有效化學教學情境的特征與運用

黃澎清

摘要：基于問題情境的化學教學是落實學科核心素養的有效途徑，而有效的化學教學情境應具有真實性、問題性、知識性和活動性的基本特征。創設有效的化學教學情境可以從生活問題、實驗探究、工業生產、科學發展四個路徑入手，在運用時應注意用直觀現象引入情境，按教學邏輯展開情境，由第一視角探究情境

關鍵詞：有效情境;化學教學;基本特征;創設路徑;教學建議

文章編號：1008-0546（ 2021）08-0015-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j.issn. 1008-0546.2021.08.004

當前，新一輪基礎教育改革已經由全面展開進入縱深推進階段，其目標始終聚焦于學生核心素養發展。真實、具體的問題情境是學生核心素養形成和發展的重要平臺，因而最新發布的普通高中課程方案、課程標準以及多份教學指導文件都在強調情境教學，如2019年6月中共中央、國務院印發“關于深化教育教學改革全面提高義務教育質量的意見”[1]，其在“優化教學方式”中明確指出“融合運用傳統與現代技術手段，重視情境教學”。教學情境的起始點和關鍵點在于情境的創設和呈現，其直接影響著教學質量，因而如何創設有效的教學情境是當前教育工作者亟需關注的問題。

一、有效化學教學情境的基本特征

情境，在《辭海》巾的解釋是“指一個人在進行某種活動時所處的社會環境，是人們社會行為產生的具體條件”。由此可知，事物及其行為的產生是有環境和條件的，因此我們對事物及其行為的認識便不能脫離社會環境和具體條件。實際上認識即是學習的過程，正如化學學習就是對客觀物質的認識，從認識中獲得的物質結構、性質及其變化規律等是化學知識，而物質及其變化所處的環境和條件則是情境。脫離了情境的化學知識，顯得陌生、枯燥又抽象而讓人難以接受，猶如吞食鹽粒實難下咽;若將知識融于情境，則能有效降低學生與知識之間的陌生感，促進其對知識的理解和遷移，正如鹽溶于水才易于吸收。然而，當前化學教學巾情境創設的質量參差不齊，主要存在以下幾個問題[2-4]：一是仍然建立在抽象的假想或描述中，讓學生難以真正融人情境，觸發疑問;二是情境的創設陷入形式化，為了創設而創設，不具備真實性和合理性;三是情境創設呈現零散性，不能很好地將學生帶入問題，觸發思考，實際價值并不大。

為了解決上述問題，就需要先厘清有效化學情境的基本特征。首先，從情境的構成屬性來看，它由學習故事發生的時空環境、事件本身等因素組成[5]，這些因素雖然可以經過人為的整合處理，但一定來源于真實世界;其次，從情境的使用功能來看，它很好地將學科知識、科學態度以及情感價值觀融為一體，貫穿課堂推動教學活動逐次展開;最后，從情境的價值追求來看，它將化學知識與現實世界聯系起來以增強學生的直觀體驗，讓學生白發地發現、思考和解決問題，從而發展化學學科核心素養。綜上所述，有效化學教學情境的特征應表現為真實性、問題性、知識性和活動性。

1.真實性

真實性是有效化學情境創設的前提。真實性應該包含兩個層次的意思，一是情境素材來源上要真實可查，即情境素材取材于真實的生產、生活、科學研究或者史實等，雖然可以進行適當的加工以便于學生更好地接受，但一定值得推敲和探究，具有合理性和科學性。這樣的情境所提供的信息才容易引起學生共鳴，將其帶入真實環境思考問題并調動原有認知解決問題。二是情境呈現方式上要真實可見，即給學生帶來可視的、切身的體驗和體悟，而不是通過教師的抽象描述迫使學生進行主觀想象，徒增學生認知負荷并導致傳達和接受之間存在偏差。如初高中學習離子反應時，有些老師隨口便以“某工廠排出的廢水含有……離子”為引入，要求學生設計實驗。實際上，虛擬的情境在學生頭腦中并沒有畫面感，因而真實感大大下降。

2.問題性

有了真實的情境，如何避免學生游離其外，通過問題使兩者產生關聯是關鍵。問題的產生源于教學情境所呈現的真實世界與學生原有經驗形成的認知落差或沖突，這種落差或沖突能以強大引力和推力，激發學生思考問題、探究問題。在問題的引領下，學生從真實、復雜的情境巾尋求問題解決以實現認知平衡。如學習Fe2+和Fe3+時，在已知氫氧化亞鐵沉淀為白色沉淀的前提下，老師可以讓學生自己以FeCl2溶液和NaOH溶液為原料進行制備。學生發現，自己制取的氫氧化亞鐵顏色和提供的信息并不匹配，結果為白色變成灰綠色最后變成紅褐色。對于這一問題，老師就可以引導學生分析其中的變化過程，并進一步探究Fe2+和Fe3+之間的相互轉化。

3.知識性

傳統教學把教學情境的功能局限于激發學生興趣，并不關注情境與教學內容的關聯。比如在初中化學學習溶液時，有老師直接展示幾組五顏六色的溶液讓學生觀看，然后便展開溶液的定義和配制教學。顯然這幾組圖片的價值就在于一瞬間引起學生的注意，而與教學內容相互脫節。指向化學學科核心素養的教學情境則被賦予更多使命，其承載著知識的產生與應用，讓學生既可以意識到知識產生的環境，又能清晰地理解所學知識可以解決什么類型問題。因此，上述溶液教學中可以以不同濃度的幾種鹽溶液為引入，緊緊圍繞鹽溶液是怎么形成的？怎么配制一樣的溶液？能不能配制任意濃度的溶液等問題啟發學生思考，溶液的相關知識便依次展開。

4.活動性

化學教學情境的創設雖然由教師完成，但其服務于學生，目的是讓學生在切身的體驗中內化知識。知識的形成是個體對事物的認識和理解，因此學生不能置身情境之外做旁觀者，而是與情境交互作用，在真實問題解決活動中建構和運用知識。這一過程包含問題的發現、探究和解決，以完整的學習活動貫穿整個課堂，既包含將學生引入，又包含幫學生輸出。如上述Fe2+和Fe3+，也可以綠蘿失綠為情境，引導學生思考其中原因。當分析有可能是因為缺鐵癥時，教師就可以引導學生探究植物營養液中是否含有鐵元素，總結Fe2+和Fe3+的檢驗方法。此時，查閱文獻顯示植物對于Fe2+更容易吸收，學生就可以利用已學知識理清Fe2+和Fe3+的相互轉化，并配制植物補鐵液。整個過程，以真實情境為線索，以探究活動為載體，推動學生自主學習。

二、有效化學教學情境的創設路徑

1.從生活問題入手

化學的源起與發展一直與人類生活息息相關，生活中常見的物質特征、變化現象等常常蘊含著豐富的化學知識。這些知識與學生的已有生活經驗和認知基礎匹配度高，更容易使其沉浸其中。大到國家發展、小到日常生活，教師都要善于以專業的視角探析生活問題背后的化學本質，總結涉及到哪些化學知識？預設哪些探究活動可以引導學生完成知識內化和能力發展？基于這樣的思路，便可以設計出有效的問題情境鏈。

比如，生活中一個常見的提示：濕手禁止觸摸插頭。盡管我們都知道是因為有觸電危險，但是未能深究其中的化學原理。仔細思考，濕手是因為水導電嗎？那為什么純水幾乎不導電？是不是手上的汗液溶于水才導的電？如何驗證？將這些問題情境串聯起來，便可以引導學生理解和探究電解質在水中的電離行為。

2.從實驗探究入手

實驗探究是化學學習的重要基礎，它既可以將課本上的靜態知識動態地展現出來，又能給予學生親手操作、探究及創新的機會。在探究過程中出現的特殊或異常現象往往能激發學生的探究欲望，以強大的牽引力引導學生逐步探究化學原理。以此為切入點設計教學情境，則能提升學生觀察、分析和解決問題的能力。

例如，仔細觀察實驗室中常見的氫氧化鈉溶液試劑瓶，可以發現瓶口四周總是會出現白色粉末。由此引發思考，白色粉末是什么？試劑瓶內的氫氧化鈉溶液是否變質？如果變質，是部分還是全部？將此問題串聯成實驗探究情境，引導學生理清氫氧化鈉和碳酸鈉的性質，在真實的任務驅動下解決實際問題。

3.從工業生產入手

化工生產是化學學科價值最直接的呈現，其內容龐大復雜，涉及到核心反應設計、技術方法選擇、工藝流程優化以及安全環保問題等諸多問題。每一項成熟的設計或工藝，都需要經歷成千上百次的研究，讓學生置身其中參與研究，以化學家的身份和視角分析問題、解決問題，這便是極富挑戰性的情境素材。

例如人工合成氨，是影響人類命運的重要化工生產，但其發展過程中卻面臨著諸多挑戰。其中與中學化學結合最為緊密的是關于反應條件的選擇，怎么提高反應速率和轉化率？兩者如何均衡？對于這些問題的探究，可以讓學生更好地認識可逆反應與化學平衡等核心概念，理解影響化學反應速率的因素，形成化學工程思維。

4.從科學發展入手

化學科學發展是化學家認識和探究化學物質的過程，無論是古代的化學早期探索，還是近代的學科體系建立，亦或是現代的化學前沿科技發展，都是人類認識和解決化學問題的典范[6]。化學家的探索過程從混沌到有序、從零散到系統，這與學生化學學習的過程完全一致，因而以科學發展過程巾人物事件為情境，既符合學生認知邏輯發展，也能引發起情感共鳴。

比如，阿司匹林雖然是一種不起眼的鎮痛解熱藥，但其從1853年弗雷德里克·熱拉爾的首次合成開始，便不斷地經歷改良、修飾、替代和創造去解決使用中的困境，這一過程足足經歷了一個多世紀。將其中關鍵節點的歷史事件串聯起來形成教學情境，便能很好地應用于學生有機合成的學習，從科學發展的角度學會認識物質、改造物質、創造物質。

三、有效化學教學情境的運用建議

1.用直觀現象引入情境

有效化學教學情境的真實性要求情境素材來源于真實的事件，并以直觀的方式展現給學生。在直觀現象的刺激下，學生才能從旁觀者轉變成參與者，初步認識真實學習情境中的各個要素，為進一步探究奠定基礎。直觀的現象要展現在化學課堂，一方面可以通過教學現場的道具或資源，讓學生親歷事情發生的過程，如通過物品展示、實驗操作、模型搭建等方式，引發學生的問題意識;另一方面可以借助多媒體技術，將課堂之外的素材以新聞材料、圖片影像、虛擬現實等方式呈現出來，營造真實的情境氛圍。

2.按教學邏輯展開情境

有效的化學教學情境，不僅僅是將學生引入，還要一直貫穿整堂課。這種貫穿不是散亂的連接或堆砌，而是按照預設的教學邏輯推動學習活動發展。化學課堂的教學邏輯一般是依照學生對客觀物質的認知規律而設定的，即從表象到本質、從一般到具體、從簡單到復雜。因此化學教學情境的展開要遵從直觀感受化學現象、宏觀科學辨識事物、微觀探析化學原理的基本邏輯，逐步地擴展，引導學生在教學情境輔線的引導下從源頭上思考問題，在過程巾探究問題，于結果中分析問題，厘清化學知識的來龍去脈。

3.由第一視角探究情境

有效的化學教學情境是為學生而創設的，旨在將學生從旁觀者轉變為參與者，但這只實現了第一步，因為學生在參與中還缺乏主動探究意識。學生學習是主動解決問題、內化知識的過程，而不僅僅是參與者，因此要進一步把教師的教轉換為學生的學，教師要將學生從邊緣拉到整個教學情境的核心位置，使其以探究者的第一視角解決問題。初始的探究教師要給予引導，在逐步隱退中把學生推向真實情境。

有效的化學教學情境可以將教學任務與情境融為一體，摒除零散、雜亂、不貼切、生僻難理解的情境創設現象，讓學生沉浸其中，產生學習興趣，完善情感體驗，探究化學過程，認清來龍去脈。

參考文獻

[l]中華人民共和國教育部.中共中央國務院關于深化教育教學改革全面提高義務教育質量的意見[EB/OL].（2019-06- 23）[2020- 12- 18]. http：//www.gov.cn/zhengce/2019-07/08/content_54073 61.hm1

[2]陸建軍，趙銘，趙華.化學課堂教學情境創設的誤區及改進策略[J].化學教育（中英文），2014，35（9）：9-12

[3]楊寶權，袁林.例談化學教學設計之情境線索[J].化學教學，2020（9）：41-45

[4]陳秋怡.情境學習理論文獻綜述[J].基礎教育研究，2016（10）：38-41，63

[5]楊玉琴，倪娟.從情境素材到教學情境：如何創設富有價值的問題情境[J].化學教學，2020（7）：10-15，22

[6]韋存容.例談高中化學教學中整體性情境創設[J].化學教與學，2020（10）：18-20

本文系無錫市教育科學“十三五”規劃立項課題“發展學生化學宏微結合素養的離子反應單元教學設計研究D/2018/014）階段性研究成果。