如何基于創(chuàng)設“真實情境”解決“實際問題”進行化學教學設計

盛詩涵 陳國君

摘要：在新課程標準理念下，真實情境被置于重要地位。需要創(chuàng)設真實情境解決實際問題，從而培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)。通過對相關文獻的查閱和理論分析，以人教版初中化學“金屬資源保護”為例，就如何基于創(chuàng)設“真實情境”、解決“實際問題”來進行化學教學設計提供切實可行的操作思路，并針對真實情境的選擇探討了幾點策略，旨在為教師的教學提供一定的參考。

關鍵詞：化學學科核心素養(yǎng);真實情境;實際問題;教學設計;金屬資源保護

文章編號：1008-0546（2021）03-0059-04 中圖分類號：G632.41 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.03.014

全面深化課程改革以來，培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)是成為重要任務。要想培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)，則需要落實到化學課堂中，化學教師承載著培養(yǎng)學生化學核心素養(yǎng)的時代使命。2017年新課標在實施建議中指出：真實、具體的問題情境是化學學科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺[1]。且新課標提出將以真實情境為測試載體，以實際問題為測試任務作為命題原則[2]。基于命題的分析，同理可得，將實際問題遷移到教學設計中也同等重要，應由此進行教學評一體化設計。因此，隨著新課標的提出，“真實情境”和“實際問題”被置于尤為重要的地位。

縱觀2017年至今對“真實情境”的相關研究，一方面，眾多學者將真實情境進行分類并提出了創(chuàng)設真實情境的原則，例如，邵傳強老師基于教學經驗將真實情境分為實驗型、問題型、任務型、綜合型四類[3];另一方面，一線化學教師圍繞“真實情境”創(chuàng)設了相關的教學案例，例如，陳云老師以阿司匹林為載體對重要有機物之間的相互轉化進行了教學設計[4]。另外，郭飛紅[5]等學者圍繞“真實情境問題”為導向進行了一系列研究，并進行教學設計，但對于“實際問題”的研究仍停留在教學評價層面。通過文獻的梳理與分析，發(fā)現(xiàn)目前對于創(chuàng)設真實情境與實際問題的研究仍存在部分問題：其一是目前還沒有提煉出化學教師切實可行的操作思路，部分教師還處于生搬硬套的階段;其二是在一節(jié)課中創(chuàng)設過多的真實情境，以致情境高于知識，導致學生分散注意力，從而致使教學效果不佳。因此，筆者圍繞以上兩個問題，擬就教學設計中，如何基于創(chuàng)設“真實情境”解決“實際問題”進行進一步的探討。

一、創(chuàng)設真實情境解決實際問題的思路

從當前研究來看，張磊碩士對中學化學情境的創(chuàng)設現(xiàn)狀做了調查與分析，研究結果顯示，目前部分一線教師在情境教學的理解上存在著一定的偏差，并沒有真正領會情境的精髓與深意，然而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因是情境創(chuàng)設過程中方式方法的問題[6]。由此可見，解決一線教師采用合理的方法來創(chuàng)設真實情境的問題已迫在眉睫。其中，邵傳強老師從教學目標出發(fā)，探索了基于真實情境的結構化設計思路[7]。

另外，情境認知理論強調情境是學習發(fā)生與進行的必要條件，而且情境具有線索指引的功能，有助于學習知識的保留[8]。換言之，化學知識的學習與記憶的提取需要以情境為載體。且2017年新課標指出：準確把握“素養(yǎng)”“情境”“問題”和“知識”4個要素在命題中的定位與相互聯(lián)系[9]。基于情境認知學習理論以及新課標的要求分析，目前出現(xiàn)部分化學教師生搬硬套情境，筆者認為原因是沒有理清素養(yǎng)、知識、問題與情境四者之間的關系。結合實踐教學經驗，筆者發(fā)現(xiàn)部分化學教師在進行教學設計時，先是選取了真實有趣的情境再去提取其中的化學知識，這樣一味地追求情境的趣味性便會導致情境流于形式。因此明確素養(yǎng)、知識、問題與情境四者之間的關系是教學設計的首要環(huán)節(jié)。筆者認為，情境是問題與知識的展現(xiàn)形式，是為知識和問題服務的。在梳理情境思路前，應先整理化學知識，再提出需要解決的化學問題，根據(jù)化學知識和化學問題去選取適當?shù)那榫常谡鎸嵡榫持刑岢鰧嶋H問題，發(fā)展學生的化學核心素養(yǎng)。由此，不同于邵傳強老師的視角，筆者將從化學知識出發(fā)，探討在教學設計中，基于真實情境解決實際問題的思路，可分為以下四步，如圖1所示。

二、選擇何種真實情境解決實際問題

1.選擇具有“連貫性”的真實情境

所謂“連貫性”指的是在化學課堂教學中盡可能選擇完整的真實情景作為教學情境，即選擇具有整體性的情境貫穿于教學的始終。第二十二屆全國心理學學術會議報告的研究中指出：完整情境的建構顯著提高了創(chuàng)造性想法產生的新穎性[10]，即完整的情境建構有助于促進創(chuàng)造性思維的發(fā)展。同時結合教學案例的分析以及教學觀摩的經驗，發(fā)現(xiàn)部分化學教師會在一堂課中選取過多的真實情境，即每一個知識點采用不同的真實情境進行教學。從表面看，教師是基于真實情境進行教學，但是這部分教師忽視了情境太多易造成學生注意力分散的問題。換言之，真實情境太多會導致學生花大量的時間去思考情境背后的問題，而忽視從情境中學習化學知識的重要性。所以選擇過多且分散的真實情境不利于化學課堂教學，真實情境的連貫性格外重要。

例如，在“金屬鈉的性質”的教學中，可選擇這樣的真實情境。2001年7月7日至9日，若干神秘“水雷”驚現(xiàn)珠江，其中幾個發(fā)生爆炸，其他的被有關部門成功打撈，在整個過程中幸無人員傷亡。據(jù)查，“水雷”為裝滿金屬鈉的鐵桶，其來源尚在追查中[11]。通過探討鈉與水反應的化學知識，由表及里，從宏觀到微觀剖析“水雷”的實質，進而提出實際問題：如果同學們是在場的消防員，大家將采取何種措施把“水雷”扼殺在搖籃里呢？將產生“水雷”的現(xiàn)象到原因剖析以及實際問題的解決，貫穿于金屬鈉的整個知識體系中，整個課堂僅有一個真實情境，但將本堂課所要教授的知識點聯(lián)系起來，使教學具有整體性和連貫性。通過金屬鈉的性質的學習，體驗化學知識在解決生活和社會問題中的重要作用，同時將鈉的學習思路遷移至其他物質的學習，例如氯氣泄漏、氨泄漏又應該如何處理等問題，培養(yǎng)學生對知識的遷移能力以及應用的能力。不僅形成了元素觀，還起到了舉一反三的效果。與此同時，使學生在腦海中形成了物質決定性質的認知結構。

2.選擇具有“實用性”的真實情境

這里的“實用性”包含兩層意思。分別指的是化學課堂的適用性以及實際生活的可操作性。之所以強調“真實情境”，是因為真實情境本身就具有真實性和科學性，是客觀存在的事實。然而，在選擇真實情境時部分教師會存在主觀上的偏差，即過分追求難攻克的真實情境從而忽視真實情境的適用性。情境中蘊藏的化學知識太易會失去探究的價值，過于復雜又會脫離知識本身。因此，情境的功能是將學生帶進最近發(fā)展區(qū)[12]，使學生能在原有的基礎上進一步發(fā)展認知觀念和提升解決實際問題的能力。另外，化學來源于生活，又服務于生活，因此，教師在選擇真實情境時應盡量選擇生活中看得見摸得著的問題，即把注意力聚焦于實際生活的可操作性上。

例如，在第二屆全國初中化學優(yōu)質課大賽中，黑龍江吳建利老師創(chuàng)建的情境，“買了一件羊毛衫，標簽不清，如何鑒別？要將廣西的水果帶回哈爾濱，如何包裝？送朋友的賀卡要裝入塑料袋，如何封口？”都是應用所學去解決現(xiàn)實生活中的問題，讓學生覺得化學其實就在身邊，學習化學是真實有用的。

3.選擇具有“時代性”的真實情境

培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)是當今學科教學的主要目標。而核心素養(yǎng)著力解決的是提高學生面對復雜情境下的問題解決能力，使之能夠適應飛速發(fā)展的信息時代和復雜多變的未來社會[13]。因此，化學教學要與時代接軌，以此培養(yǎng)學生的化學學科核心素養(yǎng)。對于情境的選材要能反映出時代的要求，貼近于學生的社會生活，跟隨科技的發(fā)展。要求教師不斷關注科技前沿，了解當下的社會熱點，將這些社會生活中的素材和資料用新穎的語言與形式融入到真實情境中，以此解決具有時代性的實際問題。其中，越貼近時代的素材對學生的益處越大。學生在不斷地解決具有時代性的實際問題時，逐步形成正確的價值觀，由此發(fā)展著學生的核心素養(yǎng)。

例如，在進行化學電源的教學時，可創(chuàng)設如下真實情境。2019年，諾貝爾化學獎表彰了斯坦利·威廷漢、約翰·古迪納夫、吉野彰三位科學家在鏗離子電池領域的貢獻。隨之分別從鏗電池的發(fā)現(xiàn)、工作原理進行情境剖析，從而提出可探究性的實際問題：鋰離子電池的工作原理是怎樣的？通過對原電池的學習，深人理解電化學核心概念，逐步建構原電池的認知模型，進而發(fā)展學生證據(jù)推理與模型認知的化學核心素養(yǎng)。將化學知識作為工具，在真實情境解決實際問題，體會科學家是如何運用已有的化學知識進行發(fā)明與創(chuàng)新，培養(yǎng)學生的愛國情懷以及科學探究精神，成為真正為社會、為國家做貢獻的高科技人才。

三、創(chuàng)設真實情境解決實際問題的教學設計——以初中化學“金屬資源保護”為例

1.創(chuàng)設真實情境的思路

本課題選自人教版初中化學九年級下冊第八單元課題3“金屬資源的利用和保護”的第二課時。本節(jié)課題所涉及的知識點有：（1）鐵銹的主要成分：Fe2O3·xH2O;（2）鐵生銹的條件：與氧氣、水有關;（3）防止鐵生銹;（4）金屬回收。分析知識點本身的特點以及知識點之間的邏輯關系后可提出以下4個化學教學問題：（1）鐵銹是什么成分？（2）鐵為什么會生銹？（3）怎樣防止鐵生銹？（4）生銹的鐵怎么處理？于是根據(jù)以上的分析，選取《潮州金山大橋“被尿倒”》的真實情境貫穿在整節(jié)化學課堂中。再根據(jù)真實情境提煉出以下4個實際問題：（1）金山大橋被腐蝕后形成的鐵銹是什么成分？（2）金山大橋為什么會生銹？（3）如果你是建筑工程師，如何防止鐵生銹？（4）如果你是環(huán)境保護局的工作人員，如何進行鐵銹的回收再利用（圖2）？

2.教學設計思路

由于情境是為知識服務的，結合以上的分析，可把教學設計思路整理如圖3。

3.教學流程

教學環(huán)節(jié)1 創(chuàng)設情境，導入新課。見表1。

設計意圖：創(chuàng)設生活中真實的化學情境，給學生提供一個先行組織者，與本節(jié)課將要學習的化學知識搭建一座橋梁，激發(fā)學生探究的欲望和興趣。

教學環(huán)節(jié)2實驗探究，拓展應用。見表2。

設計意圖：化學規(guī)律、原理和方法的形成是在實踐中建構起來的，是客觀規(guī)律的映射。因此，學生在學習化學知識的時候也應該在實際問題的解決中習得化學經驗。通過在真實情境中解決金山大橋生銹這一實際問題，突出體現(xiàn)了實驗探究在建構化學知識，剖析化學原理中的重要作用，使學生體會科學家與哲學家研究事物的一般規(guī)律，鍛煉科學思維，發(fā)展學生科學探究與創(chuàng)新意識的科學素養(yǎng)。同時，對尿液的成分進行查閱，在原有的知識經驗上進行拓展與遷移，體現(xiàn)了所選取真實情境的適用性，即教學要走在學生現(xiàn)有發(fā)展水平的前面，從而增強學生應用化學知識解決新的實際問題的能力。

教學環(huán)節(jié)3 遷移應用，解決問題。見表3。

設計意圖：從鐵生銹的條件出發(fā)，進一步探討防止鐵生銹的措施，將所學的知識進行進一步的遷移與深化。通過角色轉換去解決實際問題，使學生在真實情境中體會不同職業(yè)對社會的貢獻，從而增強學生的社會責任感。

教學環(huán)節(jié)4 討論交流，大膽假設。見表4.

設計意圖：通過一個連貫的真實情境串聯(lián)所要學習的化學知識，激發(fā)學生的創(chuàng)新意識和社會責任。誘導學生從化學的視角關注資源，使其體會金屬回收已經迫在眉睫，從而落實STSE教育，實現(xiàn)資源的全面利用，使學生樹立廢物能循環(huán)利用的意識，進而發(fā)展學生的核心素養(yǎng)。

四、結語

在化學課堂中，真實情境服務于化學知識。教師應建立在化學知識的基礎之上選擇真實情境，提出實際問題，從而促進學生化學學科核心素養(yǎng)的發(fā)展。關于真實情境的研究正處于蓬勃發(fā)展階段，大量的學者和教師都還在不斷地探索。通過對“金屬資源保護”進行教學設計，分析了真實情境、化學知識、實際問題之間的密切聯(lián)系，說明了真實情境和實際問題對于培養(yǎng)化學核心素養(yǎng)的重要作用。并從教學實踐的角度去檢驗了教學設計的效果，取得了不錯的成效。綜上，新課程理念下，在化學課堂中創(chuàng)設真實情境解決實際問題，發(fā)展學生的化學核心素養(yǎng)應是每位教育工作者不斷的追求。

參考文獻

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