如何基于創(chuàng)設(shè)“真實情境”解決“實際問題”進(jìn)行化學(xué)教學(xué)設(shè)計

盛詩涵 陳國君

摘要：在新課程標(biāo)準(zhǔn)理念下，真實情境被置于重要地位。需要創(chuàng)設(shè)真實情境解決實際問題，從而培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。通過對相關(guān)文獻(xiàn)的查閱和理論分析，以人教版初中化學(xué)“金屬資源保護(hù)”為例，就如何基于創(chuàng)設(shè)“真實情境”、解決“實際問題”來進(jìn)行化學(xué)教學(xué)設(shè)計提供切實可行的操作思路，并針對真實情境的選擇探討了幾點策略，旨在為教師的教學(xué)提供一定的參考。

關(guān)鍵詞：化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng);真實情境;實際問題;教學(xué)設(shè)計;金屬資源保護(hù)

文章編號：1008-0546（2021）03-0059-04 中圖分類號：G632.41 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.03.014

全面深化課程改革以來，培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是成為重要任務(wù)。要想培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)，則需要落實到化學(xué)課堂中，化學(xué)教師承載著培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)核心素養(yǎng)的時代使命。2017年新課標(biāo)在實施建議中指出：真實、具體的問題情境是化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)形成和發(fā)展的重要平臺[1]。且新課標(biāo)提出將以真實情境為測試載體，以實際問題為測試任務(wù)作為命題原則[2]。基于命題的分析，同理可得，將實際問題遷移到教學(xué)設(shè)計中也同等重要，應(yīng)由此進(jìn)行教學(xué)評一體化設(shè)計。因此，隨著新課標(biāo)的提出，“真實情境”和“實際問題”被置于尤為重要的地位。

縱觀2017年至今對“真實情境”的相關(guān)研究，一方面，眾多學(xué)者將真實情境進(jìn)行分類并提出了創(chuàng)設(shè)真實情境的原則，例如，邵傳強(qiáng)老師基于教學(xué)經(jīng)驗將真實情境分為實驗型、問題型、任務(wù)型、綜合型四類[3];另一方面，一線化學(xué)教師圍繞“真實情境”創(chuàng)設(shè)了相關(guān)的教學(xué)案例，例如，陳云老師以阿司匹林為載體對重要有機(jī)物之間的相互轉(zhuǎn)化進(jìn)行了教學(xué)設(shè)計[4]。另外，郭飛紅[5]等學(xué)者圍繞“真實情境問題”為導(dǎo)向進(jìn)行了一系列研究，并進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，但對于“實際問題”的研究仍停留在教學(xué)評價層面。通過文獻(xiàn)的梳理與分析，發(fā)現(xiàn)目前對于創(chuàng)設(shè)真實情境與實際問題的研究仍存在部分問題：其一是目前還沒有提煉出化學(xué)教師切實可行的操作思路，部分教師還處于生搬硬套的階段;其二是在一節(jié)課中創(chuàng)設(shè)過多的真實情境，以致情境高于知識，導(dǎo)致學(xué)生分散注意力，從而致使教學(xué)效果不佳。因此，筆者圍繞以上兩個問題，擬就教學(xué)設(shè)計中，如何基于創(chuàng)設(shè)“真實情境”解決“實際問題”進(jìn)行進(jìn)一步的探討。

一、創(chuàng)設(shè)真實情境解決實際問題的思路

從當(dāng)前研究來看，張磊碩士對中學(xué)化學(xué)情境的創(chuàng)設(shè)現(xiàn)狀做了調(diào)查與分析，研究結(jié)果顯示，目前部分一線教師在情境教學(xué)的理解上存在著一定的偏差，并沒有真正領(lǐng)會情境的精髓與深意，然而出現(xiàn)這種現(xiàn)象的根本原因是情境創(chuàng)設(shè)過程中方式方法的問題[6]。由此可見，解決一線教師采用合理的方法來創(chuàng)設(shè)真實情境的問題已迫在眉睫。其中，邵傳強(qiáng)老師從教學(xué)目標(biāo)出發(fā)，探索了基于真實情境的結(jié)構(gòu)化設(shè)計思路[7]。

另外，情境認(rèn)知理論強(qiáng)調(diào)情境是學(xué)習(xí)發(fā)生與進(jìn)行的必要條件，而且情境具有線索指引的功能，有助于學(xué)習(xí)知識的保留[8]。換言之，化學(xué)知識的學(xué)習(xí)與記憶的提取需要以情境為載體。且2017年新課標(biāo)指出：準(zhǔn)確把握“素養(yǎng)”“情境”“問題”和“知識”4個要素在命題中的定位與相互聯(lián)系[9]?；谇榫痴J(rèn)知學(xué)習(xí)理論以及新課標(biāo)的要求分析，目前出現(xiàn)部分化學(xué)教師生搬硬套情境，筆者認(rèn)為原因是沒有理清素養(yǎng)、知識、問題與情境四者之間的關(guān)系。結(jié)合實踐教學(xué)經(jīng)驗，筆者發(fā)現(xiàn)部分化學(xué)教師在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計時，先是選取了真實有趣的情境再去提取其中的化學(xué)知識，這樣一味地追求情境的趣味性便會導(dǎo)致情境流于形式。因此明確素養(yǎng)、知識、問題與情境四者之間的關(guān)系是教學(xué)設(shè)計的首要環(huán)節(jié)。筆者認(rèn)為，情境是問題與知識的展現(xiàn)形式，是為知識和問題服務(wù)的。在梳理情境思路前，應(yīng)先整理化學(xué)知識，再提出需要解決的化學(xué)問題，根據(jù)化學(xué)知識和化學(xué)問題去選取適當(dāng)?shù)那榫?，在真實情境中提出實際問題，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)。由此，不同于邵傳強(qiáng)老師的視角，筆者將從化學(xué)知識出發(fā)，探討在教學(xué)設(shè)計中，基于真實情境解決實際問題的思路，可分為以下四步，如圖1所示。

二、選擇何種真實情境解決實際問題

1.選擇具有“連貫性”的真實情境

所謂“連貫性”指的是在化學(xué)課堂教學(xué)中盡可能選擇完整的真實情景作為教學(xué)情境，即選擇具有整體性的情境貫穿于教學(xué)的始終。第二十二屆全國心理學(xué)學(xué)術(shù)會議報告的研究中指出：完整情境的建構(gòu)顯著提高了創(chuàng)造性想法產(chǎn)生的新穎性[10]，即完整的情境建構(gòu)有助于促進(jìn)創(chuàng)造性思維的發(fā)展。同時結(jié)合教學(xué)案例的分析以及教學(xué)觀摩的經(jīng)驗，發(fā)現(xiàn)部分化學(xué)教師會在一堂課中選取過多的真實情境，即每一個知識點采用不同的真實情境進(jìn)行教學(xué)。從表面看，教師是基于真實情境進(jìn)行教學(xué)，但是這部分教師忽視了情境太多易造成學(xué)生注意力分散的問題。換言之，真實情境太多會導(dǎo)致學(xué)生花大量的時間去思考情境背后的問題，而忽視從情境中學(xué)習(xí)化學(xué)知識的重要性。所以選擇過多且分散的真實情境不利于化學(xué)課堂教學(xué)，真實情境的連貫性格外重要。

例如，在“金屬鈉的性質(zhì)”的教學(xué)中，可選擇這樣的真實情境。2001年7月7日至9日，若干神秘“水雷”驚現(xiàn)珠江，其中幾個發(fā)生爆炸，其他的被有關(guān)部門成功打撈，在整個過程中幸無人員傷亡。據(jù)查，“水雷”為裝滿金屬鈉的鐵桶，其來源尚在追查中[11]。通過探討鈉與水反應(yīng)的化學(xué)知識，由表及里，從宏觀到微觀剖析“水雷”的實質(zhì)，進(jìn)而提出實際問題：如果同學(xué)們是在場的消防員，大家將采取何種措施把“水雷”扼殺在搖籃里呢？將產(chǎn)生“水雷”的現(xiàn)象到原因剖析以及實際問題的解決，貫穿于金屬鈉的整個知識體系中，整個課堂僅有一個真實情境，但將本堂課所要教授的知識點聯(lián)系起來，使教學(xué)具有整體性和連貫性。通過金屬鈉的性質(zhì)的學(xué)習(xí)，體驗化學(xué)知識在解決生活和社會問題中的重要作用，同時將鈉的學(xué)習(xí)思路遷移至其他物質(zhì)的學(xué)習(xí)，例如氯氣泄漏、氨泄漏又應(yīng)該如何處理等問題，培養(yǎng)學(xué)生對知識的遷移能力以及應(yīng)用的能力。不僅形成了元素觀，還起到了舉一反三的效果。與此同時，使學(xué)生在腦海中形成了物質(zhì)決定性質(zhì)的認(rèn)知結(jié)構(gòu)。

2.選擇具有“實用性”的真實情境

這里的“實用性”包含兩層意思。分別指的是化學(xué)課堂的適用性以及實際生活的可操作性。之所以強(qiáng)調(diào)“真實情境”，是因為真實情境本身就具有真實性和科學(xué)性，是客觀存在的事實。然而，在選擇真實情境時部分教師會存在主觀上的偏差，即過分追求難攻克的真實情境從而忽視真實情境的適用性。情境中蘊藏的化學(xué)知識太易會失去探究的價值，過于復(fù)雜又會脫離知識本身。因此，情境的功能是將學(xué)生帶進(jìn)最近發(fā)展區(qū)[12]，使學(xué)生能在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)一步發(fā)展認(rèn)知觀念和提升解決實際問題的能力。另外，化學(xué)來源于生活，又服務(wù)于生活，因此，教師在選擇真實情境時應(yīng)盡量選擇生活中看得見摸得著的問題，即把注意力聚焦于實際生活的可操作性上。

例如，在第二屆全國初中化學(xué)優(yōu)質(zhì)課大賽中，黑龍江吳建利老師創(chuàng)建的情境，“買了一件羊毛衫，標(biāo)簽不清，如何鑒別？要將廣西的水果帶回哈爾濱，如何包裝？送朋友的賀卡要裝入塑料袋，如何封口？”都是應(yīng)用所學(xué)去解決現(xiàn)實生活中的問題，讓學(xué)生覺得化學(xué)其實就在身邊，學(xué)習(xí)化學(xué)是真實有用的。

3.選擇具有“時代性”的真實情境

培養(yǎng)學(xué)生的核心素養(yǎng)是當(dāng)今學(xué)科教學(xué)的主要目標(biāo)。而核心素養(yǎng)著力解決的是提高學(xué)生面對復(fù)雜情境下的問題解決能力，使之能夠適應(yīng)飛速發(fā)展的信息時代和復(fù)雜多變的未來社會[13]。因此，化學(xué)教學(xué)要與時代接軌，以此培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)。對于情境的選材要能反映出時代的要求，貼近于學(xué)生的社會生活，跟隨科技的發(fā)展。要求教師不斷關(guān)注科技前沿，了解當(dāng)下的社會熱點，將這些社會生活中的素材和資料用新穎的語言與形式融入到真實情境中，以此解決具有時代性的實際問題。其中，越貼近時代的素材對學(xué)生的益處越大。學(xué)生在不斷地解決具有時代性的實際問題時，逐步形成正確的價值觀，由此發(fā)展著學(xué)生的核心素養(yǎng)。

例如，在進(jìn)行化學(xué)電源的教學(xué)時，可創(chuàng)設(shè)如下真實情境。2019年，諾貝爾化學(xué)獎表彰了斯坦利·威廷漢、約翰·古迪納夫、吉野彰三位科學(xué)家在鏗離子電池領(lǐng)域的貢獻(xiàn)。隨之分別從鏗電池的發(fā)現(xiàn)、工作原理進(jìn)行情境剖析，從而提出可探究性的實際問題：鋰離子電池的工作原理是怎樣的？通過對原電池的學(xué)習(xí)，深人理解電化學(xué)核心概念，逐步建構(gòu)原電池的認(rèn)知模型，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生證據(jù)推理與模型認(rèn)知的化學(xué)核心素養(yǎng)。將化學(xué)知識作為工具，在真實情境解決實際問題，體會科學(xué)家是如何運用已有的化學(xué)知識進(jìn)行發(fā)明與創(chuàng)新，培養(yǎng)學(xué)生的愛國情懷以及科學(xué)探究精神，成為真正為社會、為國家做貢獻(xiàn)的高科技人才。

三、創(chuàng)設(shè)真實情境解決實際問題的教學(xué)設(shè)計——以初中化學(xué)“金屬資源保護(hù)”為例

1.創(chuàng)設(shè)真實情境的思路

本課題選自人教版初中化學(xué)九年級下冊第八單元課題3“金屬資源的利用和保護(hù)”的第二課時。本節(jié)課題所涉及的知識點有：（1）鐵銹的主要成分：Fe2O3·xH2O;（2）鐵生銹的條件：與氧氣、水有關(guān);（3）防止鐵生銹;（4）金屬回收。分析知識點本身的特點以及知識點之間的邏輯關(guān)系后可提出以下4個化學(xué)教學(xué)問題：（1）鐵銹是什么成分？（2）鐵為什么會生銹？（3）怎樣防止鐵生銹？（4）生銹的鐵怎么處理？于是根據(jù)以上的分析，選取《潮州金山大橋“被尿倒”》的真實情境貫穿在整節(jié)化學(xué)課堂中。再根據(jù)真實情境提煉出以下4個實際問題：（1）金山大橋被腐蝕后形成的鐵銹是什么成分？（2）金山大橋為什么會生銹？（3）如果你是建筑工程師，如何防止鐵生銹？（4）如果你是環(huán)境保護(hù)局的工作人員，如何進(jìn)行鐵銹的回收再利用（圖2）？

2.教學(xué)設(shè)計思路

由于情境是為知識服務(wù)的，結(jié)合以上的分析，可把教學(xué)設(shè)計思路整理如圖3。

3.教學(xué)流程

教學(xué)環(huán)節(jié)1 創(chuàng)設(shè)情境，導(dǎo)入新課。見表1。

設(shè)計意圖：創(chuàng)設(shè)生活中真實的化學(xué)情境，給學(xué)生提供一個先行組織者，與本節(jié)課將要學(xué)習(xí)的化學(xué)知識搭建一座橋梁，激發(fā)學(xué)生探究的欲望和興趣。

教學(xué)環(huán)節(jié)2實驗探究，拓展應(yīng)用。見表2。

設(shè)計意圖：化學(xué)規(guī)律、原理和方法的形成是在實踐中建構(gòu)起來的，是客觀規(guī)律的映射。因此，學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識的時候也應(yīng)該在實際問題的解決中習(xí)得化學(xué)經(jīng)驗。通過在真實情境中解決金山大橋生銹這一實際問題，突出體現(xiàn)了實驗探究在建構(gòu)化學(xué)知識，剖析化學(xué)原理中的重要作用，使學(xué)生體會科學(xué)家與哲學(xué)家研究事物的一般規(guī)律，鍛煉科學(xué)思維，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究與創(chuàng)新意識的科學(xué)素養(yǎng)。同時，對尿液的成分進(jìn)行查閱，在原有的知識經(jīng)驗上進(jìn)行拓展與遷移，體現(xiàn)了所選取真實情境的適用性，即教學(xué)要走在學(xué)生現(xiàn)有發(fā)展水平的前面，從而增強(qiáng)學(xué)生應(yīng)用化學(xué)知識解決新的實際問題的能力。

教學(xué)環(huán)節(jié)3 遷移應(yīng)用，解決問題。見表3。

設(shè)計意圖：從鐵生銹的條件出發(fā)，進(jìn)一步探討防止鐵生銹的措施，將所學(xué)的知識進(jìn)行進(jìn)一步的遷移與深化。通過角色轉(zhuǎn)換去解決實際問題，使學(xué)生在真實情境中體會不同職業(yè)對社會的貢獻(xiàn)，從而增強(qiáng)學(xué)生的社會責(zé)任感。

教學(xué)環(huán)節(jié)4 討論交流，大膽假設(shè)。見表4.

設(shè)計意圖：通過一個連貫的真實情境串聯(lián)所要學(xué)習(xí)的化學(xué)知識，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新意識和社會責(zé)任。誘導(dǎo)學(xué)生從化學(xué)的視角關(guān)注資源，使其體會金屬回收已經(jīng)迫在眉睫，從而落實STSE教育，實現(xiàn)資源的全面利用，使學(xué)生樹立廢物能循環(huán)利用的意識，進(jìn)而發(fā)展學(xué)生的核心素養(yǎng)。

四、結(jié)語

在化學(xué)課堂中，真實情境服務(wù)于化學(xué)知識。教師應(yīng)建立在化學(xué)知識的基礎(chǔ)之上選擇真實情境，提出實際問題，從而促進(jìn)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的發(fā)展。關(guān)于真實情境的研究正處于蓬勃發(fā)展階段，大量的學(xué)者和教師都還在不斷地探索。通過對“金屬資源保護(hù)”進(jìn)行教學(xué)設(shè)計，分析了真實情境、化學(xué)知識、實際問題之間的密切聯(lián)系，說明了真實情境和實際問題對于培養(yǎng)化學(xué)核心素養(yǎng)的重要作用。并從教學(xué)實踐的角度去檢驗了教學(xué)設(shè)計的效果，取得了不錯的成效。綜上，新課程理念下，在化學(xué)課堂中創(chuàng)設(shè)真實情境解決實際問題，發(fā)展學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)應(yīng)是每位教育工作者不斷的追求。

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