从“为情而境”到“由境生情”

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  摘要: 对近三十年化学情境教学的研究文献进行统计并分析,提出有分别以“为情而境”、“由境生情,人在境外”、“由境生情,人在境内”为特点的三个阶段,并提出“情境结构不良”概念;提出在新时代化学教学中创设真实情境的结构模型,并提供创设思路。
  关键词: 化学学科核心素养; 真实情境; STSE; 情境创设; 社会责任感
  文章编号: 10056629(2019)7002505中图分类号: G633.8文献标识码: B
  2017年版普通高中化学课程标准(以下称“新课标”)中提出:“以学科大概念为核心,使课程内容结构化,以主题为引领,使课程内容情境化,促进学科核心素养的落实”[1],并且在必修课程、选择性必修课程所含有的14个主题中均设置了“情境素材建议”栏目,共提出了48条与各主题教学内容相匹配的情境素材,与“教学策略”、“学习活动建议”共同构成了对主题教学内容的“教学提示”,表明情境在促进学科核心素养落实的教学过程中不可或缺,是构成化学教学的要素之一。梳理近三十年来化学教学中情境的创设和应用流变,解析不同时期化学教学所使用的情境特征,有助于理解情境在化学教学中的教育价值,有助于创设符合时代要求的高质量的教学情境,更好地开展以“素养为本”的化学教学。
  1 对近三十年“情境”相关文献计量趋势的时间段划分
  以中国知网(外网)为数据库(以下简称“知网”),用高级检索方式,检索条件设置为:“题名=化学并且题名=情境”,进行精确匹配和跨库检索,以“(空白)—今天(注: 20181231)”为发表时间段,共得文献1857篇,其中学位论文98条。进行计量可视化分析,得“空白—2018”发表文献总体趋势图(见图1)。
  所得文献中,最早的为郑瑞兰发表在《天津教育》1991年第8期上的“创设愉快情境学习化学用语”;频率较高的关键词依次为,“问题情境”、“情境教学”、“教学情境”、“情境创设”。根据总体趋势图曲线的变化及转折特点,可划分三个阶段: 第一阶段为“空白(1991)—2002”,期间每年的文献数均为个位数,从1991年的1篇到2002年的8篇,变化较为平缓,可称为平缓段;第二阶段为“2003—2009”,期间每年的文献数均为两位数,从2003年的15篇至2009年的73篇,除2004年为9篇外,每年均以十多篇的增幅匀速递增,可称为上升段;第三阶段为“2010—2018”,期间每年的文献数均为三位数,2010年的文献数突然增至125篇,此后每年的文献数均在150篇以上,2010年后的数据曲线可称为高位段。根据总体趋势图曲线可以发现2003年是文献数量增加的重要节点,原因可能是2003年颁布了《普通高中化学课程标准(实验)》,提出了在化学教学中要注重开发课程资源,联系生活、生产、社会、科技,关注人类面临的与化学相关的问题等课程理念,于是促使教师对情境运用进行研究,寻求情境与教育教学的关联,以促进三维目标的落实。
  依据文献数总体趋势的曲线形状而断代为三个阶段,分析每个阶段对情境的研究与运用,思考有怎样的运用特征、有怎样的发展规律,希冀对基于化学学科核心素养培育的教学有所裨益,于是以“知网”为数据库,用前述的检索条件、方法和途径,分别对三个阶段的文献进行收集、分析和概括其特征、规律。
  2 对三个阶段的“情境”特征分析
  创设和运用情境是当前中学化学教学中常见的设计方法和课堂方式,意在触发学生积极的学习情绪或情感,促进学生的认知建构和思维发展、培育学生正确的学科价值观和社会责任感。对各阶段的文献,从情境类别、教学应用、创设意图进行分析,为创设能与化学知识结构、思维结构和观念结构相匹配的真实情境,提供操作方法上的启示。
  2.1 第一阶段(1991~2002年)的文献内容主要体现“为情而境”的教学特点
  收集“(空白)—20021231”间文献共51篇,其中学位论文1篇。含“情境”字样的关键词主要有“问题情境”、“情境教学”、“愉快情境”等。结合对所收集文献的阅读分析,此阶段的情境教学具有以下特征: (1)情境类别主要是课堂演示实验、化学史料及课堂语言的运用,而少与生活、科技、环境等相关的真实情境;(2)情境在课堂中的应用主要是为了教学的引入,然后据此提出即将所学的知识内容,展开教学过程;(3)情境创设的意图主要是利用“现象”或“故事”的刺激,以集中学生的注意力,激发学生的学习兴趣,产生认知冲突,激活学生的思维活动,促进学生学习能力的形成和发展。
  例如,毕华林认为以精心设计的化学实验为情境能给学生惊奇、不解和矛盾,同时激发学生强烈的求知欲望[2];齐玉和也认为出乎意料的实验现象所产生的“问题情境”,具有增进师生感情,培养学生对科学知识的崇拜感,并能使课堂出现一些戏剧性的愉快气氛[3];他们的文献提到诸如氯气对干湿有色物质的漂白实验、钠与铜盐溶液反应,产生“不一般”的实验现象,由此激发学生对化学学习的兴趣,并引发认知冲突,然后组织教学。罗昭娟认为化学史的许多趣事也能有效地创设良好的教学情境[4],她以凯库勒的“做梦”为例作为有机物苯课时的教学引入。还有教师认为运用风趣的课堂语言[5]也是教学的情境,可以活跃学生的思维,激发学习的情感,启迪心灵。此期间所应用的情境素材涉及“STSE”的并不多见。
  总之,此阶段情境创设的目的主要是给予学生“外部刺激”,调动学生积极的学习情绪,使学生集中注意力,产生“愤悱”状态,以有利于课堂教学的推进和知识的落实,可以说是“为情而境”。
  2.2 第二階段(2003~2009年)的文献内容主要体现“由境生情,人在境外”的教学特点
  收集“20030101—20091231”间文献共241篇,其中学位论文28篇,高校研究者的关注度有所增加。含“情境”字样的关键词,频率较高的依次为:“问题情境”、“情境创设”、“情境教学”。结合对所收集文献的阅读分析,此阶段的情境教学具有以下特征: (1)情境类别主要集中在生活经验、社会环境、化学史料、科技和社会应用等,“STSE”类素材可说已然覆盖;(2)情境在课堂中的应用主要是依据情境提出问题、联系知识,进行讲解、展开自主学习、小组讨论、实验探究,得出结论,呈现知识;(3)情境创设的意图主要是让学生认识化学与社会、生活的密切关系,了解情境素材中的化学问题,运用自主、合作、探究的学习方式去获取知识、解决问题,从中感悟化学的现实应用,培养学生正确的化学价值观与社会责任感。   例如,李惠娟在“从生活中感悟化学——SO2的性质”教学设计中,用“颜色润白的银耳”、“央视新闻——银耳竟用硫磺熏”、“二氧化硫浸泡脱皮蔬果”、“酸雨”等情境素材,对应于SO2的性质,在情境中产生问题、围绕问题寻找知识、在问题解决过程中辨析知识、整理知识,建构知识,同时体验探究过程与方法,培养学生的社会责任感。认为真实情境能多角度、多层次地指导学生学习和归纳出元素化合物的知识,能激发、推动、强化学生的认知活动、情感活动、实践活动,能体现出化学学习的意义[6]。
  再如,王春认为合理运用化学史实,可以使教学不只局限于知识本身,还可以追溯知识的来源和演变,揭示认识过程中的科学态度和科学思想,使学生学到发展和运用知识的科学方法。以元素周期表的发现发展史料为情境进行元素周期律的教学,对史料进行对应于知识的问题呈现,学习知识、解析问题[7]。再如耿莉莉、吴俊明认为当学习内容跟社会和自然情境结合时,所获得的知识和技能,学生才能真正理解和掌握,并易于迁移到其他情境中再应用。以“西部盐湖‘探宝’——食盐和纯碱”为情境教学课题进行了新课“盐”的教学,说明了情境与知识间的关联[8]。真实情境素材与待学习的化学知识与方法有较强的匹配性。
  此阶段的情境创设目的已不只是为了教学的引入、学习注意力的集中,而是更多地讓学生感受到化学在生活与社会应用、生产与科技、环境与资源中的重要性,让学生“由境生情”。但是情境素材在教学中的应用,主要是用现存的知识与方法去解析或解决情境素材本身所直接呈现的化学问题,宛如看着风景名胜的视频进行“旅游”,可以说虽然是“由境生情”,但“看风景的人在楼上看你”——“人在境外”。
  2.3 第三阶段(2010~2018年)的文献内容主要体现“由境生情,人在境内”的教学特点
  “20100101—20181231”期间文献共1565篇,其中学位论文69篇,可以看出无论是一线教师还是高校研究者的关注度明显增加;含“情境”字样的关键词,频率较高依次为:“情境教学”、“问题情境”、“教学情境”等,对频次较高关键词的情境教学意义进行分析,其中“情境教学”与“教学情境”的频率达277次之多,一定程度上体现出情境的创设已不是一种简单的教学手段,而是贯穿于教学的一种教学法。结合对所收集文献的阅读分析,此阶段的情境教学具有以下特征: (1)情境类别主要是“STSE”类真实素材;(2)情境在课堂中的应用主要是创设蕴含相应知识的真实情境,在情境中产生特定指向的研究项目,确定完成研究项目的任务,梳理每个任务中待解决的问题,做出解决问题的假设、设计方案、开展活动,获得解决问题的知识与方法并得到结论,然后进行知识整理。基于真实情境产生项目、任务、活动而展开并一以贯之于课堂;(3)情境创设的意图主要是联系现实,培养学生发现问题、解决问题的能力,增加学生的参与度,体会化学的实用价值,树立正确的化学学科价值观,培养学生的科学素养和社会责任。
  例如,俞建锋的“基于宏微结合导向下的(离子反应)单元整体教学设计”[9],以测测身边的水、污水如何处理、处理后水质如何监控等需要学生亲身参与的活动作为教学的情境线索,以宏观辨识、微观探析、符号表征为主要的认识逻辑,以实验探究、证据推理、模型认知为认识方式,对电离、电解质和非电解质、强电解质和弱电解质、离子反应、离子检验等基本概念进行学习。真实情境体现什么样的基础知识、学科核心素养,是需要学生亲身的项目设计、任务参与、实践活动才能决定,体现出具身认知的特点,是一种“真实的旅游”。
  再如,杨玉琴、王祖浩在“铝的化学性质”教学中所创设的真实情境,“用坩埚钳夹住一小块铝箔,在酒精灯上加热至熔化,轻轻晃动。学生观察到铝箔熔化部分,失去了光泽,但熔化的铝并不滴落,好像有一层膜兜着;另取一块铝箔,用砂纸仔细打磨,除去表面的氧化膜,再加热至熔化,熔化的铝仍不滴落”[10],设置的真实情境需要学生参与实验、观察,进行知识学习与知识间的联系与应用,以解决问题情境所体现的现实问题。文献所涉及的情境,体现出“倡导真实问题情境的创设,开展以化学实验为主的多种探究活动”[11]的教学思路,化学实验也不再作为单纯的情境而组织教学,而是作为探究情境所含问题的科学方法之一。此阶段所创设的情境已不但具有较好的知识匹配性,而且所呈现的项目、任务、问题的解决,不只是能用“书本”、用“纸笔”可以回答,而是需要分解为相应的指向性学习、探究活动,需要亲身参与,需要科学研究的过程与方法去解决。真实情境所镶嵌的基础知识,项目研究所体现的科学方法、科学态度及社会责任,活动所体现的关键能力与必备品格,能真正促使三维目标的落地,化学学科核心素养的养成。
  运用蕴含基础知识、方法及观念的真实情境进行教学,学生已不但是“由境生情”,而且为了解决情境中所呈现的问题,需要任务分解,需要亲身参与,需要学习概括,“真实情境素材 师生活动参与”才构成完整的真实情境,它是动态的、即时的,可以说“情境结构不良”。即“由境生情”且“人在境内”。
  3 启示——创设真实情境的一种结构模型
  从“为情而境”到“由境生情,人在境外”再至“由境生情,人在境内”,教学中的情境运用已不只是作为教学的一种手段,也不只是作为知识的一种载体,而是在真实情境中将知识的学习、能力的发展、观念的建构、价值观与社会责任感的培养融为一体,是一种综合的场域。
  真实情境在教学中的应用,从目的来说是促进学科核心素养的形成与发展[12],从作用来说是激发学生学习的内在动机、促使深度学习的发生。创设真实且富有教育价值的情境,我们必须认识到以下几点: 化学知识是培养学生化学学科核心素养的重要载体[13]、情境是促进学生认知迁移的支撑[14]、素养的形成与发展只能在真实的情境之中[15]。由此,参考教学情境的结构要素理论[16],结合对1857篇有关情境的文献研究、三个阶段的“情境”在教学中运用的发展变化,整体把握教学中真实情境的创设,我们可以对化学教学中真实情境的结构,从情境的意义、类型、质量指标等方面进行建构(见图2)。   (1) 真实情境的意义。真实情境的创设,用以开展“素养为本”的教学,目的就是落实立德树人的根本任务,提升学生的化学学科核心素养。在化学课程实施中必须系统规划化学学科核心素养的培育途径,真实情境的创设必须对标于化学学科核心素养5个方面各4个水平层次,在知识的学习、学习的过程、情意的培养中体现适切的化学学科核心素养的指向和要求。
  (2) 真实情境的类别。新课标中虽无对“真实情境”或“真实问题情境”概念的释义,但从相关的叙述中不难得知“真实情境”指的是真实的STSE问题和化学史实等[17]。根据新课标中各主题下众多的“情境素材建议”,众多研究文献和教学实践中的情境应用,可把情境类别分为: 生活与应用,主要指生活中使用的化学品及应用的原理和现象,例如84消毒液及其使用等;资源与环境,主要指自然界存在的物质及其应用、环境变化及化学科学对环境保护的作用,如化石燃料的应用;科学与技术,主要指化学科研文献、化学史、新材料、新技术等,如医用胶的合成路线等。
  (3) 真实情境的质量指标。情境的创设毕竟是为了教学中三维目标的有机落实,而非“新奇”的刺激,因此创设一个有质量、有效的真实情境,可从三个层次衡量,一为真实情境须镶嵌有本单元或本课时的基础知识和技能,这是创设真实情境的基本,如前述俞建锋的离子反应单元教学设计,创设的情境为“学生身边的污水处理”,所镶嵌的知识就是电解质、离子反应等基础概念,知识容量很大;二为真实情境必须能产生需要学生思考、学习、参与研究才能解决的任务或问题,而不只是“看书”的任务或“请回答”的问题,如俞建锋的离子反应单元教学设计,所设的情境对学生的要求是“测测身边的水”等任务,这就需要学生动手操作,并结合对书本知识进行自主学习,去获得电解质、非电解质、强弱电解质的概念和证据推理、科学探究等素养;三为真实情境要有利于学生养成正确的学科价值观和社会责任感,如俞建锋的离子反应单元教学设计,就是以身边的水的认识和处理为情境,以响应浙江省的“五水共治”活动,响应“绿水青山”理论,这能很好地培养学生正确的化学价值观和社会责任感。
  创设真实情境,不只是为了学生的“愤悱”态,不只是为了课堂的引入、不只是为了阐述知识。创设真实情境,首先需要基于学情,分析学生知识储备与即将学习的新知识之间的关系,分析学生已掌握的化学研究方法与新学习内容所蕴涵的科学方法的相关性,分析新知识可承载的情感、态度与价值观;其次要清楚教育目的是指向化学学科核心素养的培养,核心素养是教学的灵魂,真实情境是学习内容与教学活动的载体,要有利于学生掌握系统的知识、提升解决问题的能力,并在研究过程中体验情感,形成正确的价值观,即情境的创设应服从于教学内容应体现的核心素养指向,并补充完整核心素养,突出社会责任感、科学态度、科学探究与创新意识,突出证据推理与模型认知;再次,真实情境应易于学生体验,要让学生主动去感受现实、去发现问题、去分析思考、去尝试探索,在解决问题中学习新知,因此要便于学生进行实验探究、信息查阅、交流讨论及成果体验。
  “努力呈现经济、政治、文化、科技、社会、生态等发展的新成就、新成果,充实丰富培养学生社会责任感、创新精神、实践能力相關内容”[18]。化学教学内容需要情境化,而情境必须为真实情境,真实情境必须产生思考性问题,问题需要进行具体的探究任务来完成,而任务需要自主学习、需要小组合作、需要科学探究来进行——于是才能称为真实情境。
  参考文献:
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