新手一熟手教師學科理解水平的個案對比研究

何文婷 曾艷 王后雄

摘要：《普通高中化學課程標準（2017年版）》提出教師應注重通過多種途徑和方法增進化學學科理解，提升課堂教學能力。教師的學科理解水平對于“素養為本”理念的落實具有關鍵作用。本研究以“電解質的電離”主題為例，基于學科理解對新手教師和熟手教師的課堂教學表現進行對比分析，發現熟手教師在各學科理解標準維度頻次整體大于新手教師，其中在“化學學科方法”和“化學知識獲取”兩個維度上差距較顯著，二者在“化學學科價值”和“化學知識本質”維度的學科理解水平均較低。并基于研究結果提出相應的啟示及建議。

關鍵詞：新手教師；熟手教師；化學學科理解；電解質的電離

文章編號：1008-0546（2022）12-0082-07

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi： 10.3969/j .issn.1008-0546.2022.12.021

《普通高中化學課程標準（2017年版2020年修訂）》（以下簡稱新課標）的出臺開啟了新時代中國化學基礎教育改革的序幕。新課標的實施建議指出：教師需進一步增進化學學科理解，開展促進學生化學學科核心素養發展的課堂教學。[1]于教師專業發展而言，學科理解能力是化學教師核心素養的重要構成要素，是化學教師的關鍵能力；于課堂教學和學生素養發展而言，學科理解能夠挖掘化學學科知識的素養功能，是打造“素養為本”的課堂，實現核心素養落地的關鍵，決定著課程改革的成效。[2]

一、化學學科理解

化學學科理解是指教師對化學學科知識及其思維方式的一種本原性、結構化的認識。[1]基于化學學科理解的課堂教學的特征及要求是：教師在教學中重視學科本原性問題的凝練及認識視角和認識思路的建構。鄭長龍教授根據化學科學經驗傳遞理論梳理了學科理解的內在邏輯，具體過程如圖1所示。“教師化”即為實現經驗由靜態向動態轉化的教學設計與實施過程，其由內化、轉化、外化三個環節構成，其中內化是指教師從學科視角對課程化和教材化的化學科學經驗的理解，因此化學學科理解是內化的核心，在內化環節中發揮關鍵作用；轉化指教師結合學情和教學資源選擇理解的化學科學經驗從而形成化學教學內容，最終通過能動活動組織與實施教學內容，實現外化。由此可知學科理解是“教師化”階段的關鍵，決定著教學成效。[2]

作為化學教師核心素養之一的學科理解能力對教學改革、人才培養具有重要意義。目前有關學科理解的研究大多集中于在宏觀層面以自陳式問卷為形式的現狀測查，微觀層面的教學研究是近期的研究熱點，而針對教師的學科理解教學表現研究則較少，對不同發展階段教師學科理解水平的對比研究尤其匱乏。對新手教師和熟手教師在某一主題教學時體現的學科理解水平差異進行深入研究，能夠完善豐富學科理解的橫向對比實證研究，促進新手教師成長，明晰教師專業化發展方向，旨在為化學教師教育研究提供參考及啟示。

二、教學內容分析

“電解質的電離”位于人教版高中化學必修第一冊第一章第二節“離子反應”第一課時，其主要內容包含“電解質”和“電離”兩個重要的化學概念，既是對初中階段溶液、酸堿鹽內容學習的進一步深化，也是后續鹽類的水解、弱電解質的電離等內容的重要先行組織者材料，在化學學習中具有承上啟下的重要學科價值，能夠促進學生發展宏觀辨識與微觀探析、證據推理與模型認知等方面的化學學科核心素養。且教科書中的欄目涉及化學史、科學研究方法等多方面的教學素材，蘊含著豐富的育人功能。因此本研究選取“電解質的電離”的課堂教學為載體對新手教師和熟手教師的學科理解教學表現進行比較和評價，能夠在一定程度上反映不同發展階段教師在化學概念教學中的學科理解水平現狀及具體差異，基于學科理解進行“電解質的電離”的教學能夠深入挖掘主題的素養功能，為廣大一線教師進行學科理解的化學概念教學從而促進核心素養在課堂教學中落地提供借鑒。

三、研究過程設計

1．研究工具

本研究以王偉等人[3]構建的化學學科理解標準維度指標為評價工具，且由于化學學科理解具有主題特質性，因此在具體的研究實施前應構建特定主題的學科理解維度指標和評價標準，以對課堂觀察內容進行基于學科理解的定量和定性的診斷和分析。基于對課程標準、高中化學教材、教師用書、大學化學教材及高考試題的學科理解分析，構建了“電解質的電離”主題的學科理解水平評價標準，如表1所示，由于僅從課堂教學無法診斷授課教師課后的自我反思和評價，因此課堂觀察內容不涉及“自我評價”指標。

2．研究方法

根據基于化學科學經驗傳遞理論的學科理解內在邏輯，由于教師的化學學科理解具有較大程度的緘默性，而教師的語言是體現其學科理解深度、廣度的重要媒介，[4]因此教師的課堂教學表現可作為教師學科理解外顯化的載體；此外，教師的化學學科理解還具有情境性和主題差異性，[5]因此可通過對特定主題的課堂教學過程進行觀察診斷和評價教師的學科理解現狀，本研究對新手教師和熟手教師在“電解質的電離”主題的教學活動進行課堂觀察，基于學科理解標準先對2名教師的授課內容在各指標下的頻數進行統計，再以各指標下的最好行為表現作為該指標下的最高水平，以診斷和對比分析二者在此主題下的學科理解能力。

3．研究對象

本研究以2名高中化學教師為研究對象，授課內容均為離子反應第一課時——電解質的電離，研究對象基本信息如表2所示。

4．研究流程

將2名教師的授課內容轉錄為文本，深入挖掘和分析教師語言對應的學科理解標準指標從而進行編碼，并將三級指標分為低水平、中水平、高水平三個層次進行診斷和評價。

四、研究結果

2名教師授課思路如圖2。通過對2名教師的授課內容進行基于學科理解的分析研究，得出編碼統計結果如圖3所示。

總體而言，2名教師的授課內容均涵蓋了學科理解標準的五個維度，其中2名教師在各維度下的頻次分布情況相似，二者均在化學學科方法維度的頻次最多，在化學學科價值維度的頻次最少。熟手教師整體上各維度頻次大于新手教師，其中在化學學科方法和化學知識獲取兩個維度上差距較顯著，其他維度表現較為接近。

以下將對2名教師在各維度下的指標達成情況及水平進行具體分析。

1．新手一熟手教師化學學科價值維度學科理解水平

在化學學科價值維度，2名教師在此維度上涉及均較少，在僅涉及的“科學決策”指標上，教師均以“能否”“是否”類語言進行設問，決策內容均屬于學科知識問題，水平較低，難以激發學生的探究欲望和責任意識，未凸顯科學決策的育人價值。即便是熟手教師，其教學僅停留在電解質的電離內容的知識本位作用，而未聯系社會生活生產、育人和職業規劃等方面凸顯其價值，其可能原因為課標、教材及教師用書中與此維度相關的內容均未提出具體、明確要求，尤其在育人價值指標上略顯欠缺。

2．新手一熟手教師化學學科方法維度學科理解水平

在化學學科方法維度，熟手教師的教學過程采用了多種學科方法，因此在“廣度”指標上表現水平較高。由圖4可知，2名教師在觀察、猜想，歸納、演繹、實驗這幾類學科方法上差異較大，具體原因為二者對核心概念的教學采用了不同的方法，新手教師注重以演繹和練習相結合的方式鞏固概念的學習，一般直接給出概念的定義，再根據定義進行自上而下的演繹推理，并通過練習診斷和發展學生的學習情況；而熟手教師則傾向于采用由個別到一般的自下而上的歸納推理方式，善于引導學生基于具體實例總結規律，實現對核心概念的建構，且過程中還設計了實驗探究活動，因此還涉及了猜想、觀察等相關的學科方法，并能綜合貫穿運用多種學科方法推進教學活動的開展。

兩位教師雖都采用微觀示意圖表征氯化鈉的電離過程，但卻未在教學中凸顯本節內容的重要學科方法——模型在化學學習中的應用及其價值，反映了2名教師對學科特定方法的重視程度有待提升；在“關聯度”指標上表現為中水平，具體而言，如在“思維與實踐關聯”這一二級指標上，探究水在泡騰片溶解過程發生變化的作用這一活動具有較強的開放性，教師通過設計問題鏈推進教學過程，引導學生通過實驗驗證猜想，但教師將實驗步驟和內容以任務的形式直截了當地布置給學生，而忽視了學生基于核心思路自主設計實驗探究的過程，因此不免弱化了實驗的啟迪高階思維、發展科學精神等育人功能，而異化為機械性的“菜譜式”實驗；在“關聯度”的另一二級指標上，由于2名教師均未將化學史貫穿于教學中，因此缺乏研究與教學的關聯度。

3．新手一熟手教師化學知識結構維度學科理解水平

雖然2名教師在化學知識結構維度的頻次相近，但根據表3可知二者在二級指標上卻表現出較顯著的差異，整體而言，熟手教師在此維度下關注的范圍更大、內容更多，但2名教師均未與大學化學相聯系，亦未涉及與該主題相關的跨學科知識內容從而凸顯化學學科的中心地位，因此2名教師對知識深度、廣度、關聯度的把控仍需加強。

具體而言，與新手教師相比，熟手教師更加注重知識的編排順序，如熟手教師通過引導學生基于回顧初中已學的基礎知識同化新知識從而達成意義建構，亦較好地區分必修和選修階段知識難度的遞進性和發展性，涉及后續需要學習的內容時也會告知學生。對于電解質/非電解質的判斷和辨析，通過前端對高考試題中“電解質的電離”考點分析可知，離子化合物和共價化合物雖為后續內容，但與本節內容聯系較為緊密，對于電解質是否導電的判斷具有重要指導作用。2名教師對此內容的教學采用截然不同的處理方式，新手教師直接拋出，用此概念作為電解質在不同狀態下導電的判據，在講解過程中構建電解質、共價化合物／離子化合物、電離、導電等概念之間的聯系，凸顯了“電解質的電離”主題及其相關知識間的關聯性，且還注重知識的拓展性和整合性，如教學中涉及了強弱電解質、高分子化合物、共價化合物腐子化合物、多元弱酸／多元弱堿／酸式鹽在水溶液／熔融狀態下的電離，因此其在化學知識的實質結構指標上表現出較高水平；此外，由于新手教師在授課過程中引入了多個對立統一的化學概念，因此該教師在化學知識的類目結構指標上亦關注更多。而熟手教師雖未指出化學鍵的概念，但將化學鍵的相互作用思想傳授給學生，因為其認識到本節課新概念較多，因此將概念轉化而不引入新概念增加學生的認知負荷，體現了熟手教師對學生認知規律的了解和循序漸進的教學風格。2名教師的教學方式均各有利弊，在實際授課時應以具體學情為依據。

4.新手一熟手教師化學知識獲取維度學科理解水平

2名教師在化學知識獲取維度下各指標頻次統計如表4，由表可知二者都未在教學中滲透電解質的電離相關化學史和學科前沿內容，因此在此維度上水平較低，許多二級指標均未涉及，反映了教師對化學史的教學價值和育人功能的重視程度仍有待提高。

在“認識思路”指標上，熟手教師在授課時按照“發現電離——認識電離——表征電離——電離的價值”思路將知識點貫穿從而展開教學活動，并在總結時顯性化地呈現了本節課的教學思路，遵循“宏觀現象一微觀本質一符號表征一遷移應用”的學習順序，符合學生的認知特點，有利于促進學生順利梳理認識思路；而新手教師則以知識點為脈絡推進教學過程，相較熟手教師而言，未能明顯體現各環節知識點間的邏輯遞進順序和學習的驅動性。

在“可信度”指標上，雖二者頻次相同，但熟手教師教學表現水平顯著高于新手教師。具體表現為熟手教師注重基于學生的回答發現和挖掘學生存在的迷思概念和錯誤認知，常采用追問的方式，基于學生的現有認知水平進行概念辨析，從而突破學生的最近發展區，確保教學的準確性和科學性；而新手教師的教學語言存在幾處科學性錯誤，因此可信度較差，其教學設計思路為用離子化合物／共價化合物作為電解質在水溶液／熔融狀態下能否導電的判據，提煉出：共價化合物只能在水溶液中發生電離，離子化合物在水溶液和熔融狀態下均能發生電離的規律，但之后用共價化合物解釋二氧化碳等物質是非電解質，易導致學生混淆電解質和電離的概念，形成共價化合物、離子化合物均屬于電解質的錯誤觀念，且在教學中未講授共價化合物／離子化合物的判據，因此新概念的引入未達到預期教學效果，反而增加學生的認知負荷，由此可見2名教師在該指標下水平差距較大。

5．新手一熟手教師化學知識本質維度學科理解水平

2名教師在化學知識本質維度下的表現水平均較低。具體而言，對于氯化鈉在水溶液和熔融狀態下的電離過程，熟手教師采用微觀示意圖的靜態形式輔助講解，而新手教師則播放了flash動畫，體現了新手教師善于應用現代教學技術將微觀抽象的內容形象化，動態的電離過程的呈現有利于深化學生對抽象概念的理解和認識，但在教學時僅一筆帶過而沒有充分發揮多媒體技術的教學功能。2名教師均未深入挖掘“變化與平衡”的化學學科特征和知識本質，如水分子和氯化鈉作用時的碰撞方向、離子在電場作用下的運動方向等，這些內容理應引導學生在觀察電離過程時理解透徹。在電離方程式的書寫中，新手教師和熟手教師均能較好地凸顯電荷守恒、元素守恒，體現了對“變化與平衡”的重視。而在“宏觀與微觀”指標上，熟手教師的教學相對更為到位，其借助實驗手段將微觀變化——電離產生自由移動的離子轉化為宏觀現象——導電，從而為學生提供事實證據，而后基于宏觀現象用微觀層面的物質結構、微粒變化等進行解釋，既體現了熟手教師對化學學科本體特征的理解，又將其外化為符合學生認知發展規律的教學思路。

五、研究啟示及建議

1．加強知識儲備，增進學科理解

研究發現新手教師和熟手教師均在“化學知識結構”維度的“與大學聯系”指標上表現水平較差，甚至在教學中出現科學性錯誤，一定程度上反映了高中教師缺乏從大學化學視角對高中化學知識的本原性認識和理解。而學科理解作為新課標對化學教師和課堂教學提出的新要求，需要增進廣大教師的學科理解能力，如重視對職前教師大學化學專業課程的教育，加強在職教師的學科理解教研和培訓活動，只有具備了扎實的學科知識儲備，才能在日后教學中從本原性和結構化兩方面理解學科知識。探求本原和追求真理的專家視野是判斷辨析、批判性看待高中化學所謂“訣竅”“規律”“套路”等科學性的重要法寶，是化解學生迷思概念、培養學生批判、質疑和創新精神的有力武器，[6]從而概括和抽提“一”以實現核心素養落地和創新進課堂，打造有深度、有廣度的課堂教學。

2．善于發現問題，強化探究精神

本研究選取的課堂教學片段中存在強調規律和技巧而忽視探究和質疑的問題，對學生科學精神、理性思維、證據意識等品質的培養不利，反映了教師仍存在“應試”的不當教學觀念。化學學科理解的內容包含化學學科知識及其思維方式，這就要求教師也應具備批判創新的科學精神，在日常生活和教學中從化學學科視角深入思考、善于發現和提出問題，針對問題進行大膽猜想、小心求證，樹立“教學即研究”的意識，在探究中收集客觀證據，從而解決問題，此過程亦即教師豐富知識儲備的來源。教師運用學科思維解決真實問題、認識并創造世界，實現學科理解的價值追求，[7]從而促進知識依存條件的生成，促進知識結構意義系統的深入，不斷提升學科理解意識，增進學科理解水平。

3．創新教學樣態，促進素養落地

通過對“電解質的電離”主題教學進行基于學科理解的分析可知，許多指標的達成與化學史的滲透有著密不可分的聯系，而研究選取的2名教師均未在教學中貫穿電離相關的化學史，因此在許多指標的教學表現水平較低。化學史具有豐富的教學功能和育人價值，科學家探索求真的過程亦可作為學生問題解決的思路，促進研究與教學的結合;化學工作者在科學研究中展現的偉大智慧和奮斗品格能夠增強學生對化學學科的認同感和社會責任感與使命感;18）特定時代背景下提出的假說或可作為知識學習的批判性評價工具，幫助學生從歷史文化視角理解和建構化學概念，從而發展學生的求真意識和創新思維。化學學科理解的達成，就是對真實化學問題的解決。[1]為能順利實現將“一 ”遷移至“三”，應創設真實復雜問題情境，積極探索項目式學習、STEM教育、SSI 教育、HPS教育等教學樣態，為使創新的教學樣態不流于形式，其關鍵在于教師以學科理解為抓手，發揮好“教師化”環節的關鍵作用，抽提凝練核心本原性問題，引導建構基于真實問題解決的認識視角和思路，促進開展以發展學生核心索養為導向的課堂教學，培育符合新時代要求的創新型人才。

參考文獻.

[1]中華人民共和國教育部，普通高中化學課程標準（2017年版）[s].北京：人民教育出版社，2018.

[2]鄭長龍。化學學科理解與“素養為本”的化學課堂教學.[J].課程.教材.教法，2019 ，39（9）：120-125.

[3]玉偉，王后雄高中化學課標中學科理解的標準建構研究[J].課程.教材.教法，2020，40（ 10）：97-104.

[4]王偉，王后雄聚焦學科核心素養的教師學科理解：內涵、問題及研究向度[J].西華師范大學學報（哲學社會科學版），2019（2）：109-113.

[5]吳俊杰，姜建文. 化學學科理解研究綜述[J]化學教學，2021（8）：15-20.

[6]徐超成，陳進前.增進化學學科理解的三個恩考方向[J].中學化學教學參考，2021（19）;1-5.

[7]張華.論學科核心素養一兼論信息時代的學科救育[J].華東師范大學學報（救育科學版） ，2019（1）：55 -65.

[8]周半， 貨崢，鄧陽，化學實驗的育人功能與育人方式新探[J].中學化學教學參者，2021（1）;1-5.

[9]胡先錦 基于問題解決指向學科理解一高 中化學教學轉型的探子[J].化學教學，2021（3）：34-37.