“化學平衡影響因素”的教學邏輯研究

常明 邵川華

摘要： 教學邏輯作為教師教學理性的集中體現(xiàn)，是教師有計劃地組織課堂教學、開展教學活動的實然表現(xiàn)。以36篇主題為“化學平衡影響因素”的課例論文為研究對象，利用內容分析法整理歸納出該主題三種主要的教學邏輯類型，主要包括“概念闡釋型”“歸納概括型”“方法遷移型”；并從教學價值把握、教學情境創(chuàng)設、教學邏輯取向三方面對其進行了評述，以反思“化學平衡影響因素”主題教學研究的發(fā)展及其局限。

關鍵詞： 教學邏輯； 教學設計； 化學反應平衡； 影響因素

文章編號： 1005-6629（2023）09-0013-07???中圖分類號： G633.8???文獻標識碼： B

課堂教學的有效與否取決于教學邏輯的清晰與合理［1］。教學邏輯是對教學目標、內容、活動及評價等內在關系和基本規(guī)律的客觀認識，是教學理性的集中體現(xiàn)。以真實的課堂教學案例作為研究對象構建具體內容的教學邏輯，是深度研究課堂教學、提升教學效能、促進教師專業(yè)成長的有效路徑［2］。

選擇性必修中“化學平衡影響因素”主題是高中化學教學過程中的重點與難點之一。相較于必修階段強調學生根據(jù)已有經(jīng)驗，初步認識化學平衡及其影響因素，選擇性必修部分要求學生能夠理解外界條件對化學平衡的影響，并能從定性定量相結合的角度描述、判斷化學反應限度與平衡移動的方向［3］，這對學生的微粒觀、守恒觀、平衡觀都提出了比較高的要求?；瘜W平衡一直是化學教學研究中的熱點主題，研究成果也呈現(xiàn)出上升態(tài)勢?？v觀“化學平衡影響因素”的教學研究，其研究角度略有不同，有的學者探討教學情境的選取與呈現(xiàn)，有的學者聚焦教學模式的分析，有的學者關注創(chuàng)新實驗的開發(fā)利用，眾多學者盡管切入點各不相同，但均圍繞“化學平衡影響因素”這一主題開展教學，其教學目標也都指向發(fā)展學生化學學科核心素養(yǎng)［4］。因此在教學設計與實施的過程中，面對同樣聚焦“化學平衡”這一靜態(tài)的學科知識，不同教師在組織、實施教學活動的風格與方式各不相同，這是源于不同教師對該部分內容的理解與編排的教學邏輯有所差異。

因此通過對不同教師的“化學平衡影響因素”教學邏輯的分析與評述，能夠更深刻地探討化學平衡影響因素教學研究的發(fā)展與變化趨勢，與此同時也能夠成為指導一線教學教師設計教學活動、開展教學實踐的有效途徑。

1? 理論依據(jù)

在課堂教學的過程中，教師對相應的學科知識加以組織編排并通過特定的教學活動將其傳授給學生，這一過程遵循的實踐原則即是教學邏輯的體現(xiàn)。與教學思路相比，教學邏輯不僅包含了宏觀層面的教學活動與內容之間的順序，還涉及微觀層面教學活動與內容之間組織的合理性與邏輯性，具體指向教學活動是否符合學生認識規(guī)律，教學內容是否契合學科知識結構，因此對課堂教學邏輯的深入剖析可以有效幫助我們認識高效課堂的組織方式與表現(xiàn)特征。

朱德全認為教學邏輯是教學系統(tǒng)中主客體關系的動態(tài)轉化邏輯，并整合知識邏輯、教授邏輯、學習邏輯與認知邏輯這四個相互影響的邏輯關系構建了課堂教學系統(tǒng)網(wǎng)絡［5］。鄭長龍基于課堂教學“內容、學生、教師”三個要素提出了課堂教學邏輯的靜態(tài)結構［6］。

綜合上述分析，本文認為教學邏輯側重教師在教學過程中具體教學行為的思路與線索，且是教師有目的地開展教學活動的實然表現(xiàn)。教學邏輯受學科知識邏輯與學生認知邏輯的影響。學科知識邏輯是教師教學邏輯的起點，教師需要根據(jù)課標要求以及知識結構進行備課，并根據(jù)學生已有知識以及生活經(jīng)驗，采用合適的方式開展教學活動（見圖1）。

2? 研究對象

從文獻研究人手，梳理該主題下課例研究的進展，以中國知網(wǎng)全文數(shù)據(jù)庫為檢索源，以“平衡移動影響因素”或“勒夏特列”為檢索詞，選擇“全文”進行檢索，時間限定為2013年1月至2023年4月。為提高文獻的參考價值，僅選取《化學教學》《化學教育》和《中學化學教學參考》三本化學教育領域內影響力較高的期刊。對檢索結果進行鑒別、篩選后共得文獻36篇（如表1所示），作為研究樣本。

從表1數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，“化學平衡影響因素”課例研究的年發(fā)文數(shù)量總體呈現(xiàn)上升趨勢。根據(jù)文獻側重的不同領域進一步細分，可分為“教學情境的創(chuàng)新”“核心素養(yǎng)的聚焦”“教學理論的實踐”“技術手段的融入”四個研究領域。部分文獻由于同時涉及多個領域，在劃分研究領域的過程中，根據(jù)文章論述的重心加以明確，具體分布如表2所示。

3? 研究方法本研究

采用內容分析法自下而上提煉教學邏輯。將選取的教學課例作為研究對象，通過語義分析、內容分析等多種手段對其進行描述。教學邏輯作為教師教學理性的集中體現(xiàn)，其是教師有計劃地組織課堂教學、開展教學活動的實然表現(xiàn)。為此，基于上述框架在梳理36篇課例教學思路的基礎上進行歸納總結，提煉形成較為系統(tǒng)的教學邏輯，并通過繪制教學邏輯思維圖對其進行述評與比較。

研究者作為“研究工具”，在閱讀、剖析各篇文獻教學設計的基礎上，采用“分解—還原”“詮釋—呈現(xiàn)”的程序，逐步梳理歸納形成不同課堂教學中的教學邏輯。需要注意的是，課堂教學內容與教學活動的層級結構決定了課堂教學邏輯的層次性，本研究為把握36篇課例的整體教學邏輯類型與特征，從教學環(huán)節(jié)與教師教學行為等較為宏觀、整體的角度進行教學邏輯的分析，具體過程如圖2所示。

4? 教學邏輯分析

依據(jù)邏輯目的、特征等角度對36篇文獻的教學邏輯進行歸納聚類，合并同類項進而得出“化學平衡影響因素”的教學邏輯類型，其主要包括三種，“概念闡釋型”教學邏輯、“歸納概括型”教學邏輯、“方法遷移型”教學邏輯。

4.1? “概念闡釋型”教學邏輯

共有11篇文獻采用了如表3所示的教學邏輯（A）。這一教學邏輯的核心在于遵循“自上而下”演繹的認知范式，以闡釋“化學平衡影響因素”這一概念為核心［7～9］。教師首先給學生提供影響化學平衡的因素，幫助學生初步認識平衡移動原理；隨后以具體化學反應作為實例，引導學生計算濃度商并將其與平衡常數(shù)進行比較，進一步深化外部環(huán)境對化學平衡的影響；最后列舉生產(chǎn)生活中調節(jié)化學平衡的案例，討論化學平衡影響因素的應用。值得關注的是，該類教學邏輯基本都直入主題，大多未創(chuàng)設導入情境，亦或者創(chuàng)設的情境與后續(xù)教學活動關聯(lián)性不大，由此可見該類課例側重于知識概念的剖析與講解。此外，盡管這些文獻選用的教學方法或活動形式仍有不同，但從教師組織教學的邏輯上來看基本上都主要分為“提出概念”“解釋概念”“應用概念”三個過程，因此稱之為“概念闡釋型”教學邏輯。

4.2? “歸納概括型”教學邏輯

共有17篇文獻采用了如表4所示的教學邏輯（B）。該邏輯的特征在于采用“自下而上”歸納的認知范式，通過探究不同平衡移動的案例歸納形成其影響因素［10～14］。教師先創(chuàng)設相應的化學平衡學習情境，引出影響化學平衡的潛在因素；鼓勵學生基于情境做出假設，并根據(jù)假設制定研究方案，在實驗探究的過程中逐步驗證自己的觀點，最終歸納出化學平衡的影響因素并將其運用于生產(chǎn)生活中。整個教學過程可以劃分為“情景導入”“實驗探究”“歸納應用”三個環(huán)節(jié)，故此將其稱之為“歸納概括型”教學邏輯。值得一提的是，關于化學情境的創(chuàng)設，有的教師利用一個情境一以貫之，例如“合成氨工業(yè)”“酸堿指示劑”等；而有的教師采用多個情境構成情境鏈，串起三個化學平衡的影響因素；盡管這兩種情境的組織方式在細節(jié)上存在一定的差異，但從情境的作用與功能來看同屬一類，因此都將其歸類于該類型的教學邏輯中。

4.3? “方法遷移型”教學邏輯

共有8篇文獻采用了如表5所示的教學邏輯（C）。該邏輯的特征在于采用“螺旋上升”的認知范式，其特點在于以復雜情境作為切入口，在解決較難問題的過程中習得科學探究的方法并加以遷移應用［15］。例如教師先演示二氧化氮與四氧化二氮之間的動態(tài)平衡受到溫度影響的實驗現(xiàn)象，隨后引導學生思考結論的可靠性與科學性，并引發(fā)對該實驗控制變量過程的批判性思考（溫度升高時體系內壓強也發(fā)生了變化）；進而鼓勵學生優(yōu)化實驗裝置，重新探究溫度、壓強對化學平衡的影響；在此基礎上提煉探究化學平衡影響因素的方法，并將其遷移運用至探究濃度對化學平衡的影響；最終進行歸納與總結。整個教學過程可以劃分為“情境再探”“提煉方法”“遷移運用”三個環(huán)節(jié)，故此將其稱之為“方法遷移型”教學邏輯。此外除了本文列舉出的“二氧化氮與四氧化二氮之間相互轉化”這一情境外，也有教師采用了其他創(chuàng)設批判情境的方法，由于基本思路邏輯相同，本文在此不做單獨分析。

5? 教學邏輯評述

通過上述分析，可將36篇所選文獻的教學設計歸納為三類教學邏輯，其年份分布情況如圖3所示，從中不難發(fā)現(xiàn)教學邏輯A的課例主要集中于2017年前；而后隨著基礎教育課程改革的深化以及2017年高中化學課程標準的頒布，采用B類、C類教學邏輯的課例文獻逐漸增加，呈現(xiàn)上升趨勢。

對36篇文獻的教學邏輯的梳理，我們不僅可以認識不同學者對影響化學平衡因素主題教學邏輯的不同圖式表征結果，更能基于對教學邏輯的審視發(fā)現(xiàn)不同教師在教學過程中對教學價值的認識、教學情境設計、教學邏輯取向三方面的差異。

5.1? 教學邏輯中所體現(xiàn)的教育價值

教學重點的把握主要取決于教師對具體學科知識本質與作用的理解與認識，在一定程度上也決定了該教學內容能夠達成的教育價值。在當代教育追求培養(yǎng)能夠在21世紀獨立發(fā)展、健康成長的人的背景下，課堂教學的重心需要較之前發(fā)生轉變，從單一地傳遞教科書上現(xiàn)成的知識轉向提升學生獲取知識、解決問題的能力。因此教師在課堂講授知識的同時也需要兼顧學生能力與情感態(tài)度價值觀的全面發(fā)展［16］。

教學邏輯A結合實例圍繞不同情況下化學平衡移動方向的判斷設置教學問題，并具體通過化學反應速率曲線圖具體分析外部因素如何影響化學平衡。該類課例在教學重點方面更為關注“化學平衡影響因素”這一學科內容，通過對案例的分析加深對知識概念的理解，因此此類教學邏輯著重于向學生傳遞系統(tǒng)的學科知識進而幫助學生建構平衡移動影響因素的基本概念。教學邏輯B通過創(chuàng)設情境，結合學生已有經(jīng)驗與知識基礎，引導學生經(jīng)歷“提出問題→合理猜想→設計方案→實驗操作→檢驗假設→交流評價”等一系列實驗探究過程，并最終歸納形成影響化學平衡因素的相關學科知識。顯而易見的是此類課例在兼顧學科知識的同時也關注學生科學探究能力、實驗能力的發(fā)展。教學邏輯C利用復雜問題在學生改進優(yōu)化方案、開展實驗探究的過程中給學生滲透探究化學平衡影響因素的方法，并引導學生將其加以遷移運用，此類課例的重心在于突出“控制變量”的思想，與此同時教師在進行“化學平衡影響因素”知識概念教學的過程中，也滲透對學生實驗探究能力、批判性思考以及創(chuàng)造性思維的培養(yǎng)。

5.2? 教學邏輯中所貫穿的教學情境

高中化學課程標準倡導采用情境化的教學模式，這意味著課堂教學不僅是機械地向學生灌輸陳述性、程序性知識，而是要在真實情境下促進學生的有意義學習，教會學生如何將所學知識和技能運用于陌生的生活情境中［17］。此外適切的教學情境隱含著知識的生成、發(fā)展邏輯，不僅可以幫助學生建構概念與開展實踐，還對教學活動的推進具有重要促進作用［18］。因此教師在教學設計過程中應將教學情境用于承載教學邏輯，以真實情境作為課堂教學場域，助力學生核心素養(yǎng)的發(fā)展。

三類教學邏輯中，教學邏輯A大多都采用開門見山的方式直奔教學主題，缺乏教學情境的創(chuàng)設。教學邏輯B、C均創(chuàng)設了相應的教學情境，但各個教學設計中情境使用的情況略有不同。在這兩類教學邏輯中教師大多都通過創(chuàng)設情境引導學生做出影響化學平衡影響因素的假設，雖能調動學生的積極性，但在適切性方面還有待考究，其原因在于化學必修二階段學生已經(jīng)初步接觸化學平衡并已經(jīng)了解到影響化學平衡的因素，因此教師在教授選擇性必修內容過程中要注意內容進階性，深挖情境的內涵與價值。例如教師在銜接必修與選擇性必修內容時可以引導學生從定量的角度關注影響因素與平衡移動之間的聯(lián)系，鼓勵學生根據(jù)已有經(jīng)驗做出假設并加以驗證。

此外部分文獻中情境內容與后續(xù)探究活動并不關聯(lián)，即情境與教學內容出現(xiàn)了割裂，這大大削弱了情境的育人價值。例如有的教學設計采用水煤氣的制備作為情境提出存在能夠影響化學平衡的因素，而后續(xù)教學內容的呈現(xiàn)與實驗探究的開展均未回應具體會產(chǎn)生怎樣的影響，針對上述情況，教師可以在教學結尾處引導學生回顧情境，一方面能夠幫助學生將課堂所學知識應用于真實情境之中，加深對“化學平衡影響因素”這一概念的理解；另一方面也可以幫助學生體悟化學學科價值，認識化學學科為人們日常生產(chǎn)生活帶來的便利。總而言之，教師教學過程中應該避免陷入“無情境不教學”這種生搬硬套使用情境的局面，要挖掘情境中的教育價值并將其恰當?shù)貞糜诮虒W中以更好地服務學生有效學習。

5.3? “學生”與“知識”——教學邏輯的取向平衡

教師在進行課堂教學過程中所反映出的教學邏輯受學科知識邏輯與學生認知邏輯的共同影響。從實際課堂樣態(tài)來看，“以學生為主體”的教學邏輯側重學生學習認知的順序，因此教師在設計整堂課時須按照學生的認知過程，進行教學活動、教學內容的聯(lián)結；“以學科知識為主”的教學邏輯則關注學科知識形成的邏輯順序，因此教師在組織課堂過程中常突出知識內容間的本源關系，以體現(xiàn)知識間的并列、遞進或類比關系。

清晰地認識與理解學科內容之間的邏輯是開展教學設計的前提，而學生學習科學原理與概念過程中體現(xiàn)出認知的建構性也是不言而喻的。為此大部分優(yōu)質課在內容組織上呈現(xiàn)知識脈絡的基礎上，在活動組織順序上往往會圍繞學生的認知脈絡，總的來說優(yōu)秀的課堂教學離不開學科知識邏輯與學生認知邏輯兩者的融合與平衡。

教學邏輯A過于關注學科知識的內在邏輯與結構，教師在課堂中占“主導地位”推動教學活動的開展，因此容易忽視了學生的主觀能動性。而教學邏輯B、C在兼顧學科知識邏輯的同時，也充分考慮到了學生自身的認知特點，發(fā)揮了學生的“主體”作用。學生在參與實驗探究、進行批判反思的過程中，自然地建構了化學平衡的學科知識，化學學科核心素養(yǎng)也隨之得到了發(fā)展。

6? 研究啟示

通過對36篇“化學平衡影響因素”課例研究論文的梳理以及三種教學邏輯的評析，可從以下角度對該課題的教學進行進一步的探索。

6.1? 立足學科知識組織內容，兼顧學生認知設計活動

教師在實施開展教學活動的過程中需要立足學科知識邏輯組織內容編排，兼顧學生認知過程設計教學活動，并通過問題線將學科知識邏輯與學生認知邏輯串聯(lián)起來，進而實現(xiàn)三條線索相互融合，幫助學生建立知識之間的聯(lián)系。此外課堂教學中的教學邏輯主線應該反映教學內容的內部聯(lián)系，遵從包括思維在內的學生活動的內在規(guī)律，也遵從和反映教學內容跟學生、教師相互聯(lián)系的規(guī)律，這樣才能提高教學效率，促進學生知識、能力全面發(fā)展。

6.2? 以驅動問題為核心，推動教學邏輯的開展與實施

在教學中學生主體地位的體現(xiàn)并不是僅僅取決于課堂中學生完成了多少任務、參與了多少活動，其主要體現(xiàn)于學生認知的參與情況以及深入程度。而恰當?shù)尿寗訂栴}在幫助教師把握課堂進程，推動教學邏輯的開展與實施的同時；還能將學生卷入課堂學習氛圍，在激發(fā)學生小組探究與協(xié)作的過程中充分發(fā)揮學生的主體地位。

在“化學平衡影響因素”主題的教學過程中可以從多種渠道提煉驅動問題。例如可以立足教學情境創(chuàng)設一系列驅動問題，在探究情境背后的化學奧秘的同時理解該主題的核心概念；也可以基于學生的生活經(jīng)驗以及在必修部分已掌握的舊知進行進一步追問，在引發(fā)認知沖突的同時調動學生學習的積極性；此外還可以圍繞探究實驗創(chuàng)設驅動問題，通過借助傳感器、數(shù)字化設備將“平衡移動”這一抽象的概念形象化、可視化，在引導學生在參與實驗、完成探究的過程中逐步建構“化學平衡影響因素”的概念，并實現(xiàn)化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。

6.3? 以教學情境為線索，構成教學邏輯脈絡主線

貼切的教學情境可以幫助學生將自身的學習體驗與生活經(jīng)驗相關聯(lián)，這不僅促進學生理解與掌握學習內容，還有助于學生將所學知識應用于生活實踐過程中。很多研究表明情境化教學在促進學生概念原理的建構、學習動機與興趣的激發(fā)、化學學科核心素養(yǎng)的培養(yǎng)等方面都具有十分顯著的作用［19］。因此在教學過程中，教師應該選取合適的教學情境，并將其作為線索貫穿整個教學活動。

在“化學平衡影響因素”主題的教學中，合理地創(chuàng)建生活生產(chǎn)情境，可以讓學生在實際問題背景中體會化學平衡移動的重要實際意義，并且讓學生在課堂學習的過程中就能應用平衡移動規(guī)律來解決實際問題。對于情境的選擇，教師可以使用常見素材“工業(yè)合成氨”“酸堿指示劑”，也可以從新的科學生產(chǎn)技術中挖掘更好的材料，例如“工業(yè)合成甲醇”“三元催化”等，這些情境不僅可以引發(fā)有關可逆反應的產(chǎn)率與移動問題，還能夠體現(xiàn)可逆反應在工業(yè)生產(chǎn)中的優(yōu)勢與應用，幫助學生更為系統(tǒng)全面地看待可逆反應。對于情境的使用則希望教師在作為教學內容引入的同時，也能夠從中挖掘其認識功能與育人價值。

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