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化学教学中实施“观念建构为本”教学设计的探索玉环县楚门中学（317605）张礼聪 柯友良摘要：新课程教材，需要新的教学理念，如何在教学设计中体现和落实新课程对教学提出的新变化，转变教学观念？如何从学生发展的实际出发思考我们教学设计的有效性？这是我们面临急需解决和不断思考探索的话题。本文结合上述问题的思考，借鉴相关的教育、教学理论，从观念建构为本教学的内涵、教材分析、教学设计的模型、教学设计策略及与常规教学设计的区别层面对观念为本的教学进行探讨。关键词：新课程 观念建构为本 教学设计1问题的提出1.1学生未来发展的要求学生是教学工作的对象，是课程学习活动的主体，是未来文明的创造者。因此，教学设计必须考虑学生的发展需要，并着眼于学生未来的发展。学生发展是多元化的，这提示我们，在进行教学时要思考：什么样的知识是对学生未来的发展最有意义的？心理学家布鲁纳认为：“任何学习的首要目的，在于它将来能为我们服务。将来为我们服务有两种形式：一是学习使我们获得对某种特定工作的特定适应性，心理学家叫做特殊迁移；二是学习使我们掌握基本观念，这种基本观念可以用作以后所接触的具体问题的基础，具体问题可以当作基本观念的特殊事例来处理，心理学上叫做原理和态度，这种类型的迁移应该是教育过程的核心。”回想我们在中学学过的许多事实材料和众多的公式、定理，它们大都经过时间的磨蚀都渐渐淡忘了。可是学习过程中的许多观念、观察、分析和处理事件的视角和方法，对我们的生活和工作却一直起着重要的作用，体现了一个人的基本素质和水平。因此，宋心琦教授认为，中学化学教学能够使学生终身受益的，不是具体的化学专业知识，而是影响他们世界观、人生观和价值观的化学思想观念，不是诸如分类、实验、计算等特殊的方法和技能，而是影响他们思维方式和问题解决能力的具有化学特点的认识论和方法论。学生能否牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念应当是中学化学教学的第一目标。1.2 当代科学教育改革的趋势当代科学教育改革的一个核心就是以提高学生作为公民的科学素养为目标。美国的2061计划提出以下建议：“普及科技教育不是盲目地增加学校和教学内容，中小学教学的重点应集中在最根本的科学基础知识上，例如科学的基本观念、基本方法，并且更有效的把它教好”；“应重视通用概念的教学”和“不再强调事实、特殊术语的背诵和记忆，而是强调重要的原则、理论和技巧”。我国课程改革提出三个基本纬度的科学素养架构：科学知识和技能，科学探究过程、方法与能力，科学态度、情感与价值观。新一轮的化学课程改革以提高学生科学素养为基本理念，其中课程内容的改革不再突出具体化学事实的重要性，而是加强了对化学科学现象和基本观念的理解；把重视化学基本观念的主导作用作为革除传统课程内容的“繁、难、偏、旧”，实现删繁就减、化难为易的主要方法。1.3 高中化学教学的现状多年来化学教学的内容主要是具体的、事实性的元素化合物知识和实验技能，即使概念、原理也主要是强调具体定义、内容，而往往忽视了这些具体知识背后含有的丰富世界观、人生观和价值观的化学思想观念和影响学生思维方式和问题解决能力的具有化学特点的认识论和方法论。普遍的传统化学课堂教学主要以让学生记住大量的具体知识或简单理解概念和原理内容为目的；课堂活动主要围绕着具体知识的讲解展开，往往缺乏情景的创设、问题讨论与活动安排；课后却是让学生做大量的习题方式，以获得各种考试中的高分。很少考虑这些具体知识对学生发展的意义和提高科学素养的价值。结果是，学生认为学化学就是记忆大量的元素化学物知识、化学操作和概念原理知识；一旦他们在生活、工作中遇到与化学相关的问题也不会从化学的角度去思维。因此，新课程指导下的化学教学应更加注重学科内知识的整合、过程与结果的整合，注重知识间的内在逻辑与价值关联，使学生形成关于化学学科的整体性认识和基本观念，促进学生思维发展和对知识的深层理解，并养成深刻理解和灵活应用知识、技能综合解决现实问题的能力。2.“观念建构为本”的教学2.1观念的概述观念：中学学科中的观念是指学生通过对学科中某一领域学习所获得的对该领域的总观性认识和理解。从广义的知识范畴上看，这种认识和理解也可称作观念性知识。这种观念或观念性知识是在学科具体知识的基础上通过不断的概括和提炼形成的，它对学生终身学习和发展发挥着重要的、持久的迁移作用。迁移性、层次性和居于本学科中心是观念的基本特征。2.2观念性知识与具体性知识的关系 观 念 性 知 识事实性知识具 体 性 知 识概念原理知识过程方法知识观念化支撑属于事实化事实化观念化图1 观念性知识、具体性知识与过程方法性知识、概念原理性知识、事实性知识之间的关系从知识的内容属性可以将学科知识分为三类：第一类为“过程方法性知识”，指关于一门学科的探究过程与探究方法的知识；第二类知识为“概念原理性知识”，指一门学科经由探究过程而获得的基本结论；第三类知识为“事实性知识”，如化学学科中的元素化合物知识。而过程方法知识和概念原理知识还可以细分为两种知识，第一种是关于对这些知识本身进行定义、描述、强调等的相关知识；第二种是从这些知识本身所蕴含的丰富的认知价值和方法价值中提取出来的、功能化的知识。从知识的层次和迁移价值可以将学科知识分类两类：第一类是“观念性知识”，它是建立在具体学科知识基础上，并超越具体学科知识，具有丰富的认识价值和方法价值的知识。这种知识的最显著特征就是具有持久的和广泛的迁移性。过程方法性知识和概念原理性知识体系中的第二种知识就属于观念性知识。第二类是“具体性知识”，它是具体的学科知识，包括事实性知识和过程方法性知识和概念原理性知识体系中的第一种知识。和观念性知识相比，具体性知识不具有持久的迁移性或者迁移性很小（具体关系见图1）。2.3“观念建构为本”教学的内涵在观念建构为本教学中，具体性知识是支撑观念建构的工具和载体。教学和学习的目标是在具体性知识基础上通过不断的概括提炼出观念或观念性知识，建构起学科的观念体系。教学内容的选择以观念为核心，选择能形成和体现这些观念的具体性知识内容。观念的建构需要学生在有意义的、真实的、具有挑战性的学习情境中，以积极主动的态度，通过参与具有驱动性的问题和活动，独立的或与同学、老师合作去探究和发现知识之间的联系和隐藏在事实背后的重要思想和观点，最终建构起自己的观念体系。2.4“观念建构为本”教学的模型以观念为核心的内容分析以观念建构为目的的情境设置以观念建构为目的的问题与活动设计教什么如何教图图2 观念建构为本教学的模型从教学的基本问题即“教什么”和“如何教”两方面提出了观念建构为本教学的模型。该模型具体由相互联系和支持的三个过程构成，如图2所示：以观念为核心的内容分析是以情境设置和问题与活动设计的依据，以观念建构为目的的情境设置和以观念建构为目的的问题与活动设置使内容分析得到了实现，情境设置和问题与活动设计也相互关联。2.4.1以观念为核心的内容分析一个教学单元中的知识类型是多样的，可能同时存在事实性知识、概念原理性知识、过程方法性知识中的几种或全部。以观念为核心的内容分析的主要目的就是从这些多样的知识类型中抽取出基本观念，确认哪些知识能支撑基本观念的建构，以及这些知识间的层级关系和相互联系什么。那么如何进行内容分析呢？笔者认为采用一种自上而下的思路较为有效：（1）确认基本观念观念建构为本教学以基本观念的建构为目的。化学的基本观念有哪些呢？微粒观、元素观、分类观、物质转化观、能量观、反应限度观等，这些构成化学基础的，功能化和方法化了的核心概念、基本原理和方法属于化学基本观念。同样在具体化学事实性知识上提炼概括出的，并超越具体事实的认识，如化学社会观、化学价值观等也属于化学基本观念。具体单元教学设计中，面对课程标准和教材内容，我们要思考在这部分教学内容中，哪些知识是化学学科中最核心的知识，是对学生理解化学最有价值的知识；哪些知识是对学生的发展最有价值的，是学生在将来忘掉具体化学事实后，面对和化学相关问题时仍能用到的。通过这样的思考后得到的结论就是本单元的基本观念。这时我们得到观念可能只是一个大致的认识，接着我们要根据具体内容把基本观念描述为一系列具体的命题。（2）分析知识间的层级关系，寻找对基本观念建构起支撑作用的各类知识基本观念的形成总是和一些核心概念、基本原理、一般方法相联系的，而对这些概念、原理、方法的学习又要通过对相关的具体性知识的学习获得。根据教材内容分析基本观念由哪些概念原理性知识、过程方法性知识、事实性知识支撑；概念原理性知识、过程方法性知识又有哪些具体的知识来支撑；这些知识间又有什么相互联系。通过这样的分析建构起教材内容的知识层级结构体系，明确了各知识点的功能和地位，为教学目标的制定和教学策略的设计做好准备。因此，从教学单元或主题的整体性分析出发，以观念为核心的教学内容分析应该有以下流程（如图3）。内容标准教材内容知识组成的层次结构分析各层次知识之间相互关系分析开发其它相关教学内容确定观念性知识图3 以观念为核心的内容分析2.4.2以观念建构为目的的情境设置建构主义认为学习是获取知识的过程。知识是通过学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人(包括教师和学习伙伴)的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素，情境是学习环境中重要的要素。根据建构主义教学理论，观念建构为本的教学必须创设真实（或模拟真实）的学习情境，使学生在情境中发现问题，围绕着问题的解决参与到教学活动中来，这样可以使学习者积极而有效地者利用自己原有认知结构中的相关经验去同化当前学习到的新知识，从而赋予新知识以某种含义；如果在情境中不能把原有知识去同化新知识，则也要引起顺应的过程，即对原有的认知结构进行改造和重组。这样，通过同化和顺应，达到了对新知识意义的建构，从而使学生掌握具体性知识真正成为支撑观念建构的工具和载体。因此，观念建构为本的教学创设的学习情境至少必须具有两个特性：综合性、建构性。因为学科观念的建构需要学生在综合的因素考虑中，透视事物的性质、规律，找出事物之间的内在的本质的联系；需要学生提供对事物的多方位视觉，产生多元化的观点；需要学生的交流合作，在交流和合作中共鸣，形成普遍的共识，最终达到真正意义上的建构。2.4.3以观念建构为本的问题与活动设计观念建构为本的教学有两个比较明显的特点，一是把观念的生成过程问题化；二是把观念的生成过程活动化；因此，观念建构为目的的教学和学习活动可以通过驱动性问题、结构性活动来组织，并且驱动性问题和结构性活动必须具有可参与性和开放性。驱动性问题是观念建构为本教学的主要组织者，一个好的驱动性问题应具有情景化、有意义、有价值等特征，例如学生感兴趣的社会问题、与学生日常生活比较接近但存在一定模糊认识，涉及到学生的已有经验的问题等，对学生的学习都有驱动作用。知识组成是有层次结构的，为把有层次结构的知识以符合学生原有经验和最近发展区的方式组织和呈现出来，使所教内容变成结构化的有意义的知识，便于被同化到学习者的原有认知结构中，活动的设计要有结构性。对于不同水平的学生、不同特点的内容，在设计活动时可以从不同层次的知识开始。一个良好的教学设计中，问题与活动是有机的交织在一起的，情景设置和问题与活动设计也是一个统一体。3.观念建构为本的教学设计3.1观念建构为本教学设计与常规教学设计的区别 观念建构为本的教学设计与常规的知识传授式教学(具体知识传授式教学)设计存在着较大的差异，具体表现如下：观念建构为本教学设计与具体知识传授式教学设计的区别观念建构为本教学设计具体知识传授式的教学设计教学目的以具体性知识为载体和工具帮助学生形成化学基本观念，促进学生综合思维能力、深层理解力的发展和问题解决能力的提高。以掌握具体性知识为目的。教学内容分析以基本观念为核心，分析教学单元的化学基本观念，以及基本观念与具体性知识之间的层级结构关系。分析具体知识间的关系。学生特征分析以基本观念为核心，分析学生原有观念的水平和原有观念与将要建构的新观念的关系；分析学生对观念建构起支撑作用的具体性知识的水平。分析学生在具体性知识掌握上的发展程度。教学目标确定确定教学要使学生建构什么化学核心观念，在这个化学核心观念上得到什么程度的发展，以及通过观念建构的学习活动使学生在综合思维能力、深层理解力和问题解决能力方面获得什么发展。也要确定学生在具体知识上达到什么程度。主要确定学生在具体知识上达到什么程度，有时也确定学生在过程方法、情感态度价值观上获得什么发展。情境的设计以观念建构为目的设计丰富、真实的情境。设计情境为了激发学生兴趣，引导学生进入具体知识的学习。问题的设计以观念建构为目的设计问题，就是把学生观念的生成过程问题化，使学生在解决问题的过程中建构起基本化学观念。设计问题是为了串连起具体性知识。活动的设计以观念建构为目的的活动设计，就是把学生观念生成的过程活动化，活动以问题为起点。使学生在一系列的自主探究、小组协作探究相结合的活动中建构基本观念。教学主要以教师传授为主，设计活动是为了帮助学生掌握具体性知识，不涉及观念。反思的设计反思学习过程和学习结果，使观念内化。不进行反思设计，只设计练习强化具体性知识。3.2观念建构为本教学设计模型根据对观念、观念建构为本教学的分析，观念建构为本的教学设计模型应该分为两个过程：以观念为核心的教学分析和以观念建构为目的的教学策略设计。以观念为核心的教学分析，它是一种静态分析，是基于课程标准和教材进行内容分析，以确定要教给学生哪些基本化学观念。如新课程普通高中化学1的教学强调的观念有物质转化观、元素观、微粒观、分类观、比较观等。以观念建构为目的的教学策略设计是对教学过程的设计，是为了确定采取什么方式使学生完成对基本化学观念的意义建构。以观念为核心的教学分析为以观念建构为目的的教学策略设计提供依据，教学分析通过教学策略设计和实践得到了实现。因此，观念建构为本教学设计的模型具体如图4。图4 观念建构为本教学设计模型以观念建构为目的的情境设计以观念为核心的内容分析（确认基本观念、分析基本观念与具体知识间的关系）以观念为核心的学生特征分析（分析学生在基本观念和具体知识方面的发展程度）以观念建构为目的的反思策略设计以观念建构为目的的问题设计以观念建构为目的的活动设计学生课程标准教材确定以观念建构为核心的教学目标以观念为核心的教学分析以观念建构为目的的教学策略设计3.3 以观念建构为本的教学设计策略和方法3.3.1 运用多种策略激活学生原有认知 课程标准中关于新课程教学的基本理念第四条指出：“教学要结合学生的已有知识和经验，促进学生的发展和学科素养的提高”。因此我们在进行观念建构为本的化学教学设计时，教师应该把重点放在学生概念理论观点的建立上，这就要我们运用各种具体的策略激活学生的已有认识，如学生的大胆猜想，让学生有机会说出自己的想法，让学生之间进行充分的讨论交流等方式，引导学生大胆地质疑和假设，使学生在探究的体验中建立核心的化学观念，从而使学生的已有的经验和知识与未知的概念理论有机结合起来。例如建立元素与物质的关系，我们可以通过学生分析他们熟悉的物质，从而逐渐认识到有限的元素与庞杂物质家族之间的关系，建立物质的元素观；氧化还原概念的建时，让学生分析他们熟悉的化学反应，从而发现元素化合价变化的情况，进而建立氧化还原概念，形成以电子转移为本质的物质性质和物质转化的基本观念。因此，教学设计最为重要是，教师要使学生在熟悉的现象或事实中发现新的问题，找出新知识的生长点，建立认识形成观念。3.3.2用好教材小栏目促进师生互动“交流讨论”栏目：讨论在观念的形成中具有非常重要的作用，它让学生参与对观念意义的交流，其中包括对疑点、假设以及论点的提出与评价，可以增进学生对原有观念的理解。若学生对某一方面的科学理论或观念把握存在偏差甚至有误，那么最合理的纠偏方式就是引出学生的真实想法，然后让他们面对矛盾的事实证据。这样学生不仅在自己思考和谈论的方面有所进步，而且会在一些领域的一些特征上更趋于一致。这样师生及同伴间的交流就完善了他们对科学现象的正确认识，促进了科学观念的构建。“活动探究”栏目：问题策略和活动策略对观念建构教学非常重要，因为，化学概念通常比较抽象，因此，把问题教学和学生的活动整合一起教学，它不仅可以提高学生学习化学的兴趣，而且可以改变学生对化学概念理论过分抽象的看法，把概念的形成建立在问题的解决过程中，把概念的理解渗透在问题解决的活动思考之中，解决了概念理论教学的相对枯燥的难题，为核心观念提炼创造良好的基础。3.3.3及时调查反馈关注学生认知发展具体性知识是帮助学生形成化学基本观念载体和工具，是促进学生综合思维能力、深层理解力的发展和问题解决能力的支撑基石。教师注重学生在观念建构学习过程的认识发展变化，这就要教师关注学生的日常学习中概念原理知识的掌握情况。因此，及时地以各种方式（如课后练习、测验、学生座谈、学习问题单、课堂教学反馈表等）了解学生在课堂教学后的认识，分析学生理解过程中存在的模糊、困难、错误的本质，了解学生原有概念和观念对现有概念、观念构建的影响，等一系列关注学生的认识发展变化过程，实质上就是关注学生学科观念的建构。3.3.4注重教学反思完善教学设计教师在进行观念建构的教学时，要不断反思自己的教学，要认真思考通过哪些素材有利于学生形成核心的概念，掌握具体性知识，设计哪些活动利于学生认识和理解，促进学生对学科观念的建构；我们还要深入分析学生在观念建构中存在哪些错误的认识，从而探查和转变学生的个人观念。因此，在教学设计时，教师要不断的反问自己，教学设计中你提出了哪些驱动性问题，他是否能真正调动学生的思维活动？在教学设计中你采用了哪些教学方法,这