《義務教育化學課程標準（2022年版）》中情境選材：內涵價值與取向

宋倩雯 陳曉峰 周青

《義務教育化學課程標準（2022年版）》課程內容學習主題的教學提示均給出了情境素材建議，從情境認知與學習理論的視角分析情境素材具有承載核心素養培育的時代價值，情境素材選取向為：增加中國情境素材，增強文化認同和文化自信；強化STSE情境素材，培育科學態度與責任；豐富跨學科情境素材，提高跨學科素養。提出情境素材的使用策略：以學習者為中心創建情境；信息技術賦能情境創設；在真實的活動與任務中開展項目式學習。

義務教育化學課程標準；情境素材；情境認知與學習理論；內容分析

進入21世紀，在某些領域一項技術創新的時間由幾年縮短至幾個月。知識與技術創新速度加快，對學校教育提出了新的挑戰和要求。學校教育需要教授學生什么來適應未來社會的發展和需求，世界各組織、國家和地區對此展開了思考和實踐。1997年，經濟合作與發展組織（OECD）首先啟動了“素養的界定與遴選”（DeSeCo）項目。隨后，歐盟、聯合國教科文組織、美國、日本、新加坡等組織和國家也建構了基于自身價值取向和服務目的的素養、核心素養、核心技能等框架與體系。我國于2016年9月發布了《中國學生發展核心素養》，學生發展核心素養是指學生應具備的、能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。

為全面落實立德樹人根本任務，進一步深化課程改革，2022年4月21日教育部頒布了《義務教育課程方案（2022年版）》和各學科的課程標準，學科課程標準中凝練了核心素養，是中國學生發展核心素養在課程中的具體化，反映了課程的教育價值和育人功能。《義務教育化學課程標準（2022年版）》（以下簡稱義務教育化學新課標）中的課程目標要求圍繞核心素養展開，即形成化學觀念，解決實際問題；發展科學思維，強化創新意識；經歷科學研究，增強實踐能力；養成科學態度，具有責任擔當。而真實、生動、直觀且富有啟迪性的學習情境，能夠激發學生學習興趣，引發學生的思考，幫助學生建構大概念和核心概念，有效促進學生核心素養的發展。

義務教育化學新課標的課程內容中，每個學習主題的教學提示均給出了情境素材建議，情境認知與學習理論認為知識是情境性的、學習是一種實踐、參與和對某種文化的適應，情境是認知活動中的一種條件或制成，是學習生態系統中的一種要素，強調日常認知、真實性任務和情境學徒訓練在學習過程中的重要性。因此本研究嘗試從情境認知與學習理論的角度探討以下問題：（1）為什么情境如此重要？（2）義務教育化學新課標中的情境素材有何特點？（3）如何在日常教學中用好情境素材？

1989年，布朗、柯林斯和達吉德（Brown，Collins，Duguid）指出知識是具有情境性的，知識正是在活動中，在豐富的情境中，在文化中不斷被運用和發展著，并在《情境認知與文化》（Situated Cognition and The Culture of Learning）中首次提出并界定了“情境性學習”的概念。他們認為傳統的教學實踐暗含了一種假定，即概念性的知識可以從它們被學習和應用的情境中抽離出來，這種假定極大程度的限制了教學實踐的有效性。萊夫（J.Lave）和溫格（E.Wenger）出版了《情境學習：合法的邊緣性參與》來描繪情境學習的過程。情境認知與學習理論認為，學習是合法的參與實踐共同體，是一個社會協商的過程；知識是基于社會情境的一種活動，是個體與環境交互作用過程中建構的一種交互狀態，是一種人類協調的一系列行為，去適應動態變化發展的環境的能力。

義務教育化學新課標的課程內容包括五個學習主題，每個學習主題有五個維度構成（見圖1）：大概念、核心知識、基本思路與方法、重要態度、必做實驗及實踐活動。大概念反映學科本質，具有高度概括性、統攝性和應用價值，學業要求明確了學生學習該主題后能完成哪些活動任務，體現怎樣的核心素養；教學提示包括教學策略建議、情境素材建議和學習活動建議。圍繞大概念構建學習主題的內容要求，將課程目標具體化；學業要求是課程目標和學業質量在學習主題層面的具體表現期望，教學提示提供核心素養發展導向的學習機會和學習環境建議。

義務教育化學新課標的課程目標圍繞核心素養展開，從情境認知與學習理論的視角分析情境素材具有承載核心素養培育的時代價值（見圖2），內容要求是課程目標的具體化，教學目標是關于教學將使學生發生何種變化的明確表述。在化學日常教學中培養學生的核心素養，首先要依據內容要求、學業要求、以及學生的認知特點和需求確定教學目標，在教學過程中，教學目標起著十分重要的作用，教學活動（情境）以教學目標為導向，且始終圍繞實現教學目標而進行。教學活動（情境）的組織和設計可以依據情境素材建議、教學策略建議、學習活動建議，通過教師引導，學生在教學活動（情境）交互協商的狀態中掌握知識，理解學科大概念，最終實現核心素養的提升。

不同的研究對化學情境有著不同的分類標準。PISA測試把情境類型劃分為三個維度：個人、本地/國家、全球，五個領域：健康、自然資源、環境、危害、科學技術前沿。畢華林基于情境的內涵將化學課程中的情境分為4類：探究的情境、歷史的情境、經驗的情境和敘事的情境。劉菊、畢華林將化學教材中的情境分為5類：生活經驗情境、科學史實情境、實驗探究情境、生產應用情境、模擬聯想情境。王偉、王后雄以離學生經驗遠近為分類標準，將化學教學情境分為7類：實踐情境、生活情境、社會情境、自然現象情境、工農業生產情境、化學史情境、知識類情境。萬延嵐、李倩從文化的視角、社會的視角以及學科本體的視角三個維度出發，將化學情境素材分為7類：歷史類、現代類、生活類、社會類、科學研究類、本學科、跨學科，本研究在此基礎上確定情境素材的劃分維度及說明（見表1）。

4.1義務教育化學新課標情境素材的整體情況

義務教育化學新課標中情境素材的整體情況（見表2），情境素材數量的劃分標準為：以逗號或分號間隔的一句話為一個情境素材。如果這句話里有多個舉例，例如：我國傳統化學工藝，如“濕法煉銅”、瓷器、銅器、鐵器制造等，則每個例子為1個情境素材。

義務教育化學新課標中情境素材總數量為136，但在5個學習主題中分布不均，占比從大到小依次為：主題2物質的性質與應用29.4%；主題5化學與社會·跨學科實踐26.4%；主題4物質的化學變化17.6%；主題1科學探究與化學實驗14.7%；主題3物質的組成與結構11.8%。其中主題2和主題5的內容與生活聯系較為緊密，與此相關的情境素材也較多，主題1、主題3和主題4的內容較為抽象且理論性較強，因此情境素材數量較少。

4.2義務教育化學新課標情境素材的統計分析

根據構建的情境素材分析框架對義務教育化學新課標中的情境素材進行編碼分析，對2名具有中學化學教學經驗的教師進行培訓后，用NVivo12Plus獨自進行編碼，并對編碼結果進行Holsti’s信度檢驗（），根據2位編碼員的編碼數和編碼一致數進行計算Holsti’s信度系數為0.95，表明編碼結果具有較高的一致性。對不一致的編碼進行討論形成統一意見后的最終編碼結果（見表3）。

4.2.1增加中國情境素材，增強文化認同和文化自信

義務教育化學新課標情境素材分類維度一：中國情境素材占比75%，外國情境素材占比25%，中國情境素材遠大于外國情境素材，說明義務教育化學課程標準非常重視融入我國與化學相關的內容，增強文化認同和文化自信。

習近平總書記強調，課程要發揮培根鑄魂、啟智增慧的作用，體現中國和中華民族風格，體現國家和民族基本價值觀，體現人類文化知識積累和創新的成果。在本次修訂的義務教育化學新課標中，新增了大量含有中國元素的情境素材。其中不僅有展現我國古代光輝燦爛科技的情境素材，如：《夢溪筆談》和《天工開物》，我國古代傳統化學工藝等。還有展現我國近現代取得的科學成就相關情境素材：我國獲得國家科學技術獎的化學家及其在建設創新型國家方面所取得的成就；現代交通、航空航天、國防科技等領域使用的合金材料及其發展等。文化是人存在的根和魂，這些情境素材的合理組織和運用有助于學生了解我國的文化、科學史以及我國科學家、化學家為國家的建設和繁榮復興所做出的的貢獻，增強中學生的文化認同和文化自信。

4.2.2 強化STSE情境素材，培育科學態度與責任

情境素材分類維度二中，社會、生活、科學研究、實驗探究、化學史情境素材數量依次減少，其中生活、社會、科學研究情境素材占素材總數量的84.6%，說明義務教育化學新課標旨在讓學生通過化學課程的學習，在理解科學、技術、社會環境相互關系的基礎上，逐漸形成對化學促進社會可持續發展的正確認識，表現出責任擔當。

科學技術的快速發展，為人類創造高度物質文明的同時，也帶來了資源，能源，材料，環境和健康等問題，嚴重威脅著人類的生存和發展，STSE教育強調科學，技術與社會，環境的相互聯系，重視科學技術在社會生產、發展和生活環境中的作用，義務教育化學新課標通過強化STSE情境素材，培育學生的科學態度與責任。例如：燃料燃燒不充分帶來的煤氣中毒等危害，溫室效應與全球變暖，淡水危機等問題的解決離不開化學，引導學生明確學習化學的重要性。通過介紹二氧化碳的捕集與封存、轉化與利用；海水淡化技術和產業發展等，讓學生了解化學在應對能源危機、環境污染等人類面臨的重大挑戰中發揮著不可替代的作用。通過了解我國藍天、碧水、凈土三大保衛戰，我國實現碳中和目標的措施等使學生了解我國的相關政策，培育中學生的科學態度與責任。

4.2.3豐富跨學科情境素材，提高跨學科素養

情境素材分類維度三中，跨學科情境素材占比73.5%，學科情境素材占比26.5%，5個學習主題中專設了一個跨學科學習的主題：學習主題5化學與社會·跨學科實踐，說明義務教育化學課程既強調化學課程領域的核心素養，又關注與其他有關課程的關聯，培養“跨學科素養”。

20世紀80年代以來，我國先后在東北、上海、浙江、武漢的初中開展了綜合科學課程的改革和實踐，雖然取得一定的經驗和成果，但由于師資、課程資源、儀器設施等問題，未能在全國范圍實施。我國基礎教育現行的課程體系中，小學是科學課程，初中僅有浙江省實行科學課程，其他省份是分科課程。新一輪的課程改革將中國學生發展核心素養融入了各學段的學科課程中，《義務教育課程方案（2022年版）》規定，各學科用不少于本學科總課時的10%開展跨學科主題學習（實踐）活動。學校教育不僅需要培育學習者的“學科素養”，也需要培育學習者的“跨學科素養”。新修訂的義務教育化學新課標中的各個學習主題中都有大量的跨學科情境素材，反映了學科間的融合和聯系，凸顯育人價值，例如：原子結構模型的建立和發展；工業、農業、生活及醫療等領域使用的溶液；均衡膳食結構圖等等。在教學中，合理使用跨學科情境素材可以培養學生從多學科視角分析解決真實情境中的問題，幫助學生拓寬視野，開闊思路，提高學生的跨學科素養。

5.1以學習者為中心創建情境

情境認知與學習實踐范型的核心特征與基本要求是以學習者為中心的學習環境。學習者已有的經驗和背景知識是有意義學習的主要基礎，學習者進行積極意義的自我構建，并始終處于學習環境的中心地位。教師在使用情境素材進行教學活動（情境）的過程中，要充分了解初中生的認知特點、思維特征、已有的知識和經驗，有針對性的選擇學習情境素材，結合教學策略建議和學習活動建議，圍繞著教學目標來進行。教師是學生學習的監控者、指導者和幫助者，應為學生的學習提供各種形式的支持，例如在使用溫室效應與全球變暖這一與生活環境緊密聯系真實問題情境素材時，教師引導學生從相關的自然現象中發現這一真實問題，對溫室效應產生的原因展開討論，通過學習實踐共同體查閱相關資料尋找解決這一問題的方案和措施，了解二氧化碳的捕集與封存、轉化與利用，以及我國實現碳中和目標的措施，在這個過程中，教師只在必要的時候提供支持和幫助，最后由以小組為單位分享研究的成果，有效培養初中生的問題解決能力、合作學習能力、信息素養、科學態度與責任。

5.2信息技術賦能情境創設

在情境認知與學習理論的發展進程中，教育信息技術不僅支持了課堂教學中各類條件性情境的創設，使各類條件性情境更優化，而且使基于虛擬、逼真情境的學習成為現實。初中生的邏輯思維日益占主導，但初中生的邏輯思維發展還是經驗型的，他們在進行抽象邏輯思維的時候，常常還需要具體的、直觀的、形象的感性經驗支持，否則就會出現理解、判斷、推理上的困難。在使用以下的情境素材如：在不同尺度的微觀粒子圖示；簡單物理變化、化學變化的微觀圖示等時，可以借助虛擬實驗將微觀世界模擬并進行展示，能有效提升學生的抽象邏輯思維能力。化學是一門以實驗為基礎的自然科學，初中生對化學實驗的興趣很高，但是一些情境素材如：家庭用電、用氣及不同材料燃燒引起的火災與施救；面粉廠、煤粉廠、加油站、礦井等的防燃、防爆措施等由于場地限制和危險性高等原因，在傳統的課堂中常采用教師講解的方式進行，現在可以借助虛擬現實技術（Virtual Reality）創設不同材料引起的火災現場，讓學生身臨其境，利用人機交互，使學生在通過操作并且得到環境最真實的反饋進行滅火并逃生。

5.3在真實的活動與任務中開展項目式學習

在情境認知與學習實踐范型中，真實的活動對學習者來說是很重要的。學習者所參與的活動與任務必須與真實世界、現實生活密切相關聯的，開放式的，結構不良的。這些活動與任務的完成不僅自然的形成了學科間的統整，也反映出真實生活問題的最本質特征——復雜性和結構不良的本質。例如學習主題5中的跨學科情境素材：均衡膳食結構圖，人每天攝入的食物中所含的主要營養物質及其含量，教師可以基于情境素材設置任務如下：（1）評價你的日常飲食是否健康；（2）合理的膳食構成與原因分析；（3）為特定年齡或職業的人群設計均衡膳食食譜并畫出均衡膳食結構圖，學生圍繞著問題展開活動在這個過程中，學生獲得的知識不是孤立和機械的，而是通過真實任務和活動的完成，主動、深入地激活自己的原有學習生活經驗，理解分析自己和家人的膳食結構，通過積極的分析，學會合理調整自己的飲食，學會健康生活。

在開展教學的過程中，教師還應及時給予學生真實性的評價反饋，注重學習結果的同時也要注重學習的過程。可以設計表現性評價量表，基于學生在學習過程中、真實問題解決過程中的表現進行評價，還應重視學生核心素養的發展情況，探索增值性評價。

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