基于CPUP模型理論的中學(xué)化學(xué)概念課教學(xué)結(jié)構(gòu)評(píng)析

席云芳 錢秋萍

【摘 要】本文以化學(xué)課堂結(jié)構(gòu)的CPUP課堂解構(gòu)模型為基本工具，梳理了概念課課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)，嘗試從教學(xué)結(jié)構(gòu)的視角對(duì)課堂教學(xué)過程進(jìn)行分析，尋找概念課型的教學(xué)結(jié)構(gòu)特征，期望能對(duì)中學(xué)化學(xué)概念課型的教學(xué)提供借鑒。以上海市特級(jí)教師余方喜老師執(zhí)教的《物質(zhì)的量》優(yōu)質(zhì)課為例，分析了課堂教學(xué)存在三種重要的結(jié)構(gòu)：教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)、學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)、課堂教學(xué)的過程結(jié)構(gòu)，對(duì)課堂教學(xué)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了真實(shí)而全面的解析和評(píng)價(jià)。

【關(guān)鍵詞】知識(shí)結(jié)構(gòu)；認(rèn)知結(jié)構(gòu)；過程結(jié)構(gòu)；CPUP模型

中圖分類號(hào)： C93 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 2095-2457（2018）20-0151-004

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.20.067

婁延果博士在CPCP模型分析時(shí)提到，教的行為與學(xué)的行為一定是同時(shí)發(fā)生、共同存在的，一定是成對(duì)發(fā)生和出現(xiàn)的[1]，稱之為“教學(xué)行為對(duì)”。CPUP模型是在CPCP模型基礎(chǔ)上，東北師范大學(xué)鄭長龍教授根據(jù)系統(tǒng)科學(xué)理論提出的課堂教學(xué)行為分析模型[2]。在課堂教學(xué)中，教學(xué)行為對(duì)之間按照一定的聯(lián)結(jié)方式組合起來從而形成一個(gè)具有特定功能和價(jià)值的有序整體，這個(gè)有序整體就是“教學(xué)行為鏈”（IBC）。根據(jù)課堂教學(xué)系統(tǒng)的CPUP模型理論，在基元系統(tǒng)（PrS）中一個(gè)教學(xué)行為鏈（IBC）對(duì)應(yīng)著一個(gè)基元活動(dòng)（PrA），基元活動(dòng)是課堂中最小的教學(xué)活動(dòng)。若干個(gè)基元活動(dòng)之間按照一定的聯(lián)結(jié)方式組合而成單元活動(dòng)，并按此方式依次組合而成單元活動(dòng)（UA），并按此方式依次組合而成了板塊活動(dòng)（PA）和課堂活動(dòng)（CA）。

課堂是課程實(shí)施的主陣地，面對(duì)化學(xué)課堂教學(xué)這一復(fù)雜事物，理清課堂教學(xué)結(jié)構(gòu)及教學(xué)內(nèi)容的邏輯關(guān)系，在構(gòu)建高效化學(xué)課堂方面具有指導(dǎo)意義。本文借助鄭長龍、婁延果老師的課堂教學(xué)系統(tǒng)CPUP模型理論，嘗試從教學(xué)行為對(duì)、教學(xué)行為鏈的視角對(duì)課堂教學(xué)過程進(jìn)行解析，尋找概念課型的教學(xué)行為特征。

在以上解析基礎(chǔ)上再進(jìn)行綜合，從完成化學(xué)教學(xué)任務(wù)的角度，對(duì)本課的教學(xué)結(jié)構(gòu)進(jìn)行梳理，解析各教學(xué)板塊的功能，力圖尋找概念課的結(jié)構(gòu)特征，期望能對(duì)中學(xué)化學(xué)概念課型的教學(xué)提供借鑒。

1 教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)

“物質(zhì)的量”是高中化學(xué)核心概念，是高一化學(xué)教與學(xué)的重難點(diǎn)，之所以是重點(diǎn)是因?yàn)樗灤┯谥械然瘜W(xué)的基本計(jì)算教學(xué)內(nèi)容中；之所以是難點(diǎn)，是因?yàn)樗潜容^抽象的科學(xué)概念，遠(yuǎn)離人們的日常生活經(jīng)驗(yàn)。這一教學(xué)內(nèi)容貫穿著整個(gè)高中化學(xué)學(xué)習(xí)的始終，作為一種重要的“工具”，“物質(zhì)的量”是連接微觀和宏觀、定性和定量的橋梁。當(dāng)學(xué)生帶著興奮、好奇、期待、畏懼等諸多復(fù)雜情緒踏入高中化學(xué)世界時(shí)，他們的第一個(gè)較量對(duì)手就是“物質(zhì)的量”，這一回合較量的成敗對(duì)他們樹立整個(gè)高中化學(xué)學(xué)習(xí)信心至關(guān)重要。

從高一知識(shí)的安排來看，并不是單純地復(fù)習(xí)“物質(zhì)的量”，而應(yīng)該建構(gòu)以“物質(zhì)的量”為核心的新的計(jì)算體系。但是高一教材中沒有相應(yīng)的標(biāo)題來突出這部分計(jì)算的重要性，沒有例題供學(xué)生自學(xué)，教參中也沒有安排相應(yīng)的課時(shí)，以至于教師往往用很短的時(shí)間來處理這部分內(nèi)容，事實(shí)證明，這樣的教學(xué)是低效的。所以在高一教授相關(guān)內(nèi)容時(shí)，一定要做足“銜接”這篇文章。

上海市特級(jí)教師余方喜老師執(zhí)教的“物質(zhì)的量”一課，從學(xué)生學(xué)習(xí)的角度梳理問題，以剖析問題的方式展開教學(xué)，一個(gè)又一個(gè)的問題拋出來，通過討論、互動(dòng)，一個(gè)又一個(gè)的概念得以分析、整合。余老師在現(xiàn)有的知識(shí)背景下，帶著學(xué)生扎扎實(shí)實(shí)地建構(gòu)以“物質(zhì)的量”為核心的計(jì)算體系。本節(jié)課明確概念與理論的分類與系統(tǒng)、創(chuàng)設(shè)問題情境引發(fā)認(rèn)知沖突，明確概念與理論引入的意義、關(guān)注概念與理論的形成過程、加強(qiáng)概念與理論的綜合與應(yīng)用，具有嚴(yán)密的邏輯性；明確概念與理論的內(nèi)涵與外延、加強(qiáng)概念與理論的辨析，強(qiáng)化概念的聯(lián)系與區(qū)別、關(guān)注概念形成的階段性，避免絕對(duì)化、加強(qiáng)科學(xué)方法的學(xué)習(xí)，具有嚴(yán)格的科學(xué)性；關(guān)注經(jīng)驗(yàn)、圖表、模型、實(shí)物、實(shí)驗(yàn)在概念與理論學(xué)習(xí)中的重要作用、注意理論聯(lián)系實(shí)際，達(dá)到了抽象與具體的有機(jī)統(tǒng)一，取得了比較好的教學(xué)效果。本節(jié)課的知識(shí)結(jié)構(gòu)解析見表1。

2 學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)

古寧漢姆認(rèn)為，學(xué)習(xí)者是以已有的經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)來建構(gòu)新的理解的。學(xué)習(xí)的過程是學(xué)生在原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上自我建構(gòu)、自我生成的過程。

由于“物質(zhì)的量”計(jì)量的對(duì)象是微粒，有必要回顧一下初中化學(xué)課標(biāo)對(duì)微粒觀的要求，了解一下高一學(xué)生有關(guān)微粒的“原有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)”。

（1）從分子、原子的層次來認(rèn)識(shí)物質(zhì)的構(gòu)成，知道分子、原子的概念以及它們的區(qū)別和聯(lián)系。

（2）初步學(xué)會(huì)銨根、硝酸根、氫氧根、硫酸根、碳酸根等常見的原子團(tuán)的符號(hào)和名稱。

（3）知道相對(duì)原子質(zhì)量的概念。

（4）學(xué)會(huì)根據(jù)物質(zhì)的化學(xué)式計(jì)算它的式量。

“知道”是教學(xué)中最低層次的要求，初中課標(biāo)對(duì)初中學(xué)生“微粒觀”的要求是能從直觀層面上知道微粒的客觀存在；要求會(huì)看原子結(jié)構(gòu)示意圖，不要求會(huì)畫；1至18號(hào)元素不要求背誦；對(duì)于物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)，初中學(xué)生要求會(huì)“用球棍模型來描述分子內(nèi)原子間的連接”；化學(xué)計(jì)算比較單一，僅要求學(xué)生“初步認(rèn)識(shí)化學(xué)變化中反應(yīng)物、生成物之間物質(zhì)的量的關(guān)系?！本C上所述，初中課標(biāo)對(duì)微粒及計(jì)算的要求不高。高一課標(biāo)要求綜合性比較強(qiáng)，比如要求利用一個(gè)化學(xué)方程式綜合計(jì)算物質(zhì)的量、氣體的體積、物質(zhì)的微粒數(shù)這些物理量；比如在“氧化-還原反應(yīng)”知識(shí)的學(xué)習(xí)中，要求標(biāo)出電子轉(zhuǎn)移的方向和數(shù)目；或者要求計(jì)數(shù)微粒的電子數(shù)等內(nèi)容，相對(duì)來說跨度比較大，對(duì)新高一的很多學(xué)生來說都會(huì)感到難度陡升。

因?yàn)槌踔杏幸欢ǖ幕A(chǔ)，加上本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生的頭腦中已經(jīng)大致建立起這樣的知識(shí)概念：物質(zhì)的量是一種物理量，其基本單位是摩爾，它與微觀粒子的數(shù)量相聯(lián)系，又與宏觀物質(zhì)的質(zhì)量相聯(lián)系，因此它是聯(lián)系宏觀與微觀的橋梁。能認(rèn)識(shí)到這些，可以說學(xué)生已經(jīng)初步掌握了“物質(zhì)的量”的概念，其認(rèn)知建構(gòu)是成功的。但這僅僅是“初步”而已，要進(jìn)一步掌握它并達(dá)到熟練運(yùn)用的水平，顯然遠(yuǎn)不是一、兩節(jié)課所能達(dá)到的，因?yàn)閷W(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者的認(rèn)知結(jié)構(gòu)不斷重組建構(gòu)的過程，只有通過繼續(xù)學(xué)習(xí)，學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)才會(huì)日臻完善。

分析發(fā)現(xiàn)，概念課的教學(xué)過程中，充分挖掘教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)，是學(xué)習(xí)和形成認(rèn)知結(jié)構(gòu)的必要前提。

3 教學(xué)的過程結(jié)構(gòu)

以化學(xué)課堂結(jié)構(gòu)的CPUP模型為基本工具分析發(fā)現(xiàn)，“物質(zhì)的量”一課有著清晰的課堂過程結(jié)構(gòu)，課的“起、承、轉(zhuǎn)、合”[3]環(huán)環(huán)相扣，利用知識(shí)的邏輯結(jié)構(gòu)，完成學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的建構(gòu)與發(fā)展。

3.1 “物質(zhì)的量”課堂過程結(jié)構(gòu)之“起”

“物質(zhì)的量”一課之“起”，通過問題設(shè)計(jì)（見表2）展開基元活動(dòng)（PrA），啟動(dòng)學(xué)生認(rèn)知驅(qū)動(dòng)力，從而展開本節(jié)課的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

教師本課中 “起”之設(shè)計(jì)，分別通過引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已有認(rèn)知，對(duì)化學(xué)方程式中質(zhì)量、數(shù)量等量的關(guān)系分析，幫助學(xué)生順利搭建宏觀、微觀的橋梁，順利引入物質(zhì)的量概念。

3.2 “物質(zhì)的量”課堂過程結(jié)構(gòu)之“承”

該課的 “承”是在“起”所設(shè)計(jì)的問題基礎(chǔ)之上，鼓勵(lì)好奇與探究、引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立思考及思維過程的自我監(jiān)控、重視知識(shí)的綜合與應(yīng)用、例題選擇貼切、活動(dòng)設(shè)計(jì)有層次。在問題解決過程中，陳述性、程序性、策略性知識(shí)學(xué)習(xí)均得到了不同程度的落實(shí)。

例1：物質(zhì)的量的基本單位是摩爾（mol），單位物質(zhì)的量中含有阿伏加德羅常數(shù)個(gè)微粒。這里的“微?！本烤故鞘裁?？教師沒有作過多的解釋，因?yàn)榻忉屚彩峭絼诘?，而是設(shè)置了以下幾個(gè)問題：一摩爾的氫分子大約含 個(gè)氫分子；一摩爾的氫原子大約含 個(gè)氫原子；一摩爾的氫離子大約含 個(gè)氫離子。

因?yàn)榇藭r(shí)學(xué)生已經(jīng)接觸了比較多的新知識(shí)，在相對(duì)很短的時(shí)間間隔內(nèi)，對(duì)新信息進(jìn)行加工時(shí)已經(jīng)消耗了大量的心理能量，如果認(rèn)知任務(wù)過于復(fù)雜勢(shì)必造成學(xué)生的疲勞，結(jié)果學(xué)生便會(huì)拒絕進(jìn)行認(rèn)知活動(dòng)。然而這卻又是一個(gè)不可回避的問題，余老師通過舉出充分的例證予以處理，處理的方法比較妥善。

例2：對(duì)“物質(zhì)的量”的概念已經(jīng)有了最初步的了解，但心中的疑惑依然存在：引入“物質(zhì)的量”的概念有什么用處？它與我們已熟知的“質(zhì)量”有何區(qū)別與聯(lián)系？這正是接下來要求學(xué)生學(xué)習(xí)的“摩爾質(zhì)量”內(nèi)容。

例3：“摩爾質(zhì)量”的定義雖很簡單，即“單位物質(zhì)的量的物質(zhì)所具有的質(zhì)量”，但這里的難點(diǎn)就是讓學(xué)生理解“摩爾質(zhì)量”與“相對(duì)分子質(zhì)量”、“相對(duì)原子質(zhì)量”的數(shù)值關(guān)系，這時(shí)必須先復(fù)習(xí)回憶，以激活貯存在學(xué)生長時(shí)記憶中的“相對(duì)原子質(zhì)量”的概念，因?yàn)橛械膶W(xué)生對(duì)此概念已經(jīng)模糊，而已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)中起固定作用的觀念必須是穩(wěn)固的、清晰的，這樣才是可利用的。

本節(jié)課余老師引導(dǎo)學(xué)生充分探究物質(zhì)的量與物質(zhì)的質(zhì)量之間的關(guān)系。經(jīng)過充分的討論，首先以直接求算法算出1mol物質(zhì)的質(zhì)量。其次，根據(jù)NA進(jìn)行類比。1mol12C的質(zhì)量是12g。1個(gè)C原子和1個(gè)氧原子的質(zhì)量的質(zhì)量比為12∶16，1molC原子和1mol氧原子的個(gè)數(shù)相同，則1mol氧原子的質(zhì)量為16 g。同理推之：1mol分子的質(zhì)量，1mol離子的質(zhì)量。通過若干例子，學(xué)生不難“發(fā)現(xiàn)”規(guī)律，得出結(jié)論：1mol任何原子的質(zhì)量，以克為單位，數(shù)值上等于該原子的相對(duì)原子質(zhì)量，進(jìn)一步可將此結(jié)論類推至分子、離子等。

教師本課中 “承”之設(shè)計(jì)， 注重根據(jù)學(xué)生已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，激活已知、尋找新知的固著點(diǎn)，通過問題的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)為“起”所設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行進(jìn)一步深入分析，為“起”所學(xué)習(xí)的知識(shí)提供了拾級(jí)而上、向更高認(rèn)知水平發(fā)展的平臺(tái)。

3.3 “物質(zhì)的量”課堂過程結(jié)構(gòu)之“轉(zhuǎn)”

“物質(zhì)的量”一課中主要包含六個(gè)教學(xué)單元（UA），也可以稱之為學(xué)習(xí)任務(wù)：（1）“概念的引入”；（2）“概念的理解”；（3）“概念的鞏固”；（4）“n與N關(guān)系的探究”；（5）“n與m關(guān)系的探究”；（6）“意義和應(yīng)用”。本節(jié)課六個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)“轉(zhuǎn)”得自然，教學(xué)的轉(zhuǎn)彎點(diǎn)順暢（見表3）。

教師本課中“轉(zhuǎn)”之設(shè)計(jì)，各教學(xué)板塊（學(xué)習(xí)任務(wù)）之間通過過渡語承上，通過問題啟下，充分挖掘教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)，不斷地引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突，自然過渡到另一個(gè)學(xué)習(xí)任務(wù)中，使得這六個(gè)在邏輯關(guān)系上依次遞進(jìn)的教學(xué)板塊邏輯上聯(lián)系極為密切，為整節(jié)課以問題任務(wù)為核心的探究活動(dòng)搭建良好的行為框架。

3.4 “物質(zhì)的量”課堂過程結(jié)構(gòu)之“合”

“物質(zhì)的量”一課結(jié)束之前，教師引導(dǎo)學(xué)生將關(guān)鍵知識(shí)和方法系統(tǒng)化，有目的地將本節(jié)所學(xué)知識(shí)與學(xué)生原有的知識(shí)之間建立聯(lián)系（見表4），使學(xué)生的認(rèn)知結(jié)構(gòu)得以豐富和完善。

教師本課中“合”之設(shè)計(jì)，注重引導(dǎo)學(xué)生分析、綜合、比較、抽象及概括等邏輯思維過程得到結(jié)論，讓學(xué)生把握概念的內(nèi)涵與外延。

對(duì)于中學(xué)化學(xué)概念課的教學(xué)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，“物質(zhì)的量”一課給我的啟示是：

（1）概念的引入，結(jié)合學(xué)生已有認(rèn)知進(jìn)行“起”之設(shè)計(jì)；

（2）概念的挖掘，通過對(duì)“起”所設(shè)計(jì)的問題進(jìn)行進(jìn)一步深入分析進(jìn)行“承”之設(shè)計(jì)；

（3）教學(xué)板塊間有機(jī)過渡，充分挖掘教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)安排各教學(xué)板塊（學(xué)習(xí)任務(wù)）進(jìn)行“轉(zhuǎn)”之設(shè)計(jì)，充分挖掘教材的知識(shí)結(jié)構(gòu)，不斷地引發(fā)學(xué)生的認(rèn)知沖突；

（4）關(guān)鍵知識(shí)和方法的系統(tǒng)化，注重引導(dǎo)學(xué)生把握概念的內(nèi)涵與外延進(jìn)行“合”之設(shè)計(jì)。

當(dāng)然，教學(xué)結(jié)構(gòu)不僅僅包含目標(biāo)結(jié)構(gòu)、學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)、過程結(jié)構(gòu)，還包含目標(biāo)結(jié)構(gòu)、空間結(jié)構(gòu)等等，可能具體的課例不見得都與此完全吻合，但是，理論（概念）課的教學(xué)應(yīng)該要符合這樣的要求。另外，本文僅從教學(xué)結(jié)構(gòu)中環(huán)環(huán)相扣的三個(gè)方面對(duì)課堂教學(xué)過程進(jìn)行分析，期望能對(duì)中學(xué)化學(xué)概念課型的教學(xué)提供借鑒，以此拋磚引玉，希望能有更多教師能夠進(jìn)行相關(guān)的研究，為構(gòu)建高效中學(xué)化學(xué)課堂貢獻(xiàn)力量。

【參考文獻(xiàn)】

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