基于化學核心觀念教育的教學內容分析和教學目標設計教育論文

　　在課堂教學評價中,我們常常涉及的指標和維度有教學目標、教學內容、教學方式、教學手段和教學管理等,對這些維度的關系是否清楚直接影響著教師的備課方式,長遠看也影響著教師的專業發展。它們當中,教學目標決定教學內容的選擇,教學目標和教學內容共同決定以什么方式進行教學最佳,而教學手段則是為上述維度提供服務和技術支持。教學管理常常是教師長期積累的對課堂的駕馭能力的體現。可見,教學方式、教學手段等屬于“怎么學”的問題,教學目標和教學內容是“學什么”的問題,教學目標是影響教學效果最首要的因素。

　　一、中學化學課堂教學目標設計的現狀和不足

　　1.忽視化學學科教學的根本價值,夸大考試大綱的指揮作用

　　一些教師備課的主要工作是熟悉與教學內容相關的練習題、考試題,從如何幫助學生懂得答好這些題目的角度選擇和設計教學內容。這種教學往往可以讓學生在短期內獲得比較理想的考試成績,但并不能讓學生感受到化學學科的樂趣和價值從而喜歡上化學這門學科,也不利于培養學生在生活實踐中運用化學學科的觀點和視角分析問題的能力。另外,由于教學過度關注考試,教師常常忽視重點主干知識的形成過程,學生的思維被一些細枝末節的所謂考點所拖累,最終無法構建完善的學科知識體系。

　　2.缺乏對中學化學課程內容的整體把握,局限于孤立的章節或課時內容

　　長期在初中任教的教師不熟悉高中化學的教學內容和要求,同樣一直任教高中的教師對初中化學的教學現狀也不太關心,這是很常見的現象。而且新課程理念下的教材內容設置注重概念的螺旋式發展,同一主題內容在不同的模塊和年級有不同的要求。如果不能把每一個章節、課時的教學放在整個中學化學課程體系和中學化學總體教學目標中進行思考和設計,往往給人感覺教學缺乏靈魂,而且很容易發生難點知識一步到位、重點知識不到位的情況。

　　新課程理念下的教材內容鮮活、欄目豐富,吸引了很多教師開展對教材欄目教學功能的挖掘和研究。這種教學研究方式總體來說是積極的、有效的,但這種研究如果陷入“只見樹木,不見森林”的誤區,也會使一些經驗缺乏的教師把大量的課堂時間用于一些非重點問題的探究上,造成教學目標出現偏差。單獨看一節課也許會認為有新意、有思維深度、有探究力度,但從整個課程目標的達成看也許價值并不大。我們更倡導在找準核心教學目標的情況下發掘教材的功能和價值。教材有幾種版本,不同版本內容的設置、活動的設計有很大差異,但都是服務于相同的課程標準,這一事實也告訴我們孤立地深挖教材欠妥。

　　3.曲解新課程理念在實踐中的作用,架空教學目標的導教、導學、導評作用

　　教育心理學研究指出,教學目標必須有導教、導學、導測評的功能,但在新課程理念的沖擊下,很多教師的教學目標設置逐漸與課堂實際脫離,成為教學設計中一頂華麗的“帽子”。其中最主要的幾個誤區是:

　　(1)認為課堂教學必須有完善的三維目標陳述,把課程目標誤用作課堂教學目標,導致目標達成情況無法評價,教師們被迫把一些空泛、大概念的詞語放入課堂教學目標中,如“嚴謹求實”“勇于創新”“科學精神”“探索能力”等。

　　(2)認為三維目標就是在落實知識與技能的基礎上還要加入方法、情感的目標,不理解過程與方法、情感態度與價值觀都是滲透在具體的知識和技能學習之中以及教學方式的轉變之中。所以會在現在的課堂中聽到教師把“方法”“能力”“態度”“精神”“觀念”等詞語常常掛在嘴邊,唯恐聽者不知,卻沒有真正讓學生在思考具體問題時充分體驗和養成的策略,學生也能感受到課堂的怪異和做作。

　　二、對中學化學課堂教學目標和任務的看法

　　1.長期的、最終的教學目標不同于具體的課堂教學目標

　　有人說,新課程理念下中學化學不僅要教會知識還要培養學生的能力。能力是什么?布盧姆、加涅等教育心理學家在對學習結果進行分類時并沒有“能力”的提法,而代之以具體的言語信息、智慧技能和認知策略等廣義的知識,這些分類使教學更具操作性。能力是客觀存在的,但無法在短時間里、在一件事情上就能發展起來,可以說能力是教學的最終目標,就好像課程標準的課程目標一樣,它也是最終的目標,但并不適合作為課堂目標使用。而教學是由一個個課堂組成的,課堂教學必須有具體的可以達成的目標,即使要滲透一些思想和方法也要轉化為具體的活動和任務。

　　2.化學核心觀念在中學化學教育中的重要價值

　　學生通過化學課程的學習,根本目的是形成從化學的視角認識事物和解決問題的思想、觀點和方法,即植根于學生頭腦中的化學基本觀念。山東師范大學畢華林教授將化學核心觀念作如下分類(見附圖)。

　　該分類體系清晰簡潔,將學生學習的中學化學基本內容和學習的方法有機呈現出來。通過學習中學化學,人們可以理解世界萬物都是以若干種元素(原子)為基本單元構成的,可以透過宏觀物體“看到”其微觀構成,能理解宏觀物質為什么有相關的性質和用途,能理解一切自然界沒有的新材料何以制造出來,也能理解有的物質為什么會逐漸失去它的性質,能理解周圍的陽光、空氣、水在物質的變化中起著什么作用;學習中學化學,人們能學會更有效地處理生活中大量復雜的信息和數據,具備透過事物外表認識其本質的思維習慣;學習中學化學,人們可以了解化學在創造五彩世界中的作用,可以糾正化學破壞了環境的片面認識,理解科學之于人類的意義。

　　3.實施化學核心觀念教育在中學化學課堂教學中的具體作用

　　有一個經典的比喻:“沒有基本觀念統領的知識教學是把‘種子’磨成‘面粉’的教學。”意思是中學化學教學的學科知識是有限的,學生應該借助這些有限的知識形成終身有用的思想、觀點和方法,把這些知識當做啟發思維、訓練思維的“種子”,而不在于要把知識本身嚼碎記牢。所以,具有實施化學核心觀念教育理念的教師能轉變學生的學習方式,更有利于知識向能力的轉化。

　　實施化學核心觀念教育,必然注重知識與核心概念的認知過程,必然強調概念間的聯系和知識遷移,必然會引導教師關注整體、把握本質,引導學生不要過分注重細節,超越具體事實,從本質上認識和理解所學知識。

　　與不可捉摸的“能力”相比,化學核心觀念更容易與具體的化學知識相互滲透和融合,教師落實三維課程目標便有了抓手,素質教育的可操作性大大增強。

　　三、基于化學核心觀念教育的教學內容分析和教學目標設計思路框架及其解釋

　　我提出分析教學內容和教學目標設計的思路框架是:

　　1.分析課程標準的相關要求;

　　2.分析教材具體的知識本體及其主線;

　　3.分析學生相關的原有認知和后續認知;

　　4.分析教學內容承載的化學核心觀念、思想和方法。

　　課程標準將課程劃分成若干模塊,每個模塊提出若干個主題,需要注意的是這些主題與教材的章題并不是一致的,主題注重體現學科價值,章題注重體現知識邏輯,但主題下的具體內容都能在教材的某個章節找到。所以課程標準最突出的功能是首先指出了具體內容的價值取向,即課程標準中的內容標準告訴教師為什么要教這個內容;其次課程標準對某一主題知識在中學各階段要達到什么目標層次作了規定。因此,看課程標準看什么?一看這個內容為什么會出現在教材中,二看同一主題的內容在中學教材中出現了幾次,要求有什么不同。

　　美國著名教育心理學家奧蘇貝爾說:“如果我不得不將所有的教育心理學原理還原為一句話的話,我將會說,影響學習的最重要因素是學生已經知道了什么,根據學生原有的知識狀況進行教學。”學生要理解新知識必須將新知識納入到原有認知結構中去(或上位學習,或下位學習,或并列結合學習)。我認為,現在的新知識也必將成為今后學習的“原有認知結構”,所以教學也要著眼于學生的后續學習和發展。

　　在畢華林教授對化學核心基本觀念的解釋中,我從影響學生學習的角度提出這些基本觀念中最應該落實的重點(見下頁附表),這些重點應長期支持教師的指導和學生的學習。

　　四、應用實例

　　1.案例一:

　　人教版必修1“氧化還原反應”

　　(1)分析課程標準。

　　九年級:“二、身邊的化學物質——(一)地球周圍的空氣——2.知道氧氣、二氧化碳的主要性質和用途,認識氧氣能跟許多物質發生氧化反應。”

　　必修1:“主題3 常見無機物及其應用——5.根據實驗事實了解氧化還原反應的本質是電子的轉移,舉例說明生產、生活中常見的氧化還原反應。”

　　選修4:“主題1化學反應與能量——

　　4.體驗化學能與電能相互轉化的探究過程,了解原電池和電解池的工作原理,能寫出電極反應和電池反應方程式。

　　5.通過查閱資料了解常見化學電源的種類及其工作原理,認識化學能與電能相互轉化的實際意義及其重要應用。

　　6.能解釋金屬發生電化學腐蝕的原因,認識金屬腐蝕的危害,通過實驗探究防止金屬腐蝕的措施。”

　　分析課程標準內容,得到以下認識:初中學習氧化反應是為了讓學生更好地了解氧氣的性質,只需要形成一種觀念:一定條件下氧氣能與大多數金屬單質和非金屬單質反應生成氧化物。必修教材放在常見無機物及其應用這個主題下,顯然是告訴我們學習氧化還原反應是為了更好地學習元素化合物的性質,是在準備一種學習工具。選修4是氧化還原反應這一工具更深入的應用且與生活生產緊密聯系,因此對生活中常見的電化學現象要理解并會用化學語言解釋。對氧化還原反應的認識在整個中學課程體系中是螺旋上升的:表面現象→概念的本質→概念的應用。

　　(2)分析本節教材具體的知識本體及其主線。

　　通過思考與交流活動,讓學生回憶初中從得氧和失氧角度建立的氧化反應、還原反應概念,在此基礎上,從化合價有無變化角度分析具體的化學反應,建立從化合價角度界定的氧化還原反應;然后從原子結構出發,以鈉與氯氣、氫氣與氯氣的反應為例,分析氧化還原反應的實質是電子的轉移;通過“學與問”欄目,探討氧化還原反應與其他化學反應類型的關系;然后從電子轉移的方向角度給出氧化劑和還原劑的概念,同時提出氧化性、還原性,列舉了常見的氧化劑和還原劑;舉例說明氧化還原反應在生產和生活中有著廣泛的應用。

　　教材的主體內容邏輯清楚,但是理論性很強,學生接受是有障礙的。這些學習障礙是:氧化還原反應和化學反應是什么關系?為什么要學習氧化還原反應?為什么把得失氧作為氧化還原反應的分類標準不再適宜?新的分類標準與得失氧的分類標準有什么聯系?為什么有的反應化合價不會變化而有的會變化呢?

　　教材對氧化劑和還原劑、氧化性和還原性的介紹方式是先給出嚴謹的定義再讓學生分析具體的反應,這種呈現邏輯并不符合學生認識一個新概念的心理規律,概念的形成應建立在諸多生動的事實的概括之上。因此,這些概念的學習應與氧化還原反應概念的形成融為一體,在具體化學反應的認識和分析中建構概念。可以嘗試直接拿一些熟悉的反應問學生:誰把誰氧化了?你認為誰該稱作氧化劑?反過來,誰把誰還原了?你認為誰該稱作還原劑。

　　(3)分析相關的原有認知和后續認知。

　　原有認知:化學變化的本質是原子之間的重新組合;氧化反應和還原反應是獨立界定的,學生還沒有將兩者統一在一個化學反應中;有若干個比較熟悉的氧化還原反應實例,但數量很有限;已經學習了兩種對化學反應進行分類的標準(物質組成和種類;溶液中進行的離子反應。)

　　后續認知:能從元素化合價特點分析某物質的氧化性和還原性,能預測其發生的化學反應;能合理判斷一個陌生氧化還原反應的可能產物;會配平一個氧化還原反應方程式。

　　從新知識與原有認知的關系看,兼有上位學習和并列結合學習。氧化還原反應概念的形成是從具體到一般的過程,但在認識這一類反應的時候又要運用與認識離子反應類似的思維,即用不同的分類標準對同一事物范疇進行分類。從新知識和后續認知的關系看,后續認知是下位學習,將氧化還原反應的一般概念具體化為眾多的元素化合物知識和應用。故本節常見的氧化劑和還原劑這個環節的學習,重點不在于記住這些物質,而在于理解為什么它們是常見的氧化劑(還原劑),隨著元素化合物學習的深入再逐漸去熟悉。本節教學形成“低價元素反應中有失去電子化合價升高的趨勢,高價元素反應中有得到電子化合價降低的趨勢”的觀念對后續學習是最必要的。

　　透過分析我們能抓住教學的重點,從而輕易地排除一些“考點”對教學的干擾。如升降價元素處于同一物質中;氧化還原反應配平問題;一些沒有實用價值的討論(有單質參加的反應一定是氧化還原反應?有單質參加的化合反應一定是氧化還原反應?有單質生成的分解反應一定是氧化還原反應?四種反應類型與氧化還原反應交叉分類關系如何?)等。

　　(4)分析承載的化學核心觀念、思想和方法。

　　化學核心觀念對“氧化還原反應”學習的支持,具體內容如下。

　　變化觀:化學變化是有條件的,這里主要是原子結構對元素性質的影響。

　　元素觀:化學變化中元素保持不變的深化認識(原子的結構發生了變化但原子的種類、個數都不會變化,還原劑失去的電子與氧化劑得到的電子總數一定相等)。

　　微粒觀:氧化還原反應的微觀本質是原子外層電子的轉移。

　　分類方法:可以用不同的分類標準對化學反應進行分類,便于從不同的角度研究運用。

　　化學價值觀:氧化還原反應與生活、生產密切相關。

　　(5)“氧化還原反應”教學目標設計參考。

　　①知識與技能。

　　a.了解氧化還原反應的本質,并能區分化學反應的各種分類標準。

　　b.能通過分析化合價變化判斷氧化還原反應,能指出氧化劑、還原劑、“得電子”、“失電子”、“被氧化”、“被還原”、“表現氧化性”、“表現還原性”。

　　c.初步學會計算化學方程式的電子轉移總數。

　　d.能根據物質所含元素的化合價初步分析其氧化性或還原性。

　　e.能舉例說明生產、生活中常見的氧化還原反應。

　　②過程與方法。

　　a.在氧化還原反應本質的探究過程中體會分類、比較、歸納、概括的學習方法。

　　b.能結合實例從微觀上分析一個簡單的氧化還原反應的本質。

　　2.案例二:

　　人教版必修1“碳酸鈉和碳酸氫鈉”

　　(1)分析課程標準。

　　九年級:“二、身邊的化學物質——(四)生活中常見的化合物——5.了解食鹽、純堿、小蘇打、碳酸鈣等鹽在日常生活中的用途。6.知道一些常用化肥的名稱和作用;常用化肥的鑒別。”

　　必修1:“主題3 常見無機物及其應用——1.能根據物質的組成和性質對物質進行分類。

　　3.根據生產、生活中的應用實例或通過實驗探究,了解鈉、鋁、鐵、銅等金屬及其重要化合物的主要性質。

　　4.知道酸、堿、鹽在溶液中能發生電離,通過實驗事實認識離子反應及其發生的條件,了解常見離子的檢驗方法。”

　　選修4:“主題3溶液中的離子平衡——4.認識鹽類水解的原理,歸納影響鹽類水解程度的主要因素,能舉例說明鹽類水解在生產、生活中的應用。”

　　從三個模塊對碳酸鈉和碳酸氫鈉的教學要求看,初中對鹽的性質的要求是個別了解,高一對鹽的性質要求是納入類別并對本質有初步了解,高二則對電解質的性質達到微觀分析的層次。

　　(2)分析本節教材具體的知識本體及其主線。

　　教材內容的主體就是一個科學探究,探究的順序是碳酸鈉和碳酸氫鈉溶于水的情況、水溶液的堿性、兩者的熱穩定性、與酸的反應,其中與酸的反應教材沒有要求做實驗而是直接書寫反應方程式。最后簡要介紹其作為食用堿和工業用堿的用途。

　　教材突出了實驗手段在元素化合物學習中的作用,用實驗提升興趣、啟發思維。教材對物質性質的探究基本遵循了外觀觀察→物理性質→化學性質的基本過程。但如何落實概念和理論對碳酸鈉和碳酸氫鈉學習的指導,教材沒有具體的設計,沒有安排討論、思考與交流等活動。用途的介紹需適當補充。

　　(3)分析相關的原有認知和后續認知。

　　原有認知:碳酸鈉和碳酸氫鈉能與鹽酸反應,程度好的學生可以寫出反應方程式;了解化肥的鑒別的一般思路方法;物質的分類和離子反應及其條件已經學習,基本具備從類別和組成上認識物質性質的思維。

　　后續認知:鋁鹽和偏鋁酸鹽較為特殊,鐵鹽的學習重點在氧化還原反應;選修模塊學習碳酸鈉和碳酸氫鈉溶液呈堿性的本質原因、溶液中離子濃度的關系。

　　可見,碳酸鈉和碳酸氫鈉的學習承載著大多數價態穩定的鹽的性質學習方法,也承載著多元酸形成的鹽的性質的學習方法,用怎樣的方法和思維認識這些鹽的性質是本節教學的重點。如果不這樣認識,有可能降低本節教學的要求。

　　元素化合物的學習除了借助實驗觀察和分析,還要有有效的理論工具為指導,指導本節課內容學習的工具主要是離子反應理論、物質的類別(組成相似性質相似,同類物質性質相似),用以幫助學生理解具體的性質并形成長期有效的思維方式。首先從類別看,如果是熟悉的物質類別,那么它應具備此類物質的一般通性,比如金屬、酸、堿等,但對鹽的學習是無法借助同類物質通性的,鹽的通性在高中階段應該概括為在溶液中發生復分解反應,再從復分解反應的條件入手探究它們的性質和反應,在遇到具體問題和疑難時應抓住組成和結構決定物質性質的根本思維。

　　如,對于碳酸鈉,一種合理的思維方式:溶于水會有和,猜測能否與某些離子生成沉淀、氣體、水;猜測能否與某些離子生成沉淀、氣體、水;然后再進行必要的實驗探究。初中學過的大理石在組成上與碳酸鈉有共性,大理石高溫分解的性質碳酸鈉有沒有?碳酸氫鈉可以使用非常類似的思維方式。也可能會有不同的思維方式,比如碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸的組成在學生看來都有一定的相似,能不能抓住這種組成特點突破對碳酸氫鈉的認識呢?與碳酸鈉相似故也能與酸反應,與碳酸相似故也能與堿反應,還可能受熱易分解。最后將碳酸鈉和碳酸氫鈉的性質用分類工具擴展到其他碳酸鹽和碳酸氫鹽。

　　(4)分析承載的化學核心觀念、思想和方法。

　　化學核心觀念對“碳酸鈉和碳酸氫鈉”學習的支持,具體內容如下。

　　微粒觀:碳酸鈉和碳酸氫鈉的組成的認識、電離特點。

　　變化觀:離子反應是有條件的。

　　分類方法:電解質在溶液中的反應實質是離子的反應;同類物質性質相似。

　　實驗研究方法:控制實驗條件的方法。

　　化學價值觀:碳酸鈉、碳酸氫鈉用途廣泛。

　　(5)“碳酸鈉和碳酸氫鈉”教學目標設計參考。

　　①知識與技能。

　　②過程與方法。

　　a.進一步體會研究物質性質的一般過程:外觀觀察→某些物理性質→化學性質→特殊性質。

　　b.進一步體會對比實驗中實驗條件控制的方法。

　　c.初步學會以物質分類、離子反應等理論工具探究常見的鹽的性質。

　　五、反思與建議

　　用上述思路和框架對教學內容進行分析和設計教學目標,是將每一個章節、課時的教學放在整個中學化學課程體系和中學化學總體教學目標中進行思考和設計,因此對把握教學的重點、知識的深廣度、學生的認知障礙有積極的作用,能使新入職教師或經驗不足教師的教學效果有最基本的保證。但此項工作僅為教學設計的第一個環節,還要據此選擇和組織內容,設計教學方式和手段,設計評價方式等。

　　在上述應用實例中,我并沒有明確提出情感態度與價值觀目標,但并不表明該課例的教學沒有情感態度與價值觀目標,主要是基于教學目標的導教、導學和導測評功能,將本節教學不能完全達成的長期課程目標隱去,而將情感態度與價值觀目標滲透在本節教學能夠完成的具體活動和任務中去。我倡導的是教學目標的制定須對教與學有直接的、強有力的指引作用。

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