教學即研究：讓學科核心素養在課堂落地

摘要： 在《普通高中化學課程標準（2017年版）》確立“素養為本”教學理念的背景下，按照廣義“教學即研究”的指向，從理解國家意志、把握學科結構和尊重認知規律等方面出發，思考與教學價值、教學內容和教學方法等對應的為什么教、教什么和怎么教等基本問題，能準確定位學科核心素養目標、深入挖掘學科核心素養功能、全面實現學科核心素養價值，從而有效保障學科核心素養在課堂教學中的落地生根。

關鍵詞： 教學即研究; 學科核心素養; 素養為本; 課堂教學 ? ? 文章編號： 1005 ? ?07 中圖分類號： G6338??????文獻標識碼： B

“教學即研究”最初是美國哈佛大學達克沃斯教授提出的教學思想，她倡導教師要“去傾聽學習者，并讓學習者告訴我們他們的思想”，而“不是把事物解釋給學生聽”，也就是教師要“與學生共同做研究”“引導學生通過研究進行學習”。從廣義的視角來看，“教學即研究”不僅倡導教師用研究的方式組織教與學的有關活動，還應該研究教學的全部要素，不斷探尋“教學為什么要研究”“教學應該研究什么”和“教學怎樣進行研究”等基本問題的“時代答案”和“自己答案”[1]。《普通高中化學課程標準（2017年版）》（以下簡稱《課程標準》）要求教師確立“素養為本”的教學理念，“積極開展‘素養為本的課堂教學行動研究，在行動研究中總結和提煉發展學生化學學科核心素養的有效途徑、方法和策略，提升自身開展‘素養為本的課堂教學能力”[2]。對此，按照廣義“教學即研究”的指向，從理解國家意志、把握學科結構和尊重認知規律等方面出發，思考與教學價值、教學內容和教學方法等對應的為什么教、教什么和怎么教等基本問題，能有效保障學科核心素養在課堂教學中的落地生根。

1?理解國家意志，多角度厘清學科核心素養涵義

中國知網收錄的文獻表明，早在20世紀90年代就有關于創造素質培養的論述使用了“核心素養”一詞，認為“探索能力和創新能力”是創造素質的“核心素養”[3]。自教育部在2014年3月印發的“關于全面深化課程改革?落實立德樹人根本任務的意見”中，明確提出“研究制訂學生發展核心素養體系”，并“修訂課程方案和課程標準”“進一步明確各學段、各學科具體的育人目標和任務”的要求之后，“核心素養”便成了我國教育研究的熱點，相關研究成果呈“井噴”之勢涌現。2016年9月和2018年1月先后頒布的“中國學生發展核心素養”以及“普通高中課程方案和語文等學科課程標準（2017年版）”居于相關研究成果中的核心地位，是新時期我國普通高中教育落實立德樹人根本任務的重要依據。

“中國學生發展核心素養”是“黨的教育方針的具體化、細化”。學科核心素養是“學生學習該學科課程后應達成的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力”。《課程標準》將化學學科核心素養劃分為“宏觀辨識與微觀探析”“變化觀念與平衡思想”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”5個方面。從理論上說，化學學科核心素養支持著學生發展核心素養的形成，應該從屬于學生發展核心素養并被學生發展核心素養所包含。然而，有研究表明化學學科的“宏觀辨識與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”，以及物理學科的“物理觀念”、生物學科的“生命觀念”等不在“中國學生發展核心素養”的要素之中[4]。其實，“宏觀辨識與微觀探析”和“變化觀念與平衡思想”對應化學學科特有的元素觀、微粒觀、結構觀、變化觀以及從屬于變化觀的定量觀、守恒觀、平衡觀、能量觀等化學觀念，它們與物理觀念、生命觀念以及科學思維、科學探究、科學態度等一起，是形成學生發展核心素養中包括理性思維、批判質疑、勇于探究等在內的科學精神素養的基礎。

雖說學科核心素養是對知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀等三維目標的整合，但從許多學科核心素養的具體要素來看，其中并不直接包含知識層面的內容。對此，有人質疑，難道知識就不是素養？沒有學科知識哪來學科素養？余文森教授則認為這“實際上就是知識與素養的關系問題”。因為“教育無非是將一切已學過的東西都遺忘后所剩下的部分”，其中遺忘的東西是具體知識，剩下的才歸屬于素養的觀念、品格和能力等范疇。實踐表明，學科知識是形成學科素養的載體，學科活動才是形成學科素養的渠道。因為“學科知識是不能直接轉化為素養的，簡單的復制、記憶、理解和掌握是不能形成素養的。學科活動意味著對學科知識的加工、消化、吸收，以及在此基礎上的內化、轉化、升華”[5]。但是沒有學科知識作為載體無法進行相關的學科活動，更無法內化、轉化和升華為學科素養，所以“素養為本”的課堂教學必須由相關學科知識的學習活動所組成，而且其中不同的知識具有不同的教育價值，能支持不同類別和不同水平的學科核心素養的形成。《課程標準》將學科核心素養劃分為5個要素和4級水平，正是由于不同知識的教育價值不同所決定的。

對于高中化學學科核心素養的5個要素，在不同觀察者眼中有著不同的相互關系。吳星教授認為可以表示成“1+4”的四面體關系（如圖1所示）。其中，“科學探究和創新意識”在中心位置;“宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想”既以化學科學探究為載體，又是化學科學探究的研究內容和思維視角;“證據推理與模型認知”是化學科學探究形成結論的思維方法;“科學態度與社會責任”是化學科學探究在態度情感和價值觀維度的重要成果[6]。王后雄教授認為5個要素分屬思維、實踐和價值三個不同層面，呈“3+1+1”的支撐關系（如圖2所示）[7]。鄭長龍教授則以哲學認識論的“實踐—認識—再實踐”的一般過程為依據，認為5個要素分屬實踐、認識和應用三個不同階段，呈“1+3+1”的遞進關系（如圖3所示）[8]。其實，不管進行怎樣的觀察與分析，同一學科的核心素養要素之間總是呈互補關系，反映學科教學在核心素養目標、功能與價值等方面的全貌。正如《課程標準》所描述的，“‘宏觀辨識與微觀探析‘變化觀念與平衡思想‘證據推理與模型認知要求學生形成化學學科的思想和方法;‘科學探究與創新意識從實踐層面激勵學生勇于創新;‘科學態度與社會責任進一步揭示了化學學習更高層次的價值追求”，“化學學科核心素養將化學知識與技能的學習、化學思想觀念的建構、科學探究與問題解決能力的發展、創新意識和社會責任感的形成等多方面的要求融為一體，?體現了化學課程在幫助學生形成未來發展需要的正確價值觀念、必備品格和關鍵能力中所發揮的重要作用”[9]。

總之，只有厘清中國學生發展核心素養與學科核心素養、核心素養與三維目標以及學科內部核心素養之間的關系，才能正確理解國家意志，準確定位學科核心素養目標，并用學科核心素養目標引領自己的教學行為，保障“素養取向”學科教學的真正實施。

2?把握學科結構，多層面挖掘學科核心素養功能

《課程標準》所設置的高中化學課程包括必修、選擇性必修和選修三類課程，其中，必修課程、選擇性必修課程的模塊和選修課程的系列又劃分為相應的主題（必修課程和選擇性必修課程各模塊的主題如表1所示）。在此基礎上，課程中的每?個主題又包括若干具體內容，如必修課程的主題2“常見的無機物及其應用”包括“21元素與物質”“22氧化還原反應”“23電離與離子反應”“24金屬及其化合物”“25非金屬及其化合物”“26物質性質及物質轉化的價值”以及“27學生必做實驗”等相關內容。選擇性必修課程模塊3“有機化學基礎”的主題2“烴及其衍生物的性質與應用”包括“21烴的性質與應用”“22烴的衍生物的性質與應用”“23有機反應類型與有機合成”“24有機化合物的安全使用”以及“25學生必做實驗”等相關內容。

鄭長龍教授在論述化學學科主題時曾以“離子反應”為例，認為“離子反應”主題是對“電解質”“電離”“電離方程式”“離子反應發生的條件”“離子反應的實質”和“離子方程式”等化學知識所共同具有的化學學科屬性的反映[10]。“離子反應”主題與必修課程中主題2“常見的無機物及其應用”的具體內容“23電離與離子反應”相對應。而對于主題2“常見的無機物及其應用”的其他具體內容，如“24金屬及其化合物”在實際教學中有時與“25非金屬及其化合物”組合成相對較大的“無機物的相互轉化”主題，有時也可以分解成“鈉及其化合物”和“鐵及其化合物”，或“金屬”“金屬氧化物”“金屬氫氧化物”和“鹽”等相對較小的主題。由此可見，實際教學中的主題與《課程標準》設定的主題不一定完全相同，可以根據學生實際和教學進程等相關因素進行適當的重組。但值得注意的是，無論是《課程標準》設定的主題還是教師重組的主題，一定要能夠統攝一類具體學科知識，并且與學科核心概念或學科思想及學科觀念等相對應。

由于各學科主題所統攝或涵蓋的學科知識量各不相同，所以不同主題又可以分解為數量不等的教學課時。關于教學課時對應的課堂結構，鄭長龍教授曾遷移地質學范疇板塊構造理論中的“板塊”，認為課堂教學板塊是課堂教學的構造單元，課堂教學是由一個個板塊構成的，各個板塊有機地聯系構成課堂教學的整體，而每個教學板塊又可以分解成若干學習任務[11]。如“氧化還原反應”是高中化學必修課程主題2中的一個具體內容，其本身實際就是化學學科的核心概念，教學時可以成為一個相對獨立的主題，并且可以安排兩個教學課時。其中，第1課時的重點是形成認識化學反應的微觀視角，了解氧化還原反應本質，建構氧化還原反應的認識模型;第2課時的重點是建構氧化還原反應的分析模型，了解氧化還原反應的有關規律。《課程標準》在附錄2中將“氧化還原反應”（第1課時）設計成了“【板塊1】宏觀現象”“【板塊2】微觀本質”“【板塊3】問題解決”3個教學板塊和“【學習任務1】實驗探究食品脫氧劑的作用”“【學習任務2】揭示氧化還原反應的本質”“【學習任務3】建立氧化還原反應認識模型”“【學習任務4】運用氧化還原反應原理，設計并討論汽車尾氣綠色化處理方案”4個學習任務[12]。

綜上分析可知，學科結構可以有課程（模塊或系列）→主題→課時→板塊→學習任務等若干個層級。其中的主題可以是《課程標準》設定的，也可以是教師在《課程標準》設定基礎上的重構，而對主題中的課時、板塊、學習任務等層級結構的劃分與設計，取決于教學主題的內涵以及學生的認知基礎和教師的實踐積累。“素養為本”的教學設計，則要求教師在學科結構的各個層級，特別是“學習任務”層級要有明確的素養功能定位。如，對于“氧化還原反應”（第1課時）的4個學習任務，素養功能可以定位為【學習任務1】科學探究與創新意識、【學習任務2】證據推理與模型認知、【學習任務3】宏觀辨識與微觀探析、【學習任務4】科學態度與社會責任。

對于學科結構中教師自主性相對較大的板塊和學習任務等層級的劃分與設計，及其素養功能的定位等問題，需要注意以下兩個問題： （1）要尊重教科書的設計。新世紀之初，在教學理念從基于教師自身經驗或教科書的教學轉向基于課程標準的教學的時候，曾有“重構教材內容： 新課程教學設計的起點”的教育言論。同時言論也告誡大家，對教材內容的重構要基于對教材的認真鉆研，而不是缺乏對教材基本“尊重”的隨意改造[13]。如關于“電解原理”的教學有教師不是按教科書的設計從電解氯化銅溶液開始，而是從電解水開始。認為電解水是學生初中時就已有的知識，從電解水開始符合“從學生已有知識經驗出發”的教學原則;或認為電解水是化學史上電解的源頭，從電解水開始是“遵循化學發展的歷史時序”。其實，這些觀點的背后是不理解教科書的設計意圖，而且有違學生的認知規律[14]。（2）要契合知識的教育價值。學科知識是形成學科素養的基礎，不同類型的知識有著各不相同的教育價值，一個學科課程的價值是全部學科知識價值的總和。所以，學習任務的素養功能定位要契合知識的教育價值，以保障知識素養功能實現的可能性和最大化。

另外，“素養為本”的教學設計，其主題的確立不僅可以“知識”為中心，而且還可以超越“知識”進入思維和觀念等層面。如關于建立“基團間相互作用”思維模型的主題，就可以超越知識層面的教學內容，對烴、烴的衍生物和有機合成等多個知識主題從思維或觀念的層面進行整合，形成相應學科能力發展進階的過程與步驟（如表2所示）[15]。

3?尊重認知規律，多策略實現學科核心素養價值

在學科的層級結構中，板塊是分解課時目標落實學習任務的重要環節。觀察與課時對應的課堂教學可以發現，其中的每一個板塊基本都包含情境、任務、活動和評價等4個要素。從尊重學生認知規律的角度來看，真實性情境、結構性任務、多樣性活動、激勵性評價，能夠激發學生的認知內驅力，從而促進學生主動參與知識的再生產過程，同步提升學生的學科核心素養，全面實現學科教學的核心素養價值。

真實性情境

情境是一個人進行某種行動時所處的社會環境，是人們社會行為產生的具體條件。教師在根據知識教學的需要為學生設置學習情境時，要注意情境的真實性，因為真實性情境有助于激發學生的探究欲望，幫助他們在解決實際問題的過程中理解知識形成素養。對于“氧化還原反應”（第1課時）的教學，真實情境素材“食品盒中的小包裝袋”和“為什么要放小包裝袋”“包裝袋里面有什么物質”“這種物質能起怎樣的作用”等一系列問題，能激發學生迫切想通過實驗進行探究的欲望，從而讓學生從生活世界走進化學世界。對于《化學反應原理》模塊中的“沉淀溶解平衡”，可以選擇“1966年3月26日，株洲農業機械廠食堂誤用氯化鋇作明礬炸油條造成168人中毒，湘雅醫院臨危受命短時間內研制出解藥”的歷史事件作為教學情境，并設計貫穿于全課的三個主問題： （1）Na2SO4溶液解毒的原理是什么？（2）為什么選擇5%的Na2SO4溶液解毒？能否用Na2CO3溶液替代Na2SO4溶液？（3）工業上用自然界中存在的重晶石（主要成分BaSO4）制備BaCl2等可溶性鋇鹽，怎樣才能實現？讓學生在真實情境中分析問題和解決問題，感受化學知識的價值，同時建構分析沉淀溶解平衡問題的思維模型[16]。所以，真實性情境可以來自生產生活，也可以來自科學或社會史實，而且還可以根據教學需要進行適當加工和選擇。如在“氯化鋇毒油條”事件48年之后，《瀟湘晨報》刊文認為“無論是處理緊急突發中毒事件和實施醫療急救，還是提高全民食品安全意識乃至政府管理水平，48年前的往事都有著不可忽略的現實意義”[17]，但對于化學教學而言，更多的關注應該是其中的化學原理和化學學科的知識價值與社會責任。

結構性任務

高中化學有相對完整的知識體系，學科層級結構中的知識都從屬于這個體系。當體系中的知識被分解到課堂板塊的學習任務層面時，往往具有相對的獨立性。不過這些相對獨立的任務在板塊內或與相鄰板塊的任務之間，都有遞進、并列或包含與從屬等邏輯關系。如“氧化還原反應”（第1課時）中的【板塊2】所包含的“【學習任務2】揭示氧化還原反應的本質”和“【學習任務3】建立氧化還原反應認識模型”就呈現遞進關系，而且它們在整個課時中還連接著【板塊1】的“【學習任務1】實驗探究食品脫氧劑的作用”和【板塊3】的“【學習任務4】運用氧化還原反應原理，設計并討論汽車尾氣綠色化處理方案”，使整個課時的4個學習任務呈現遞進關系，從而使學生沿著“宏觀現象”“微觀本質”到“問題解決”的方向逐步深入，在“科學探究與創新意識”的驅動下認識化學學科“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”的思維方式和“科學態度與社會責任”的知識價值。學習任務之間的有機銜接或結構性的學習任務是實現知識向素養轉化的有效途徑，而且“結構化”的水平直接決定著素養發展水平。所以，教學設計要注意理順板塊或學習任務之間的關系，以提高它們的結構化程度。對于“甲烷”的化學性質，人教版教材在介紹“通常情況下，甲烷比較穩定”，不能與酸性高錳酸鉀溶液、強酸、強堿等反應后，依次介紹了甲烷的氧化反應和取代反應。為了使這些并列的學習任務能有機銜接并融為一體，在分析甲烷與氧氣的氧化反應之后，可以用“高錳酸鉀能用于制取氧氣，是一種強氧化劑，那么甲烷是否能與高錳酸鉀溶液反應呢”“實驗室可以用高錳酸鉀和濃鹽酸反應制取氯氣，氯氣也是一種具有強氧化性的物質，甲烷能與氯氣反應嗎”等設問進行任務之間的過渡與銜接[18]，從而使知識更加結構化和系統化。

多樣性活動

學習任務的完成必須通過一定的活動來實現，學生在活動中不僅能夠獲取學科知識，更重要的是能夠形成學科素養。實踐表明，相同的學習任務，在通過不同的活動來實現時，可能形成不同的學科素養。關于“鐵及其化合物的應用”的教學，“能從物質類別和元素價態視角選擇鐵及其化合物的轉化路徑”是該內容教學的重要教學目標，像某些教師對“導學案”教學模式的理解，以為其本質就是采取知識問題化策略，把知識的獲得歸結為習題的訓練，把教材內容轉化為由“鐵元素常見的化合價有+2、+3價，+2價化合物既有???性又有???性，+3價化合物通常只有???性……Fe2+與Fe3+相互轉化的化學方程式有????”等一個個問題組成的導學案，讓學生自行閱讀教材并填寫導學案中的空格或書寫有關的化學方程式，最后與教師比對答案并在教師指導下進行糾錯和訂正。這樣從表面上看起來，學生也能學到教材中的知識，其實這只是對學科知識的簡單復制和記憶，也可能達到理解和掌握的程度，但是學生沒有真正參與知識的加工、消化、吸收等獲取過程，那就難以由此內化、轉化、提升為有關素養。如果教師“以燕麥片含有鐵粉引起大眾驚慌這一新聞事件作為教學情境主體，以是否含有鐵、為何添加鐵、如何促吸收、能做質檢員作為教學主線”[19]，引導學生開展小組討論交流，通過分析、比較、設計、選擇、評價等思維活動，優選出鐵及其化合物的轉化路徑，并通過相應的實驗對轉化路徑進行探究或驗證，就能夠讓學生通過這一系列活動在獲取知識的同時，發展“宏觀辨識與微觀探析”“證據推理與模型認知”“科學探究與創新意識”“科學態度與社會責任”等學科素養。所以，教學設計要注意活動的多樣性，并調動學生參與活動的積極性，從而保障“素養為本”化學課堂教學的有效實施。

激勵性評價

長期以來，評價已經習慣地被視作教學活動的重要組成部分。但是由于評價經常是游離于教與學之外，于是有了“教

學評一致性”的理論建構與實踐探索[20]。《課程標準》也提倡“教、學、評”的一體化，具體是指在特定的課堂教學活動中，教師的教、學生的學以及對學習的評價應該具有目標的一致性。如在“氧化還原反應”（第1課時）中，有“通過氧化還原反應本質的認識過程，初步建立氧化還原反應的認識模型”的教學目標，與之對應的評價目標是“通過對具體氧化還原反應的判斷和分析，診斷并發展學生對氧化還原本質的認識進階（物質水平、元素水平、微粒水平）和認識思路的結構化水平（視角水平、內涵水平）”，兩者的高度一致性能夠保障教學目標的有效達成。其實評價作為課堂教學管理的一種手段，具有導向、證明、診斷和激勵等多元功能，在“教、學、評”一體化語境中的評價主要發揮著評價的診斷功能，也帶有導向和證明的成分，而評價的激勵功能指的是通過評價活動對學生學習活動的激勵或鼓舞，營造寬松、和諧、民主的教學氛圍，激發學生的情感，鼓起學生的勇氣和力量，激起學生強烈的求知欲望，強化學生成功的喜悅，不斷增強學生的自信心和上進心。其實，教學的藝術不在于傳授的本領，而在于激勵、喚醒和鼓舞。從認知心理學層面來看，激勵是激發人的動機、調動人的積極性的重要手段。行為科學的實驗也證明，一個人在沒有受到刺激的情況下，其能力僅能發揮20%～30%，如果受到充分激勵，能力就可能發揮到80%～90%，這充分說明運用激勵機制是促進學生進行自主學習的重要舉措。所以，評價除了在目標上要追求與教師的教和學生的學的目標一致性以外，還要適當采用激勵性評價，以激發學生學習的內驅力，從而在每個學生個體身上獲得學科核心素養最大可能的全面發展。

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