核心觀念統(tǒng)攝下的主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)化教學(xué)設(shè)計(jì)

陳文娟 羅月旺

摘要：基于對課程主題內(nèi)容的理解，提出核心觀念統(tǒng)攝下的主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)化教學(xué)設(shè)計(jì)模型。以“化學(xué)方程式的書寫與應(yīng)用”為例，闡述了化學(xué)變化觀念下主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的教學(xué)操作。

關(guān)鍵詞：核心觀念；主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)化；教學(xué)設(shè)計(jì)；化學(xué)方程式

文章編號：1008-0546（ 2022 ）11x-0043-04

中圖分類號：G632.41

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.11x.011

《普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2017年版）》指出，教師在組織教學(xué)內(nèi)容時(shí)應(yīng)高度重視化學(xué)知識的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，充分認(rèn)識知識結(jié)構(gòu)化對于學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)發(fā)展的重要性，尤其是應(yīng)有目的、有計(jì)劃地進(jìn)行“認(rèn)識思路”和“核心觀念”的結(jié)構(gòu)化設(shè)計(jì)，逐步提升學(xué)生的化學(xué)知識結(jié)構(gòu)化水平，發(fā)展學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。[1]將繁多且零碎的教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行整合，從而幫助學(xué)生形成基于認(rèn)識思路和核心觀念的內(nèi)容結(jié)構(gòu)化體系，是比具體知識更有價(jià)值的教學(xué)追求。

然而，從教學(xué)實(shí)踐來看，學(xué)生雖然記憶了許多零散知識，但因沒有建構(gòu)起多維有序的學(xué)科認(rèn)識思路和內(nèi)容結(jié)構(gòu)化框架，造成面對復(fù)雜化學(xué)問題時(shí)束手無策。因此，化學(xué)教學(xué)必須超越對具體化學(xué)知識的追求，從“知識為本”的教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)榘l(fā)展核心觀念的內(nèi)容結(jié)構(gòu)化教學(xué)。化學(xué)學(xué)科有其獨(dú)特的基本結(jié)構(gòu)，其課程內(nèi)容包括5個(gè)一級主題，每個(gè)主題具有其內(nèi)在的規(guī)律性、關(guān)聯(lián)性，內(nèi)隱著一定的、相對獨(dú)特地認(rèn)知物質(zhì)及其變化的思路方法。為此，從發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心觀念出發(fā)，探索內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的教學(xué)是很有必要的。

一、核心觀念統(tǒng)攝下主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)模型

化學(xué)觀念是化學(xué)知識體系中最深層或最上位的知識，用化學(xué)觀念統(tǒng)領(lǐng)具體知識可以促進(jìn)對學(xué)科的基本思路及其知識間內(nèi)在聯(lián)系的把握。[2]為此，教學(xué)設(shè)計(jì)必須建立在學(xué)科內(nèi)容系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化認(rèn)識的基礎(chǔ)之上，建立起結(jié)構(gòu)化認(rèn)識，厘清內(nèi)在邏輯，形成多樣化的認(rèn)識視角和有序化的認(rèn)識思路，最終達(dá)成統(tǒng)攝性的學(xué)科基本認(rèn)識，才能更好地發(fā)揮課程內(nèi)容的認(rèn)知價(jià)值，培育學(xué)科思維方式，建構(gòu)學(xué)科觀念，發(fā)展學(xué)科素養(yǎng)。在對課程內(nèi)容結(jié)構(gòu)化體系的整體把握和理解的基礎(chǔ)上，基于對主題核心觀念發(fā)展路徑的深度理解進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。其教學(xué)設(shè)計(jì)模型如圖1所示。

該模型表明，核心觀念統(tǒng)攝下的主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)包括兩個(gè)過程：一是在深度理解化學(xué)學(xué)科特征的基礎(chǔ)上，對課程主題內(nèi)容進(jìn)行結(jié)構(gòu)化，厘清主題內(nèi)容之間的內(nèi)在關(guān)系，并揭示內(nèi)隱的認(rèn)識思路和核心觀念。或者在深刻理解主題核心觀念的基礎(chǔ)上，進(jìn)行內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，厘清主題內(nèi)容間的內(nèi)在關(guān)系；二是在深刻理解主題內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化關(guān)系的基礎(chǔ)上，通過分析教材文本內(nèi)容的學(xué)習(xí)，達(dá)成核心觀念認(rèn)識水平，進(jìn)行化學(xué)學(xué)科核心觀念統(tǒng)攝下的結(jié)構(gòu)化教學(xué)設(shè)計(jì)。包括分析學(xué)生發(fā)展空間、設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)與評價(jià)、設(shè)計(jì)教學(xué)過程。

二、教學(xué)設(shè)計(jì)模型的運(yùn)用

下面以“化學(xué)方程式的書寫與應(yīng)用（第一課時(shí)）”為例進(jìn)行分析。其第一課時(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容為“化學(xué)方程式的書寫”。

“化學(xué)方程式的書寫與應(yīng)用”屬于“物質(zhì)的化學(xué)變化”這一主題。通過該主題內(nèi)容的學(xué)習(xí)，幫助學(xué)生形成科學(xué)的化學(xué)變化觀，促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)變化原理的認(rèn)識、理解和運(yùn)用。教學(xué)設(shè)計(jì)模型的運(yùn)用就是用化學(xué)變化觀統(tǒng)攝具體知識并實(shí)現(xiàn)內(nèi)容結(jié)構(gòu)化，從而促進(jìn)對化學(xué)變化的認(rèn)識思路及知識間內(nèi)在關(guān)系的整體理解和把握。但是，化學(xué)變化觀念的建構(gòu)與理解需要通過引導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)視角對相關(guān)知識進(jìn)行深度思維加工，幫助學(xué)生形成物質(zhì)的化學(xué)變化的認(rèn)識思路和基本理解。

1．主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的整體理解

該主題內(nèi)容包括化學(xué)變化的特征、化學(xué)反應(yīng)的類型、化學(xué)反應(yīng)中的能量變化、質(zhì)量守恒定律和化學(xué)反應(yīng)的表示方法等。[3]化學(xué)變化觀概括了人們對化學(xué)變化的特征、本質(zhì)、規(guī)律、價(jià)值、研究方法以及有關(guān)認(rèn)識的發(fā)生、發(fā)展等重要問題的認(rèn)識和看法。[4]建構(gòu)結(jié)構(gòu)化的該主題內(nèi)容，是在化學(xué)變化觀的統(tǒng)攝下，通過對不同層級知識的論證（結(jié)論先行，以上統(tǒng)下）、類比（歸類分組，邏輯遞進(jìn)）來幫助學(xué)生將知識轉(zhuǎn)化為認(rèn)識，形成多維而有序的、穩(wěn)定的、概括性的認(rèn)識思路（見圖2），促進(jìn)對本主題內(nèi)容的整體把握，建立起合理的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

2．分析學(xué)生發(fā)展空間

化學(xué)方程式蘊(yùn)含著宏觀視角下的物質(zhì)、條件、現(xiàn)象，微觀視角下的原子規(guī)律性重組，定量視角下的質(zhì)量守恒定律、化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系等豐富內(nèi)容。內(nèi)涵豐富，是簡便、客觀表征化學(xué)反應(yīng)的化學(xué)符號系統(tǒng)，具有工具屬性和思維屬性。基于對物質(zhì)的化學(xué)變化觀統(tǒng)攝下的主題內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化關(guān)系的理解，厘清關(guān)聯(lián)知識的發(fā)展線索及認(rèn)識角度，分析學(xué)生發(fā)展空間（見圖3），隨著知識的發(fā)展，認(rèn)識視角的豐富，可幫助學(xué)生建立起認(rèn)識化學(xué)變化的思路、方法。

分析圖3可知，在學(xué)習(xí)本節(jié)之前，學(xué)生已經(jīng)具備化學(xué)變化的一些基本特征、化學(xué)式、化學(xué)反應(yīng)的文字表達(dá)式、化學(xué)反應(yīng)的微觀本質(zhì)、化學(xué)反應(yīng)遵守質(zhì)量守恒定律等相關(guān)知識，學(xué)生雖然具備了化學(xué)反應(yīng)的條件性、規(guī)律性、客觀性和價(jià)值性等方面的零散信息，但基本上只具備關(guān)注化學(xué)變化的單一視角。因此，本節(jié)教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)是，幫助學(xué)生把化學(xué)反應(yīng)的事實(shí)信息轉(zhuǎn)化為符號表征并建立起多角度認(rèn)識化學(xué)變化的系統(tǒng)性思維，初步形成三重表征、定性與定量認(rèn)識物質(zhì)變化的思想。

3．教學(xué)目標(biāo)與評價(jià)

（1）教學(xué)目標(biāo)

課程標(biāo)準(zhǔn)提出“能正確書寫簡單的化學(xué)方程式”的學(xué)習(xí)要求。基于物質(zhì)的化學(xué)變化觀統(tǒng)攝下的主題內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化關(guān)系及學(xué)生發(fā)展空間分析的理解，本課需要達(dá)成如下教學(xué)目標(biāo)：①結(jié)合對已知化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識，幫助學(xué)生改造、完善已有認(rèn)知結(jié)構(gòu)，感悟化學(xué)方程式在體現(xiàn)化學(xué)反應(yīng)的基本特征、微觀本質(zhì)、客觀性、規(guī)律性等方面的意義；②嘗試進(jìn)行化學(xué)方程式的書寫，認(rèn)識化學(xué)方程式的書寫原則與步驟，進(jìn)一步理解化學(xué)方程式的豐富內(nèi)涵；③引導(dǎo)學(xué)生從多角度、多層面認(rèn)識和理解化學(xué)反應(yīng)，幫助學(xué)生建立起“宏觀一微觀一符號”三個(gè)轉(zhuǎn)化視角、定性與定量兩個(gè)層面的化學(xué)反應(yīng)的基本特征、微觀本質(zhì)、客觀存在、反應(yīng)規(guī)律等方面的聯(lián)系，促進(jìn)學(xué)生建構(gòu)起化學(xué)方程式的結(jié)構(gòu)化認(rèn)識。

（2）評價(jià)目標(biāo)

基于對教學(xué)目標(biāo)的理解，不難發(fā)現(xiàn)，化學(xué)方程式的書寫不僅是技能性知識，還蘊(yùn)含著微觀內(nèi)涵、質(zhì)量守恒定律等豐富的化學(xué)觀念性知識。應(yīng)注重評價(jià)學(xué)生對化學(xué)方程式的微觀理解，化學(xué)反應(yīng)“宏觀一微觀一符號”“定性與定量”之間的聯(lián)系等認(rèn)識水平。為此，設(shè)計(jì)如下評價(jià)目標(biāo)：①通過感悟認(rèn)識化學(xué)反應(yīng)的意義，診斷并發(fā)展學(xué)生多角度認(rèn)識化學(xué)變化的水平；②通過解讀并表達(dá)新聞信息，診斷并發(fā)展學(xué)生對化學(xué)方程式的意義理解和書寫技能水平；③通過分析、解決新問題，診斷并發(fā)展學(xué)生利用化學(xué)方程式解決實(shí)際問題的能力。

4．教學(xué)過程設(shè)計(jì)

核心觀念統(tǒng)攝下的內(nèi)容結(jié)構(gòu)化是在陌生情境、問題導(dǎo)向、思維內(nèi)化過程中形成并發(fā)展起來的。

（1）創(chuàng)設(shè)問題情境

新聞報(bào)道《河北秦皇島：小雨引“燃”一車電石》很好地說明水可以“引火”。該報(bào)道稱：5月9日傍晚，一輛運(yùn)儲電石的汽車因未做好防水工作，行駛過程中天降小雨，引發(fā)車廂著火——已知：電石（CaC2）不可燃，與水接觸劇烈反應(yīng)產(chǎn)生乙炔（C2H2）。

（2）建構(gòu)認(rèn)知結(jié)構(gòu)

問題1：從化學(xué)角度出發(fā)，從這則新聞中你想知道什么？為什么想知道這些？

問題2：請你從化學(xué)角度來解讀這則新聞。結(jié)合對化學(xué)反應(yīng)的已有認(rèn)識，如何將這些信息最簡約地表征出來？

問題3：你認(rèn)為化學(xué)方程式傳達(dá)了什么信息？這些信息有何價(jià)值？

設(shè)計(jì)意圖：讓學(xué)生感受身邊的發(fā)生的事件，體會化學(xué)反應(yīng)體系中物質(zhì)及其狀態(tài)、伴隨能量變化、反應(yīng)的條件性等基本特征，以及化學(xué)反應(yīng)的客觀存在、微觀本質(zhì)和變化規(guī)律。感悟化學(xué)在解決實(shí)際問題中的社會價(jià)值。診斷并發(fā)展學(xué)生建立化學(xué)變化的認(rèn)識角度、各角度的功能及其各角度間的聯(lián)系的認(rèn)知水平。促進(jìn)學(xué)生進(jìn)一步深度理解化學(xué)方程式的內(nèi)涵，幫助學(xué)生改造、完善認(rèn)知結(jié)構(gòu)，自覺建構(gòu)起“宏觀一微觀一符號”三重表征、定性與定量的認(rèn)識視角和思維方式，促進(jìn)學(xué)生的物質(zhì)變化觀的發(fā)展。

（3）運(yùn)用認(rèn)知結(jié)構(gòu)

問題4：灼熱的木炭在高溫條件下與水蒸氣反應(yīng)生成一氧化碳和另一種可燃性氣體，其反應(yīng)的化學(xué)方程式為 。并請你說出與該化學(xué)反應(yīng)相關(guān)的信息。

問題5：根據(jù)表1填空：

設(shè)計(jì)意圖：通過解決層次性、序列化問題，診斷并發(fā)展學(xué)生化學(xué)方程式的書寫技能以及多維、有序認(rèn)識化學(xué)方程式的意義整合理解水平，進(jìn)一步發(fā)展學(xué)生對化學(xué)方程式的認(rèn)知結(jié)構(gòu)化水平。

三、總結(jié)與討論

核心觀念統(tǒng)攝下的主題內(nèi)容結(jié)構(gòu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)要求揭示該主題內(nèi)隱的核心觀念，在核心觀念的統(tǒng)領(lǐng)下建構(gòu)起主題內(nèi)容的結(jié)構(gòu)化關(guān)系，在深度理解結(jié)構(gòu)化關(guān)系的基礎(chǔ)上，分析學(xué)生發(fā)展空間、設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)與評價(jià)、設(shè)計(jì)教學(xué)過程。這一教學(xué)設(shè)計(jì)將外顯的知識結(jié)構(gòu)與內(nèi)隱的認(rèn)識思路有機(jī)結(jié)合起來，幫助學(xué)生促進(jìn)對核心觀念的基本理解，形成解決化學(xué)問題的思路方法和思維方式。

該教學(xué)設(shè)計(jì)模型的運(yùn)用，首先要提煉出該主題內(nèi)容的核心觀念，再在核心觀念的統(tǒng)攝下進(jìn)行正向分析，形成基本理解，厘清知識的認(rèn)知發(fā)展線索和認(rèn)識思路，最后通過特定問題、特定角度、特定推理，形成特定思路和特定認(rèn)識結(jié)果的問題解決的一般認(rèn)識發(fā)展方式來促進(jìn)學(xué)生對化學(xué)變化的認(rèn)識發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1] 中華人民共和國教育部，義務(wù)教育化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011版）[s]．北京：北京師范大學(xué)出版社，2012．

[2] 吳俊明，吳敏．為什么要關(guān)注科學(xué)觀念——關(guān)于科學(xué)觀念與科學(xué)觀念教育的思考之一[J]．化學(xué)教學(xué)，2014（4）：3-6.

[3] 吳俊明，吳敏，芻議化學(xué)變化觀的形成、內(nèi)容和結(jié)構(gòu)——關(guān)于科學(xué)觀念和科學(xué)觀念教育的思考之五[J].化學(xué)教學(xué)，2014（12）：13-23.

[4] 羅月旺．培育證據(jù)推理與模型認(rèn)知素養(yǎng)的初中化學(xué)計(jì)算教學(xué)——以“物質(zhì)組成的簡單計(jì)算”為例[J].化學(xué)教學(xué)，2018（7）：51-54．