基于學科理解凸顯知識多重屬性的教學設(shè)計研究

俞建鋒

摘要： 以“有機化合物的命名”教學為例，提出目標導(dǎo)向素養(yǎng)，基于學科理解的教學價值三維分析視角，以化學史為真實情境，聚焦學科思維方式，凸顯知識多重育人價值，促進知識結(jié)構(gòu)化的教學設(shè)計思路和實踐操作案例。

關(guān)鍵詞： 學科理解; 有機物命名; 知識多重屬性

文章編號： 1005-6629（2022）05-0023-05

中圖分類號： G633.8

文獻標識碼： B

1 化學學科理解是對知識的多重屬性的忠實表達

知識是人們在學習、實踐過程中所獲得的學問、經(jīng)驗等，是人類對物質(zhì)世界以及精神世界探索的結(jié)果總和。從形成過程看，是在特定的歷史文化背景下，在生產(chǎn)生活的社會實踐中被證實過的暫時正確的且普遍被接受的結(jié)論及規(guī)律。因此知識顯然具備文化性、實踐性、科學性、辯證性及社會性等多重屬性，其中科學性蘊含著學科的認識思路、思維過程和認識方法，是知識的第一屬性[1]。對教材知識的學科理解問題是教師提升教學能力最有力的支撐，也是化學學科核心素養(yǎng)能否真正落地的關(guān)鍵一環(huán)。

化學學科理解是指教師對化學學科知識及其思維方式和方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認識[2]。在化學教學中教師對知識的理解問題決定了其教學的觀念、教學的行為和教學可發(fā)揮的空間大小。那些把教材知識作為結(jié)論、真理觀念的教師往往善于采用如何有效地讓學生去記憶、理解、運用知識本身。例如，在有機化合物的命名教學中，絕大部分教師把烷烴命名的規(guī)則作為結(jié)論讓學生去記憶，并不斷運用這一規(guī)則命名新的烷烴，進而達到掌握知識結(jié)論的目的。很少有教師會從學科的本原性上去思考問題，例如有機化合物命名規(guī)則是如何產(chǎn)生的？其發(fā)生、發(fā)展過程中關(guān)鍵性的認識角度和思維方法是什么？哪些過程最應(yīng)該在教學中被呈現(xiàn)和學習？這些知識被揭示的過程，尤其是化學在文化創(chuàng)新的貢獻在促進學生的思想、精神和價值觀等必備品格的發(fā)展中有何重要意義？從知識的結(jié)構(gòu)化層面看，教師是否選擇讓學生在情境活動中自主歸納烷烴的命名規(guī)則，并能將烷烴的命名規(guī)則遷移、關(guān)聯(lián)到其他有機物的命名方法體系中，從中形成穩(wěn)定的認識思路、方法和認識模型，產(chǎn)生核心觀念，也就是實現(xiàn)知識的結(jié)構(gòu)化、認識思路的結(jié)構(gòu)化和核心觀念的結(jié)構(gòu)化。

顯然，那些在學科理解上認識到知識有多重教育價值的教師，則不會僅僅關(guān)注知識表層的認識結(jié)論（符號表征），而是會從知識的發(fā)生、發(fā)展過程的歷史脈絡(luò)和現(xiàn)實的科學、技術(shù)、社會生活情境中引導(dǎo)學生經(jīng)歷人類認識世界的方式和思維的邏輯過程（邏輯形式），甚至能揭示知識在促進人的思想、精神和價值觀等必備品格發(fā)展方面的重要意義（意義系統(tǒng)）。其知識多重教育價值可以用圖1表示[3]。從另一個角度看，知識的符號表征是學科知識看得見的表層學習意義，屬于知識的學術(shù)形態(tài)，而知識結(jié)構(gòu)中的邏輯形式和意義系統(tǒng)是蘊含在知識背后的深度學習意義，屬于知識的教育形態(tài)，其內(nèi)在關(guān)系也可以用圖2知識的教育形態(tài)的“冰山模型”來表示。

2 基于學科理解的三維分析視角是實現(xiàn)知識多重屬性表達的有效路徑

在實際教學中，教材內(nèi)容知識的教學價值有哪些、從哪些視角去分析理解是教學設(shè)計的首要問題，而“知識的內(nèi)在結(jié)構(gòu)模型”或“知識的教育形態(tài)結(jié)構(gòu)模型”為教學的價值分析提供了全面的分析視角，幫助教師在具體教材知識的教學價值分析中不僅僅關(guān)注知識結(jié)論本身。因為化學學科的知識要經(jīng)過教師的學科理解最終傳遞到學生的學科經(jīng)驗結(jié)構(gòu)之中[4]，并通過學生在實際問題的應(yīng)用與實踐中能有穩(wěn)定的認識視角、思路及認識模型進行有效遷移，甚至能進行創(chuàng)造。因此，我們認為教師在具體知識教學中要學會從學科立場、學生立場和教學價值取向三個視角，從學科本原性和結(jié)構(gòu)化角度去分析理解。其分析視角歸納如圖3所示。

圖3 學科知識的教學價值的分析視角

以有機化合物的命名的教學為例作如下分析闡釋。

從化學學科視角看，有機化合物的命名是有機化學的重要內(nèi)容，如果沒有一個完整的命名方法來區(qū)分各類有機化合物，整個有機體系、文獻就會產(chǎn)生混亂，因此命名方法有很重要的意義和學習價值。但就高中《有機化學基礎(chǔ)》模塊來看，其內(nèi)容雖然要求較低，只要求知道簡單有機化合物的命名，但其內(nèi)隱的價值和意義不應(yīng)被忽視，需要被真正挖掘。

從學科認識發(fā)展功能看，有機物命名的發(fā)展歷程從徐壽（中國近代化學啟蒙者，翻譯《化學鑒原》）音譯到虞和欽意譯，后又發(fā)展為意譯造字中既要會音，又要會意（如烴、烷、烯、炔、羥、羰等字的由來），自然而然完成了有機物的命名教學，從中讓學生自主發(fā)現(xiàn)習慣命名法如何演變到系統(tǒng)命名法等。這些前人探索過程中蘊含著重要的學科認識角度、思路和方法，是最值得學習的內(nèi)容，具有學科認識功能，是素養(yǎng)的內(nèi)涵實質(zhì)，而命名的規(guī)則是在這些探究活動后自然而然生成的知識成果。

從學生的能力進階表現(xiàn)看，在真實的歷史發(fā)展脈絡(luò)中，以在關(guān)鍵性的發(fā)展環(huán)節(jié)中能否從命名規(guī)則中的音譯或意譯的角度、方法提出，如何意譯造字、習慣命名法應(yīng)該怎么命、復(fù)雜烷烴不能用習慣命名法命名時應(yīng)如何轉(zhuǎn)換思維角度，嘗試自己給復(fù)雜烷烴命名并制定一套規(guī)則、如何從烷烴命名規(guī)則遷移到其他有機物的命名規(guī)則等等。把學生放在這樣的歷史場景中，讓學生在小組的活動中展現(xiàn)不同的能力水平，并不斷促進其將知識朝著遷移、創(chuàng)造的高度發(fā)展。

從學科的社會應(yīng)用價值看，無論是古代傳說中的倉頡造字，還是近代徐壽、傅蘭雅、虞和欽等科學家引進翻譯西方先進科學，意譯烴、烷、烯、炔、羥、羰等漢字的由來等，都蘊含著化學學科對文化創(chuàng)造和社會實踐的重要貢獻，是對目前教學中大多關(guān)注認知層面的一種反思。因此，如何挖掘這些文化創(chuàng)造功能，根植學生的創(chuàng)造基因，感受學科的文化育人功能很有必要。

3 基于學科理解凸顯知識多重屬性的有機化合物命名教學設(shè)計

3.1 素養(yǎng)導(dǎo)向的教學目標的確定

通過對有機化合物的命名的三維視角的分析，教師能較為清晰地明確教學的目標是什么，通過怎樣的有效設(shè)計將教材邏輯轉(zhuǎn)化為教學邏輯，進而在教學實踐中轉(zhuǎn)化為符合學生心理認知的學習邏輯，從而解決怎么學、學得怎樣的問題。其關(guān)鍵性的問題是提煉什么知識最值得教、創(chuàng)設(shè)怎樣的真實情境和學習環(huán)境、設(shè)計怎樣的挑戰(zhàn)性學習任務(wù)、從學生的哪些關(guān)鍵性表現(xiàn)來評價其學業(yè)質(zhì)量水平。

以有機物的命名教學為例，確定以我國近代“科技救國”中翻譯科技文獻的化學史為情境線索，以學生在情境活動中能提出問題，自主有序地制定烷烴習慣命名法和系統(tǒng)命名法規(guī)則，并能遷移、關(guān)聯(lián)、創(chuàng)新到烯烴的系統(tǒng)命名等作為挑戰(zhàn)性學習活動，感受化學家們孜孜以求的科學態(tài)度、探究精神以及人格魅力，厚植愛國主義情懷和創(chuàng)造基因，以此評價并發(fā)展學生科學探究和創(chuàng)新意識、科學態(tài)度和社會責任等化學學科核心素養(yǎng)。

3.2 聚焦學科思維凸顯知識多重屬性的教學活動設(shè)計

從有機物命名知識及其思維方式的本原性、結(jié)構(gòu)化分析，選擇什么知識最值得學、哪些環(huán)節(jié)最應(yīng)經(jīng)歷挑戰(zhàn)性的思維活動，設(shè)計有機物的命名的活動方案如下。

3.2.1 環(huán)節(jié)1： 倉頡造字→徐壽譯詞→近代造字

[引入]從“上古無文字，結(jié)繩以記事”到倉頡首創(chuàng)象形文字，革除“結(jié)繩記事”之陋，開創(chuàng)文明之基，被尊奉為“造字圣人”。

[思考1]近代歷史上，科學前輩要將西方先進科技、文化等成果引入中國，翻譯一些專業(yè)詞匯時遇到挑戰(zhàn)。他們是怎么處理的呢？請舉例說明。

[活動后呈現(xiàn)]徐壽和傅蘭雅采用音譯方法命名有機物。如： proteins（蛋白質(zhì)）譯作“布路的以尼”;ether（乙醚）譯為“以脫”;toluene（甲苯）譯為“多路阿里”;methyl salicylate（水楊酸甲酯）譯為“米以脫里曬里西里第”。

[討論]用音譯法來命名有機物存在什么問題？你覺得會如何解決呢？

虞和欽采用意譯的方法對有機化合物進行系統(tǒng)命名，如：

[思考2]這樣意譯存在什么問題？

[思考3]意譯的基本思想方法是什么？造字如何符合意譯的要求呢？

引導(dǎo)學生體會造字需要具備“會音”和“會意”。

例如： 烴為碳氫化合物，“烴”字從“碳氫”兩字中組合而成，這是會意;其發(fā)音為“tàn qīng”連讀組合出“tīng”，這是會音。

又如： 羥基（—OH）組成為“氧氫”，組合出“羥”字，其發(fā)音為“qīng yáng”連讀組合“qiāng”，會音又會意。其他如羰基等都是如此造字。

設(shè)計意圖： 以傳說引入，既可激發(fā)興趣，又是人文熏陶。忠實表達知識的文化屬性。文化是準則、傳統(tǒng)、約定……用“專業(yè)詞匯翻譯”銜接本節(jié)課研究主題，既創(chuàng)設(shè)了具有啟發(fā)性的學習情境，又展示了知識的社會屬性（中國與西方國家的文化背景不同、社會發(fā)展程度不同，表達了社會發(fā)展對知識的制約性）。以科學前輩的探索歷程作為線索，讓學生體驗科學傳播過程中也包含前人的創(chuàng)造性工作。使人文和化學得以關(guān)聯(lián)，提升了教學立意……讓學生體驗前輩們對“有機物命名”的創(chuàng)造性思考過程，在學生心中植入“化學、人文相結(jié)合”的創(chuàng)新基因。

3.2.2 環(huán)節(jié)2： 簡單烷烴的習慣命名法

[活動]在近代意譯造字基礎(chǔ)上，命名常見簡單烷烴。

[討論]你認為提出習慣命名法的化學工作者是在哪些方面制訂了“命名法規(guī)則”？

[思考]能否用習慣命名法命名該有機物？

CH3CH2CHCH3CH2CH3

依次追問： 如何解決復(fù)雜烷烴的命名問題呢？其核心思想方法如何改變（從習慣命名法中的“整體命名”思想方法演變?yōu)椤胺謩e命名”）？

設(shè)計意圖： 體驗命名法背后必定有一套前人制定的“命名規(guī)則”，知道命名實質(zhì)上就是“命名規(guī)則”的應(yīng)用。

3.2.3 環(huán)節(jié)3： 嘗試給復(fù)雜烷烴的命名制定一套規(guī)則

[討論]你認為若要對下列烷烴命名，應(yīng)該在哪些方面入手制定規(guī)則？

（1）CH3CHCH2CH3CH2CH3

（2）CH3CH2CHCH3CH2CH3

（3）CH3CCH3CH3CH2CH3

（4）CH3CCH3CH3CCH3CH3CH2CH3

[活動]學生自主制定烷烴的命名規(guī)則，說明制定的理由（從思想方法上既然選擇要“分開”命名，必然要選擇主鏈和支鏈。就有主鏈怎么選、支鏈位置怎么定，然后是分別怎么命名、怎么書寫等一系列問題）。

設(shè)計意圖： 讓學生成為“規(guī)則制定者”，創(chuàng)設(shè)提升高階能力的情境，促進學生自主思考，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。讓學生將“自己制定的命名規(guī)則”與“系統(tǒng)命名法規(guī)則”進行對比，讓學生在比較和反思中提升自我評價能力。

3.2.4 環(huán)節(jié)4： 為其他類別有機物命名制定合理規(guī)則

[遷移創(chuàng)造]嘗試對下列有機物進行命名，能否提出烯烴的命名規(guī)則？

（1） CH2CHCH2CH3

（2） CH3CHCHCH3

（3） CH2CHCHCH3CH3

（4） CH2CH—CCH3CH2

設(shè)計意圖： 評價學生對命名思想方法的本原性理解水平，發(fā)揮核心知識關(guān)聯(lián)、遷移的學科認識功能。

本節(jié)內(nèi)容中最值得學習的挑戰(zhàn)性學習活動是引導(dǎo)學生在環(huán)節(jié)2和環(huán)節(jié)3自主發(fā)現(xiàn)并制定習慣命名法和系統(tǒng)命名法的規(guī)則。從思維的認識方式看，前者是“整體”思想方法命名，用“正、異、新”區(qū)分，后者是“分類”思想方法命名，創(chuàng)造性地將“主鏈”與“支鏈”分開命名，是為解決更復(fù)雜有機物的命名問題而創(chuàng)造新方法的自然結(jié)果。兩者緊密聯(lián)系，是認識視角的變化與方法上的繼承與發(fā)展，蘊含創(chuàng)造基因。

另外，根據(jù)學生已有的經(jīng)驗從音譯到意譯，從直接意譯到創(chuàng)造新字意譯（既要會音又要會意），這些教學設(shè)計片段都蘊含著重要的學科思維方式、方法和知識多重屬性，有多重教學育人價值。

3.3 充分挖掘知識的內(nèi)涵，促進知識的結(jié)構(gòu)化

教學中如果教師對知識的形成、內(nèi)涵和局限性等有較全面的理解，就能在教學中清楚地知道如何挖掘知識的內(nèi)涵實質(zhì)及育人功能，促進學生的知識關(guān)聯(lián)、遷移并能作出有實際應(yīng)用的設(shè)計。如本節(jié)課中將教材中的習慣命名法和系統(tǒng)命名法之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，并通過環(huán)節(jié)4的設(shè)計讓學生將烷烴的命名規(guī)則遷移到烯烴的命名規(guī)則中，發(fā)揮認識模型在陌生情境中具有的學科特質(zhì)的思維方式的作用，以發(fā)展學科知識的認識功能價值。

4 結(jié)語

在日常的教學中，有很多類似有機化合物命名的內(nèi)容，看似平淡無奇的教學內(nèi)容的背后隱藏著重要的學科思維和學科特質(zhì)的內(nèi)涵，蘊含著學科的文化底蘊和實踐創(chuàng)新等層面的育人價值。如果教師沒有對知識的本原性問題進行深入理解，學生的學習就停留在表層記憶上，有些結(jié)論隨時間很快遺忘，學習沒有真正發(fā)生，因此，加強教師對學科的理解有十分重要的現(xiàn)實意義。通過本課例，我們對學科理解下的教學設(shè)計有以下幾點思考：

一是要加強對知識及其思維方式進行追根溯源的理解，挖掘?qū)W科思維特質(zhì)。其關(guān)鍵的抓手是知識結(jié)論、規(guī)律是怎么被認知的，要引導(dǎo)學生像學科專家們那樣思考問題，形成學科思維，從而發(fā)展化學學科核心素養(yǎng)。

二是要充分理解知識學習的價值、意義，并通過真實的情境載體予以表達，豐富教師的學科教學思維。教師精心創(chuàng)設(shè)有價值的真實情境線索（主題），凸顯知識的多重屬性，這有利于學生全身心參與，獲得有意義的學習過程，即走向深度學習。

三是要注重知識在復(fù)雜情境中的遷移與應(yīng)用。教學中引導(dǎo)學生在真實復(fù)雜的情境中能關(guān)聯(lián)知識、遷移知識，甚至創(chuàng)造知識，走向真正促進學生成長的學習，走向為思維而教、為素養(yǎng)而學的教學。

參考文獻：

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[3]陳進前. 關(guān)注知識屬性促進深度教學[J]. 中學化學教學參考， 2020， （12）： 1～6.

[4]鄭長龍. 化學學科理解與“素養(yǎng)為本”的化學課堂教學[J]. 課程·教材·教法， 2019， （9）： 120～125.