化學(xué)學(xué)科能力模型內(nèi)涵及實(shí)施策略

李 雪

(新疆師范大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院,新疆烏魯木齊,830054)

隨著教育改革的不斷深入,教學(xué)觀念也逐漸從知識(shí)為本轉(zhuǎn)變?yōu)樗仞B(yǎng)提升, 強(qiáng)調(diào)以學(xué)生為中心,培養(yǎng)學(xué)生的能力,讓學(xué)生不拘泥于課本知識(shí),而是能夠通過所學(xué)知識(shí)解決生活中的實(shí)際問題?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》明確指出,要結(jié)合具體教學(xué)內(nèi)容提高學(xué)生的學(xué)科思維和解決問題等關(guān)鍵能力。[1]能力評(píng)價(jià)是教學(xué)評(píng)價(jià)不可分割的一部分,對(duì)課堂教學(xué)起到了良好的指引作用。本研究通過剖析目前化學(xué)學(xué)科能力培養(yǎng)過程中存在的問題,提出系統(tǒng)培養(yǎng)學(xué)生的學(xué)科能力的具體策略,旨在對(duì)學(xué)生和一線教師提供指導(dǎo),提升課堂的針對(duì)性與高效性。

一、內(nèi)涵分析

化學(xué)學(xué)科能力是學(xué)生在化學(xué)學(xué)習(xí)過程中逐漸建立起來的,能將所學(xué)知識(shí)運(yùn)用于解決實(shí)際問題的能力[2],是學(xué)生在化學(xué)學(xué)科的認(rèn)識(shí)活動(dòng)和問題解決活動(dòng)中順利進(jìn)行所必需的心理調(diào)節(jié)機(jī)制[3]。因此,在教學(xué)中要側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科能力和評(píng)價(jià)學(xué)生的能力水平。學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)的進(jìn)階過程可以概括為:知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的輸入、知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的輸出以及知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)的高級(jí)輸出,分別對(duì)應(yīng)學(xué)習(xí)理解能力、應(yīng)用實(shí)踐能力和遷移創(chuàng)新能力三個(gè)一級(jí)要素。每個(gè)一級(jí)要素又下分了三個(gè)二級(jí)要素[3],構(gòu)成了化學(xué)學(xué)科能力要素模型,如表1所示。

表1 化學(xué)學(xué)科能力要素模型

二、存在的問題

學(xué)科能力是一個(gè)復(fù)雜的多維整合系統(tǒng),存在著許多重要的進(jìn)階變量。[4]同級(jí)學(xué)生學(xué)科能力存在顯著的個(gè)體差異,這種差異體現(xiàn)在對(duì)綜合問題的處理上,究其原因與目前的評(píng)價(jià)方式、問題情境設(shè)置、教師引導(dǎo)等密不可分。

(一)忽略教、學(xué)、評(píng)一體化

在高中教學(xué)時(shí)間緊、任務(wù)重的大背景下,教師往往采取傳統(tǒng)的授課方式,只注重期末考試這種終結(jié)性評(píng)價(jià),忽略了課前的診斷性評(píng)價(jià)和課上的形成性評(píng)價(jià)。[5]學(xué)生處于被動(dòng)接受知識(shí)的狀態(tài),形成應(yīng)付考試的學(xué)習(xí)心理,逐漸失去了主動(dòng)探索的能力?；谝延形墨I(xiàn)研究和實(shí)踐探索發(fā)現(xiàn),對(duì)于化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí),大部分學(xué)生能夠達(dá)到學(xué)習(xí)理解能力水平,但面對(duì)陌生情境的復(fù)雜問題,極少部分學(xué)生能夠達(dá)到遷移創(chuàng)新能力水平。教師對(duì)于學(xué)生課前預(yù)習(xí)情況不得而知,憑借已有經(jīng)驗(yàn)實(shí)施教學(xué),課上通過集體問答和課后習(xí)題的方式檢閱,沒有給予學(xué)生充分參與和思考的時(shí)間。教師主要診斷學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握情況,造成教學(xué)目標(biāo)與學(xué)習(xí)目標(biāo)脫鉤,忽略了學(xué)生能力進(jìn)階的培養(yǎng)。

(二)問題情境創(chuàng)設(shè)不當(dāng)

課程標(biāo)準(zhǔn)和高考評(píng)價(jià)體系都提到要?jiǎng)?chuàng)設(shè)合理的問題情境,提高學(xué)生解決問題的能力,讓學(xué)生能夠聯(lián)系生活實(shí)際激發(fā)他們的學(xué)習(xí)興趣。[6]但在實(shí)際教學(xué)過程中學(xué)科能力與知識(shí)經(jīng)驗(yàn)相分離,對(duì)于情境的運(yùn)用存在以下問題。第一,教師只關(guān)注教材正文中的知識(shí)點(diǎn),忽視了資料中情境的相關(guān)內(nèi)容,使問題情境沒有發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值。學(xué)生缺少在真實(shí)情境下自我探索的學(xué)習(xí)歷程,無法實(shí)現(xiàn)知識(shí)到素養(yǎng)再到能力的轉(zhuǎn)化。第二,教師在課程引入環(huán)節(jié)仍停留在大家耳熟能詳、沒有探索價(jià)值的素材上,單純地用知識(shí)點(diǎn)回答素材中的問題,不利于學(xué)生深度思考和學(xué)科能力進(jìn)階的實(shí)現(xiàn)。第三,情境素材的陌生度是影響學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的重要因素。隨著學(xué)生每個(gè)主題知識(shí)的積累,問題情境的設(shè)置應(yīng)該是從簡(jiǎn)單熟悉到簡(jiǎn)單變式再到陌生復(fù)雜的螺旋上升的過程,使學(xué)生在問題解決過程中實(shí)現(xiàn)知識(shí)內(nèi)化遷移運(yùn)用的轉(zhuǎn)變。但教師往往對(duì)情境素材的選取不能很好地把控情境中問題設(shè)置的難度梯度,給學(xué)生造成了理解上的困難。

(三)缺乏追問引導(dǎo)學(xué)生深入思考

課堂教學(xué)中提問環(huán)節(jié)是教師了解學(xué)生知識(shí)掌握情況的主要途徑,提問的作用體現(xiàn)在問題設(shè)計(jì)和環(huán)環(huán)相扣的提問過程中。其中,追問是教師在已有問題基礎(chǔ)上的深度提問,有助于學(xué)生學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)。[7]但在實(shí)際的教學(xué)中,問題的設(shè)置并沒有發(fā)揮其應(yīng)有的價(jià)值,教師提問的問題過于局限,沒有體現(xiàn)以學(xué)生為主體,學(xué)生的思維被禁錮,學(xué)科能力培養(yǎng)無法落實(shí)。且由于高中教學(xué)整體節(jié)奏過快,教師不愿花費(fèi)過多時(shí)間在提問環(huán)節(jié),師生問答中僅對(duì)學(xué)生的觀點(diǎn)給予肯定或否定,沒有使提問環(huán)節(jié)發(fā)揮其評(píng)價(jià)分析的作用。問題只停留在表面,沒有進(jìn)一步追問引發(fā)學(xué)生的深度思考。

三、提升策略

化學(xué)學(xué)科能力與學(xué)科素養(yǎng)密不可分,學(xué)科能力從低階到高階,對(duì)應(yīng)的學(xué)科素養(yǎng)也從低階到高階[8],因此,學(xué)科能力的培養(yǎng)有著重要意義。針對(duì)以上培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力教學(xué)過程中存在的問題,提出如下策略。

(一)完善教、學(xué)、評(píng)一體化教學(xué)體系

1．教學(xué)設(shè)計(jì)

課堂是培養(yǎng)學(xué)生學(xué)科能力的主陣地,基于化學(xué)學(xué)科能力模型系統(tǒng)完整的教學(xué)設(shè)計(jì)有利于發(fā)展學(xué)生解決問題的能力。其中,復(fù)習(xí)課是階段教學(xué)后將知識(shí)歸納整合的重要階段,對(duì)學(xué)生提升化學(xué)學(xué)科能力起著關(guān)鍵作用。[9]通過知識(shí)點(diǎn)的總結(jié)提升,實(shí)現(xiàn)從宏觀到微觀、從靜態(tài)到動(dòng)態(tài)、從孤立到系統(tǒng)、定性到定量的轉(zhuǎn)化。以高中化學(xué)“氯及其化合物”的復(fù)習(xí)課為例,整個(gè)教學(xué)過程將化學(xué)知識(shí)與生活生產(chǎn)聯(lián)系起來,實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的整合再認(rèn)識(shí),從傳統(tǒng)復(fù)習(xí)課教師總結(jié)灌輸轉(zhuǎn)化為學(xué)生自己深入思考感悟,促進(jìn)學(xué)生知識(shí)到能力的轉(zhuǎn)化。學(xué)生利用之前所學(xué)推理驗(yàn)證假設(shè),并在主動(dòng)思考解決實(shí)際問題過程中不斷強(qiáng)化對(duì)知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí),拓寬解決復(fù)雜問題的路徑。具體如表2所示。

表2 “氯及其化合物”化學(xué)學(xué)科能力要素評(píng)價(jià)模型

2．試題評(píng)價(jià)

試題評(píng)價(jià)是目前衡量學(xué)生學(xué)習(xí)掌握情況常用的手段之一,在命題及試題分析時(shí)運(yùn)用化學(xué)學(xué)科能力模型可以更加清晰地劃分學(xué)生層次,并進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)。

在命題時(shí),可以通過調(diào)控不同層次的問題情境,考查學(xué)生解決問題的思路與角度。情境設(shè)置從學(xué)生熟悉的課本原型到課本情境的簡(jiǎn)單變式再到陌生復(fù)雜的問題情境逐漸過渡,對(duì)應(yīng)學(xué)生思考問題從單一角度到提示角度再到多角度分析的能力進(jìn)階。在學(xué)習(xí)初期,基礎(chǔ)知識(shí)的扎實(shí)程度是實(shí)現(xiàn)高階能力的關(guān)鍵,因此,在初期命題中應(yīng)著重考查學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)的掌握和簡(jiǎn)單分析問題的能力,即學(xué)習(xí)理解能力。隨著學(xué)習(xí)的不斷深入,學(xué)生加強(qiáng)對(duì)分析解釋能力的培養(yǎng),在教師的帶領(lǐng)下逐步形成一定的解題思路。中學(xué)的工藝流程題既是重點(diǎn)也是難點(diǎn),通常會(huì)涉及學(xué)生的知識(shí)盲區(qū),因此,在命題時(shí)應(yīng)注重設(shè)置開放性的題目和設(shè)立合理的賦分規(guī)則,通過開放性題目使學(xué)生解題思路外顯,鼓勵(lì)學(xué)生創(chuàng)造性思維,從而考查學(xué)生多角度綜合分析問題的能力,促進(jìn)其應(yīng)用實(shí)踐能力的發(fā)展。在命題時(shí)還要明確對(duì)應(yīng)的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo),設(shè)置合理的提問順序。

在試題分析時(shí),基于化學(xué)學(xué)科能力模型對(duì)試題進(jìn)行分類解讀,為學(xué)生后續(xù)的學(xué)習(xí)提供指導(dǎo)。尤其是在階段性考試中,教師可依據(jù)化學(xué)學(xué)科能力模型對(duì)試題進(jìn)行編碼,了解試題的難易程度,查看各能力要素的分布情況及得分情況,獲取學(xué)生能力培養(yǎng)的關(guān)鍵數(shù)據(jù),在后續(xù)的教學(xué)中明確教學(xué)重點(diǎn)和突破點(diǎn)。以階段性試題為例,教師可對(duì)試題的能力要素、核心素養(yǎng)和各主題內(nèi)容分布情況進(jìn)行編碼,統(tǒng)計(jì)班級(jí)整體成績(jī)基本情況(平均分、及格率、最高/低分)、能力要素、核心素養(yǎng)及主題內(nèi)容的得分情況,做好多方面、多層次的數(shù)據(jù)分析。對(duì)教師來說,基于該數(shù)據(jù)找出學(xué)生相對(duì)薄弱的知識(shí)點(diǎn)及能力,在后續(xù)教學(xué)中不斷加強(qiáng),還可通過與同級(jí)其他班級(jí)進(jìn)行對(duì)比。當(dāng)發(fā)現(xiàn)自己的弱項(xiàng)是其他班級(jí)強(qiáng)項(xiàng)時(shí),可與該班級(jí)授課教師交流、討論授課思路并在組內(nèi)實(shí)施推廣,爭(zhēng)取整體進(jìn)步。對(duì)學(xué)生來說,可以提供每名學(xué)生自己的雷達(dá)圖,讓他們了解自己欠缺的部分,主動(dòng)向其他優(yōu)秀學(xué)生學(xué)習(xí)。通過診斷學(xué)生的學(xué)習(xí)情況,關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的變化、收獲及待提升點(diǎn),及時(shí)查缺補(bǔ)漏,落實(shí)學(xué)生學(xué)科能力的培養(yǎng),促進(jìn)教師教學(xué)設(shè)計(jì)的優(yōu)化,形成教、學(xué)、評(píng)一體化的良性循環(huán)。

3.教材編寫

教材編寫應(yīng)以學(xué)生發(fā)展為中心,建立完整的診斷評(píng)價(jià)體系。教材內(nèi)容主要包括課程知識(shí)點(diǎn)和課后習(xí)題兩部分,課后習(xí)題是評(píng)價(jià)學(xué)生課程知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)是否達(dá)到教學(xué)目標(biāo)的主要呈現(xiàn)方式,因此,兩者相輔相成,具有良好的一致性。課后習(xí)題的編寫要符合學(xué)生的認(rèn)知水平,習(xí)題設(shè)計(jì)要由淺入深,且各能力水平的習(xí)題數(shù)量應(yīng)相對(duì)合理。隨著新時(shí)代學(xué)生素質(zhì)的全面提高,應(yīng)適當(dāng)增加遷移創(chuàng)新能力的相關(guān)習(xí)題,促使學(xué)生思維充分發(fā)散。教師在進(jìn)行教學(xué)時(shí)可根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要,融合多版本的教材內(nèi)容和習(xí)題,取長(zhǎng)補(bǔ)短,不局限、不刻板,豐富學(xué)生的認(rèn)知,從而落實(shí)學(xué)生學(xué)科能力的發(fā)展。教師在檢測(cè)教學(xué)內(nèi)容與習(xí)題間一致性時(shí),可利用SEC一致性研究工具,同樣采用化學(xué)學(xué)科能力模型對(duì)教學(xué)內(nèi)容和課后習(xí)題分別進(jìn)行編碼,得出各二級(jí)要素在每節(jié)內(nèi)容的占比,隨后對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并根據(jù)Poter提出的計(jì)算公式計(jì)算一致性。

(二)采用項(xiàng)目式教學(xué)法

近年來,高考和中考試題中多出現(xiàn)與實(shí)際生產(chǎn)生活相關(guān)的選擇題和流程題,考查學(xué)生遷移創(chuàng)新高階能力的題目逐漸增加,隨之,項(xiàng)目式教學(xué)成為當(dāng)下教師研究的熱點(diǎn)。首先,以真實(shí)問題作為情境引入,設(shè)計(jì)逐步進(jìn)階的學(xué)習(xí)任務(wù),可以有效避免教師枯燥乏味的知識(shí)點(diǎn)羅列,可以讓學(xué)生身臨其境地拆解問題并解決問題,通過自主探究和小組合作的方式提升復(fù)雜推理和創(chuàng)新意識(shí)能力,建立化學(xué)與生活之間的聯(lián)系,將所學(xué)知識(shí)形成解決問題的思路。其次,選用的項(xiàng)目主題要與時(shí)俱進(jìn),要能夠引發(fā)學(xué)生共鳴,要能帶動(dòng)學(xué)生思考自己所要承擔(dān)的社會(huì)責(zé)任。這就需要教師具備敏銳的洞察力,教師可以對(duì)高考真題素材進(jìn)行整合提煉,可以查閱文獻(xiàn)了解化學(xué)在生活中的新應(yīng)用,還可以即時(shí)關(guān)注熱點(diǎn)新聞與科研發(fā)展方向,將其融入教學(xué)。最后,學(xué)生經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)后,教師可選用主要考查高階學(xué)習(xí)能力的項(xiàng)目任務(wù),構(gòu)建陌生、間接、具有多維解決問題思路的真實(shí)情境。指向真實(shí)情境的微項(xiàng)目,注重學(xué)生的主體性和實(shí)踐性的發(fā)展,不僅能夠提升學(xué)生的綜合分析能力和社會(huì)責(zé)任感,還能夠促進(jìn)教師的專業(yè)發(fā)展。

(三)善于運(yùn)用追問引導(dǎo)

知識(shí)問題化是學(xué)生思維提升的重要一環(huán),追問有助于激發(fā)學(xué)生的求知欲,啟發(fā)學(xué)生的思維和培養(yǎng)學(xué)生的高階能力。追問和開放性題目有異曲同工之妙,都可以給予學(xué)生充足的思考空間,使學(xué)生的思維和認(rèn)識(shí)方式外顯。課堂追問不能脫離教學(xué)目標(biāo),可依據(jù)教學(xué)活動(dòng)基于化學(xué)學(xué)科能力模型設(shè)置評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),教師可以通過學(xué)生回答問題的情況對(duì)其能力水平進(jìn)行診斷和評(píng)價(jià)。教師在授課時(shí)可以按照由淺入深的原則,適時(shí)對(duì)學(xué)生進(jìn)行點(diǎn)撥,實(shí)現(xiàn)思維的深入和能力的發(fā)展。例如,教師在教授鋁鹽和偏鋁酸鈉的化學(xué)性質(zhì)時(shí),讓學(xué)生書寫氯化鋁與適量氫氧化鈉反應(yīng)方程式。這一過程屬于辨識(shí)記憶。學(xué)生書寫后,教師講解由氫氧化鋁與氫氧化鈉發(fā)生反應(yīng)生成偏鋁酸鈉,追問 “氯化鋁與過量氫氧化鈉反應(yīng)的方程式如何書寫”屬于說明論證。教師追問“氫氧化鋁為兩性氫氧化物,與過量鹽酸反應(yīng)也會(huì)溶解,那么同學(xué)們可以寫出偏鋁酸鈉與過量鹽酸反應(yīng)的方程式嗎”。這一過程屬于推論預(yù)測(cè)。教師通過問題的回答情況判斷學(xué)生的能力水平,用以小見大的方式歸納總結(jié)共性,為學(xué)生后續(xù)學(xué)習(xí)提供思路,讓學(xué)生再遇到類似問題可以直接調(diào)用所學(xué)知識(shí)。對(duì)低階問題,可以用來提問成績(jī)一般的學(xué)生,給予他們課上的參與感,不再把自己當(dāng)作課堂局外人。相對(duì)高階問題,可以提問成績(jī)較好的學(xué)生,營(yíng)造良好的課堂氛圍。問題是學(xué)生思維的源泉,教師的追問可以打開學(xué)生思維的閘門,充分發(fā)散他們的創(chuàng)造性思維和加強(qiáng)師生間的交流,實(shí)現(xiàn)知識(shí)到能力的有效轉(zhuǎn)變。

綜上所述,學(xué)生化學(xué)學(xué)科能力的培養(yǎng)是一個(gè)長(zhǎng)期的過程,在今后的課堂教學(xué)中和試題評(píng)析中都需要更加注重學(xué)生高階學(xué)科能力的提升。教師在教學(xué)過程中應(yīng)遵循學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,運(yùn)用有效的教學(xué)策略,基于化學(xué)學(xué)科能力發(fā)展進(jìn)階規(guī)律的教學(xué)方式應(yīng)具有挑戰(zhàn)性和趣味性,幫助教師更好地掌握學(xué)生所學(xué)情況并及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略,從傳統(tǒng)的以教師為主向以學(xué)生為中心逐漸過渡,實(shí)現(xiàn)個(gè)性化的指導(dǎo),從而提升課堂的高效性,循序漸進(jìn)地提高學(xué)生綜合解決問題的能力和社會(huì)責(zé)任感。