化學(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)的研制路徑與應(yīng)用

摘 要：基于學(xué)科能力模型和學(xué)習(xí)表現(xiàn)性目標(biāo)理論構(gòu)建學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)的研制路徑，以“配合物”為例詳細(xì)呈現(xiàn)學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)的研制過程，提供基于表現(xiàn)性目標(biāo)的“教-學(xué)-評”一體化的活動設(shè)計。基于表現(xiàn)性目標(biāo)的“教、學(xué)、評”活動設(shè)計使得教學(xué)活動任務(wù)更加精準(zhǔn)化、多樣化和梯度化，有效促進(jìn)了學(xué)科能力的發(fā)展。

關(guān)鍵詞：學(xué)科能力；表現(xiàn)性目標(biāo)；配合物

文章編號：1005-6629（2024）09-0031-05

中圖分類號：G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

1 問題提出

學(xué)科核心素養(yǎng)是學(xué)科育人價值的集中體現(xiàn)，是學(xué)生通過學(xué)科學(xué)習(xí)逐步形成的正確價值觀、必備品格和關(guān)鍵能力。其實質(zhì)是學(xué)生順利完成學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實踐和遷移創(chuàng)新等學(xué)科認(rèn)識和問題解決活動的穩(wěn)定的心理調(diào)節(jié)機制，即學(xué)生的學(xué)科能力^［1］。學(xué)科能力是支撐和體現(xiàn)學(xué)科素養(yǎng)要求的能力表征，化學(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)指的是學(xué)生在完成相應(yīng)的學(xué)科認(rèn)識和問題解決活動中的預(yù)期表現(xiàn)^［2］，既可以用來指導(dǎo)教學(xué)，又可以作為評價學(xué)生學(xué)習(xí)成效的重要依據(jù)，是“教-學(xué)-評”的共同性目標(biāo)，是落實核心素養(yǎng)目標(biāo)的重要抓手。

2 理論基礎(chǔ)

2.1 學(xué)科能力模型

本研究以王磊提出的化學(xué)學(xué)科能力模型（即“3×3四維”學(xué)科能力模型）^［3］為理論依據(jù)，具體如圖1所示。

在上述模型中，學(xué)科核心知識和活動經(jīng)驗是學(xué)科能力發(fā)展的基礎(chǔ)，學(xué)科認(rèn)識方式是學(xué)科能力發(fā)展的內(nèi)涵實質(zhì)，學(xué)科能力活動類型是學(xué)科能力發(fā)展水平的外在表現(xiàn)。該模型提出的3×3能力活動任務(wù)類型（能力要素），不僅代表不同類型的學(xué)科能力，也反映了學(xué)科能力的不同水平，能有效刻畫學(xué)生的能力素養(yǎng)發(fā)展水平，可作為化學(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)框架。

2.2 學(xué)習(xí)表現(xiàn)性目標(biāo)

學(xué)習(xí)表現(xiàn)性目標(biāo)是國際科學(xué)教育學(xué)者約瑟夫·科瑞柴克（Joseph S Krajcik）提出的，是對學(xué)生在具體真實情境問題中進(jìn)行關(guān)鍵性科學(xué)實踐活動，來達(dá)成對具體學(xué)科核心觀念理解的學(xué)習(xí)目標(biāo)進(jìn)行的陳述性表述^［4］?；瘜W(xué)學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)在具體表述上，可采用布盧姆教育目標(biāo)分類學(xué)建議的“（情境條件）學(xué)生能夠或?qū)W會+行為動詞+名詞”的表述方式。結(jié)合“3×3四維”學(xué)科能力模型，行為動詞是指認(rèn)知過程且需跟學(xué)科能力要素水平層次相匹配，名詞是指行為的結(jié)果方式且需指向核心知識和活動經(jīng)驗，情境條件指的是真實問題情境或能力活動中所調(diào)用的學(xué)科認(rèn)識方式。比如“概括簡單配位鍵的形成實質(zhì)及其條件”“基于微粒（原子、分子、離子）的結(jié)構(gòu)預(yù)測微粒間能否形成配位鍵”?！案爬ā笔切袨閯釉~且與“概括關(guān)聯(lián)”能力要素相對應(yīng)，“配位鍵的形成實質(zhì)及其條件”是核心知識，“基于微?！笔菍W(xué)科認(rèn)識方式。因此，需要從知識和活動經(jīng)驗、認(rèn)識方式、學(xué)科能力要素三個方面綜合構(gòu)建學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)。

3 研制路徑

本文在分析課程標(biāo)準(zhǔn)、教材等基礎(chǔ)上，從研究對象和化學(xué)問題、能力活動任務(wù)類型、知識基礎(chǔ)、學(xué)科認(rèn)識方式四個維度構(gòu)建教學(xué)內(nèi)容的學(xué)科能力模型，再結(jié)合客觀因素分析、能力層次界定和目標(biāo)規(guī)范表達(dá)，制定出具體詳細(xì)的學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)。具體研制路徑詳見圖2。

4 案例解析

以“配合物”為例，闡釋根據(jù)上述研制路徑與框架制定學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)的過程。

4.1 課程標(biāo)準(zhǔn)研讀

課程標(biāo)準(zhǔn)已為教學(xué)目標(biāo)的制定提供了參考依據(jù)，但其只是粗線條的，需要一線教師將其具體化、精細(xì)化，轉(zhuǎn)化為每一單元、每一課時的教學(xué)目標(biāo)^［5］。在實踐操作中，可采取直接摘錄、增補解構(gòu)、刪繁就簡三種策略。

4.1.1 直接摘錄

課程標(biāo)準(zhǔn)中“知道配位鍵的特點，認(rèn)識簡單的配位化合物的成鍵特征”這一內(nèi)容要求，指出了目標(biāo)要素中“學(xué)什么”（配位鍵的特點、配位化合物的成鍵特征）和“學(xué)的程度”（知道、認(rèn)識）。諸如此類在課程標(biāo)準(zhǔn)中已有明確的目標(biāo)內(nèi)容可以直接摘錄。

4.1.2 增補解構(gòu)

事實上課程標(biāo)準(zhǔn)中多數(shù)是概括性內(nèi)容，需要用“增補解構(gòu)”法對課標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行處理，將概括性要求轉(zhuǎn)化為表現(xiàn)性目標(biāo)式的表述內(nèi)容。如學(xué)業(yè)要求“能比較不同類型的微粒間作用的聯(lián)系與區(qū)別”就比較模糊，可以結(jié)合學(xué)習(xí)內(nèi)容調(diào)整為：“能說出配位鍵與一般共價鍵的異與同”。

4.1.3 刪繁就簡

課程標(biāo)準(zhǔn)“內(nèi)容要求”或“學(xué)業(yè)要求”條目中出現(xiàn)了并列的核心概念，這就需要對課標(biāo)內(nèi)容進(jìn)行處理，將不相關(guān)的核心概念刪除，留下本課時需要完成的核心概念。如學(xué)業(yè)要求“能說出微粒間作用（離子鍵、共價鍵、配位鍵和分子間作用力等）的主要類型、特征和實質(zhì)”，修改為“能說出配位鍵的特征和實質(zhì)”；如學(xué)業(yè)要求“能運用離子鍵、配位鍵、金屬鍵等模型，解釋離子化合物、配合物、金屬等物質(zhì)的某些典型性質(zhì)”，修改為“能運用配位鍵模型解釋配合物的某些典型性質(zhì)”。

通過研讀課標(biāo)并用上述策略或方法進(jìn)行優(yōu)化后的教學(xué)單元課程標(biāo)準(zhǔn)要求如表1所示。

4.2 教材分析解讀

教材是編寫專家們在深入理解的基礎(chǔ)上將課標(biāo)具體化，其知識的選擇代表了化學(xué)課程知識的核心主干，這些知識也是最富含化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)要素的。對于教材的分析解讀，不能僅僅關(guān)注事實性、概念性知識等顯性知識，而應(yīng)挖掘、洞察“過程與方法”及“情感態(tài)度與價值觀”等隱性知識，這樣所傳授的“知識與技能”才能真正轉(zhuǎn)化為學(xué)生的學(xué)科素養(yǎng)^［7］。結(jié)合“3×3四維”學(xué)科能力模型，隱性知識主要從認(rèn)識角度、認(rèn)識思路、認(rèn)識方法、學(xué)科價值等角度展開分析。另外，學(xué)科知識需經(jīng)過學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實踐、遷移創(chuàng)新等能力活動，才能完成從具體知識到認(rèn)識方式，從外部定向到獨立操作再到自覺內(nèi)化的轉(zhuǎn)化過程。綜上，教材分析主要是從顯性知識、隱性知識、學(xué)習(xí)活動等幾個角度切入，具體如表2所示。

通過對表2分析可見，配位鍵的形成條件及特征，配合物的概念及組成結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用與制備等是三種版本教材共有的顯性知識，是“配合物”教學(xué)單元的知識基礎(chǔ)，同時也是研究對象和化學(xué)問題。在學(xué)科認(rèn)識方式上，“配合物”教學(xué)單元注重宏微結(jié)合認(rèn)識視角，各版本教材在認(rèn)識思路上注重運用化學(xué)實驗等事實引發(fā)認(rèn)知沖突，從而構(gòu)建配位鍵模型實現(xiàn)認(rèn)知平衡，最后再運用模型解決新問題。此外，各版本教材創(chuàng)設(shè)了豐富的學(xué)習(xí)活動來發(fā)展學(xué)科能力，這對學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)的研制具有重要的參考價值。例如，魯科版教材“交流·探討”欄目要求討論氨分子怎樣與H⁺結(jié)合成銨根離子，那么“（A2）概括關(guān)聯(lián)”能力要素表現(xiàn)性目標(biāo)可設(shè)定為：以銨根離子、銅氨離子、銀氨離子為例，說明配位鍵的形成過程。

4.3 能力模型建構(gòu)

通過課標(biāo)研讀和教材分析，可以確立相關(guān)主題的知識基礎(chǔ)、研究對象和化學(xué)問題以及學(xué)科認(rèn)識方式，從而構(gòu)建該學(xué)習(xí)單元的學(xué)科能力模型。例如，對于“配合物”學(xué)習(xí)單元，通過以上分析，可以明確核心知識是配位鍵和配合物；認(rèn)識角度是宏觀到微觀、物質(zhì)到微粒，認(rèn)識思路是化學(xué)事實→構(gòu)建模型→運用模型，學(xué)科思想為結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)；研究對象和化學(xué)問題主要包括配位鍵的形成條件及特征，配合物的概念及組成結(jié)構(gòu)、性質(zhì)、應(yīng)用與制備。

4.4 客觀因素分析

在實際教學(xué)過程中，能力目標(biāo)還受到學(xué)生學(xué)情、授課類型、教學(xué)資源等客觀因素的影響。

4.4.1 學(xué)情分析

目標(biāo)制定時需要對學(xué)情進(jìn)行分析，找到學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)以確定所要到達(dá)的終點。學(xué)情分析可以從已有基礎(chǔ)、潛在困難兩大維度展開，已有基礎(chǔ)又可以從知識層面、能力層面、心理層面進(jìn)行分析。

已有基礎(chǔ)：從知識層面來看，已經(jīng)學(xué)習(xí)了核外電子排布規(guī)律、共價鍵、雜化軌道理論、化學(xué)平衡等基本理論，知道HO⁺的存在、Al（OH）的兩性、Fe（SCN）的顏色、銀氨溶液的配制等與配合物有關(guān)的知識；從能力層面來看，初步具有“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)決定用途”的認(rèn)識，具備了從宏觀實驗現(xiàn)象中獲取證據(jù)并進(jìn)行分析推理的能力；從心理層面上看，高二學(xué)生抽象思維能力趨向成熟，對配合物相關(guān)的實驗現(xiàn)象及其原理解釋有強烈的好奇心。

潛在困難：“配位鍵、配合物”的認(rèn)識模型初次接觸，模型建構(gòu)具有一定的挑戰(zhàn)性；面對配合物有關(guān)的真實問題情境時，設(shè)計、分析、評價實驗方案等實驗思維不夠嚴(yán)謹(jǐn)。

基于以上分析，有關(guān)“配合物”教學(xué)單元學(xué)生在能力目標(biāo)上的最近發(fā)展區(qū)可設(shè)定為：（1）能概括簡單配位鍵的形成實質(zhì)及其條件，預(yù)測不同微粒間能否形成配位鍵；（2）能辨識常見的配合物，基于平衡移動原理、實驗事實逐步建構(gòu)配合物的認(rèn)識模型，會運用模型解釋配合物的某些典型性質(zhì)；（3）能初步運用配位鍵理論解決生產(chǎn)生活中的實際問題，結(jié)合信息推測簡單配合物的結(jié)構(gòu)組成。

4.4.2 授課類型

以教學(xué)任務(wù)作為授課的分類基點，在一節(jié)課內(nèi)主要完成教學(xué)過程某一特定階段的教學(xué)任務(wù)，可以將課型分為新授課、復(fù)習(xí)課等。新授課側(cè)重于發(fā)展學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實踐等學(xué)科能力，復(fù)習(xí)課側(cè)重于發(fā)展應(yīng)用實踐、遷移創(chuàng)新等學(xué)科能力。

4.4.3 教學(xué)資源

學(xué)科能力目標(biāo)的實現(xiàn)還有賴于學(xué)校資源的支持，如實驗材料、硬件設(shè)施等，若學(xué)校沒有相應(yīng)且足夠的實驗器材及藥品，則相應(yīng)的學(xué)科能力活動將無法開展，會影響學(xué)科能力目標(biāo)的達(dá)成，因此，學(xué)科能力目標(biāo)的制定還需要考慮教學(xué)資源的因素。

4.5 表現(xiàn)性目標(biāo)制定

將學(xué)科能力模型中四個維度進(jìn)行連接組合，再結(jié)合學(xué)生學(xué)情、授課類型、教學(xué)資源等客觀因素，制定了“配合物”主題學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)，如表3所示。

4.6 表現(xiàn)性目標(biāo)應(yīng)用

學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)可用來指導(dǎo)教師活動、學(xué)生活動和評價活動的設(shè)計，基于表現(xiàn)性目標(biāo)的“教、學(xué)、評”活動設(shè)計見表4^［8］。

在課堂教學(xué)過程的環(huán)節(jié)一中，學(xué)生能夠較準(zhǔn)確地概括出配位鍵的形成條件，指出配位鍵與一般共價鍵的異同，能夠列舉一些可以與水分子形成配位鍵的微粒。在環(huán)節(jié)二中，學(xué)業(yè)成績中偏下的學(xué)生尚不能熟練運用平衡移動原理解釋沉淀的溶解以及設(shè)計實驗方案探究配離子的解離平衡，但大多數(shù)學(xué)生還能夠準(zhǔn)確指出冰晶石的配離子、中心離子、配體、配位數(shù)、配位原子。在環(huán)節(jié)三中，絕大多數(shù)學(xué)生不能準(zhǔn)確解釋“銀氨溶液為何能制得光亮銀鏡而硝酸銀則不行”這一實際問題，但能夠從微觀視角、定性水平上推測乙二胺也可作為配體，說明“（C1）復(fù)雜推理”能力要素得到了一定程度的發(fā)展。課堂教學(xué)結(jié)束后，選用如下試題進(jìn)行達(dá)標(biāo)評價：“現(xiàn)有兩種配合物晶體，化學(xué)式分別為［Co（NH）］Cl和［Co（NH）Cl］Cl，一種為橙黃色，另一種為紫紅色，請設(shè)計實驗方案將這兩種配合物區(qū)別開來?！苯Y(jié)果顯示，65%學(xué)生能夠較完整地設(shè)計實驗方案，說明學(xué)生能夠準(zhǔn)確判斷簡單配合物的結(jié)構(gòu)組成，“（B1）分析解釋”“（B3）簡單設(shè)計”等能力要素得到有效發(fā)展。綜上所述，基于表現(xiàn)性目標(biāo)的“教、學(xué)、評”活動設(shè)計使得教學(xué)活動任務(wù)涵蓋（A1）～（C1）學(xué)科能力要素更加精準(zhǔn)化、多樣化和梯度化，有效地促進(jìn)了學(xué)科能力的發(fā)展。

5 結(jié)論與反思

本研究基于學(xué)科能力模型和學(xué)習(xí)表現(xiàn)性目標(biāo)理論構(gòu)建了學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)的研制路徑，并以“配合物”為例詳細(xì)呈現(xiàn)了學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)的研制過程，提供了基于表現(xiàn)性目標(biāo)的“教、學(xué)、評”活動設(shè)計。這一研制路徑對于化學(xué)學(xué)科其他不同模塊、學(xué)習(xí)單元同樣具有適用性。當(dāng)然，在具體操作過程中仍需關(guān)注以下幾點：學(xué)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)具有高度的概括性，如何用來指導(dǎo)教學(xué)單元/課時學(xué)科能力表現(xiàn)性目標(biāo)的制定？認(rèn)識視角、認(rèn)識思路等隱性知識如何挖掘？認(rèn)知性行為動詞如何與學(xué)科能力二階要素匹配關(guān)聯(lián)？這些仍是我們今后需要持續(xù)深入思考的問題。

參考文獻(xiàn)：

［1］王磊.學(xué)科能力構(gòu)成及其表現(xiàn)研究——基于學(xué)習(xí)理解、應(yīng)用實踐與遷移創(chuàng)新導(dǎo)向的多維整合模型［J］.教育研究，2016，（9）：83～92.

［2］［3］王磊.基于學(xué)生核心素養(yǎng)的化學(xué)學(xué)科能力研究［M］.北京：北京師范大學(xué)出版社，2017：13～14，17～19.

［4］何鵬.基于課程標(biāo)準(zhǔn)的化學(xué)學(xué)習(xí)表現(xiàn)性目標(biāo)設(shè)計：理論基礎(chǔ)、設(shè)計框架與案例解析［J］.化學(xué)教育（中英文），2022，43（13）：13～22.

［5］賴增榮.基于課程標(biāo)準(zhǔn)的教學(xué)目標(biāo)敘寫研究——高中化學(xué)“離子反應(yīng)”為例［J］.化學(xué)教育，2016，37（21）：21～24.

［6］中華人民共和國教育部制定.普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）［S］.北京：人民教育出版社，2020：39～42.

［7］楊玉琴，倪娟.學(xué)科核心素養(yǎng)視域下的教學(xué)目標(biāo)：科學(xué)研制與準(zhǔn)確表達(dá)［J］.化學(xué)教學(xué)，2019，（3）：3～7.

［8］王星喬，滕瑛巧，李晶等.指向“證據(jù)推理與模型認(rèn)知”的物質(zhì)結(jié)構(gòu)教學(xué)——以人教版選擇性必修2“配合物”為例［J］.化學(xué)教學(xué)，2022，（9）：57～63.