• 促进学生认识素养发展的化学教学
  •           2011-9-7     浏览()     【
  • 促进学生认识素养发展的化学教学

    胡久华  王磊

         [摘要]:目前,基础教育化学教学在促进学生认识素养发展方面还有很大的空间,很多学生获得了化学知识却没有形成认识素养。教师应充分认识促进学生认识素养发展的化学教学的特点,实施促进学生认识素养发展的化学教学设计和教学策略。

    [关键词]:化学教学;化学知识;认识素养;教学设计;教学策略

    (教育科学研究  2010,03

     

    一、化学教学应促进学生认识素养的展

    培养和发展学生的科学素养,已经成为全世界公认的科学教育的目标。研究者一方面关注学生科学素养的构成和测评研究,另一方面寻找各种策略促进学生科学素养的发展。与此同时,学科教育(物理教育、化学教育、生物教育等)的研究者更加关注学科素养的构成、测评和培养。对学科素养构成的研究主要呈现两种态势:要素角度和价值功能角度。众所周知,科学教育主要有两方面的教育功能:一是让学生更好地认识世界;二是为学生更好地改造世界打下基础。笔者认为,从科学教育功能角度分析,科学素养由认识素养和实做素养构成,科学教育的主要目的是培养和发展学生的认识素养,如,基础教育化学课程的主要目的是发展学生的化学认识素养,即培养和发展学生从化学视角认识客观事物的方式和结果的水平(见图1)。

    当一个学生具有良好的化学认识素养时,他就能够从客观世界(综合的问题或现象)中提取出认识对象;能够对这个认识对象从多个认识域(如学科域、社会域、自然域)进行分析,在每个认识域中可以从多个认识角度分析;在分析的过程中,在认识域之间、认识角度之间的先后关系上具有逻辑性,也就是说具有清晰的认识思路,深知认识域之间、认识角度之间的关系;能够在较高的层次上分析认识对象,如,在微观、定量、动态相互作用的深度上分析现象。

        基础教育化学课程在培养和发展学生的认识素养方面的效果如何?已有的实践和测查研究表明,学生拥有了大量的化学知识,却没有建立相应的认识方式,学生的认识素养普遍处于较低水平。如,高中生关于化学反应的认识主要停留在化学反应类型上,认识深度主要为定性和宏观水平。学生并没有将课堂上学到的化学知识转化为对物质和变化的认识,学生观察物质和化学变化的方式没有改变。通过对全国各地15例化学课堂教学的分析,我们发

    现,我国化学教学在关注学生认识素养发展方面很不乐观:每节课中涉及的认识角度较少,教学顺序基本是知识的逻辑顺序;教学中关注了学生的已有认识,但激发学生已有认识并让学生表达已有认识的案例只占13%;所有的案例都能够给学生提供建立化学认识的活动或现象,但所给体验活动充足的只占6%47%的案例在为学生提供认识实践活动方面不尽如人意;在给学生机会表达认识发展方面,60%为很差等级。

    由此可见,目前基础教育化学教学在促进学生获取化学知识方面取得了较好的效果,但在促进学生认识素养发展方面还有很大的空间。研究表明,学生是否学过某关键性知识或化学概念,对于学生能否建构起相应的化学认识有着决定性的影响,这说明知识本身是具有认识功能的;具备化学知识的学生并没有具备相应的化学认识,这说明由化学知识到化学认识是需要转化的。那么,如何促进学生在掌握化学知识的基础上形成和发展化学认识方式?怎样的化学教学能够促进学生认识素养的发展?怎样的教学设计和教学策略能够更好地培养学生的认识素养?本文对这些问题进行探讨和分析。

    二、促进学生认识素养发展的化学教学的特征

    从能否实现学生认识素养发展的视角分析,可以将化学教学分为两类:以化学知识获得为核心的教学(注重化学知识本体的获得)和以学生认识素养发展为核心的教学(注重化学知识的认识功能的实现)。能够培养和发展学生的化学认识素养的教学是高水平的教学,是将化学知识转化为学生的化学认识的教学,是使学生将化学知识内化了的教学。要促进学生认识素养的发展,教师不但要让学生清楚化学知识说明的是什么,而且要将化学知识转化

    为学生观察、分析现象和问题的方式和思路,并且通过具体的认识实践活动,让学生形成稳定的认识方式,从而形成化学认识素养。促进学生认识素养发展的化学教学具有以下特征。

        具有激发学生已有认识的问题情境任何教学都是在学生已有经验的基础上进行的,学生已有认识的激发和确认在教学中非常重要,这一点却往往被教师所忽视。只有明确了学生对于物质或化学反应已有的认识角度、认识深度和认识思路,才能进一步确定通过新的化学知识的学习,学生即将达到的认识水平。此外,学生的已有认识需要在具体任务、问题和情境的驱动下才能被真实地提取和明确。

    具有构建认识的驱动问题和活动认识的建构需要在具体活动和问题解决中得以完成。学生主动地活动,能够积极地思维,善于在现象、他人的观点与自我的认识之间建立联系,通过同化和顺应等思维活动,实现认识的发生和发展;学生被动地活动,思维处于消极状态,不能主动地将事实和他人的观点与自我的认识建立联系,表面的接受只能停留在课堂或考试中,当面对真实的问题或复杂的现实时,学生往往用自我的认识方式观察和分析问题,这时的认识方式和认识结果仍然停留在原有的水平,并没有得到发展(虽然获得了新的化学知识)。因此,在课堂上,激发学生积极主动地思维是关键,真实性、驱动性问题解决和活动体验是让学生达到思维活跃状态的有效策略和途径。

    具有学生表达自我认识的空间在以科学素养培养为核心的教学理念下,教师愈发关注以探究为核心的化学教学,愈发关注在课堂上给予学生活动的空间,却常常忽略学生自我认识的建构和表达空间的创建。在实际教学中,教师往往在得到想要的结论后就停止交流活动,通常只让学生汇报结论而不汇报结论获得的经过,即开始的假设和预期是什么,证据和事实是什么,认识的发展变化是怎样的,是否发现并提出新的问题,导致学生的认识思路和结果局限于个体经验的积累。教师应给学生充足的认识表达空间,让学生的认识过程和认识结果充分外显,在认识碰撞和再建构的过程中发展认识,从而形成比较稳定的认识方式。

    具有学生对自我认识进行梳理、实践和反思提升的空间通常的教学非常注重对知识的落实,却往往忽略对认识的落实;关注对化学知识掌握情况的及时反馈评价,却往往忽略对学生认识发展的梳理,以及给学生提供必要的认识实践活动,从而实现认识的提升和认识方式的建立。即使学生在学习中获得认识发展,如果没有给学生提供认识实践环节(用获得的认识分析现象和问题,认识其他的物质或变化),学生也不能获得认识素养的发展。因为任何习得的行为都需要巩固和强化,这是行为主义心理学早已证明了的真理。

    以学生的认识发展为教学主线促进学生认识素养发展的教学,应以学生的认识发展脉络为主线。活动的程序要更符合学生的认识发展顺序,问题系列要与学生的认识发展层级相符,避免生硬的教学环节拼凑,避免纯粹的知识逻辑顺序,从而避免教师牵着学生的鼻子走。如,以知识逻辑顺序为主线的“离子反应”内容的教学环节和问题为:什么是离子反应→离子反应的实质是什么→离子反应发生的条件有哪些→什么是离子反应方程式→离子方程式与化学方程式的区别→如何书写离子方程式;以学生认识发展为主线的“离子反应”内容的教学环节和问题为:电解质进入水中会发生什么→两种电解质溶液混合又会发生什么→反应后溶液中的离子数量发生了怎样的变化→什么情况下才能使溶液中的离子数量减少→如何用化学用语表示溶液中有离子参与的反应。

    以学生认识素养发展为核心的教学,是一种教学范式,是基于学生认识发展轨迹推进的教学范式,是基于认识发展过程的教学。与其相对应的是基于知识目标达成的教学。基于知识目标达成的教学更强调教学的终态结果;基于认识发展过程的教学更关注学生认识的发展脉络,学生是怎样从已有的认识到达新的认识水平,新的认识水平具有怎样的功能和价值。

    三、促进学生认识素养发展的化学教学设计与教学策略

    以学生认识素养发展为核心的教学,是以学生的已有认识和认识素养为起点,通过具体的教学活动的开展和化学知识的获得,实现学生化学认识的发展;通过形式多样的认识实践活动和反思、评价活动,将化学认识转化为认识行为,从而实现学生认识素养的发展。促进学生认识素养发展的化学教学设计程序与教学思路见图2

    促进学生化学认识素养发展的教学设计程序为:首先,分析化学知识的本体,包括化学知识的结构和化学知识的具体要求;其次,分析化学知识的认识功能,探讨化学知识的认识对象对学生已有的认识域、认识角度、认识深度和认识思路的发展作用;第三,设计认识建构的途径,主要是确定认识建构的方式,如,探究活动、信息分析或接受理解等;第四,设计认识建构的环境,包括教学媒体的选择、教学情境的设计以及学生活动的组织等;第五,设计认识实践活动,将建立的新认识转化为具体的认识行为;第六,设计认识素养发展的反思评价活动,促进学生反思自我认识的发展点和认识发展途径。

    促进学生认识素养发展的教学,关注学生已有的认识,注重在课堂教学中形成认识冲突,导致认识不平衡,从而激发学生对相关化学知识的学习兴趣,并通过具体的学习活动,获得新的化学知识,从而发展认识,达到认识的平衡;在此基础上,巩固应用新的化学认识,实现认识素养的发展。在具体的教学过程中,应注重使用以下教学策略。重视学生认识方式的建构研究表明,在学生的学习中,在纷繁复杂的学生个人认识背后确实存在着认识方式这一上位因素。重视学生认识方式的建构,要改变原来化学教学中存在的过多关注具体知识的辨析和识记的倾向。化学教学要重视核心知识在学生认识发展中的作用,即从具体知识的教学

    转化为关注学生认识方式培养和发展的教学。关注认识方式的教学是关注学生深层思维技能的教学。教师要通过各种途径积极引导学生运用超越具体事实的思维方式对所学知识进行思考。需要说明的是,学生的认识方式不是通过一个具体化学知识的学习就能建立的,也不是通过一次学习活动就能够形成的。学生认识方式的建立需要通过长期的学习活动。如,让学生建立微观的认识深度,从初中学生学习原子、分子就开始了,但我们测查高中生的认识方式,发现仍有很多学生还停留在宏观的认识深度上。

    创设建立认识的学习情境抛开具体的学习情境,针对具体知识点讲解的教学,导致学生只知道具体知识的含义,不清楚这个知识存在于哪个具体的科学领域或科学主题,也不清楚为什么要学习这个知识,它能够解决什么问题。这样的教学脱离学生认识的学习情境,学生对知识的理解只能停留在具体含义上。经过这样的教学后,面对社会和自然界中的真实现象或问题,学生不能从中提取出认识对象。如,教师在课堂上讲解二氧化硫的性质,并不涉及酸雨。当学生面对酸雨问题时,他无法提取二氧化硫性质的信息。因此,教师在进行具体知识的教学时,要创设真实的学习情境,从生活问题的解决需要、从自然现象的解释需要、从社会问题的分析需要出发,让学生在解决问题或分析现象的过程中建构认识,建立认识对象的社会域、自然域及学科域,实现知识的认识功能与解决问题功能。

    提供多样的认识建构及认识实践和反思的学习活动为了促进学生认识素养的发展,需要多样的认识建构的学习活动。讨论活动在学生认识发展中具有重要的作用。让学生参与观念意义的交流,包括对疑点、假设以及论点的提出与评价,可以发展学生原先的认识。同伴间的交流能够帮助学生的认识建构,促使学生进入高水平认知,使其形成科学认识。设置问题和动手活动在认识发展中也非常重要。为了使学生巩固所建立的认识从而形成稳定的认识行为,需要在教学中为学生提供多样化的认识实践和认识反思活动。如,物质的量内容使学生建立从定量的视角看物质和反应,教师通常将大部分时间用于物质的量的概念的建立,或者进行大量的计算训练,很少让在学生思考学习物质的量之后,他们认识物质和化学反应的视角是否有变化,变化的是什么,即物质的量的知识的认识价值和功能是什么。结果学生能够熟练地进行计算,却不清楚具体数值的含义。认识实践和反思活动是影响学生认识素养发展的主要因素,却经常被教师所忽略。

    促进偏差认识转变为科学认识学生认识素养发展的前提是形成和建立科学的认识,但学生关于物质和变化具有许多偏差认识。研究者们提出了很多促使偏差认识转变的方法,所有方法的共同点都是从学生的已有认识出发,关注学生新认识的形成过程。即使学生认识到他们的已有认识不能解释某些现象,但让他们放弃已有的认识,必须有其他能够充分解释现象的更具功能的认识。因此,转变学生的认识需要三个条件:暴露学生已有认识的不足、展示新认识的合理性和功能、构建新认识的途径。

    认识的转变是一个困难而又缓慢的过程。学生必须持之以恒反复检验他们的认识以及应用新认识的体会和经验,逐步重新构建认识,构建新的联系。学生只有将偏差认识转变为科学认识,才能真正发展认识素养。但偏差认识的转变和认识素养的发展并不是截然分开的,而是互相融合的统一过程。

    设计具有驱动性、符合学生认识发展的问题线索教学实践表明,以指向问题实质、符合学生认识发展脉络的问题线索为教学主线能够促进学生认识的发展。要设计出高质量的问题线索,首先,要非常清楚核心内容的构成要素和要素之间的逻辑关系;其次,要清楚核心内容各个部分的构成要素与学生已有认识之间的关系,从而确定提出问题的角度;第三,设计的问题与核心知识密切相关。教师综合考虑这些因素,再依据具体内容、学生的实际情况,进行问题线索的设计。此外,教师需要通过教学行动研究,通过教学实践与反思,不断优化改进教学设计中的问题线索。如,化学平衡内容的构成要素、学生的已有认识和具有驱动性、符合学生认识发展的问题线索如表1所示。

        追求本质的教学处理教学实验研究发现,追求本质的教学处理能够促进学生认识素养的发展。因为,首先,追求本质的教学处理,认识深度通常处于定量、微观、相互作用的动态水平,有利于学生形成较高层次的认识方式;其次,能够促使学生透过现象表面,抓住事物实质,直指本质的认识对象;第三,能够促使学生形成探寻事物实质的认识思路。如,定性分析和定量分析是化学研究的两种基本方法。定性讨论问题更看重变化的结果,从结果中总结出相应的规律;定量讨论问题更注重思维的严密性,注重变化与结果之间的逻辑关系。在化学教学中给予学生“量”的概念,有助于学生对抽象概念的深入理解和对相关问题的逻辑推理,可以使学生逐步学会从定量的深度分析现象和问题。宏观与微观相结合是化学学习的主要特征,从微观的角度认识和研究物质及其变化是化学学习的基本思维方式。深入理解物质相互作用的微观过程,可以自然导出宏观结果。让学生用“微观”的方式分析问题,可以使学生逐步建构分析问题的“微粒观”,学会从微观的深度看待物质及其变化。了解问题的

    表层、了解问题的实质是看待问题的两个层次。了解问题的实质,将有助于正迁移,让学生透过现象抓本质,是较高认识素养的体现。因此,追求本质,在更量化、更微观、更动态联系的层次上探讨问题,有助于学生认识素养的培养和发展。

    在基础教育课程改革逐渐走向深入,课堂中具备了真实情境、多样化学习活动、驱动性问题等要素后,我们将走向何方,我们将追求什么?笔者认为,我们将追求学生认识方式的变化,学生认识素养的发展,这是课堂教学中联系实际、设计多样化学习活动、设计驱动问题的核心宗旨,是对促进学生认识素养发展的教学的探索。

    [参考文献]

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