核心素養(yǎng)視域下的學習進階理論探索
——以“元素周期律”教學為例

甘肅省臨夏中學（731100）張露昀

一、研究背景

學習進階也稱學習進程，是近十幾年才興起的一個重要概念，不同的學者對于學習進階理論的解釋持有不同的觀點。學習進階理論研究的是學生對核心概念的學習進程及理解發(fā)展，而這些都需要通過課程和教學的實踐進行科學的教學評價。學習進階理論具有以下特點：（1）基礎是實證研究，發(fā)現(xiàn)并展現(xiàn)學生學習及發(fā)展的規(guī)律；（2）中心是核心概念，促進學生建構(gòu)和理解科學概念；（3）載體是課程和教學，通過課程設計科學的教學評價。西方學者歸納了學習進階的五個基本組成要素：進階終點、進階變量、成就水平、成就表現(xiàn)、成就測評［1］。

發(fā)展核心素養(yǎng)是落實立德樹人目標的重要措施?；瘜W學科核心素養(yǎng)是高中生學科核心素養(yǎng)的重要組成部分?；瘜W學科核心素養(yǎng)劃分為五個維度及四個層次，越高層級的核心素養(yǎng)其培養(yǎng)目標就越高，且課程標準也著重強調(diào)評價目標的水平階梯［2］。

核心素養(yǎng)發(fā)展的階梯性決定了高中化學教學必須遵循由淺入深、由低級到高級的發(fā)展規(guī)律。而漸進式教學在重視化學學科核心概念的同時又能使課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，這種數(shù)學思維與學習進階理論是一脈相通的，有助于化學學科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標的落實。

作為一門獨立的自然科學，化學包含了許多核心概念。而化學核心概念是化學知識體系中的重要原理性知識，是化學學科的精髓所在，具有統(tǒng)攝的作用。其中，元素周期律能夠深刻地反映化學學科知識的本質(zhì)和內(nèi)涵，是化學學科的主干知識，同時也是高中化學的重要原理，因此被界定為核心概念。本文以高中化學必修2中“元素周期律”這一核心概念的教學為例，引入學習進階理論并探討該理論在高中化學教學中的具體應用及效果，以期獲得一些教學啟發(fā)。

二、“元素周期律”學習進階的構(gòu)建

“元素周期律”作為高中化學中具有規(guī)律性的知識點之一，對學生的思維發(fā)展有著重要的價值和作用?！霸刂芷诼伞钡闹R框架包括原子結(jié)構(gòu)（原子結(jié)構(gòu)示意圖、原子核外電子排布）、元素（核素、同位素）、微粒（電子、質(zhì)子、中子、原子、分子及離子）、元素周期表的結(jié)構(gòu)（周期、族）、元素周期律的內(nèi)容。元素周期表有助于學生了解物質(zhì)結(jié)構(gòu)，分析物質(zhì)性質(zhì)，認識化學反應的本質(zhì)等，同時還可以幫助學生整合化學知識，認識物質(zhì)之間的聯(lián)系與區(qū)別?；谠氐摹拔弧浴獦?gòu)”關系，可避免元素化合物知識雜、亂、散。在學生系統(tǒng)學習化學知識的過程中,元素周期律有著舉足輕重的作用。但在實際教學中，學生很難理解元素周期律的本質(zhì)，不能很好地將元素周期表與元素周期律進行整合，達不到觸類旁通、舉一反三的效果。為此，教師精心地調(diào)整、組織、整合相關的教學資源并適當?shù)剡M行鋪墊，以構(gòu)建“元素周期律”核心概念的學習進階［3］，將零散的元素化合物知識整合在一起，使學生能更好地理解物質(zhì)的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及物質(zhì)的變化規(guī)律，并對物質(zhì)的變化做出合理的解釋。具體地，在宏觀看現(xiàn)象、微觀找本質(zhì)、用化學符號表征的基礎上，學生思考并整理出一般概念。隨著學生頭腦中一般概念的增多，他們開始嘗試學習更高層級的概念，建構(gòu)多個概念之間的聯(lián)系，進而整合得到核心概念。只有厘清一般概念之間的關系，如原子半徑大小、原子核外電子排布、得失電子能力（金屬性、非金屬性），才能從根本上理解“元素周期律”這個核心概念，更好地應用元素周期律來解決化學學習和生產(chǎn)生活實踐中遇到的問題。新課改也提出，要根據(jù)學生在不同學段的學習水平及特點制訂與之相匹配的不斷遞進的教學目標。據(jù)此，構(gòu)建如表1 所示的“元素周期律”的學習進階。

表1 “元素周期律”的學習進階

三、基于學習進階理論的教學思考

學習進階的基本要素及路徑對教師分析各層次學生的思維特點及學生在理解上出現(xiàn)的問題有較大幫助。隨著學習體驗的不斷加深，學生能夠有所感悟，這是良好的核心素養(yǎng)培養(yǎng)基調(diào)。為了能取得更好的教學效果，在基于學習進階理論的“元素周期律”的教學中，教師需要特別關注以下幾個方面。

（一）著眼學生對元素周期表的認識，推進學生對元素周期律的理解

學生本身對元素周期表中各元素所在的族和周期不是很熟悉，因此教師在設計各階段的教學目標時，應基于學生的已有認知水平，著眼學生已知的元素周期表知識，發(fā)現(xiàn)學生的思維層次，再在此基礎上推進其認知發(fā)展。同時，教師為保證教學的連續(xù)性，要不斷加深學生對元素周期律知識的應用，根據(jù)不同層次學生的需求漸進式開展課程學習，以加深學生對元素周期表的認識，強化學生對元素周期律知識的掌握。例如，實驗演示堿金屬元素的性質(zhì)［4］，必要時可視頻輔助，以增強學生對堿金屬元素的金屬性增強規(guī)律的理解，再引導學生總結(jié)堿金屬元素性質(zhì)的相似性及遞變性。接著，加強學生對同族元素（如鹵素）從上往下金屬性增強規(guī)律的理解，并舉一反三。當學生發(fā)現(xiàn)第ⅥA 族元素具有相似的性質(zhì)時，思維又實現(xiàn)了一個進階。整個過程中，學生通過宏觀現(xiàn)象得出微觀本質(zhì)，進而學會用元素周期律的符號進行表征。學生先學會對一般概念進行歸納總結(jié)，再分析概念之間的聯(lián)系，最終凝練得出元素周期律這個核心概念。

（二）優(yōu)化設計并整合各階段的教學內(nèi)容

不同的教材對元素周期律知識的建構(gòu)不同，課程設置遵循“一標多本”。但是，基于核心素養(yǎng)的教學策略的最終目的是一致的，都是幫助學生深入理解和熟練掌握元素周期律，促使學生能夠有效應用元素周期律分析和解決問題。為此，教師需要基于教材編排整合細化各進階的教學內(nèi)容、實驗和習題等。如在演示實驗前，教師先解釋相關原理，并提示學生觀察現(xiàn)象，再引導學生用已有的知識解釋現(xiàn)象，逐步分析并最終得出結(jié)論。學生在教師的引導下逐漸感受到元素周期律與元素周期表的聯(lián)系，并通過對現(xiàn)象的分析與總結(jié)發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，形成新的認知。對學生而言，通過思考總結(jié)，思維又上了一個臺階，學習的自信心得到增強，這對學生學習元素周期律這類比較抽象生澀的內(nèi)容是有很大幫助的。教師還可以讓學生先觀察元素周期表，然后動手將元素周期表繪制出來，使學生熟練掌握元素周期表中單個元素的性質(zhì)以及同周期或者同族的元素的性質(zhì)遞變規(guī)律，學會判斷某些物質(zhì)具有的性質(zhì)，理解反應的實質(zhì)，從而促進學生的認知水平向著更高的水平發(fā)展。

（三）引導學生感受已學元素的性質(zhì)和元素周期律知識間的聯(lián)系

根據(jù)學生認知的發(fā)展過程，教師在明確了為什么要引入元素周期律知識后，應引導學生正確理解元素周期律與堿金屬元素、氮族元素、氧族元素、鹵族元素等各族元素之間的關系，從主族及一、二、三周期元素的性質(zhì)中發(fā)現(xiàn)規(guī)律，掌握元素周期律的規(guī)律性，然后由淺入深地帶領學生掌握元素的某些性質(zhì)（如化合價、半徑大小等）。從特殊到一般的過程，有利于學生感受學習進階過程中每個“階”是如何形成的。另外，針對元素的性質(zhì)及元素周期律，教師應引導學生從典型元素（如第三周期第ⅠA 族的金屬元素鈉）的性質(zhì)［5］入手，分析同族元素（如鉀）或者同周期元素（如鎂）的原子核外電子排布、化合價、半徑等相關數(shù)據(jù)，得出結(jié)論，觸類旁通，掌握知識和規(guī)律并熟練應用，進一步升華分析問題的方法［6］。只有這樣，學生才能整合概念并建立各進階概念間的相互聯(lián)系，形成系統(tǒng)的知識體系；才能真正理解和掌握知識，加強對元素周期律知識的應用。

（四）多次測評以優(yōu)化教學方法

教師估測學生是否達到學習進階上相應學段的預期效果的依據(jù)是，學習進階過程中記錄的各層級的表現(xiàn)結(jié)果，并以此觀察學生處于哪個學習階段及思維發(fā)展層級。這些記錄和觀察的結(jié)果為設計各層級試卷、作業(yè)、練習題等提供了重要依據(jù)。比如，教師可以在每一階段結(jié)束時提出開放性問題：“你對元素周期律是如何理解的？你還可以從哪些角度分析得出元素周期律？”然后根據(jù)學生的回答判斷學生的思維層次，有針對性地查缺補漏，幫助學生深刻理解知識，學會獨立思考和解決問題；或是以多項選擇題的形式，通過提供代表不同“階”的幾個選項［7］讓學生進行選擇，再根據(jù)學生的選擇判斷學生所處的進階層次。教師根據(jù)學生的認知水平及理解層次，不斷改進教學方法，從而達到提升教學、促進學生理解和應用知識的目的，提高學生的理解應用能力。

我國基礎教育課程改革的關鍵是理解與貫徹新的教學理念并促進學生的知識提升和思維發(fā)展，而學習進階理論提供了一種行之有效的方法。它在教學中的實踐應用可使教學設計更加結(jié)構(gòu)化、體系化，在教學內(nèi)容的編排上遵循知識的遞進式發(fā)展結(jié)構(gòu)，由淺到深，從簡單到復雜，不斷深入。本文以建構(gòu)“元素周期律”這一核心概念的學習進階為例，從一般概念、核心概念的發(fā)展層次出發(fā)，創(chuàng)設情境，整合教學資源，最后實現(xiàn)對元素周期律的應用，同時探索了學習進階理論在高中化學教學中的應用。然而，在實際教學中，對各部分“進階”的分界還不夠清楚，情況較為復雜，以致預期效果不能準確反饋。因此，如何構(gòu)建有效的學習進階以增強學生對化學知識的理解，同時提升學生的化學學科核心素養(yǎng)，仍是需要不斷深入探討的課題。