高中化學(xué)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化路徑分析

肖磊 肖雪 彭浩源

主持人：《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》在實施建議部分提出“化學(xué)教學(xué)內(nèi)容的組織，應(yīng)有利于促進學(xué)生從化學(xué)學(xué)科知識向化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的轉(zhuǎn)化，而內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化則是實現(xiàn)這種轉(zhuǎn)化的關(guān)鍵”。那么，“教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化”的內(nèi)涵是什么？為什么新課標(biāo)倡導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化？

肖雪（河南大學(xué)卓越教師班）：教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化是按照學(xué)科知識的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，結(jié)合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展特征，將學(xué)科的基本原理、基本概念之間的內(nèi)在聯(lián)系厘清，最終呈現(xiàn)給學(xué)生穩(wěn)定的知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)，以促進學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)的發(fā)展。這要求教師在教學(xué)過程中，不僅要將知識講明白，更要擇機將知識與知識之間、知識與學(xué)科整體的關(guān)聯(lián)闡釋清楚，在課堂上呈現(xiàn)出有邏輯、有條理的教學(xué)內(nèi)容。

新課標(biāo)倡導(dǎo)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，主要有以下四點原因。

第一，教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化有利于學(xué)生掌握知識。當(dāng)學(xué)生頭腦中有一個邏輯清晰的知識結(jié)構(gòu)時，其對于知識的記憶才能深刻而長久。同時，構(gòu)建系統(tǒng)的知識體系也有利于學(xué)生將新的知識整合到已有的知識框架之中。教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化要求教師在課堂上不斷強調(diào)核心概念的統(tǒng)攝地位，以核心概念引領(lǐng)其他知識的學(xué)習(xí)，并能夠幫助學(xué)生看到基本概念之間的有機聯(lián)系，進而構(gòu)建結(jié)構(gòu)化的知識體系。當(dāng)學(xué)生充分理解化學(xué)中重要的基礎(chǔ)概念，能夠借助基礎(chǔ)概念完成知識的遷移和拓展時，便可以激發(fā)對于化學(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣，從而更好地掌握學(xué)科知識。

第二，教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化有利于學(xué)生理解學(xué)科基本結(jié)構(gòu)。化學(xué)學(xué)科作為傳統(tǒng)的自然學(xué)科之一，其知識結(jié)構(gòu)是較為清晰且穩(wěn)定的。學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)即基本概念、基本觀念和事物之間的關(guān)聯(lián)。而教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，是幫助學(xué)生理解學(xué)科基本結(jié)構(gòu)的一條有效途徑。理解化學(xué)學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)，首先，學(xué)生要形成系統(tǒng)的知識體系。對于不同的知識，教師需要采取相應(yīng)的措施來合理組織教學(xué)，將零散的知識串在一起，系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化，并在恰當(dāng)?shù)臅r機展示給學(xué)生。其次，學(xué)生應(yīng)理解知識內(nèi)容結(jié)構(gòu)和內(nèi)在要素的關(guān)聯(lián)，由知識的結(jié)構(gòu)化形成認(rèn)知的結(jié)構(gòu)化，從而最終理解學(xué)科的基本結(jié)構(gòu)。

第三，教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化有利于學(xué)生應(yīng)用知識解決問題。結(jié)構(gòu)化的知識是學(xué)生解決問題的基礎(chǔ)。面對新的問題情境，學(xué)生對已有的核心概念或者基礎(chǔ)原理掌握得越牢固，對知識間的邏輯與關(guān)聯(lián)理解越清晰，則越容易將已有知識遷移到新的情境中來解決問題。例如，高考化學(xué)科目中的工藝流程題，其目的便是考查學(xué)生在新的情境當(dāng)中對知識的應(yīng)用，其中涉及的調(diào)節(jié)pH值、方程式書寫等，都是運用已有知識和題干內(nèi)容解決新的問題，這就要求學(xué)生能夠理解每個步驟之間的關(guān)聯(lián)，厘清知識的結(jié)構(gòu)，最終解答題目。

第四，教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化有利于學(xué)生發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)。在新課標(biāo)提出化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的背景下，教師首先要明白知識是素養(yǎng)形成的前提和基礎(chǔ)，不能脫離知識空談素養(yǎng)。素養(yǎng)不能作為現(xiàn)成的事物以間接經(jīng)驗的方式傳遞給他人，教師要引導(dǎo)學(xué)生在理解知識、應(yīng)用知識，乃至創(chuàng)新知識的過程中逐漸獲得學(xué)科核心素養(yǎng)。組織良好、結(jié)構(gòu)清晰的學(xué)科教學(xué)內(nèi)容恰恰是學(xué)生理解知識和應(yīng)用知識解決問題的關(guān)鍵中介。因此，教師應(yīng)靈活運用教學(xué)理論將特定的教材內(nèi)容轉(zhuǎn)化為結(jié)構(gòu)清晰的教學(xué)內(nèi)容，讓學(xué)生易于消化吸收學(xué)習(xí)，最終達到發(fā)展學(xué)科核心素養(yǎng)的目的。

主持人：根據(jù)《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版2020年修訂）》，教師進行化學(xué)教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的路徑是什么？

彭浩源（河南大學(xué)卓越教師班）：新課標(biāo)對于教學(xué)內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化，提出了三種方式，即基于知識關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化、基于認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化、基于核心觀念的結(jié)構(gòu)化。

第一，基于知識關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化。通過尋找知識之間的聯(lián)系來建立更有層次的認(rèn)知結(jié)構(gòu)是知識結(jié)構(gòu)化的本質(zhì)，知識結(jié)構(gòu)化的程度越高，學(xué)生越容易提取知識，形成的認(rèn)知結(jié)構(gòu)層次性、系統(tǒng)性越強。基于知識關(guān)聯(lián)對教學(xué)內(nèi)容進行結(jié)構(gòu)化，旨在引導(dǎo)學(xué)生用相互聯(lián)系的觀點審視化學(xué)事實、理解化學(xué)概念、建構(gòu)知識體系，將分散的、相對孤立的化學(xué)事實和化學(xué)概念整合為具有邏輯關(guān)聯(lián)的知識組塊。根據(jù)教學(xué)內(nèi)容的特點，教師可以使用思維導(dǎo)圖或概念圖等工具促進教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化。

教師將思維導(dǎo)圖應(yīng)用到課堂教學(xué)中，可以促進教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，將一節(jié)課完整的知識體系呈現(xiàn)給學(xué)生，幫助學(xué)生形成知識框架。教師在課堂教學(xué)中可以通過拆解關(guān)鍵詞的方式把重點展示出來，由學(xué)生基于關(guān)鍵詞繪制思維導(dǎo)圖。例如，學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)鍵時繪制思維導(dǎo)圖，第一組的關(guān)鍵詞是“離子鍵”，第二組的關(guān)鍵詞是“共價鍵”，第三組的關(guān)鍵詞是“極性鍵”，第四組的關(guān)鍵詞是“非極性鍵”。教師充分借助思維導(dǎo)圖工具，引導(dǎo)學(xué)生在聯(lián)想、遷移和創(chuàng)造的過程中形成一個完整的知識網(wǎng)絡(luò)，促進教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化。

第二，基于認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化。化學(xué)知識的學(xué)習(xí)是一種特殊的認(rèn)識活動，其思維過程和認(rèn)識路徑具有一定的規(guī)律。化學(xué)學(xué)科要求學(xué)生不僅要學(xué)會學(xué)科知識，更應(yīng)該進一步搞清楚化學(xué)學(xué)科的認(rèn)識規(guī)律和研究方法。為此，教師要從認(rèn)識思路出發(fā)進行結(jié)構(gòu)化設(shè)計，從學(xué)科本原對物質(zhì)及其變化的認(rèn)識過程進行概括與歸納。具體來說，教師應(yīng)依據(jù)特定問題解決的程序，將問題探究的實質(zhì)、要素、方法及具體操作步驟等梳理成清晰的認(rèn)知流程，以思路圖或者顯性化的語言等形式，引導(dǎo)學(xué)生系統(tǒng)縝密地分析問題、規(guī)范高效地解決問題。

例如，“原子的結(jié)構(gòu)與元素的性質(zhì)”是高中化學(xué)選擇性必修課程“物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”中的一個主題，教師可以運用基于“宏觀與微觀相結(jié)合的視角”認(rèn)識物質(zhì)世界的基本方法，選取核外電子的運動特點，引導(dǎo)學(xué)生遵循從電子云到電子云輪廓圖，再到原子軌道建立的認(rèn)識思路，構(gòu)建核外電子運動的特征模型。這樣的設(shè)計既能充分展示知識間的內(nèi)在聯(lián)系，發(fā)揮思路圖在教學(xué)中的優(yōu)勢，又可以克服學(xué)習(xí)中的審美疲勞，建立基于“位”“構(gòu)”“性”關(guān)系的系統(tǒng)思維框架。

第三，基于核心觀念的結(jié)構(gòu)化。即通過對物質(zhì)及其變化本質(zhì)和認(rèn)識過程的進一步抽象，促使學(xué)生建構(gòu)和形成化學(xué)學(xué)科的核心觀念。教師可依據(jù)統(tǒng)攝知識的核心觀念，將學(xué)科知識的建構(gòu)、學(xué)科方法的運用、學(xué)科思維的訓(xùn)練等融入化學(xué)觀念的建構(gòu)與發(fā)展之中。

在這里，教師可依據(jù)學(xué)生的認(rèn)知水平，采取細化的方式，將高度抽象的大概念分解為適合學(xué)生認(rèn)知水平的次級大概念。例如，教師可以引導(dǎo)學(xué)生基于“結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)，性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)”這一化學(xué)學(xué)科核心觀念，抽象提煉出由若干次級大概念形成的認(rèn)識鏈：物質(zhì)由元素組成—依據(jù)物質(zhì)的元素組成可以將物質(zhì)分類—同類物質(zhì)具有相似的性質(zhì)—在一定條件下含有同一元素的各類物質(zhì)可以相互轉(zhuǎn)化。這樣，通過對高度抽象的大概念分解過程中的交流互動，以及對典型問題的分析解答與互評，可以了解并發(fā)展學(xué)生對物質(zhì)微觀結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)的核心觀念的認(rèn)識水平。

新課標(biāo)中所建議的教學(xué)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的三種主要方式是層層遞進的，基于知識關(guān)聯(lián)的結(jié)構(gòu)化能夠?qū)⑼暾闹R體系呈現(xiàn)給學(xué)生。當(dāng)學(xué)生在腦海中形成具有邏輯關(guān)系的知識框架后，教師基于認(rèn)識思路的結(jié)構(gòu)化教學(xué)能幫助學(xué)生進一步搞清楚化學(xué)學(xué)科的認(rèn)識規(guī)律和研究方法，在此基礎(chǔ)上進一步抽象物質(zhì)及其變化的本質(zhì)和認(rèn)識過程，形成化學(xué)學(xué)科的核心觀念，從而提升化學(xué)知識結(jié)構(gòu)水平。

（本欄責(zé)編 帕 拉）