志，習題是化學平衡標志的應用，也是為了更好理解化學平衡狀態(tài)的特征，因此PrC28、PrC29、PrC30是遞進關系。因此，本單元內容中的7個基元內容形成的鏈是混合式的。

（四）《化學平衡狀態(tài)》課堂教學中單元內容下基元內容分類及特征分析

（1）課堂教學中單元內容下基元內容分類

《化學平衡狀態(tài)》課堂教學中共有30個基元內容PrC，從化學教學內容本身及功能的角度分析，不同的基元內容有相似之處，也各自有其自身的特點。基于CPUP模型上對《化學平衡狀態(tài)》這一節(jié)課進行分析，找出其內在的教學規(guī)律，進行評價，因此對本節(jié)課課堂教學的基元內容進行分類。

根據(jù)化學教學內容本身的特點及功能，《化學平衡狀態(tài)》課堂教學中基元內容的類別有：

概念類、解析類、探究類、總結類、作圖類、應用類和理解類。

據(jù)統(tǒng)計課堂教學的基元內容PrC中：

概念類有2個，占7%，分別是基元內容PrC1和PrC18；

解析類有13個，占43%，分別是基元內容PrC3、PrC4、PrC5、PrC6、PrC8、PrC9、PrC12、PrC13、PrC14、PrC16、PrC24、PrC25、PrC26；

探究類有3個，占10%，分別是基元內容PrC10、PrC21、PrC27；

總結類有5個，占17%，分別是基元內容PrC15、PrC17、PrC23、PrC28、PrC29；

作圖類有2個，占7%，分別是基元內容PrC7、PrC11；

應用類有1個，占3%；分別是基元內容PrC30；

理解類有4個，占13%，分別是基元內容PrC2、PrC19、PrC20、PrC22。

本節(jié)課是關于《化學平衡狀態(tài)》的概念原理類教學在本節(jié)課中有2個概念類單元內容，用探究類PrC來輔助理解這些概念，再通過大量的對概念的解析和理解類PrC來強化概念的教學，及時得對所學的內容進行總結并用練習進行鞏固和幫助理解。分析該課堂教學，整體各類型比例較為合適，課堂效果較理想。

（2）課堂教學中單元內容下基元內容結構特征

對基元內容進行分類就是要為了更好地深入課堂教學內部，尋找內在的可遵循的規(guī)律，從一個新的視角構建課堂教學。

根據(jù)上述基元內容的類別統(tǒng)計，課堂教學各單元內容下的基元內容鏈的連接方式如下：

單元內容1（UC1）中整個的連接是“概念—理解—解析—解析”型，連接的主干是“概念—理解—解析”；

單元內容2（UC2）中整個的連接是“解析—解析—作圖—解析”，連接的主干是“解析—作圖—解析”；

單元內容3（UC3）中整個的連接是“解析—探究—作圖—解析”，連接的主干是“解析—探究—作圖—解析”；

單元內容4（UC4）中整個的連接是“解析—解析—總結—解析—總結”，連接的主干是“解析—總結”；

單元內容5（UC5）中整個的連接是“概念—理解—理解—探究—理解—總結”，連接的主干是“概念—理解—探究—理解—總結；

單元內容6（UC6）中整個的連接是“解析—解析—解析—探究—總結—總結—應用”，連接的主干是“解析—探究—總結—應用。

四、結論與啟示

（1）本文在基于CPUP模型對《化學平衡狀態(tài)》一節(jié)的課堂教學進行了解析，從課堂宏觀的板塊內容到單元內容（UC）再到具有化學課堂教學活性的最小基元的基元內容（PrC）對其進行逐層解析，教學內容共有4個板塊（PC），6個單元內容和30個基元內容。板塊之間的邏輯關系主要是通過遞進方式連接，課堂教學單元內容是混合型的，各單元內容下的基元內容鏈全部是混合型的，30個基元內容分成了7種不同的類型，且基元內容間有不同的結構特征。

（2）本課堂采用“引導——探究的教學模式組織教學，由于理論部分學習內容比較抽象，引導學生從已知的知識出發(fā)，通過用導學案對問題進行探究和討論獲取新知識，充分體現(xiàn)了學生的主體作用，提高學生探究問題、分析、歸納和解決問題的能力，教學效果較好。

（3）基于CPUP模型對《化學平衡狀態(tài)》一節(jié)的課堂教學進行了解析，不僅僅是對中學化學《化學平衡狀態(tài)》這一教學內容的教學本身有一定的價值，而且對研究化學課堂教學及其有效性的方法上起到一定的借鑒作用。

[參 考 文 獻]

[1]鄭長龍.化學課程與教學論新論[M].長春：東北師范大學出版社，2006.

[2]婁延果.化學課堂“教學行為對”及其組合的研究[D].長春：東北師范大學，2010.

[3]梁紫茼.化學課堂教學中的基元內容組合特征研究[D].長春：東北師范大學，2012（5）.

[4]鄭長龍等.課堂教學行為研究新視野[M].長春：東北師范大學出版社，2012.

[5]何鵬.《離子反應》個案中課堂教學內容結構基于CPUP模型分析[D].長春：東北師范大學，2012（5）.

[6]何鵬，鄭長龍，尹學慧.化學課堂教學行為特征解析—基于課堂教學系統(tǒng)CPUP模型理論案例分析[J].化學教育，2014（5）.

（責任編輯：張華偉）