有效化學(xué)教學(xué)情境的特征與運(yùn)用

黃澎清

摘要：基于問題情境的化學(xué)教學(xué)是落實(shí)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑，而有效的化學(xué)教學(xué)情境應(yīng)具有真實(shí)性、問題性、知識(shí)性和活動(dòng)性的基本特征。創(chuàng)設(shè)有效的化學(xué)教學(xué)情境可以從生活問題、實(shí)驗(yàn)探究、工業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)發(fā)展四個(gè)路徑入手，在運(yùn)用時(shí)應(yīng)注意用直觀現(xiàn)象引入情境，按教學(xué)邏輯展開情境，由第一視角探究情境

關(guān)鍵詞：有效情境;化學(xué)教學(xué);基本特征;創(chuàng)設(shè)路徑;教學(xué)建議

文章編號(hào)：1008-0546（ 2021）08-0015-03

中圖分類號(hào)：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2021.08.004

當(dāng)前，新一輪基礎(chǔ)教育改革已經(jīng)由全面展開進(jìn)入縱深推進(jìn)階段，其目標(biāo)始終聚焦于學(xué)生核心素養(yǎng)發(fā)展。真實(shí)、具體的問題情境是學(xué)生核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺(tái)，因而最新發(fā)布的普通高中課程方案、課程標(biāo)準(zhǔn)以及多份教學(xué)指導(dǎo)文件都在強(qiáng)調(diào)情境教學(xué)，如2019年6月中共中央、國務(wù)院印發(fā)“關(guān)于深化教育教學(xué)改革全面提高義務(wù)教育質(zhì)量的意見”[1]，其在“優(yōu)化教學(xué)方式”中明確指出“融合運(yùn)用傳統(tǒng)與現(xiàn)代技術(shù)手段，重視情境教學(xué)”。教學(xué)情境的起始點(diǎn)和關(guān)鍵點(diǎn)在于情境的創(chuàng)設(shè)和呈現(xiàn)，其直接影響著教學(xué)質(zhì)量，因而如何創(chuàng)設(shè)有效的教學(xué)情境是當(dāng)前教育工作者亟需關(guān)注的問題。

一、有效化學(xué)教學(xué)情境的基本特征

情境，在《辭海》巾的解釋是“指一個(gè)人在進(jìn)行某種活動(dòng)時(shí)所處的社會(huì)環(huán)境，是人們社會(huì)行為產(chǎn)生的具體條件”。由此可知，事物及其行為的產(chǎn)生是有環(huán)境和條件的，因此我們對(duì)事物及其行為的認(rèn)識(shí)便不能脫離社會(huì)環(huán)境和具體條件。實(shí)際上認(rèn)識(shí)即是學(xué)習(xí)的過程，正如化學(xué)學(xué)習(xí)就是對(duì)客觀物質(zhì)的認(rèn)識(shí)，從認(rèn)識(shí)中獲得的物質(zhì)結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其變化規(guī)律等是化學(xué)知識(shí)，而物質(zhì)及其變化所處的環(huán)境和條件則是情境。脫離了情境的化學(xué)知識(shí)，顯得陌生、枯燥又抽象而讓人難以接受，猶如吞食鹽粒實(shí)難下咽;若將知識(shí)融于情境，則能有效降低學(xué)生與知識(shí)之間的陌生感，促進(jìn)其對(duì)知識(shí)的理解和遷移，正如鹽溶于水才易于吸收。然而，當(dāng)前化學(xué)教學(xué)巾情境創(chuàng)設(shè)的質(zhì)量參差不齊，主要存在以下幾個(gè)問題[2-4]：一是仍然建立在抽象的假想或描述中，讓學(xué)生難以真正融人情境，觸發(fā)疑問;二是情境的創(chuàng)設(shè)陷入形式化，為了創(chuàng)設(shè)而創(chuàng)設(shè)，不具備真實(shí)性和合理性;三是情境創(chuàng)設(shè)呈現(xiàn)零散性，不能很好地將學(xué)生帶入問題，觸發(fā)思考，實(shí)際價(jià)值并不大。

為了解決上述問題，就需要先厘清有效化學(xué)情境的基本特征。首先，從情境的構(gòu)成屬性來看，它由學(xué)習(xí)故事發(fā)生的時(shí)空環(huán)境、事件本身等因素組成[5]，這些因素雖然可以經(jīng)過人為的整合處理，但一定來源于真實(shí)世界;其次，從情境的使用功能來看，它很好地將學(xué)科知識(shí)、科學(xué)態(tài)度以及情感價(jià)值觀融為一體，貫穿課堂推動(dòng)教學(xué)活動(dòng)逐次展開;最后，從情境的價(jià)值追求來看，它將化學(xué)知識(shí)與現(xiàn)實(shí)世界聯(lián)系起來以增強(qiáng)學(xué)生的直觀體驗(yàn)，讓學(xué)生白發(fā)地發(fā)現(xiàn)、思考和解決問題，從而發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。綜上所述，有效化學(xué)教學(xué)情境的特征應(yīng)表現(xiàn)為真實(shí)性、問題性、知識(shí)性和活動(dòng)性。

1.真實(shí)性

真實(shí)性是有效化學(xué)情境創(chuàng)設(shè)的前提。真實(shí)性應(yīng)該包含兩個(gè)層次的意思，一是情境素材來源上要真實(shí)可查，即情境素材取材于真實(shí)的生產(chǎn)、生活、科學(xué)研究或者史實(shí)等，雖然可以進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸ひ员阌趯W(xué)生更好地接受，但一定值得推敲和探究，具有合理性和科學(xué)性。這樣的情境所提供的信息才容易引起學(xué)生共鳴，將其帶入真實(shí)環(huán)境思考問題并調(diào)動(dòng)原有認(rèn)知解決問題。二是情境呈現(xiàn)方式上要真實(shí)可見，即給學(xué)生帶來可視的、切身的體驗(yàn)和體悟，而不是通過教師的抽象描述迫使學(xué)生進(jìn)行主觀想象，徒增學(xué)生認(rèn)知負(fù)荷并導(dǎo)致傳達(dá)和接受之間存在偏差。如初高中學(xué)習(xí)離子反應(yīng)時(shí)，有些老師隨口便以“某工廠排出的廢水含有……離子”為引入，要求學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)。實(shí)際上，虛擬的情境在學(xué)生頭腦中并沒有畫面感，因而真實(shí)感大大下降。

2.問題性

有了真實(shí)的情境，如何避免學(xué)生游離其外，通過問題使兩者產(chǎn)生關(guān)聯(lián)是關(guān)鍵。問題的產(chǎn)生源于教學(xué)情境所呈現(xiàn)的真實(shí)世界與學(xué)生原有經(jīng)驗(yàn)形成的認(rèn)知落差或沖突，這種落差或沖突能以強(qiáng)大引力和推力，激發(fā)學(xué)生思考問題、探究問題。在問題的引領(lǐng)下，學(xué)生從真實(shí)、復(fù)雜的情境巾尋求問題解決以實(shí)現(xiàn)認(rèn)知平衡。如學(xué)習(xí)Fe2+和Fe3+時(shí)，在已知?dú)溲趸瘉嗚F沉淀為白色沉淀的前提下，老師可以讓學(xué)生自己以FeCl2溶液和NaOH溶液為原料進(jìn)行制備。學(xué)生發(fā)現(xiàn)，自己制取的氫氧化亞鐵顏色和提供的信息并不匹配，結(jié)果為白色變成灰綠色最后變成紅褐色。對(duì)于這一問題，老師就可以引導(dǎo)學(xué)生分析其中的變化過程，并進(jìn)一步探究Fe2+和Fe3+之間的相互轉(zhuǎn)化。

3.知識(shí)性

傳統(tǒng)教學(xué)把教學(xué)情境的功能局限于激發(fā)學(xué)生興趣，并不關(guān)注情境與教學(xué)內(nèi)容的關(guān)聯(lián)。比如在初中化學(xué)學(xué)習(xí)溶液時(shí)，有老師直接展示幾組五顏六色的溶液讓學(xué)生觀看，然后便展開溶液的定義和配制教學(xué)。顯然這幾組圖片的價(jià)值就在于一瞬間引起學(xué)生的注意，而與教學(xué)內(nèi)容相互脫節(jié)。指向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的教學(xué)情境則被賦予更多使命，其承載著知識(shí)的產(chǎn)生與應(yīng)用，讓學(xué)生既可以意識(shí)到知識(shí)產(chǎn)生的環(huán)境，又能清晰地理解所學(xué)知識(shí)可以解決什么類型問題。因此，上述溶液教學(xué)中可以以不同濃度的幾種鹽溶液為引入，緊緊圍繞鹽溶液是怎么形成的？怎么配制一樣的溶液？能不能配制任意濃度的溶液等問題啟發(fā)學(xué)生思考，溶液的相關(guān)知識(shí)便依次展開。

4.活動(dòng)性

化學(xué)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)雖然由教師完成，但其服務(wù)于學(xué)生，目的是讓學(xué)生在切身的體驗(yàn)中內(nèi)化知識(shí)。知識(shí)的形成是個(gè)體對(duì)事物的認(rèn)識(shí)和理解，因此學(xué)生不能置身情境之外做旁觀者，而是與情境交互作用，在真實(shí)問題解決活動(dòng)中建構(gòu)和運(yùn)用知識(shí)。這一過程包含問題的發(fā)現(xiàn)、探究和解決，以完整的學(xué)習(xí)活動(dòng)貫穿整個(gè)課堂，既包含將學(xué)生引入，又包含幫學(xué)生輸出。如上述Fe2+和Fe3+，也可以綠蘿失綠為情境，引導(dǎo)學(xué)生思考其中原因。當(dāng)分析有可能是因?yàn)槿辫F癥時(shí)，教師就可以引導(dǎo)學(xué)生探究植物營養(yǎng)液中是否含有鐵元素，總結(jié)Fe2+和Fe3+的檢驗(yàn)方法。此時(shí)，查閱文獻(xiàn)顯示植物對(duì)于Fe2+更容易吸收，學(xué)生就可以利用已學(xué)知識(shí)理清Fe2+和Fe3+的相互轉(zhuǎn)化，并配制植物補(bǔ)鐵液。整個(gè)過程，以真實(shí)情境為線索，以探究活動(dòng)為載體，推動(dòng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)。

二、有效化學(xué)教學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)路徑

1.從生活問題入手

化學(xué)的源起與發(fā)展一直與人類生活息息相關(guān)，生活中常見的物質(zhì)特征、變化現(xiàn)象等常常蘊(yùn)含著豐富的化學(xué)知識(shí)。這些知識(shí)與學(xué)生的已有生活經(jīng)驗(yàn)和認(rèn)知基礎(chǔ)匹配度高，更容易使其沉浸其中。大到國家發(fā)展、小到日常生活，教師都要善于以專業(yè)的視角探析生活問題背后的化學(xué)本質(zhì)，總結(jié)涉及到哪些化學(xué)知識(shí)？預(yù)設(shè)哪些探究活動(dòng)可以引導(dǎo)學(xué)生完成知識(shí)內(nèi)化和能力發(fā)展？基于這樣的思路，便可以設(shè)計(jì)出有效的問題情境鏈。

比如，生活中一個(gè)常見的提示：濕手禁止觸摸插頭。盡管我們都知道是因?yàn)橛杏|電危險(xiǎn)，但是未能深究其中的化學(xué)原理。仔細(xì)思考，濕手是因?yàn)樗畬?dǎo)電嗎？那為什么純水幾乎不導(dǎo)電？是不是手上的汗液溶于水才導(dǎo)的電？如何驗(yàn)證？將這些問題情境串聯(lián)起來，便可以引導(dǎo)學(xué)生理解和探究電解質(zhì)在水中的電離行為。

2.從實(shí)驗(yàn)探究入手

實(shí)驗(yàn)探究是化學(xué)學(xué)習(xí)的重要基礎(chǔ)，它既可以將課本上的靜態(tài)知識(shí)動(dòng)態(tài)地展現(xiàn)出來，又能給予學(xué)生親手操作、探究及創(chuàng)新的機(jī)會(huì)。在探究過程中出現(xiàn)的特殊或異?，F(xiàn)象往往能激發(fā)學(xué)生的探究欲望，以強(qiáng)大的牽引力引導(dǎo)學(xué)生逐步探究化學(xué)原理。以此為切入點(diǎn)設(shè)計(jì)教學(xué)情境，則能提升學(xué)生觀察、分析和解決問題的能力。

例如，仔細(xì)觀察實(shí)驗(yàn)室中常見的氫氧化鈉溶液試劑瓶，可以發(fā)現(xiàn)瓶口四周總是會(huì)出現(xiàn)白色粉末。由此引發(fā)思考，白色粉末是什么？試劑瓶內(nèi)的氫氧化鈉溶液是否變質(zhì)？如果變質(zhì)，是部分還是全部？將此問題串聯(lián)成實(shí)驗(yàn)探究情境，引導(dǎo)學(xué)生理清氫氧化鈉和碳酸鈉的性質(zhì)，在真實(shí)的任務(wù)驅(qū)動(dòng)下解決實(shí)際問題。

3.從工業(yè)生產(chǎn)入手

化工生產(chǎn)是化學(xué)學(xué)科價(jià)值最直接的呈現(xiàn)，其內(nèi)容龐大復(fù)雜，涉及到核心反應(yīng)設(shè)計(jì)、技術(shù)方法選擇、工藝流程優(yōu)化以及安全環(huán)保問題等諸多問題。每一項(xiàng)成熟的設(shè)計(jì)或工藝，都需要經(jīng)歷成千上百次的研究，讓學(xué)生置身其中參與研究，以化學(xué)家的身份和視角分析問題、解決問題，這便是極富挑戰(zhàn)性的情境素材。

例如人工合成氨，是影響人類命運(yùn)的重要化工生產(chǎn)，但其發(fā)展過程中卻面臨著諸多挑戰(zhàn)。其中與中學(xué)化學(xué)結(jié)合最為緊密的是關(guān)于反應(yīng)條件的選擇，怎么提高反應(yīng)速率和轉(zhuǎn)化率？兩者如何均衡？對(duì)于這些問題的探究，可以讓學(xué)生更好地認(rèn)識(shí)可逆反應(yīng)與化學(xué)平衡等核心概念，理解影響化學(xué)反應(yīng)速率的因素，形成化學(xué)工程思維。

4.從科學(xué)發(fā)展入手

化學(xué)科學(xué)發(fā)展是化學(xué)家認(rèn)識(shí)和探究化學(xué)物質(zhì)的過程，無論是古代的化學(xué)早期探索，還是近代的學(xué)科體系建立，亦或是現(xiàn)代的化學(xué)前沿科技發(fā)展，都是人類認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問題的典范[6]?；瘜W(xué)家的探索過程從混沌到有序、從零散到系統(tǒng)，這與學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的過程完全一致，因而以科學(xué)發(fā)展過程巾人物事件為情境，既符合學(xué)生認(rèn)知邏輯發(fā)展，也能引發(fā)起情感共鳴。

比如，阿司匹林雖然是一種不起眼的鎮(zhèn)痛解熱藥，但其從1853年弗雷德里克·熱拉爾的首次合成開始，便不斷地經(jīng)歷改良、修飾、替代和創(chuàng)造去解決使用中的困境，這一過程足足經(jīng)歷了一個(gè)多世紀(jì)。將其中關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)的歷史事件串聯(lián)起來形成教學(xué)情境，便能很好地應(yīng)用于學(xué)生有機(jī)合成的學(xué)習(xí)，從科學(xué)發(fā)展的角度學(xué)會(huì)認(rèn)識(shí)物質(zhì)、改造物質(zhì)、創(chuàng)造物質(zhì)。

三、有效化學(xué)教學(xué)情境的運(yùn)用建議

1.用直觀現(xiàn)象引入情境

有效化學(xué)教學(xué)情境的真實(shí)性要求情境素材來源于真實(shí)的事件，并以直觀的方式展現(xiàn)給學(xué)生。在直觀現(xiàn)象的刺激下，學(xué)生才能從旁觀者轉(zhuǎn)變成參與者，初步認(rèn)識(shí)真實(shí)學(xué)習(xí)情境中的各個(gè)要素，為進(jìn)一步探究奠定基礎(chǔ)。直觀的現(xiàn)象要展現(xiàn)在化學(xué)課堂，一方面可以通過教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)的道具或資源，讓學(xué)生親歷事情發(fā)生的過程，如通過物品展示、實(shí)驗(yàn)操作、模型搭建等方式，引發(fā)學(xué)生的問題意識(shí);另一方面可以借助多媒體技術(shù)，將課堂之外的素材以新聞材料、圖片影像、虛擬現(xiàn)實(shí)等方式呈現(xiàn)出來，營造真實(shí)的情境氛圍。

2.按教學(xué)邏輯展開情境

有效的化學(xué)教學(xué)情境，不僅僅是將學(xué)生引入，還要一直貫穿整堂課。這種貫穿不是散亂的連接或堆砌，而是按照預(yù)設(shè)的教學(xué)邏輯推動(dòng)學(xué)習(xí)活動(dòng)發(fā)展?；瘜W(xué)課堂的教學(xué)邏輯一般是依照學(xué)生對(duì)客觀物質(zhì)的認(rèn)知規(guī)律而設(shè)定的，即從表象到本質(zhì)、從一般到具體、從簡單到復(fù)雜。因此化學(xué)教學(xué)情境的展開要遵從直觀感受化學(xué)現(xiàn)象、宏觀科學(xué)辨識(shí)事物、微觀探析化學(xué)原理的基本邏輯，逐步地?cái)U(kuò)展，引導(dǎo)學(xué)生在教學(xué)情境輔線的引導(dǎo)下從源頭上思考問題，在過程巾探究問題，于結(jié)果中分析問題，厘清化學(xué)知識(shí)的來龍去脈。

3.由第一視角探究情境

有效的化學(xué)教學(xué)情境是為學(xué)生而創(chuàng)設(shè)的，旨在將學(xué)生從旁觀者轉(zhuǎn)變?yōu)閰⑴c者，但這只實(shí)現(xiàn)了第一步，因?yàn)閷W(xué)生在參與中還缺乏主動(dòng)探究意識(shí)。學(xué)生學(xué)習(xí)是主動(dòng)解決問題、內(nèi)化知識(shí)的過程，而不僅僅是參與者，因此要進(jìn)一步把教師的教轉(zhuǎn)換為學(xué)生的學(xué)，教師要將學(xué)生從邊緣拉到整個(gè)教學(xué)情境的核心位置，使其以探究者的第一視角解決問題。初始的探究教師要給予引導(dǎo)，在逐步隱退中把學(xué)生推向真實(shí)情境。

有效的化學(xué)教學(xué)情境可以將教學(xué)任務(wù)與情境融為一體，摒除零散、雜亂、不貼切、生僻難理解的情境創(chuàng)設(shè)現(xiàn)象，讓學(xué)生沉浸其中，產(chǎn)生學(xué)習(xí)興趣，完善情感體驗(yàn)，探究化學(xué)過程，認(rèn)清來龍去脈。

參考文獻(xiàn)

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本文系無錫市教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃立項(xiàng)課題“發(fā)展學(xué)生化學(xué)宏微結(jié)合素養(yǎng)的離子反應(yīng)單元教學(xué)設(shè)計(jì)研究D/2018/014）階段性研究成果。