高中化學(xué)情境式教學(xué)設(shè)計探究

武曉燕，張華榮，袁東霞，王永利

(1.河北北方學(xué)院 理學(xué)院，河北 張家口 075000；2.張家口市第十中學(xué) 化學(xué)組，河北 張家口 075000；3.張家口市教育科學(xué)研究所 高中化學(xué)教研組，河北 張家口 075000;4.肇慶學(xué)院 環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，廣東 肇慶 526061)

化學(xué)課堂教學(xué)是達成化學(xué)課程教學(xué)目標(biāo)和落實化學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容的重要途徑。課堂教學(xué)設(shè)計可以提前計劃課堂教學(xué)內(nèi)容，預(yù)設(shè)學(xué)生行為并設(shè)計教學(xué)路線，從而提高課堂教學(xué)效率，完成以核心素養(yǎng)為本的教學(xué)目標(biāo)，使整個課堂教學(xué)過程高效且有序[1-2]。情境式課堂教學(xué)能提高課堂教學(xué)效率，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，符合普通高中《化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版)》的要求。下文將從建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論出發(fā)，依據(jù)情境創(chuàng)設(shè)的原則，從不同角度對情境創(chuàng)設(shè)展開研究。

一、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論概述

建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論認為，知識不是通過教師傳授得到的，而是學(xué)習(xí)者在一定情境下，借助他人的幫助并利用必要的學(xué)習(xí)資料，通過意義建構(gòu)的方式獲得的[3]。當(dāng)代建構(gòu)主義者詳細闡述教師的教與學(xué)生的學(xué)，強調(diào)學(xué)習(xí)的主動性、社會性和情境性，對學(xué)習(xí)和教學(xué)提出了許多新的見解。建構(gòu)主義理論認為，教學(xué)不只是簡單地傳遞知識，而是要將知識通過一定方式內(nèi)化為學(xué)生自己的理解。這就要求教師在授課之前了解學(xué)生的知識儲備，在此基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)恰當(dāng)?shù)慕虒W(xué)情境，利用必要的學(xué)習(xí)資料引導(dǎo)和幫助學(xué)生在原有知識基礎(chǔ)上獲得新知識，并建構(gòu)新的知識體系。建構(gòu)主義理論強調(diào)教學(xué)過程要以學(xué)生為中心，教學(xué)的最終目的是讓學(xué)生掌握知識和運用知識。因此，所有的教學(xué)活動都是為實現(xiàn)這一目的作準(zhǔn)備。通過教學(xué)活動，學(xué)生將教師提供的知識進行加工、整理、轉(zhuǎn)化和重新建構(gòu)，最終形成自己可接受的知識體系，并在以后的生活和學(xué)習(xí)中加以應(yīng)用。

建構(gòu)主義理論認為，理想的學(xué)習(xí)環(huán)境應(yīng)當(dāng)包括情境、協(xié)作、交流和意義建構(gòu)4個部分。情境創(chuàng)設(shè)為學(xué)生提供實際生產(chǎn)生活中的場景，讓學(xué)生在親身經(jīng)歷中發(fā)現(xiàn)問題，在解決問題的過程中與他人協(xié)作和交流，并提出個人意見。通過多次反饋完善自己的思路和方法，最終解決問題，建構(gòu)起新的知識體系。

二、化學(xué)課堂情境創(chuàng)設(shè)的原則

情境創(chuàng)設(shè)可以從社會熱點、生活事件、化學(xué)史料和科技前沿等方面入手，這些生動有趣的素材為課堂增添了趣味性和科學(xué)性。然而，創(chuàng)設(shè)情境并不完全等同于情景教學(xué)，而要注意具有有序性和完整性。因此，創(chuàng)設(shè)情境要遵循以下幾個原則。

(一)適應(yīng)性原則

創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境的主要目的是為了更好更有效地完成教學(xué)目標(biāo)。在情境創(chuàng)設(shè)時，教師要充分考慮學(xué)生所處年齡段的性格特點、認知水平、生活經(jīng)驗以及他們對社會生活的了解狀況，衡量他們是否可以通過情境的創(chuàng)設(shè)將理論知識遷移到實際情境中，并將理論知識進行擴展和升華，進而靈活運用到實際情境中去解決問題。此外，情境創(chuàng)設(shè)還要考慮到教材內(nèi)容的特點，不同的教學(xué)內(nèi)容適合不同的教學(xué)情境。因此，教師要將不同的教材內(nèi)容蘊含到不同的教學(xué)情境中，找到適當(dāng)?shù)那腥朦c，如探究實驗情景、化學(xué)史料情境、科技前沿情境和生活實例情境等。情境的創(chuàng)設(shè)還要符合國家教育方針，能引導(dǎo)學(xué)生體會化學(xué)在生產(chǎn)生活中的意義、價值以及對人類所作的貢獻，在遇到與化學(xué)有關(guān)的社會問題時能夠積極應(yīng)對。

(二)科學(xué)性原則

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學(xué)科，要通過實驗獲得化學(xué)物質(zhì)的各種性質(zhì)，并依據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)探知物質(zhì)的用途。因此，在情境創(chuàng)設(shè)過程中，教師必須尊重化學(xué)的科學(xué)性、邏輯性與嚴(yán)謹性，從宏觀辨識到微觀探析，掌握物質(zhì)變化規(guī)律。教師要幫助學(xué)生在實驗中學(xué)習(xí)化學(xué)的思維方法，建構(gòu)完善的化學(xué)知識體系，引導(dǎo)學(xué)生利用所掌握的化學(xué)知識科學(xué)合理地解決生產(chǎn)和生活中的實際問題。

(三)趣味性原則

好奇心是興趣的源頭，恰當(dāng)?shù)那榫硠?chuàng)設(shè)可以有效地激發(fā)學(xué)生的好奇心，并在好奇心的驅(qū)使下展開對問題的探究。學(xué)生在探究中會發(fā)現(xiàn)已有的知識與經(jīng)驗不足以解決問題，從而產(chǎn)生認知沖突，繼而自發(fā)地進行知識遷移，建構(gòu)新知識體系，最終解決問題，達成教學(xué)目標(biāo)[4]。因此，要利用學(xué)生感興趣的事物作為情境創(chuàng)設(shè)的切入點，以充分發(fā)揮情境創(chuàng)設(shè)在教學(xué)中的重要作用，而化學(xué)實驗是激發(fā)學(xué)生興趣的最佳手段，如教師在課前展示“玻璃棒點火”小魔術(shù)、“噴泉實驗”和“濃硫酸與蔗糖反應(yīng)的實驗”等，可以充分調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

(四)評價性原則

化學(xué)課堂教學(xué)是落實化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)培養(yǎng)目標(biāo)的手段，“教-學(xué)-評”一體化是培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的有效途徑。化學(xué)課堂教學(xué)在明確教學(xué)目標(biāo)的前提下創(chuàng)設(shè)以教學(xué)評價為指向的問題情境，學(xué)生在解決問題的過程中會發(fā)現(xiàn)原有知識不能滿足自身需求，在迫切需要解決問題的情況下，學(xué)生會認真聆聽老師對新知識的講解，并將新舊知識融合建構(gòu)成新的知識體系。學(xué)生在教師的引導(dǎo)下將獲得的知識遷移至解決問題的實際情境中，通過與同學(xué)的合作和交流最終解決問題。在這一過程中，要設(shè)計科學(xué)合理的評價體系，觀察學(xué)生在完成任務(wù)中的表現(xiàn)，并據(jù)此來評價學(xué)生的學(xué)業(yè)表現(xiàn)水平和化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)水平。

三、化學(xué)課堂情境教學(xué)設(shè)計

在高中化學(xué)實際教學(xué)中，基于不同教學(xué)內(nèi)容的特點創(chuàng)設(shè)不同的教學(xué)情境，可以有效提高課堂教學(xué)效果。

(一)基于實驗探究的情境教學(xué)設(shè)計

化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，學(xué)生在實驗過程中學(xué)習(xí)以科學(xué)的思維方式進行思考，并在以后的生產(chǎn)和生活實踐中運用所學(xué)知識解決實際問題。實驗是對科學(xué)研究的情境再現(xiàn)，在教學(xué)情境設(shè)計時要依據(jù)學(xué)生的認知水平，由易到難，由簡到繁，由表及里，讓學(xué)生從宏觀現(xiàn)象進入微觀辨析。如在元素周期律的學(xué)習(xí)過程中，通過實驗將鈉、鎂和鋁的性質(zhì)進行直觀對比，這不僅滿足了學(xué)生的好奇心，還使學(xué)生通過實驗現(xiàn)象看到事物的本質(zhì)，進而對物質(zhì)有更深入的了解。再如通過實驗讓學(xué)生觀察金屬遇水或酸產(chǎn)生的不同反應(yīng)，思考產(chǎn)生不同反應(yīng)的原因，進而帶著疑問進行學(xué)習(xí)，最終牢固掌握元素的性質(zhì)遞變規(guī)律及元素周期律。利用化學(xué)實驗為真實情境，可促進學(xué)生學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變和創(chuàng)新思維的發(fā)展，學(xué)生不再死記硬背課本給出的結(jié)果，而是逐漸養(yǎng)成獨立思考問題的能力。

(二)基于解決實際問題的情境教學(xué)設(shè)計

在現(xiàn)實生活中，到處可以看到化學(xué)現(xiàn)象和化學(xué)變化。將生活中的化學(xué)實際問題引入課堂教學(xué)，以解決實際問題為教學(xué)目標(biāo)，使學(xué)生投身于真實情境中，能激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣。如從潔廁靈與84消毒液不能同時使用這一生活常識入手，可探究次氯酸的強氧化性；從垃圾分類的真實情境中可體會物質(zhì)分類的重要性等。學(xué)生在這種真實的情感體驗下會對化學(xué)產(chǎn)生濃厚的學(xué)習(xí)興趣，問題得到解決后會獲得前所未有的滿足感和成就感，社會責(zé)任感和榮譽感增強。

(三)促進概念理解和轉(zhuǎn)變的情境教學(xué)設(shè)計

建構(gòu)主義理論認為，學(xué)習(xí)者將帶著“前概念”進入后續(xù)的學(xué)習(xí)中，而“前概念”會直接影響學(xué)習(xí)效果。初中某些化學(xué)概念在學(xué)生化學(xué)知識有限的前提下具有一定的局限性，高中化學(xué)教學(xué)要對這類概念作進一步闡釋。但在學(xué)生的認識觀念中，這些知識具有頑固性。要讓學(xué)生對“新概念”準(zhǔn)確理解，教師就要在教學(xué)中既提出有針對性的反例讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)“前概念”的不足之處，又要引導(dǎo)學(xué)生理解“新概念”的合理性，有效實現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)化[5]。如以“氫氣在氯氣中燃燒”的實驗為真實情境，幫助學(xué)生重新建構(gòu)對“燃燒”這一概念的理解；從化合價升、降和電子的得、失角度探究“氧化還原反應(yīng)”的規(guī)律，幫助學(xué)生重新建構(gòu)“氧化還原反應(yīng)”的概念，理解“氧化還原反應(yīng)”的本質(zhì)。這樣的課堂情境教學(xué)有利于幫助學(xué)生找到初高中相關(guān)化學(xué)概念的內(nèi)在聯(lián)系，在自己既有知識經(jīng)驗的基礎(chǔ)上實現(xiàn)概念的轉(zhuǎn)變，并將其延伸拓展成新的知識體系，進而建立完善的認知結(jié)構(gòu)。

(四)促進觀念建構(gòu)和認識發(fā)展的情境教學(xué)設(shè)計

宋心琦談道：“中學(xué)化學(xué)教學(xué)能夠使學(xué)生受益的不是化學(xué)專業(yè)知識，而是影響他們世界觀、人生觀和價值觀的化學(xué)思想觀念。學(xué)生能牢固地、準(zhǔn)確地，哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念，應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)?！比魏我婚T學(xué)科的知識體系都是由事實性知識、理論原理性知識和學(xué)科觀念性知識構(gòu)成的，而學(xué)科觀念是學(xué)生應(yīng)對復(fù)雜的不可預(yù)測的問題時所必需的學(xué)科知識與技能的核心所在[6]。促進觀念建構(gòu)和認知發(fā)展可培養(yǎng)學(xué)生未來融入社會所需要的正確價值觀念、必備品格和關(guān)鍵能力。如以在汽車尾氣系統(tǒng)中安裝催化轉(zhuǎn)化器為教學(xué)情境，可探究CO與NO在催化劑作用下發(fā)生的氧化還原反應(yīng)；從酸雨治理這一情境中可分析化學(xué)在開發(fā)利用自然資源、促進科技發(fā)展和環(huán)境保護中的作用，認識到化學(xué)對社會可持續(xù)發(fā)展作出的貢獻，關(guān)注化學(xué)產(chǎn)品和技術(shù)對人類發(fā)展的重要性。在情境課堂教學(xué)設(shè)計中，將新課標(biāo)要求融入課堂教學(xué)情境中，有助于學(xué)生形成系統(tǒng)的知識框架與正確的世界觀、人生觀和價值觀，進而落實化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)在中學(xué)化學(xué)教學(xué)中的培養(yǎng)要求。

綜上所述，在化學(xué)課堂教學(xué)中根據(jù)不同的教學(xué)內(nèi)容采用不同的教學(xué)方式，依據(jù)不同原則創(chuàng)設(shè)真實而有意義的化學(xué)學(xué)習(xí)情境，可以轉(zhuǎn)變學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)方式，促進學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的達成。化學(xué)課堂情境創(chuàng)設(shè)實現(xiàn)了化學(xué)教學(xué)的本原回歸，也符合培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的現(xiàn)實要求。