從生活走進化學，從化學走向社會，發展學生科學素養

林靜 黃燕寧

研讀新課標 共議新教改

——2011年版義務教育化學課程標準實施專題訪談

編者按：化學是學生在義務教育階段的最后一年開始學習的。作為一門中考科目，學生如何在時間緊迫的九年級里既能享受到與我們生活密切相關的化學之魅力，又能考出好成績，是諸多初中化學教師實施化學新課程一直探索的問題。本期《熱點爭鳴》特邀請我國化學教育界的專家學者、優秀教研員與大家深層次地探討化學新課程的實施與教師的專業發展等問題，以期化學教育能更好地發展學生的科學素養。

王磊，北京師范大學化學學院化學教育研究所所長，博士生導師，教育部國家基礎教育課程教材專家工作委員會委員，義務教育化學課程標準研制組組長、修訂組核心成員，教育部初中化學新課程骨干教師“國培”示范性項目首席專家。

《中國教師》：初中化學是學生在初三時才開始學的，也就一個學年的學習內容，卻令許多初中生頭疼不已?；瘜W有這么難學嗎？您認為學生學習化學困難的原因可能有哪些？教師該如何幫助這些學習困難的學生？

王磊：有些學生切實感受到化學難學，一個原因是與開課的時間有關。學習化學需要學生具備一定的抽象思維能力、微觀想象能力以及較好的邏輯推理能力，還需要一定的數學、物理等知識經驗和方法基礎。作為化學啟蒙課程，原本應該給學生一些時間去體會學科的價值，體驗學科方法，但實際上為中考而教學趕進度的現象較為普遍，往往新授課就以中考的要求作為教學目標，要求學生完成綜合性問題解決等較高能力要求的學習任務等，自然有些學生會覺得化學難學。

有些學校已經嘗試解決這個問題。比如，將初三化學課時的一部分調整到初二年級開設，總課時不變，但是整體課程時間拉長，改變教學節奏，有助于學生的理解內化。也有的學校要求教師不趕課時，保證上好新授課，區分好新授課、單元復習課、總復習課的任務水平要求，不但沒有增加學生的學習壓力，還使化學成為初三孩子很享受的一門課程。

使某些學生感到化學難學的另外一個原因是化學學科獨特的思維方式和科學方法?；瘜W學科引導學生觀察物質的存在及變化，追尋存在及變化的微觀本質，通過各種證據在宏微觀之間建立起邏輯推理關系，以及基于物質轉化關系建立起對物質及其變化系統的動態的、整體的思考，這是化學學科帶給學生的根本的發展。因此，在日常教學中，教師不僅教知識，更要重視知識獲得的過程和方法以及知識間關系的建立，是非常重要的。

舉例而言，每個教師都會講“氧氣的性質”，那么為什么做了“碳在氧氣中燃燒”的實驗，就證明氧氣可以與碳發生反應，不是碳在氧氣中燃燒更旺的現象呢？我們可以用澄清石灰水證明新的物質存在。這一實驗的邏輯關系是：因為有澄清石灰水變渾的現象，證明有新物質生成；因為有新物質生成，證明碳和氧氣發生反應；因為碳和氧氣能夠發生反應，證明氧氣有與碳點燃條件下反應的性質。在氧氣性質的教學中，我們還可以通過其他實驗幫助學生歸納出：判斷物質是否具有某種化學性質，就是判斷物質能否發生化學變化；而判斷化學變化是否發生的依據是有否新物質的生成或某種反應物的減少……這樣外顯思維過程的教學貫穿課程始終，會讓學生感覺學習化學有法可依、有據可循。

概括而言，化學是認識和研究物質及其變化的一門科學，它既具有自然科學認識客觀世界的普遍性，也具有其特殊的視角、方法、特點和要求，特別是化學學科對于物質及其變化的認識要求宏觀、微觀、符號三重表征相統一，具體的實驗形象思維與本質分析和抽象概括相結合，同時還對物質及其變化的整體系統思維有相當的要求。這對初中生原本的認識方式和思維習慣構成了不小的挑戰。如果學生的學習和教師的教學還只是依賴單純的記憶和灌輸，或是缺少針對性的、促進學生認識方式和思維習慣轉變的教學，都會使得學生出現明顯的學習分化和學習問題。教學中存在的客觀問題也促使教師們反思，是否應該更深入地理解化學學科的特點，學生學習化學的規律，化學課程和教學對于學生認識思維發展的相互關系，做到更加科學合理地組織和開展教學。

《中國教師》：其實生活中我們天天在與化學打交道。2011年版的課標中，還專有“身邊的化學物質”這一主題內容。教學與生活相聯系，這也是化學教育一直倡導的。現在化學教師在這方面做得如何，尚需哪些改進呢？

王磊：化學新課程實施已有十幾年了，“從生活走進化學，從化學走向社會”的理念已被大多數化學教師所接受。在各種公開的展示課中我們已經很難看到沒有情境素材的知識教學了，就是日常教學中越來越多的教師也會充分利用教材中的情境或者借鑒優秀課例，甚至自主開發適宜的情境素材展開教學。

雖然很多教師都樂于將教學與生活、社會相聯系，但是不同教師使用情境素材的出發點是不同的。當教師把基于真實情境的教學的價值定位于僅僅是吸引學生注意力、激發學習興趣和拓展學習視野，那么教師在選擇素材時傾向于關注素材內容的趣味性、表現形式的生動性，使用素材時大多以教學的輔助內容展示給學生。在課時緊張時，教師會輕易放棄與情境相關的教學內容。

有些教師使用情境教學是看重素材提供給學生的問題解決活動和復雜的問題情境有利于學生能力方法的培養。這些教師在選取素材方面會更多地關注素材的教學性，包括學生是否能夠理解素材中所蘊含的各種知識關系及推理邏輯；學生是否可以對素材進行分析、推斷、評價，甚至再創新等思維加工活動。這類教師使用素材時也更傾向于將素材設計為推動教學發展的線索。

還有一類教師在使用情景素材時更看重素材本身所蘊含的學科方法、學科思想，以及在對素材的研究和理解過程中學生獲得的關注和認識社會問題、利用所學知識解決社會問題的科學素養的提升。因此在選擇素材時，對一個教學單元而言，教師會注意單元素材的系統性，對具體素材而言，教師會兼顧素材的社會性、學科性和教學性。在運用素材的過程中，教師們也盡力發揮素材的價值，將素材作為教學的推動系統與學科本體內容有機融合，展現學科思想和方法。甚至在課堂中超越學科本體內容，還原真實生活中的化學與社會的關系，將真實問題情境作為課堂教學的研究對象，學科本體知識、方法則是學生進行問題解決的工具。

《中國教師》：2011年版課標繼續提出科學探究的教學目標和內容。經過前10年的科學探究的教學實踐，現在化學教師對科學探究理念的理解以及實際教學情況如何呢？接下去要進一步落實科學探究的理念和目標，教師需要做哪些方面的改進？

王磊：調研表明，探究教學也是實施新課程以來教師們認同度很高的一個教學觀念。這與課程標準的規定、教材的努力呈現、科學教育研究領域的引領與宣傳以及考試評價導向都有很大關系。十幾年來的探究教學實踐確實取得了一些成果。

首先，教師們明確科學探究是化學課程的重要內容，化學課程承載了發展學生科學探究能力的任務，同時用科學探究的方式學習化學也是必不可少的。其次，教師們清晰探究活動的基本要素，教學中能夠有意識地促進學生在各個探究要素上的能力發展。再者，探究教學的優質觀摩課層出不窮。最后，從目前探究教學實踐來看，基于實驗的探究和基于真實應用背景的探究的教學實踐很豐富，與元素化合物知識有關的探究教學比較成熟，也呈現出多樣化。

雖然探究教學有了很大發展，但教學實踐中也存在一些問題或局限，總結如下：

第一，從探究內容來說，有關概念原理知識的探究比較少。這與有些教師認為有實驗才是探究，沒有實驗就不能探究的想法有一定關系。這也顯示出教師在認識上的局限。

第二，強調探究環節，缺少學科過程方法的體現；關注表面活動，而對探究活動中的高級思維過程關注不足。教師比較關注學生做了哪個實驗，實驗現象是否明顯，實驗結論是否正確，而較少追問學生為什么要做這個實驗，做這個實驗是為了獲得哪些數據或證據，實驗結果促使我們得出什么結論，結論的得出是要嚴謹可信。還以“氧氣的性質”為例，對于鐵絲在氧氣中燃燒的實驗，很多教師強調的是火星四射、發光放熱等現象的觀察。而對于這個實驗來說，目的是證明氧氣可以和鐵發生劇烈反應，發光放熱等現象是化學反應發生的常見特征，是輔助證據，而最有力的證據是有黑色的新物質生成，所以有的教師為了進一步證明新物質，會增加反應物鐵和產物四氧化三鐵性質不同的對比實驗。實驗內容不重要，重要的是建立了探究目的——實驗過程——實驗結果——探究結論間的邏輯關系。

第三，目前初中化學探究教學中給定探究問題、有確定統一的探究結果的探究活動比較常見，由學生主動提出問題、對學生提出的多樣化的猜想假設進行假設檢驗，或者由一個探究活動引發生成性和多輪次探究的活動比較少。在基于探究活動形成結論的過程中也是總結歸納多，解釋論證少，批判質疑更少。

第四，教師習慣于設計基于知識解析的探究，不習慣設計促進學生認識發展的探究活動。我國傳統化學教學比較強調知識解析，強調學生對知識本身的精細、正確掌握，但是缺少對知識功能價值的把握。促進學生認識發展的教學力求改變學生對知識及其系統的認識方式，并以這樣的認識方式理解身邊世界，解決具體問題。以“溶液”教學為例，基于知識解析的教學更強調溶液的定義，強調溶解度定義中的幾個要素，強調溶液質量分數的計算公式，強調一定質量分數溶液的配制要點……而從學生認識發展視角看，溶液單元教學應引導學生認識分析一個溶液體系。首先學生需要認識到一個溶液體系是由溶質和溶劑兩個不同部分組成的；其次學生可以體會溶質、溶劑確定時，溶質、溶劑間存在定量關系；再者，溶質溶劑的比例關系在一定條件下是有極限的，這是溶解度存在的根本原因，也是實現飽和溶液與不飽和溶液間相互轉化的依據。有了這樣的思考，教學就需要分別設計促進學生認識發展的探究活動，比如第一次活動可以給學生多種物質尋找組成溶液的條件；第二次活動，給學生不同的溶質、溶劑組，鼓勵學生探究溶質溶劑間的定量關系；第三次活動，則引導學生體會溶解極限及其改變的條件。

《中國教師》：化學是一門以實驗為基礎的科學。初中化學也非常重視化學實驗的教學，2011年版課標還專門規定了教學必須完成的學生實驗內容。目前教師在實驗教學方面還存在什么問題，如何改進？

王磊：2011版課程標準與實驗稿相比，最明顯的變化是明確了8個學生必做實驗。這樣做，一是從課程標準這樣的高度提出實驗要求，督促各級教育行政部門保證學校的基本實驗條件；二是提示教師這8個學生必做實驗，是對化學實驗教學的基本要求，有條件的學校、教師應根據教學實際需求安排更多的學生實驗活動，以提升學生的實驗探究能力、提高教學效果。

課標規定的8個學生實驗有著很強的代表性，每個實驗都承載了核心基礎知識、重要實驗方法以及不同實驗探究任務類型的思路方法。

舉例而言，“粗鹽中難溶性雜質的去除”實驗，從任務的角度來看屬于物質分離提純，因此如何建立物質分離提純的思路方法是教師需要關注的問題。這個實驗還涉及過濾等基本操作以及物質的溶解性等重要知識。

“氧氣的實驗室制取與性質”實驗，其承載的知識內容和實驗技能教師們都很清楚。這個實驗涉及物質制備與物質性質研究兩類任務。物質制備的基本思路是從目標物依據元素守恒等觀點尋找反應物，再從反應條件、定量關系等不同角度篩選反應物，設計實驗裝置，進行實驗操作。物質性質研究的基本思路是基于物質已有經驗信息推斷物質可能具有的性質，尋找合適的化學反應表現化學性質，或其他證據證明性質存在。每種任務類型都有獨特的任務解決思路，在學生學習的不同階段，這些思路也會呈現出不同水平。在氧氣的有關實驗中這些思路只是初步感知，將來還會在二氧化碳的有關實驗中得到強化與發展，在金屬、酸堿鹽的有關學習以及日后高中的元素化合物的學習中都會繼續發展完善。

教師在進行實驗教學時，應充分重視這8個基礎實驗的教學價值：展現核心知識、訓練基本操作技能。同時通過這8個實驗的完成，使學生將所學知識建立在直接經驗的基礎之上，促進學生核心知識的自主建構。另外，通過這8個實驗，教師可以設計出不同的實驗方式，以實驗操作為主或讓學生主動探究，從而增進學生對探究的理解，培養學生的實驗探究能力。

關于實驗教學，教師們還應注意的是課程標準的內容標準中，在其他主題“活動與探究建議”中還提出了38個實驗或實驗系列，教師可根據實際情況，結合化學學習內容，盡可能實施這些實驗活動，以充分培養學生的科學探究能力。

《中國教師》：2011年版的課標在評價建議部分提出多元的評價方式，并提供了具體案例，對一線的教學評價將大有幫助。但是，由于化學是一門中考科目，教師和學生往往只關注紙筆測驗而忽略活動表現、學習檔案等評價方式。具體教學實踐中，初中化學教學評價，尤其是中考，該如何發揮好“指揮棒”的作用以促進學生科學素養的發展，而不只是考出好成績呢？

王磊：我們應該看到，中考這個“指揮棒”自身其實已經發生了可喜的變化，且還在不斷地變化。

縱觀這幾年全國化學中考試卷，試題難度，特別是計算題難度明顯降低，偏題、怪題已很少見到。試題能圍繞課程標準規定的核心知識、基本技能進行考查，能較為全面地覆蓋課程標準規定的化學教學內容，重點突出。一項關于九省市概念原理中考命題與義務教育化學課程標準一致性的研究表明，九省市中考概念原理知識命題與課程標準一致性較好，且教材版本的差異并沒有影響中考概念原理知識試題命制的質量，說明中考較好地執行和貫徹了課程標準的理念和內容。無論是經濟發達還是不發達的地區，中考對概念原理知識考查的內容覆蓋性較好，認知水平要求較為合理，沒有出現嚴重的深廣度超標等不利于學生發展的現象。

關注過程方法，是新課程的重要理念。很多中考題目會通過列舉信息、提供資料、模型分析、思維辨析等方式考查學生比較、分類、概括、抽象等科學方法的應用能力。對科學探究能力的考查更是新課程中考試卷的必要內容，有的考題通過要求學生填寫探究問題、猜想與假設的內容、實驗設計中的具體步驟、實驗探究結論等內容，考查學生理解探究活動全過程的內在邏輯關系以及針對不同探究要素的探究能力。

重視化學與社會的聯系，關注化學、技術、社會間的相互影響，也是新課程中考化學試題的一大特色。幾乎每一份化學中考試卷都有相當數量的題目體現了化學學科的實際應用價值，體現了化學與社會生活的廣泛聯系，讓學生從化學的視角去觀察自身周圍的世界，從化學與社會的相互作用中體會、感悟學習化學的價值。目前涌現出了許多基于真實問題情境的好題目。

適度開放性也是新課程中考的一個亮點?，F在中考試卷中開放性試題數量較以前有所增加，包括解題過程的開放、答案的開放、表達方式的開放等各種類型，有些地區還對評分標準進行了開放，這是對進一步落實新課程理念的大膽探索。開放性試題涉及的內容領域比較廣泛，比如證據例舉、知識方法總結、實驗過程設計、真實問題解決方案設計與評價等。開放性試題特別適合考查學生的知識遠遷移能力和創意思維等創新能力。

當然，中考也依然存在著不盡如人意的地方。對九省市概念原理中考命題與課程標準的一致性研究發現，省級和市級命題之間，不同地區的命題之間質量存在一定差異，特別是在認知水平要求上，有的試卷中考查記憶水平的題目所占比率過大，偏重機械地考查概念原理知識；有的試卷中概念原理知識考查過程中高層認知水平的考查重點沒有落在對概念原理知識的理解及其應用上，而是放在比較復雜的計算上。這些與課程標準的要求都還是有差距的。另外，在體現能力立意方面，也存在如何處理好學科思想方法與學生思維發展水平相適應，避免能力要求過高，能力考查點不在核心點上的偏差。

課程標準提出要強化評價的診斷與發展功能，在這一方面我們還應結合心理學、統計學等學科的最新發展進行進一步的研究。目前已有一些團隊開展有關工作，這些研究進展將會逐步滲透到中考命題中。

關于活動表現評價和學習檔案的建立，這兩種評價方式由于操作的問題，暫時還沒有全面納入中考評價中。但是，這兩種評價方式各有獨特優勢。活動表現評價特別有利于發現學生優勢學習方式、了解學生學習習慣、發現學生能力特點，同時教師也可以通過觀察學生的活動過程了解學生的認識方式特征、認識發展階段，獲得充分深刻的教學診斷信息。學習檔案則有助于師生了解學生的學習發展脈絡，對于促進學生的自主學習、自我反思，以及教師針對不同學生制定不同教學（學習）方案都是很有用的。所以，建議教師們不要因為中考只用紙筆測驗，就拒絕其他評價方式。評價不是目的，要讓評價成為促進教學的工具和手段。

《中國教師》：基于2011年版課標的要求，初中化學教師該如何發展自身的專業水平？在教師培訓方面您有何建議？

王磊：化學教師專業發展是一個永恒的話題。教師專業發展一定是外因和內因共同起作用的結果。先從內因看，化學教師要想實現自身專業發展首先要有發展愿望，能主動思考。這種愿望與思考不是一個簡單的期望，要有切實的行動。在教育部遠程培訓平臺對教師進行答疑時，我們發現，有些教師不會提問，這說明這些教師缺乏思考。

不論是學科問題，還是教學問題，如果只是人云亦云，教師是很難獲得真正成長的。舉例而言，探究教學的核心價值到底是什么，開展探究教學與化學知識學習間到底是什么關系，教師如果想不清楚，這探究教學就只能是表層活動，缺乏實在的功能價值，甚至還會浪費課時。再如，“分子是保持物質化學性質的最小微?！边@句話到底對不對？這個問題幾乎每次答疑活動都有教師提出來。教師們質疑的理由是“由原子構成的物質，原子應該是保持物質化學性質的最小微?！薄Ｕ娴氖沁@樣嗎？其實教師們自我追問一下：

·為什么分子是保持物質化學性質的最小微粒？

因為分子在化學變化中改變，分子改變，原物質就不存在了。

·在化學變化中分子改變的原因是什么？

是化學鍵的變化。

·由原子構成的物質化學變化前后變不變？

也變化。原子構成的物質（例：原子晶體）原子間存在化學鍵，化學變化前后原子間化學鍵改變?？梢娫記]有保持物質的化學性質。

追問的這些問題及答案都是教師們學習過的，只不過有些超出了初中教學范疇，教師們就不肯深入去想了，這也顯示了教師們思想上的惰性。

其次，教師要學會建立合作團隊、依靠自己的團隊。俗話說，獨木不成林，個人智慧總是有限的。我們看到的優秀教師似乎沒有只靠個人奮斗的，他們通常都會有一個好的教研團隊，有一些教研伙伴，共同研究、交流共享、共同進步。

教師專業發展的外因也有很多，包括教研氛圍、教師評價導向等等。教師培訓也是其中的重要方面。目前國家非常重視教師的培訓工作，各級教育行政機構都設有專管教師培訓的部門，國家還劃撥?？钯Y助“國培計劃”項目，邀請各方面專家，開展了大量教師培訓工作?；诙嗄觊_展教師培訓工作的經驗，以及培訓中對教師的調查與觀察，我們認為目前的培訓工作還可以從以下三點進一步加強：

（1）基于初中課程內容的學科知識體系梳理。有些初中化學教師只關注初中知識，只能依據初中教材內容解釋有關信息或解決簡單問題，無法超越教材從學科本質上更深刻理解問題，也無法全面理解課程體系和教材體系，所以基于初中課程，幫助教師構建合理知識體系，達到整體理解課程、整體理解教材水平，是教師培訓應該關注的一個方面。

（2）向教師傳遞先進教學觀念時，應注意給出基于該教學觀念的多樣化的教學案例，并解讀其中觀念呈現方式、觀念實施策略，也就是教學觀念內容、教學觀念使用價值、教學觀念使用策略、教學觀念使用效果要成套給出，這樣才有利于教師接受教學觀念并進行遷移應用。如果能輔導教師基于該教學觀念完成一份教學設計，并跟蹤輔導教師實踐、再設計、再實踐，這樣的基于專家引領的二設計、二實踐、二反思的培訓效果是非常好的。

（3）重視教師促進學生認識發展的教學觀念的形成與運用。研究表明，無論是探究教學觀念還是STS教學觀念，這些教學觀念的認識水平和向行為轉化的水平都與教師持有的促進學生認識發展的教學觀念的水平顯著相關，且促進學生認識發展的教學觀念對二者有決定作用。所以，在教師培訓中堅持促進學生認識發展的教學觀念的培養是有重大意義的。

《中國教師》：怎樣才能更好地理解和落實2011年版課標的宗旨和目標，是廣大化學教師要努力與奮斗的。對此，您還有哪些建議與要求寄語他們？

王磊：2011年版課程標準是對實驗稿的繼承和發揚，比較集中地體現了十年來人們對于啟蒙化學教育的認識和理解、實踐和研究的成果，具體表現在：確立了以科學素養和三維目標為特征的化學新課程理念和課程目標；構建了主題導向的三級三維課程內容結構，整合知識、過程和情境；以探究為核心的多樣化教學方式引導學生“從生活走進化學，從化學走向社會”已經深入人心；倡導促進學生科學素養發展的多樣化評價方式。

人們更加達成共識：培養每一位學生的科學素養是初中化學課程的宗旨；促使學生在知識技能、過程方法、情感、態度、價值觀等方面都得到發展是課程和教學的基本目標；引導學生學習科學探究的過程和方法、形成化學的基本觀念，認識身邊物質的性質、研究物質構成的奧秘、探索物質的變化規律，體會化學科學的社會發展價值、理解化學與社會的相互關系，學習如何應用化學知識分析和解決個人生活和社會發展中的實際問題，這是初中化學課程內容的核心要求所在。要為學生提供有利于科學素養發展的化學核心知識、重要的化學過程方法以及體現化學知識在自然界、社會和生活中的真實存在和實際應用的生動學習內容，將核心的知識、豐富的探究活動和真實的學習情景相融合?；瘜W課堂教學要采用以探究為核心的多樣化的教學方式方法，積極開展促進學生化學認識發展與核心觀念建構的單元整體教學，堅持追求體現學生科學學習特點、符合認識發展規律的有效教學。

初中化學新課程實施以來，從理論到實踐、從觀念到行為都發生了普遍而深刻的積極變化。但是，我們也必須清醒地看到，義務教育化學課程在以下幾方面還面臨著艱巨的挑戰：化學實驗及其教學亟待予以切實重視；課堂教學期待開放與實效雙贏；知識教學需要轉變觀念和范式；以探究為核心的多樣化教學訴求常態化；科學應試多樣化發展性評價任重道遠；教師的教學行為需要與先進教學觀念一致。讓我們共同努力吧！

（作者單位：1.首都師范大學基礎教育發展研究院）

（責任編輯：馬贊）