基于化學(xué)學(xué)科能力目標(biāo)的課堂觀察研究

王磊　王星喬　包朝龍

摘要： 以“乳酸為代表物梳理有機(jī)物的一般認(rèn)識思路”為例，借助課堂觀察漸進(jìn)分析模型，基于學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實(shí)踐、遷移創(chuàng)新等化學(xué)學(xué)科能力發(fā)展進(jìn)行課堂觀察，分析能力目標(biāo)的落實(shí)情況，并針對性地給出教學(xué)改進(jìn)建議：（1）準(zhǔn)確把握能力目標(biāo)層次；（2）實(shí)行課堂多元評價(jià)方式；（3）注重課堂展示的分層篩選。

關(guān)鍵詞： 學(xué)科能力； 課堂觀察； 有機(jī)物； 乳酸

文章編號： 10056629（2023）08004006中圖分類號： G633.8文獻(xiàn)標(biāo)識碼： B

學(xué)科能力是學(xué)生面對與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題情境或復(fù)雜的學(xué)術(shù)問題情境時(shí)，認(rèn)識、分析與解決問題所必須具備的能力，是學(xué)科核心素養(yǎng)的重要組成成分。課堂觀察為評測學(xué)科能力發(fā)展是否有效落實(shí)提供了一條路徑。課堂觀察法，是指教師或研究者通過自身的感知器官或者借助有關(guān)輔助工具（如借鑒學(xué)生行為量表、自制觀察表格、采用計(jì)時(shí)器和錄音錄像設(shè)備等），有目標(biāo)、有計(jì)劃地關(guān)注課堂真實(shí)教育教學(xué)情境中的教育問題（現(xiàn)象或行為等），直接或間接地進(jìn)行資料收集、記錄并研判的一種教育科學(xué)研究方法［1］。選取高一有機(jī)化學(xué)復(fù)習(xí)課“以乳酸為例梳理有機(jī)物一般認(rèn)識思路”中的學(xué)科能力目標(biāo)達(dá)成作為觀察內(nèi)容，科學(xué)編制課堂觀察量表，借助觀察數(shù)據(jù)，對教師的課堂教學(xué)進(jìn)行研究分析，指出其優(yōu)點(diǎn)和不足，并針對性地給出教學(xué)改進(jìn)建議。

1 學(xué)科能力目標(biāo)框架建構(gòu)

許多學(xué)者對化學(xué)學(xué)科能力進(jìn)行了界定。如從化學(xué)學(xué)科本質(zhì)出發(fā)，有構(gòu)建符號表征能力、實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α⒛Ｐ退季S能力和定量化能力四核心要素［2］，或從化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)內(nèi)涵和課程目標(biāo)建構(gòu)角度出發(fā)的理解與辨析能力、分析與推測能力、歸納與論證能力、實(shí)驗(yàn)與探究能力四個(gè)方面［3］，其根本出發(fā)點(diǎn)均是學(xué)生思維能力的發(fā)展。以“多維整合學(xué)科能力框架”［4］為理論依據(jù)，預(yù)期“有機(jī)化合物”達(dá)成的學(xué)科能力要素及其水平進(jìn)階如表1所示。

以典型有機(jī)物——乳酸為內(nèi)容載體，將有機(jī)物的成鍵特點(diǎn)、官能團(tuán)、性質(zhì)、反應(yīng)類型等依循知識之間的內(nèi)在邏輯進(jìn)行重整，開展學(xué)考綜合性復(fù)習(xí)。本節(jié)課分為四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)：一是“確定乳酸分子式”，以實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)形式推算乳酸分子式，重點(diǎn)提升學(xué)生的概念認(rèn)知和簡單的計(jì)算能力；二是“推測乳酸的結(jié)構(gòu)”，借導(dǎo)學(xué)案回憶常見烴的含氧衍生物性質(zhì)，并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案推測乳酸結(jié)構(gòu)，學(xué)生進(jìn)行分組實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜測，意在促進(jìn)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與操作能力提升；三是“利用官能團(tuán)性質(zhì)反證乳酸結(jié)構(gòu)”，以分子間形成六元環(huán)為背景信息，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步明確乳酸結(jié)構(gòu)，重在培養(yǎng)學(xué)生的發(fā)散性思維；四是“借助乳酸合成完善官能團(tuán)轉(zhuǎn)化”，由教師給出發(fā)酵法、合成法等文獻(xiàn)信息，通過討論高分子材料對環(huán)境的重要意義以及書寫化學(xué)方程式，完善官能團(tuán)轉(zhuǎn)化的知識結(jié)構(gòu)，提高分析問題和解決問題的能力。由四個(gè)教學(xué)環(huán)節(jié)構(gòu)建起“有機(jī)物的一般認(rèn)識思路”，從而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的發(fā)展。課堂教學(xué)基本流程設(shè)計(jì)如圖1所示。

2 課堂觀察

學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)行為反映了學(xué)科能力的運(yùn)用及發(fā)展?fàn)顩r，通過對學(xué)生學(xué)習(xí)行為的觀察，了解能力目標(biāo)達(dá)成的情況。根據(jù)課堂觀察漸進(jìn)分析模型［5］，一次完整的課堂觀察可包括觀察前準(zhǔn)備、課堂聽課、評課與改進(jìn)三個(gè)漸進(jìn)階段。

2.1 觀察前準(zhǔn)備

觀察者在課前先傾聽執(zhí)教者C老師介紹課程標(biāo)準(zhǔn)對本節(jié)課的要求以及學(xué)業(yè)要求、教學(xué)目標(biāo)及相應(yīng)的學(xué)科能力目標(biāo)，并與組內(nèi)教師多次探討能反映學(xué)科能力目標(biāo)達(dá)成的觀察維度、評價(jià)指標(biāo)等方面，進(jìn)行反復(fù)修改，編制了基于學(xué)生課堂學(xué)習(xí)行為的觀察量表，明確學(xué)科能力目標(biāo)達(dá)成分為三個(gè)等級（A等級為達(dá)成，B等級為基本達(dá)成，C等級為未達(dá)成）。

為了快速有效地記錄課堂上學(xué)生的學(xué)習(xí)行為和教師的教學(xué)行為，將某些預(yù)期行為事先記入觀察量表，并設(shè)計(jì)一些簡明符號反映多樣的課堂行為，如：♀和♂分別代表提問對象為女生和男生；“全”代表提問面向全體，且全班大部分都有回答，“散”代表提問面向全體，零散地有人回答；√代表回答完全正確，√代表回答不完整或有偏差，×代表回答完全錯(cuò)誤；T表示教師行為，并具體細(xì)分為T幫答、T追問、T評價(jià)等。觀察者提前10分鐘進(jìn)入課堂，選擇合適位置架設(shè)錄像設(shè)備，做好觀察準(zhǔn)備。

2.2 課堂聽課

觀察者隨帶錄音筆、觀察量表等工具進(jìn)入課堂，緊跟授課教師進(jìn)度，詳細(xì)記錄教師教學(xué)行為、提問次數(shù)、學(xué)生回答方式、準(zhǔn)確度、候答時(shí)間、教師評價(jià)方式、課堂參與度等，并進(jìn)行適當(dāng)描述。課堂觀察量化數(shù)據(jù)與質(zhì)性描述是進(jìn)行科學(xué)分析與評價(jià)的依據(jù)。本次選擇課堂教學(xué)“環(huán)節(jié)二：推測乳酸的結(jié)構(gòu)”片段作為觀察結(jié)果的例子，以示意觀察記錄方法，如表2所示。

通過觀察、記錄，得到本節(jié)課課堂觀察結(jié)果，如表3所示。C教師在教學(xué)中共設(shè)置12個(gè)任務(wù)，并根據(jù)難易程度進(jìn)行不同的時(shí)間安排。任務(wù)5為設(shè)計(jì)和實(shí)施實(shí)驗(yàn)，分配占教學(xué)時(shí)長的1/4，意在讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究過程；任務(wù)8和任務(wù)12建立在陌生的信息上，教學(xué)時(shí)間比重突出，重在促進(jìn)學(xué)生提取、處理信息的能力以及系統(tǒng)思維的提升?？傮w觀之，教學(xué)的重難點(diǎn)與時(shí)間的安排相匹配。在教學(xué)實(shí)施中，C教師采用導(dǎo)學(xué)案投屏展示的方式進(jìn)行過程性評價(jià)。所選用的案例共計(jì)8則，其中7則完全正確，1則半對半錯(cuò)，且據(jù)課后與C教師交流及課堂觀察，8位均為化學(xué)素養(yǎng)突出、成績中偏上學(xué)生，對化學(xué)學(xué)習(xí)具有濃厚興趣。C教師在教學(xué)中進(jìn)行9次面向全體的提問，問題指向清晰明確，整體難度層次分明，并以理答、候答、幫答方式反饋。學(xué)生在面對不同的提問時(shí)，多以散答形式回應(yīng)，觀點(diǎn)多有分歧。在14個(gè)獨(dú)立應(yīng)答的學(xué)生中，有多達(dá)10個(gè)學(xué)生表達(dá)流利、思路清晰、邏輯嚴(yán)謹(jǐn)，體現(xiàn)了優(yōu)秀的學(xué)習(xí)品質(zhì)。除以上教學(xué)行為外，C教師安排4次集體書寫，所呈現(xiàn)的答案內(nèi)容展露出不同程度的思維漏洞。隨著課堂縱深推進(jìn)，知識關(guān)聯(lián)度、綜合度的增加，學(xué)生的注意力由專注集中逐漸轉(zhuǎn)向渙散游離。

2.3 評課與改進(jìn)

完成本堂課教學(xué)內(nèi)容后，C教師進(jìn)行反思與陳述，W教師圍繞學(xué)科能力目標(biāo)的達(dá)成進(jìn)行評價(jià)。

2.3.1 C教師的反思與陳述

課前先下發(fā)導(dǎo)學(xué)案，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行預(yù)習(xí)，再回收進(jìn)行批閱，進(jìn)一步診斷學(xué)生的知識基礎(chǔ)以及能力水平，有針對性地在課堂上設(shè)問、對話和指導(dǎo)。課中發(fā)現(xiàn)，學(xué)生對于陌生信息的獲取與加工存在一定程度的困難，尚未完善建立“結(jié)構(gòu)性質(zhì)用途”的認(rèn)識視角且知識遷移應(yīng)用能力較為薄弱，尤其是面對復(fù)雜情境時(shí)思維無序、邏輯混亂。在后續(xù)教學(xué)中，仍需增強(qiáng)相關(guān)能力訓(xùn)練。

2.3.2 W教師的分析與評價(jià)

本節(jié)公開課基于課堂觀察漸進(jìn)分析模型，從教師的教學(xué)行為、學(xué)生的學(xué)習(xí)狀態(tài)、環(huán)節(jié)時(shí)間、學(xué)生的課堂參與度以及學(xué)生觀點(diǎn)幾個(gè)觀察視角對課堂教學(xué)進(jìn)行觀察和記錄。上課時(shí)長共計(jì)41′43″，依據(jù)觀察量表可看出，在17個(gè)能力目標(biāo)中C教師共得到7個(gè)A等級、7個(gè)B等級、3個(gè)C等級，能力目標(biāo)達(dá)成度總體表現(xiàn)為中等層次。

2.3.2.1 學(xué)習(xí)理解能力層面

據(jù)觀察結(jié)果統(tǒng)計(jì)，辨識記憶能力達(dá)標(biāo)情況為：4A；概括關(guān)聯(lián)能力達(dá)標(biāo)情況為：1A+1B+1C；說明論證能力達(dá)標(biāo)為：1A+2B。C教師以導(dǎo)學(xué)案為媒介，讓學(xué)生提前預(yù)習(xí)內(nèi)容，并采取回收、批改、統(tǒng)計(jì)導(dǎo)學(xué)案方式，掌握學(xué)生學(xué)習(xí)情況。學(xué)生在填寫導(dǎo)學(xué)案時(shí)，或憑借知識經(jīng)驗(yàn)，或參閱教材信息，所呈現(xiàn)的導(dǎo)學(xué)案內(nèi)容基本正確，因而對辨識記憶能力的達(dá)標(biāo)表現(xiàn)出較高的水平。當(dāng)面對任務(wù)8中利用已知信息佐證乳酸結(jié)構(gòu)的正確性及任務(wù)12中根據(jù)信息提示設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)化路線時(shí)，學(xué)生群體表現(xiàn)為“沉默”，反應(yīng)遲鈍，教學(xué)停留時(shí)間較長。由此表明，學(xué)生在面對陌生信息、真實(shí)情境時(shí)，提取關(guān)鍵信息、處理信息的能力較薄弱，顯示出學(xué)生概括關(guān)聯(lián)等較高層次的能力有待提高。學(xué)生群體在匯報(bào)實(shí)驗(yàn)結(jié)果和說明的環(huán)節(jié)表現(xiàn)較為活躍，隨機(jī)點(diǎn)名提問的5位學(xué)生（2男3女）均能如實(shí)描述現(xiàn)象，且能準(zhǔn)確判斷特定的含氧基團(tuán)（醛基、羥基、羧基）的存在與否。該環(huán)節(jié)陳述精彩，表明學(xué)生具備一定的論證說明能力。

2.3.2.2 應(yīng)用實(shí)踐能力層面

由數(shù)據(jù)反饋，分析解釋能力達(dá)標(biāo)情況為：1B；推論預(yù)測能力達(dá)標(biāo)情況為：1A+1B；簡單設(shè)計(jì)能力達(dá)標(biāo)情況為：1B+1C。在環(huán)節(jié)一的任務(wù)2中，據(jù)回收的導(dǎo)學(xué)案統(tǒng)計(jì)分析，有41/47能正確推導(dǎo)出乳酸的分子式為C3H6O3。從卷面來看，多數(shù)學(xué)生思路清晰，推理嚴(yán)謹(jǐn)，在隨機(jī)選擇的一份導(dǎo)學(xué)案中，學(xué)生計(jì)算絲毫無誤，凸顯出較強(qiáng)的推論計(jì)算能力。教師在環(huán)節(jié)二中安排實(shí)驗(yàn)探究，要求學(xué)生思考和設(shè)計(jì)方案，以事實(shí)佐證推斷，主要考察學(xué)生的應(yīng)用探究能力。在任務(wù)5：乳酸中含氧官能團(tuán)的確定中設(shè)置了三個(gè)問題，對于第①問：羥基存在與否證明，先由第一位男生回答，但觀點(diǎn)不全，再由第二位男生補(bǔ)充，觀點(diǎn)完善。針對第②問：醛基存在如何證明，一男生主動(dòng)舉手，思路清晰，思維嚴(yán)密。當(dāng)C教師拋出第③問：何以證明酯基的存在，學(xué)生反應(yīng)遲緩，最后在教師的提示和幫助下明晰回答。由此可知，學(xué)生簡單設(shè)計(jì)能力已經(jīng)初步具備，但需借助外力引導(dǎo)。在后續(xù)開展實(shí)驗(yàn)過程中，學(xué)生普遍手忙腳亂，現(xiàn)象描述與官能團(tuán)特征匹配不當(dāng)，分析解釋能力有待提高。綜合來看，該環(huán)節(jié)教師留給學(xué)生思考時(shí)間不夠充分，幫答或代答形式對于檢驗(yàn)、提升學(xué)生設(shè)計(jì)能力有所弱化。而在結(jié)合已知信息設(shè)計(jì)制乳酸環(huán)節(jié)，教師提出挑戰(zhàn)性任務(wù)，學(xué)生總體表現(xiàn)為無從下手，最后挑選出一位合成路線較理想的男生的導(dǎo)學(xué)案進(jìn)行投屏分享，在C教師引導(dǎo)評價(jià)下大多順利完成合成。當(dāng)定性判斷出乳酸所含的含氧官能團(tuán)后，教師提供定量信息，進(jìn)一步明確乳酸結(jié)構(gòu)。在定性探究后，由于有了初步推論，學(xué)生表現(xiàn)出明顯的自信，在短時(shí)間內(nèi)得出了結(jié)論。抽查到的某男生回答流利，觀點(diǎn)正確，說明學(xué)生的推論預(yù)測能力獲得了一定的發(fā)展。

2.3.2.3 遷移創(chuàng)新能力層面

統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，復(fù)雜推理能力達(dá)標(biāo)情況為：1B+1C。在環(huán)節(jié)四任務(wù)9中，教師以圖片的形式例舉聚乳酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，學(xué)生感受領(lǐng)會，表現(xiàn)出濃厚的學(xué)習(xí)興趣。該部分教學(xué)時(shí)間安排簡短，節(jié)奏比較匆忙，學(xué)生對聚乳酸的廣泛應(yīng)用僅有初步的了解。在隨后的任務(wù)11中，教師提示學(xué)生從物質(zhì)循環(huán)的角度分析高分子材料對環(huán)境的重要意義后，一位男生不假思索地回答“降解”二字，此時(shí)教師并未回應(yīng)，快速提問另一位女生并在過程中完善循環(huán)路線，最后以“綠色化學(xué)”作簡單點(diǎn)評后收場。該部分教學(xué)內(nèi)容的處理表明教師對于發(fā)展復(fù)雜推理能力方面挖掘得還不深，弱化了對遷移創(chuàng)新能力的拓展和培養(yǎng)。

3 促進(jìn)化學(xué)學(xué)科能力發(fā)展的教學(xué)改進(jìn)建議

3.1 準(zhǔn)確把握能力目標(biāo)層次

教師對于能力目標(biāo)層次的準(zhǔn)確理解直接影響教學(xué)內(nèi)容的選取、組織及呈現(xiàn)。C教師由于對于能力要素的關(guān)注及理解存在一定偏差，在教學(xué)實(shí)施中側(cè)重程度也表現(xiàn)出明顯不同。如任務(wù)9的解決，本應(yīng)是由“學(xué)生從環(huán)境、材料等角度分析、評價(jià)實(shí)際問題”進(jìn)行回答，而教師理解不到位，將目標(biāo)層次降為“了解聚乳酸在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用”，僅采取觀賞圖片等通識類知識教學(xué)的手段，引導(dǎo)學(xué)生感受領(lǐng)會聚乳酸的應(yīng)用。為與能力目標(biāo)層次相匹配，教師在教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)先以信息提示的方式告知學(xué)生“聚乳酸具有生物相容性、可降解性、耐熱性、光澤度好等特點(diǎn)”，組織學(xué)生圍繞特性討論聚乳酸的用途，并以實(shí)際應(yīng)用輔助佐證其猜測，深化復(fù)雜推理能力的培養(yǎng)。為有效促進(jìn)學(xué)生學(xué)科能力的發(fā)展，教師應(yīng)通過深入研讀課標(biāo)、與同仁相互交流等方式準(zhǔn)確把握目標(biāo)層次，進(jìn)而合理組織教學(xué)內(nèi)容。

3.2 實(shí)行課堂多元評價(jià)方式

課堂評價(jià)是化學(xué)教學(xué)不可或缺的重要組成部分，是實(shí)施“教、學(xué)、評”一致性的重要鏈條。據(jù)統(tǒng)計(jì)，本節(jié)課前后共有8次進(jìn)行導(dǎo)學(xué)案的展示，但C教師無一例外地以自身作為評價(jià)主體，忽視了學(xué)生自評、他評等重要形式。如設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案環(huán)節(jié)，當(dāng)學(xué)生表述不完整時(shí)，C教師應(yīng)暗示學(xué)生：“大家覺得他的方案是否合理？一起評價(jià)下……”，而不是直接點(diǎn)名提問。又如任務(wù)12，C教師呈現(xiàn)學(xué)生導(dǎo)學(xué)案上的合成路線時(shí)，對于不完整的設(shè)計(jì)方案可先邀請本人分享，后給出恰當(dāng)提示，再作提問：“你覺得剛才的設(shè)計(jì)是否合理？”可見，課堂評價(jià)作為抵達(dá)能力目標(biāo)的最后一步臺階，其重要性不言而喻。

3.3 注重課堂展示的分層篩選

從課堂觀察記錄來看，不管是導(dǎo)學(xué)案展示，還是提問對話，課堂展示的同質(zhì)化表現(xiàn)較為明顯。如C教師所選擇的導(dǎo)學(xué)案展示對象，部分是自主舉手，多數(shù)為教師有意點(diǎn)名，其能力水平、知識基礎(chǔ)均位于班級中上層次，卻忽視了學(xué)習(xí)基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生，直接導(dǎo)致課堂教學(xué)面對的是部分學(xué)生而非全體學(xué)生，進(jìn)而影響到反映能力目標(biāo)達(dá)成的實(shí)際情況。要監(jiān)測學(xué)生能力目標(biāo)落實(shí)情況，應(yīng)有意識地分層篩選不同層次的學(xué)生，了解其掌握情況，由此所得到的數(shù)據(jù)豐富真實(shí)、科學(xué)有效，才更有利于綜合評判。

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*浙江省教育科學(xué)規(guī)劃課題“學(xué)科能力導(dǎo)向下普通高中教學(xué)改進(jìn)研究”（課題編號：2023SC162）研究成果。