基于學(xué)科理解凸顯知識(shí)多重屬性的教學(xué)設(shè)計(jì)研究

俞建鋒

摘要： 以“有機(jī)化合物的命名”教學(xué)為例，提出目標(biāo)導(dǎo)向素養(yǎng)，基于學(xué)科理解的教學(xué)價(jià)值三維分析視角，以化學(xué)史為真實(shí)情境，聚焦學(xué)科思維方式，凸顯知識(shí)多重育人價(jià)值，促進(jìn)知識(shí)結(jié)構(gòu)化的教學(xué)設(shè)計(jì)思路和實(shí)踐操作案例。

關(guān)鍵詞： 學(xué)科理解; 有機(jī)物命名; 知識(shí)多重屬性

文章編號(hào)： 1005-6629（2022）05-0023-05

中圖分類號(hào)： G633.8

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： B

1 化學(xué)學(xué)科理解是對(duì)知識(shí)的多重屬性的忠實(shí)表達(dá)

知識(shí)是人們?cè)趯W(xué)習(xí)、實(shí)踐過程中所獲得的學(xué)問、經(jīng)驗(yàn)等，是人類對(duì)物質(zhì)世界以及精神世界探索的結(jié)果總和。從形成過程看，是在特定的歷史文化背景下，在生產(chǎn)生活的社會(huì)實(shí)踐中被證實(shí)過的暫時(shí)正確的且普遍被接受的結(jié)論及規(guī)律。因此知識(shí)顯然具備文化性、實(shí)踐性、科學(xué)性、辯證性及社會(huì)性等多重屬性，其中科學(xué)性蘊(yùn)含著學(xué)科的認(rèn)識(shí)思路、思維過程和認(rèn)識(shí)方法，是知識(shí)的第一屬性[1]。對(duì)教材知識(shí)的學(xué)科理解問題是教師提升教學(xué)能力最有力的支撐，也是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)能否真正落地的關(guān)鍵一環(huán)。

化學(xué)學(xué)科理解是指教師對(duì)化學(xué)學(xué)科知識(shí)及其思維方式和方法的一種本原性、結(jié)構(gòu)化的認(rèn)識(shí)[2]。在化學(xué)教學(xué)中教師對(duì)知識(shí)的理解問題決定了其教學(xué)的觀念、教學(xué)的行為和教學(xué)可發(fā)揮的空間大小。那些把教材知識(shí)作為結(jié)論、真理觀念的教師往往善于采用如何有效地讓學(xué)生去記憶、理解、運(yùn)用知識(shí)本身。例如，在有機(jī)化合物的命名教學(xué)中，絕大部分教師把烷烴命名的規(guī)則作為結(jié)論讓學(xué)生去記憶，并不斷運(yùn)用這一規(guī)則命名新的烷烴，進(jìn)而達(dá)到掌握知識(shí)結(jié)論的目的。很少有教師會(huì)從學(xué)科的本原性上去思考問題，例如有機(jī)化合物命名規(guī)則是如何產(chǎn)生的？其發(fā)生、發(fā)展過程中關(guān)鍵性的認(rèn)識(shí)角度和思維方法是什么？哪些過程最應(yīng)該在教學(xué)中被呈現(xiàn)和學(xué)習(xí)？這些知識(shí)被揭示的過程，尤其是化學(xué)在文化創(chuàng)新的貢獻(xiàn)在促進(jìn)學(xué)生的思想、精神和價(jià)值觀等必備品格的發(fā)展中有何重要意義？從知識(shí)的結(jié)構(gòu)化層面看，教師是否選擇讓學(xué)生在情境活動(dòng)中自主歸納烷烴的命名規(guī)則，并能將烷烴的命名規(guī)則遷移、關(guān)聯(lián)到其他有機(jī)物的命名方法體系中，從中形成穩(wěn)定的認(rèn)識(shí)思路、方法和認(rèn)識(shí)模型，產(chǎn)生核心觀念，也就是實(shí)現(xiàn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化、認(rèn)識(shí)思路的結(jié)構(gòu)化和核心觀念的結(jié)構(gòu)化。

顯然，那些在學(xué)科理解上認(rèn)識(shí)到知識(shí)有多重教育價(jià)值的教師，則不會(huì)僅僅關(guān)注知識(shí)表層的認(rèn)識(shí)結(jié)論（符號(hào)表征），而是會(huì)從知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展過程的歷史脈絡(luò)和現(xiàn)實(shí)的科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)生活情境中引導(dǎo)學(xué)生經(jīng)歷人類認(rèn)識(shí)世界的方式和思維的邏輯過程（邏輯形式），甚至能揭示知識(shí)在促進(jìn)人的思想、精神和價(jià)值觀等必備品格發(fā)展方面的重要意義（意義系統(tǒng)）。其知識(shí)多重教育價(jià)值可以用圖1表示[3]。從另一個(gè)角度看，知識(shí)的符號(hào)表征是學(xué)科知識(shí)看得見的表層學(xué)習(xí)意義，屬于知識(shí)的學(xué)術(shù)形態(tài)，而知識(shí)結(jié)構(gòu)中的邏輯形式和意義系統(tǒng)是蘊(yùn)含在知識(shí)背后的深度學(xué)習(xí)意義，屬于知識(shí)的教育形態(tài)，其內(nèi)在關(guān)系也可以用圖2知識(shí)的教育形態(tài)的“冰山模型”來表示。

2 基于學(xué)科理解的三維分析視角是實(shí)現(xiàn)知識(shí)多重屬性表達(dá)的有效路徑

在實(shí)際教學(xué)中，教材內(nèi)容知識(shí)的教學(xué)價(jià)值有哪些、從哪些視角去分析理解是教學(xué)設(shè)計(jì)的首要問題，而“知識(shí)的內(nèi)在結(jié)構(gòu)模型”或“知識(shí)的教育形態(tài)結(jié)構(gòu)模型”為教學(xué)的價(jià)值分析提供了全面的分析視角，幫助教師在具體教材知識(shí)的教學(xué)價(jià)值分析中不僅僅關(guān)注知識(shí)結(jié)論本身。因?yàn)榛瘜W(xué)學(xué)科的知識(shí)要經(jīng)過教師的學(xué)科理解最終傳遞到學(xué)生的學(xué)科經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)之中[4]，并通過學(xué)生在實(shí)際問題的應(yīng)用與實(shí)踐中能有穩(wěn)定的認(rèn)識(shí)視角、思路及認(rèn)識(shí)模型進(jìn)行有效遷移，甚至能進(jìn)行創(chuàng)造。因此，我們認(rèn)為教師在具體知識(shí)教學(xué)中要學(xué)會(huì)從學(xué)科立場(chǎng)、學(xué)生立場(chǎng)和教學(xué)價(jià)值取向三個(gè)視角，從學(xué)科本原性和結(jié)構(gòu)化角度去分析理解。其分析視角歸納如圖3所示。

圖3 學(xué)科知識(shí)的教學(xué)價(jià)值的分析視角

以有機(jī)化合物的命名的教學(xué)為例作如下分析闡釋。

從化學(xué)學(xué)科視角看，有機(jī)化合物的命名是有機(jī)化學(xué)的重要內(nèi)容，如果沒有一個(gè)完整的命名方法來區(qū)分各類有機(jī)化合物，整個(gè)有機(jī)體系、文獻(xiàn)就會(huì)產(chǎn)生混亂，因此命名方法有很重要的意義和學(xué)習(xí)價(jià)值。但就高中《有機(jī)化學(xué)基礎(chǔ)》模塊來看，其內(nèi)容雖然要求較低，只要求知道簡(jiǎn)單有機(jī)化合物的命名，但其內(nèi)隱的價(jià)值和意義不應(yīng)被忽視，需要被真正挖掘。

從學(xué)科認(rèn)識(shí)發(fā)展功能看，有機(jī)物命名的發(fā)展歷程從徐壽（中國(guó)近代化學(xué)啟蒙者，翻譯《化學(xué)鑒原》）音譯到虞和欽意譯，后又發(fā)展為意譯造字中既要會(huì)音，又要會(huì)意（如烴、烷、烯、炔、羥、羰等字的由來），自然而然完成了有機(jī)物的命名教學(xué)，從中讓學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)習(xí)慣命名法如何演變到系統(tǒng)命名法等。這些前人探索過程中蘊(yùn)含著重要的學(xué)科認(rèn)識(shí)角度、思路和方法，是最值得學(xué)習(xí)的內(nèi)容，具有學(xué)科認(rèn)識(shí)功能，是素養(yǎng)的內(nèi)涵實(shí)質(zhì)，而命名的規(guī)則是在這些探究活動(dòng)后自然而然生成的知識(shí)成果。

從學(xué)生的能力進(jìn)階表現(xiàn)看，在真實(shí)的歷史發(fā)展脈絡(luò)中，以在關(guān)鍵性的發(fā)展環(huán)節(jié)中能否從命名規(guī)則中的音譯或意譯的角度、方法提出，如何意譯造字、習(xí)慣命名法應(yīng)該怎么命、復(fù)雜烷烴不能用習(xí)慣命名法命名時(shí)應(yīng)如何轉(zhuǎn)換思維角度，嘗試自己給復(fù)雜烷烴命名并制定一套規(guī)則、如何從烷烴命名規(guī)則遷移到其他有機(jī)物的命名規(guī)則等等。把學(xué)生放在這樣的歷史場(chǎng)景中，讓學(xué)生在小組的活動(dòng)中展現(xiàn)不同的能力水平，并不斷促進(jìn)其將知識(shí)朝著遷移、創(chuàng)造的高度發(fā)展。

從學(xué)科的社會(huì)應(yīng)用價(jià)值看，無(wú)論是古代傳說中的倉(cāng)頡造字，還是近代徐壽、傅蘭雅、虞和欽等科學(xué)家引進(jìn)翻譯西方先進(jìn)科學(xué)，意譯烴、烷、烯、炔、羥、羰等漢字的由來等，都蘊(yùn)含著化學(xué)學(xué)科對(duì)文化創(chuàng)造和社會(huì)實(shí)踐的重要貢獻(xiàn)，是對(duì)目前教學(xué)中大多關(guān)注認(rèn)知層面的一種反思。因此，如何挖掘這些文化創(chuàng)造功能，根植學(xué)生的創(chuàng)造基因，感受學(xué)科的文化育人功能很有必要。

3 基于學(xué)科理解凸顯知識(shí)多重屬性的有機(jī)化合物命名教學(xué)設(shè)計(jì)

3.1 素養(yǎng)導(dǎo)向的教學(xué)目標(biāo)的確定

通過對(duì)有機(jī)化合物的命名的三維視角的分析，教師能較為清晰地明確教學(xué)的目標(biāo)是什么，通過怎樣的有效設(shè)計(jì)將教材邏輯轉(zhuǎn)化為教學(xué)邏輯，進(jìn)而在教學(xué)實(shí)踐中轉(zhuǎn)化為符合學(xué)生心理認(rèn)知的學(xué)習(xí)邏輯，從而解決怎么學(xué)、學(xué)得怎樣的問題。其關(guān)鍵性的問題是提煉什么知識(shí)最值得教、創(chuàng)設(shè)怎樣的真實(shí)情境和學(xué)習(xí)環(huán)境、設(shè)計(jì)怎樣的挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)任務(wù)、從學(xué)生的哪些關(guān)鍵性表現(xiàn)來評(píng)價(jià)其學(xué)業(yè)質(zhì)量水平。

以有機(jī)物的命名教學(xué)為例，確定以我國(guó)近代“科技救國(guó)”中翻譯科技文獻(xiàn)的化學(xué)史為情境線索，以學(xué)生在情境活動(dòng)中能提出問題，自主有序地制定烷烴習(xí)慣命名法和系統(tǒng)命名法規(guī)則，并能遷移、關(guān)聯(lián)、創(chuàng)新到烯烴的系統(tǒng)命名等作為挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)活動(dòng)，感受化學(xué)家們孜孜以求的科學(xué)態(tài)度、探究精神以及人格魅力，厚植愛國(guó)主義情懷和創(chuàng)造基因，以此評(píng)價(jià)并發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究和創(chuàng)新意識(shí)、科學(xué)態(tài)度和社會(huì)責(zé)任等化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

3.2 聚焦學(xué)科思維凸顯知識(shí)多重屬性的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)

從有機(jī)物命名知識(shí)及其思維方式的本原性、結(jié)構(gòu)化分析，選擇什么知識(shí)最值得學(xué)、哪些環(huán)節(jié)最應(yīng)經(jīng)歷挑戰(zhàn)性的思維活動(dòng)，設(shè)計(jì)有機(jī)物的命名的活動(dòng)方案如下。

3.2.1 環(huán)節(jié)1： 倉(cāng)頡造字→徐壽譯詞→近代造字

[引入]從“上古無(wú)文字，結(jié)繩以記事”到倉(cāng)頡首創(chuàng)象形文字，革除“結(jié)繩記事”之陋，開創(chuàng)文明之基，被尊奉為“造字圣人”。

[思考1]近代歷史上，科學(xué)前輩要將西方先進(jìn)科技、文化等成果引入中國(guó)，翻譯一些專業(yè)詞匯時(shí)遇到挑戰(zhàn)。他們是怎么處理的呢？請(qǐng)舉例說明。

[活動(dòng)后呈現(xiàn)]徐壽和傅蘭雅采用音譯方法命名有機(jī)物。如： proteins（蛋白質(zhì)）譯作“布路的以尼”;ether（乙醚）譯為“以脫”;toluene（甲苯）譯為“多路阿里”;methyl salicylate（水楊酸甲酯）譯為“米以脫里曬里西里第”。

[討論]用音譯法來命名有機(jī)物存在什么問題？你覺得會(huì)如何解決呢？

虞和欽采用意譯的方法對(duì)有機(jī)化合物進(jìn)行系統(tǒng)命名，如：

[思考2]這樣意譯存在什么問題？

[思考3]意譯的基本思想方法是什么？造字如何符合意譯的要求呢？

引導(dǎo)學(xué)生體會(huì)造字需要具備“會(huì)音”和“會(huì)意”。

例如： 烴為碳?xì)浠衔铮盁N”字從“碳?xì)洹眱勺种薪M合而成，這是會(huì)意;其發(fā)音為“tàn qīng”連讀組合出“tīng”，這是會(huì)音。

又如： 羥基（—OH）組成為“氧氫”，組合出“羥”字，其發(fā)音為“qīng yáng”連讀組合“qiāng”，會(huì)音又會(huì)意。其他如羰基等都是如此造字。

設(shè)計(jì)意圖： 以傳說引入，既可激發(fā)興趣，又是人文熏陶。忠實(shí)表達(dá)知識(shí)的文化屬性。文化是準(zhǔn)則、傳統(tǒng)、約定……用“專業(yè)詞匯翻譯”銜接本節(jié)課研究主題，既創(chuàng)設(shè)了具有啟發(fā)性的學(xué)習(xí)情境，又展示了知識(shí)的社會(huì)屬性（中國(guó)與西方國(guó)家的文化背景不同、社會(huì)發(fā)展程度不同，表達(dá)了社會(huì)發(fā)展對(duì)知識(shí)的制約性）。以科學(xué)前輩的探索歷程作為線索，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)傳播過程中也包含前人的創(chuàng)造性工作。使人文和化學(xué)得以關(guān)聯(lián)，提升了教學(xué)立意……讓學(xué)生體驗(yàn)前輩們對(duì)“有機(jī)物命名”的創(chuàng)造性思考過程，在學(xué)生心中植入“化學(xué)、人文相結(jié)合”的創(chuàng)新基因。

3.2.2 環(huán)節(jié)2： 簡(jiǎn)單烷烴的習(xí)慣命名法

[活動(dòng)]在近代意譯造字基礎(chǔ)上，命名常見簡(jiǎn)單烷烴。

[討論]你認(rèn)為提出習(xí)慣命名法的化學(xué)工作者是在哪些方面制訂了“命名法規(guī)則”？

[思考]能否用習(xí)慣命名法命名該有機(jī)物？

CH3CH2CHCH3CH2CH3

依次追問： 如何解決復(fù)雜烷烴的命名問題呢？其核心思想方法如何改變（從習(xí)慣命名法中的“整體命名”思想方法演變?yōu)椤胺謩e命名”）？

設(shè)計(jì)意圖： 體驗(yàn)命名法背后必定有一套前人制定的“命名規(guī)則”，知道命名實(shí)質(zhì)上就是“命名規(guī)則”的應(yīng)用。

3.2.3 環(huán)節(jié)3： 嘗試給復(fù)雜烷烴的命名制定一套規(guī)則

[討論]你認(rèn)為若要對(duì)下列烷烴命名，應(yīng)該在哪些方面入手制定規(guī)則？

（1）CH3CHCH2CH3CH2CH3

（2）CH3CH2CHCH3CH2CH3

（3）CH3CCH3CH3CH2CH3

（4）CH3CCH3CH3CCH3CH3CH2CH3

[活動(dòng)]學(xué)生自主制定烷烴的命名規(guī)則，說明制定的理由（從思想方法上既然選擇要“分開”命名，必然要選擇主鏈和支鏈。就有主鏈怎么選、支鏈位置怎么定，然后是分別怎么命名、怎么書寫等一系列問題）。

設(shè)計(jì)意圖： 讓學(xué)生成為“規(guī)則制定者”，創(chuàng)設(shè)提升高階能力的情境，促進(jìn)學(xué)生自主思考，培養(yǎng)分析和解決問題的能力。讓學(xué)生將“自己制定的命名規(guī)則”與“系統(tǒng)命名法規(guī)則”進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生在比較和反思中提升自我評(píng)價(jià)能力。

3.2.4 環(huán)節(jié)4： 為其他類別有機(jī)物命名制定合理規(guī)則

[遷移創(chuàng)造]嘗試對(duì)下列有機(jī)物進(jìn)行命名，能否提出烯烴的命名規(guī)則？

（1） CH2CHCH2CH3

（2） CH3CHCHCH3

（3） CH2CHCHCH3CH3

（4） CH2CH—CCH3CH2

設(shè)計(jì)意圖： 評(píng)價(jià)學(xué)生對(duì)命名思想方法的本原性理解水平，發(fā)揮核心知識(shí)關(guān)聯(lián)、遷移的學(xué)科認(rèn)識(shí)功能。

本節(jié)內(nèi)容中最值得學(xué)習(xí)的挑戰(zhàn)性學(xué)習(xí)活動(dòng)是引導(dǎo)學(xué)生在環(huán)節(jié)2和環(huán)節(jié)3自主發(fā)現(xiàn)并制定習(xí)慣命名法和系統(tǒng)命名法的規(guī)則。從思維的認(rèn)識(shí)方式看，前者是“整體”思想方法命名，用“正、異、新”區(qū)分，后者是“分類”思想方法命名，創(chuàng)造性地將“主鏈”與“支鏈”分開命名，是為解決更復(fù)雜有機(jī)物的命名問題而創(chuàng)造新方法的自然結(jié)果。兩者緊密聯(lián)系，是認(rèn)識(shí)視角的變化與方法上的繼承與發(fā)展，蘊(yùn)含創(chuàng)造基因。

另外，根據(jù)學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)從音譯到意譯，從直接意譯到創(chuàng)造新字意譯（既要會(huì)音又要會(huì)意），這些教學(xué)設(shè)計(jì)片段都蘊(yùn)含著重要的學(xué)科思維方式、方法和知識(shí)多重屬性，有多重教學(xué)育人價(jià)值。

3.3 充分挖掘知識(shí)的內(nèi)涵，促進(jìn)知識(shí)的結(jié)構(gòu)化

教學(xué)中如果教師對(duì)知識(shí)的形成、內(nèi)涵和局限性等有較全面的理解，就能在教學(xué)中清楚地知道如何挖掘知識(shí)的內(nèi)涵實(shí)質(zhì)及育人功能，促進(jìn)學(xué)生的知識(shí)關(guān)聯(lián)、遷移并能作出有實(shí)際應(yīng)用的設(shè)計(jì)。如本節(jié)課中將教材中的習(xí)慣命名法和系統(tǒng)命名法之間產(chǎn)生關(guān)聯(lián)，并通過環(huán)節(jié)4的設(shè)計(jì)讓學(xué)生將烷烴的命名規(guī)則遷移到烯烴的命名規(guī)則中，發(fā)揮認(rèn)識(shí)模型在陌生情境中具有的學(xué)科特質(zhì)的思維方式的作用，以發(fā)展學(xué)科知識(shí)的認(rèn)識(shí)功能價(jià)值。

4 結(jié)語(yǔ)

在日常的教學(xué)中，有很多類似有機(jī)化合物命名的內(nèi)容，看似平淡無(wú)奇的教學(xué)內(nèi)容的背后隱藏著重要的學(xué)科思維和學(xué)科特質(zhì)的內(nèi)涵，蘊(yùn)含著學(xué)科的文化底蘊(yùn)和實(shí)踐創(chuàng)新等層面的育人價(jià)值。如果教師沒有對(duì)知識(shí)的本原性問題進(jìn)行深入理解，學(xué)生的學(xué)習(xí)就停留在表層記憶上，有些結(jié)論隨時(shí)間很快遺忘，學(xué)習(xí)沒有真正發(fā)生，因此，加強(qiáng)教師對(duì)學(xué)科的理解有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。通過本課例，我們對(duì)學(xué)科理解下的教學(xué)設(shè)計(jì)有以下幾點(diǎn)思考：

一是要加強(qiáng)對(duì)知識(shí)及其思維方式進(jìn)行追根溯源的理解，挖掘?qū)W科思維特質(zhì)。其關(guān)鍵的抓手是知識(shí)結(jié)論、規(guī)律是怎么被認(rèn)知的，要引導(dǎo)學(xué)生像學(xué)科專家們那樣思考問題，形成學(xué)科思維，從而發(fā)展化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。

二是要充分理解知識(shí)學(xué)習(xí)的價(jià)值、意義，并通過真實(shí)的情境載體予以表達(dá)，豐富教師的學(xué)科教學(xué)思維。教師精心創(chuàng)設(shè)有價(jià)值的真實(shí)情境線索（主題），凸顯知識(shí)的多重屬性，這有利于學(xué)生全身心參與，獲得有意義的學(xué)習(xí)過程，即走向深度學(xué)習(xí)。

三是要注重知識(shí)在復(fù)雜情境中的遷移與應(yīng)用。教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生在真實(shí)復(fù)雜的情境中能關(guān)聯(lián)知識(shí)、遷移知識(shí)，甚至創(chuàng)造知識(shí)，走向真正促進(jìn)學(xué)生成長(zhǎng)的學(xué)習(xí)，走向?yàn)樗季S而教、為素養(yǎng)而學(xué)的教學(xué)。

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