高中化學課堂教學設計要素分析與啟示

摘 要：區域高中化學學科調研發現，當前部分教師的課堂上存在著預設遠大于生成、學習尚未真實發生、教學唯習題現象嚴重等問題。以區域高中化學優質課“杜康釀酒話乙醇”的教學設計分析為例，高中化學課堂圍繞教學設計的各要素，包括學情分析、目標設計、教學任務設計、教學情境設計、引發高階思維的問題設計等進行探索，以此實現教學目標和構建有效教學。

關鍵詞：高中化學;課堂教學;設計要素

一、化學課堂教學設計存在的問題探析

區域學科調研發現，當前部分高中化學課堂教學設計存在以下問題：

1預設遠大于生成

當前許多教師開始注重“有效教學”，在教學中，努力采取各種教學措施以達成教學目標。從“教”的層面分析，教學內容科學、合理，教學環節清晰、完整，形式豐富、多樣，教學似乎是有效的。但從“學”的層面觀察，很多教師對學的過程重視不夠，在生成性問題的處理上積極性不高。部分高中化學課堂上，教學預設遠大于生成。

2學習未真實發生

課改推進到了今天，教師基本上認同“學生是課堂教學的主體”這一理念，但在課堂上卻很難真正“以學生為中心”。部分教師以“時間緊、任務重”為由，總是想方設法把學生的思維納入教師的思維軌道之中，從而導致學生“被主體”。可見，在部分高中化學課堂上，學習尚未真實發生。

3唯習題現象嚴重

高考“指揮棒”下，教師樂于研究命題趨勢、必考知識點、熱點試題等，而對于學生的思維方式、理解能力、閱讀審題、表達水平等缺少關注。這種認知誤區造就了“唯習題至上”的應試戰術，由此引起的惡性循環導致學生對化學課失去熱情與興趣。

二、高中化學課堂教學的設計要素

現代教學設計把學習系統的設計作為重點，學生是學習系統的主體，著眼于學生的學習，注重課堂教學設計，把解決教師如何引導學生學好的問題作為工作規范。課堂是課程實施的主陣地，高中化學課堂教學設計在構建有效教學方面具有指導意義。課堂教學設計指的是針對某節課或某個具體問題進行的教學設計行為，這是教師發揮自身專業特長的教學再創造過程，是課程與教師的教學理念即將產生的課堂教學行為的一種最直接、最具體的呈現方式。大量案例證明，教師課堂教學設計水平的高低與其教學質量的高低正相關。教學設計的對象包括教學目標、教學內容、教學任務、學情基礎等，是諸多要素構成的系統。

本文以區域高中化學優質課“杜康釀酒話乙醇”的教學設計分析為例，從設計教學的角度出發，主要參照迪科-凱利模型[1]，立足高中化學課堂，圍繞教學設計的各要素，包括學情分析、目標設計、教學任務設計、教學情境設計、引發高階思維的問題設計等進行探索，挖掘達到課程標準要求的教學設計途徑以及如何在實踐中操作等（如圖1）。

1高中化學課堂教學設計中的學情分析

根據史密斯和雷根（P. L. Smith & T. J. Regan）的觀點，教學設計中的學習者是目標受眾或目標人群，設計者對目標受眾進行考慮是一個很關鍵的問題。[2]《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020年）》明確提出：“創新人才培養模式，要關注學生不同特點和個性差異。學情分析是對學習起點能力的分析，是教師組織教學活動的重要依據。”

在中國知網“CNKI中小學數字圖書館”中采用標準檢索，以“學情分析”為關鍵詞進行檢索，不考慮2019年，得到2005-2018年間有關學情分析的文章共416篇。過去的十幾年間，2005—2010年相關文獻比較少。自2011年起，與學情分析相關的文獻數量呈逐年上升趨勢，且上升幅度特別大，說明越來越多的人認識到了學情分析的重要性，對于學情分析的研究越來越多。從文獻的類別上可以發現，期刊文章的比例相當大，且大多都是一線教師發表的，說明學情分析在實際教學中具有很強的實踐意義。

高中生化學學習困難的成因中很重要的一點是起點知識缺陷。在教學實踐中，若缺少對化學教學對象的深入調查研究，學情調研分析工作就無法落到實處。對不同的教學對象、內容而言，教學起點有差異。但總體而言，教學的起點應從學生的起始狀態出發，即清楚他們已具備的能力、已有認知基礎及生活經驗。

“杜康釀酒話乙醇”一課的學情分析如下：

本班學生的學習基礎和能力相對薄弱，但他們對化學學習充滿熱情，課堂上認真聽講，認真記筆記，并養成了積極參與課堂討論、團隊互助學習的習慣。

另外，乙醇是學生生活中經常接觸到的物質，因此學生會產生一種自然的探究欲望和學習興趣。學生已經認識了甲烷、乙烯、苯等幾種烴類代表物的分子組成、結構特征、主要化學性質及應用，并學會比較各種烴在組成、結構、性質上的差異，初步了解有機基團與性質的關系。因此，對于官能團的學習有一定的基礎。

基于以上分析，本節課將設計小組合作的實驗探究活動。教學設計就是將教師的教、學生的學和教材內容有機結合的過程，教學設計的最終目的就是有效促進學生的學習，因此學生的學是首要的，而要促進學生的學習，課前全面（分層、多維度）、科學（有依據、有數據）分析學生狀態至關重要。高中化學課堂教學設計的學情分析需關注以下幾個方面：學生知識與技能的儲備，學生的認知能力與水平，學生的學習情感，學生的學習障礙分析，學生的學習條件。

2統帥高中化學課堂教學的目標設計

教學目標在方向上對學與教的活動設計起指導作用，并為教學評價提供依據。確定課堂教學目標，不僅有助于教師明確教學目標與課程標準的銜接關系，從而明確課程與教學設計的方向，而且還有助于學習內容和學習活動的選擇與組織，并可作為教學實施的依據和學習評價的準則，從而提高教學的效果和效率。課堂教學目標微觀具體，它是課堂教學活動后學生預期達到的結果或標準，是對學習者學習以后“知道或能做什么”的一種明確的具體表述。

“杜康釀酒話乙醇”一課的教學目標表述如下：

知道乙醇的物理性質和用途，理解乙醇的分子結構和化學性質。

通過推測乙醇分子結構的探究活動，感受利用定量研究、核磁共振技術探究有機物分子結構的方法及過程。

通過歸納乙醇發生化學反應時的斷鍵方式，強化官能團決定有機物性質的學科觀念;通過酒駕檢測的原理演示及討論，感悟養成良好的生活方式、增強社會責任意識的重要性。

課堂教學目標的表述應包括以下四個方面：誰學（主體），學到什么（學習結果），怎么學（學習條件），學到什么程度（學習程度）。教學目標體系中，位于上層的教學目標需要具備一定的包容性，不能過于分散，不需要規定學習的內容與條件。但位于下層的、課堂層面的教學目標，則非常具體地指導教師的教學，需要規定學習的內容和條件。

3基于目標與學情的高中化學課堂教學任務設計

基于教學目標進行教學活動設計，指教師在教學目標的指導下，分析學習材料，營造學習環境，確定學習方法，調動學生已有的學習策略，指導學生開展學習活動并搜集學生學習信息，最后反饋給學生的全過程。

教師在進行任務設計時，需要根據教學目標對流程進行充分的預設，將一項復雜的任務分解成一系列子任務。同時，根據學生的特點，相應地調整學習的進程，建立個性化的課堂教學任務。

“杜康釀酒話乙醇”一課的任務設計如下：

任務設計的制作，能讓教師了解課堂教學活動的概貌、理念及具體要求。可以很好地引導設計者思考課堂教學的內容及其邏輯線索，思考與學習目標相匹配的教與學活動的設計，思考各活動中高中生的學習障礙及教師運用的策略，可以幫助教師提高教學設計能力。

4指向核心素養的高中化學課堂教學情境設計

新課程改革的主旋律是發展學生核心素養，高中化學學科核心素養是學生發展核心素養的重要組成部分，2017年版高中化學課程標準的學業水平命題建議中，強調命題必須堅持以必備的化學學科知識為解決問題的工具，以核心素養為測試宗旨。在這樣一個改革的大背景下，高中化學教學應以化學學科必備知識為載體，在全面理解并掌握知識的過程中，發展化學學科能力，強調學科本質與思想方法，同時突出育人導向，關注知識內容與化學學科核心素養的融合。

化學學科核心素養包括“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”“科學精神與社會責任”五個方面。

如圖2所示，“杜康釀酒話乙醇”一課的情境設計如下：

情境設計目標：指向“證據推理與模型認知”“科學態度與社會責任”等核心素養。

驅動情境：酒駕檢測。

本節課嘗試從生活中的酒駕檢測開始，在真實的情境中引入，圍繞“組成結構→性質→用途”這一學科觀念設計了多個活動，培養學生化學學科核心素養。

通過模型搭建、定量研究、了解核磁氫譜譜圖，推測有機物的分子結構，了解推斷有機物分子結構的一般方法，培養“證據推理與模型認知”的學科素養。

通過動手實驗“乙醇的催化氧化”觀察現象，探析微觀原理，用符號表征反應原理，培養“宏觀辨識與微觀探析”素養。

通過分析酒駕檢測的原理，認識乙醇、乙醛對人體的影響，感悟養成良好的生活方式、增強社會責任意識的重要性，培養“科學態度與社會責任”素養。

最后，突出從烴到烴的衍生物的結構變化，強調正是結構的變化引起了性質的差異。通過歸納“乙醇發生反應時斷鍵方式”，進一步理解化學反應的實質，強調官能團與性質的關系，培養“結構觀”，掌握烴的衍生物的一般學習方法。

基于核心素養進行任務設計，呈現教學目標，就要求教師營造恰當的情境，這些情境包括真實性情境、問題性情境、虛擬性情境。這些任務情境不一定是完全物理意義上真實的情境，而是指向教學目標，能夠促使學習活動發生，保證教學目標達成的類似于真實環境的學習情境。

5引發高階思維的高中化學課堂教學問題設計

學生學習的過程是解決問題的過程，也是學習怎樣解決問題的過程，而教學設計本意就在于將知識和方法在實踐中加以應用。教師努力創設促進高階思維能力的環境[3]，在教學中應時時注意抓住化學思維能力結構的內在聯系設計問題，使每一個問題都能落在思維能力結構的交集點上，從而才能將知識點落到實處，使學生的高階思維能力得到更好的發展。

“杜康釀酒話乙醇”一課的問題設計如下：

教學片段：通過定量分析，確定乙醇的分子結構。

引入：乙醇的真實結構是哪一種？科學家試圖從性質出發推導出乙醇的結構，以下信息對你了解乙醇的結構是否有幫助？

演示：乙醇與鈉反應的實驗視頻。

問題：根據視頻中的信息，推測產物是什么？

回答：由生成的氣體具有可燃性，燃燒產物有小水珠，不能使石灰水渾濁，推測產物是氫氣。

小組討論：產生的氫氣來源于乙醇中的氫原子。分析兩種結構，若1mol乙醇與足量的鈉發生反應，產生氫氣的量分別可能是多少？

實驗數據：記錄一組不同量的乙醇與足量的鈉反應所產生氫氣的量。

小結：分析定量實驗數據，確定乙醇的分子結構為A型。標注乙醇分子在反應中可能的斷鍵位置。

書寫化學反應方程式：乙醇與鈉反應：2CH3CH2OH+2Na→H2↑+2CH3CH2ONa，反應斷圖3中的①處鍵，發生取代反應，生成乙醇鈉。

設計高中化學相關問題，實際是屬于思維能力結構在具體知識點的展現過程，同時也只能充分運用思維能力結構去指導問題的變式，才能使所變形式更具有意義，更為豐富多彩，更貼近學生思維能力培養的需求。因此，在教學過程中，教師應注意針對不同的知識點內容，把握住變式問題的設計原則。只有這樣，教師在組織教學時，才可能設計出具有針對性的教學問題，才能對能力層次所達到的目標有清晰的認識，才能真正做到有的放矢。

三、高中化學優質課課堂教學設計的啟示

總而言之，優質課要素很多，其中最關鍵的就是教學設計。

1學情分析奠定基礎

教學設計是將教師的教、學生的學和教材內容有機結合的過程，教學設計的最終目的就是有效促進學生的學習，因此學生的學是首要的，而要促進學生的學習，課前全面、科學地分析學生各方面的狀態至關重要。

2目標設計統帥教學

確定課堂教學目標，不僅有助于教師明確教學目標與課程標準的銜接關系，從而明確課程與教學設計的方向，而且還有助于學習內容和學習活動的選擇與組織，并可作為教學實施的依據和學習評價的準則，從而提高教學的效果和效率。

3任務設計全面系統

任務設計作為溝通學習理論與教師教學行為的橋梁，是促使教師依據學生學習的過程和條件進行教學設計，使教學活動成為促進學生學習最關鍵的步驟。只有對某個教學內容或任務的教學起點、終點、條件等了然于胸，才有可能站在較高的思想層面上，基于教學目標及學情分析，完成任務設計。

4情境設計指向素養

指向核心素養的情境設計，是一個優化的、充滿情感和理智的教學情境，是激勵學生主動參與學習的根本保證。創設指向核心素養的教學情境，有利于學生對所學內容的主題意義進行理解，有助于學生已有的知識與新知識產生聯結，有助于促進學生進行思維聯想，有助于發展學生的高階知識，對其知識進行重組與改造。

5問題設計引發思維

教學問題設計是培養學生化學思維能力的前提條件，在教學中應時時注意化學思維能力結構的內在聯系，設計教學問題時，使每一個問題都能落在思維能力結構的交集點上，從而才能使知識點落到實處，使學生的化學思維能力得到更好的發展。

綜上，全面系統的課堂教學設計有利于在規定的教學時空內實現教學效果的最優化，但這并不是說教學設計可以解決化學課堂教學過程中的所有問題。實際的教學過程是一個復雜的、動態的活動過程，一定會有不少即時生成的新問題，構成生成性的教學資源。這就需要教師在教學設計方案的指導下靈活應變，積極創新，以自己的實踐經驗對實際課堂教學活動進行適當調整，以彌補教學設計方案本身的局限或不足。

參考文獻：

[1] 葉佩玉. 中學化學教學設計[M]. 上海：上海教育出版社， 2016.

[2] 方亞軍. 陶行知眼中的學習者分析及其局限性[J]. 教書育人（高教論壇）， 2017，（10）.

[3] 席云芳. 基于學生高階思維發展的高中化學教學初探[J]. 現代基礎教育研究， 2014，（4）：105-108.