从生活走进化学，从化学走向社会，发展学生科学素养

林静 黄燕宁

研读新课标 共议新教改

——2011年版义务教育化学课程标准实施专题访谈

编者按：化学是学生在义务教育阶段的最后一年开始学习的。作为一门中考科目，学生如何在时间紧迫的九年级里既能享受到与我们生活密切相关的化学之魅力，又能考出好成绩，是诸多初中化学教师实施化学新课程一直探索的问题。本期《热点争鸣》特邀请我国化学教育界的专家学者、优秀教研员与大家深层次地探讨化学新课程的实施与教师的专业发展等问题，以期化学教育能更好地发展学生的科学素养。

王磊，北京师范大学化学学院化学教育研究所所长，博士生导师，教育部国家基础教育课程教材专家工作委员会委员，义务教育化学课程标准研制组组长、修订组核心成员，教育部初中化学新课程骨干教师“国培”示范性项目首席专家。

《中国教师》：初中化学是学生在初三时才开始学的，也就一个学年的学习内容，却令许多初中生头疼不已。化学有这么难学吗？您认为学生学习化学困难的原因可能有哪些？教师该如何帮助这些学习困难的学生？

王磊：有些学生切实感受到化学难学，一个原因是与开课的时间有关。学习化学需要学生具备一定的抽象思维能力、微观想象能力以及较好的逻辑推理能力，还需要一定的数学、物理等知识经验和方法基础。作为化学启蒙课程，原本应该给学生一些时间去体会学科的价值，体验学科方法，但实际上为中考而教学赶进度的现象较为普遍，往往新授课就以中考的要求作为教学目标，要求学生完成综合性问题解决等较高能力要求的学习任务等，自然有些学生会觉得化学难学。

有些学校已经尝试解决这个问题。比如，将初三化学课时的一部分调整到初二年级开设，总课时不变，但是整体课程时间拉长，改变教学节奏，有助于学生的理解内化。也有的学校要求教师不赶课时，保证上好新授课，区分好新授课、单元复习课、总复习课的任务水平要求，不但没有增加学生的学习压力，还使化学成为初三孩子很享受的一门课程。

使某些学生感到化学难学的另外一个原因是化学学科独特的思维方式和科学方法。化学学科引导学生观察物质的存在及变化，追寻存在及变化的微观本质，通过各种证据在宏微观之间建立起逻辑推理关系，以及基于物质转化关系建立起对物质及其变化系统的动态的、整体的思考，这是化学学科带给学生的根本的发展。因此，在日常教学中，教师不仅教知识，更要重视知识获得的过程和方法以及知识间关系的建立，是非常重要的。

举例而言，每个教师都会讲“氧气的性质”，那么为什么做了“碳在氧气中燃烧”的实验，就证明氧气可以与碳发生反应，不是碳在氧气中燃烧更旺的现象呢？我们可以用澄清石灰水证明新的物质存在。这一实验的逻辑关系是：因为有澄清石灰水变浑的现象，证明有新物质生成；因为有新物质生成，证明碳和氧气发生反应；因为碳和氧气能够发生反应，证明氧气有与碳点燃条件下反应的性质。在氧气性质的教学中，我们还可以通过其他实验帮助学生归纳出：判断物质是否具有某种化学性质，就是判断物质能否发生化学变化；而判断化学变化是否发生的依据是有否新物质的生成或某种反应物的减少……这样外显思维过程的教学贯穿课程始终，会让学生感觉学习化学有法可依、有据可循。

概括而言，化学是认识和研究物质及其变化的一门科学，它既具有自然科学认识客观世界的普遍性，也具有其特殊的视角、方法、特点和要求，特别是化学学科对于物质及其变化的认识要求宏观、微观、符号三重表征相统一，具体的实验形象思维与本质分析和抽象概括相结合，同时还对物质及其变化的整体系统思维有相当的要求。这对初中生原本的认识方式和思维习惯构成了不小的挑战。如果学生的学习和教师的教学还只是依赖单纯的记忆和灌输，或是缺少针对性的、促进学生认识方式和思维习惯转变的教学，都会使得学生出现明显的学习分化和学习问题。教学中存在的客观问题也促使教师们反思，是否应该更深入地理解化学学科的特点，学生学习化学的规律，化学课程和教学对于学生认识思维发展的相互关系，做到更加科学合理地组织和开展教学。

《中国教师》：其实生活中我们天天在与化学打交道。2011年版的课标中，还专有“身边的化学物质”这一主题内容。教学与生活相联系，这也是化学教育一直倡导的。现在化学教师在这方面做得如何，尚需哪些改进呢？

王磊：化学新课程实施已有十几年了，“从生活走进化学，从化学走向社会”的理念已被大多数化学教师所接受。在各种公开的展示课中我们已经很难看到没有情境素材的知识教学了，就是日常教学中越来越多的教师也会充分利用教材中的情境或者借鉴优秀课例，甚至自主开发适宜的情境素材展开教学。

虽然很多教师都乐于将教学与生活、社会相联系，但是不同教师使用情境素材的出发点是不同的。当教师把基于真实情境的教学的价值定位于仅仅是吸引学生注意力、激发学习兴趣和拓展学习视野，那么教师在选择素材时倾向于关注素材内容的趣味性、表现形式的生动性，使用素材时大多以教学的辅助内容展示给学生。在课时紧张时，教师会轻易放弃与情境相关的教学内容。

有些教师使用情境教学是看重素材提供给学生的问题解决活动和复杂的问题情境有利于学生能力方法的培养。这些教师在选取素材方面会更多地关注素材的教学性，包括学生是否能够理解素材中所蕴含的各种知识关系及推理逻辑；学生是否可以对素材进行分析、推断、评价，甚至再创新等思维加工活动。这类教师使用素材时也更倾向于将素材设计为推动教学发展的线索。

还有一类教师在使用情景素材时更看重素材本身所蕴含的学科方法、学科思想，以及在对素材的研究和理解过程中学生获得的关注和认识社会问题、利用所学知识解决社会问题的科学素养的提升。因此在选择素材时，对一个教学单元而言，教师会注意单元素材的系统性，对具体素材而言，教师会兼顾素材的社会性、学科性和教学性。在运用素材的过程中，教师们也尽力发挥素材的价值，将素材作为教学的推动系统与学科本体内容有机融合，展现学科思想和方法。甚至在课堂中超越学科本体内容，还原真实生活中的化学与社会的关系，将真实问题情境作为课堂教学的研究对象，学科本体知识、方法则是学生进行问题解决的工具。

《中国教师》：2011年版课标继续提出科学探究的教学目标和内容。经过前10年的科学探究的教学实践，现在化学教师对科学探究理念的理解以及实际教学情况如何呢？接下去要进一步落实科学探究的理念和目标，教师需要做哪些方面的改进？

王磊：调研表明，探究教学也是实施新课程以来教师们认同度很高的一个教学观念。这与课程标准的规定、教材的努力呈现、科学教育研究领域的引领与宣传以及考试评价导向都有很大关系。十几年来的探究教学实践确实取得了一些成果。

首先，教师们明确科学探究是化学课程的重要内容，化学课程承载了发展学生科学探究能力的任务，同时用科学探究的方式学习化学也是必不可少的。其次，教师们清晰探究活动的基本要素，教学中能够有意识地促进学生在各个探究要素上的能力发展。再者，探究教学的优质观摩课层出不穷。最后，从目前探究教学实践来看，基于实验的探究和基于真实应用背景的探究的教学实践很丰富，与元素化合物知识有关的探究教学比较成熟，也呈现出多样化。

虽然探究教学有了很大发展，但教学实践中也存在一些问题或局限，总结如下：

第一，从探究内容来说，有关概念原理知识的探究比较少。这与有些教师认为有实验才是探究，没有实验就不能探究的想法有一定关系。这也显示出教师在认识上的局限。

第二，强调探究环节，缺少学科过程方法的体现；关注表面活动，而对探究活动中的高级思维过程关注不足。教师比较关注学生做了哪个实验，实验现象是否明显，实验结论是否正确，而较少追问学生为什么要做这个实验，做这个实验是为了获得哪些数据或证据，实验结果促使我们得出什么结论，结论的得出是要严谨可信。还以“氧气的性质”为例，对于铁丝在氧气中燃烧的实验，很多教师强调的是火星四射、发光放热等现象的观察。而对于这个实验来说，目的是证明氧气可以和铁发生剧烈反应，发光放热等现象是化学反应发生的常见特征，是辅助证据，而最有力的证据是有黑色的新物质生成，所以有的教师为了进一步证明新物质，会增加反应物铁和产物四氧化三铁性质不同的对比实验。实验内容不重要，重要的是建立了探究目的——实验过程——实验结果——探究结论间的逻辑关系。

第三，目前初中化学探究教学中给定探究问题、有确定统一的探究结果的探究活动比较常见，由学生主动提出问题、对学生提出的多样化的猜想假设进行假设检验，或者由一个探究活动引发生成性和多轮次探究的活动比较少。在基于探究活动形成结论的过程中也是总结归纳多，解释论证少，批判质疑更少。

第四，教师习惯于设计基于知识解析的探究，不习惯设计促进学生认识发展的探究活动。我国传统化学教学比较强调知识解析，强调学生对知识本身的精细、正确掌握，但是缺少对知识功能价值的把握。促进学生认识发展的教学力求改变学生对知识及其系统的认识方式，并以这样的认识方式理解身边世界，解决具体问题。以“溶液”教学为例，基于知识解析的教学更强调溶液的定义，强调溶解度定义中的几个要素，强调溶液质量分数的计算公式，强调一定质量分数溶液的配制要点……而从学生认识发展视角看，溶液单元教学应引导学生认识分析一个溶液体系。首先学生需要认识到一个溶液体系是由溶质和溶剂两个不同部分组成的；其次学生可以体会溶质、溶剂确定时，溶质、溶剂间存在定量关系；再者，溶质溶剂的比例关系在一定条件下是有极限的，这是溶解度存在的根本原因，也是实现饱和溶液与不饱和溶液间相互转化的依据。有了这样的思考，教学就需要分别设计促进学生认识发展的探究活动，比如第一次活动可以给学生多种物质寻找组成溶液的条件；第二次活动，给学生不同的溶质、溶剂组，鼓励学生探究溶质溶剂间的定量关系；第三次活动，则引导学生体会溶解极限及其改变的条件。

《中国教师》：化学是一门以实验为基础的科学。初中化学也非常重视化学实验的教学，2011年版课标还专门规定了教学必须完成的学生实验内容。目前教师在实验教学方面还存在什么问题，如何改进？

王磊：2011版课程标准与实验稿相比，最明显的变化是明确了8个学生必做实验。这样做，一是从课程标准这样的高度提出实验要求，督促各级教育行政部门保证学校的基本实验条件；二是提示教师这8个学生必做实验，是对化学实验教学的基本要求，有条件的学校、教师应根据教学实际需求安排更多的学生实验活动，以提升学生的实验探究能力、提高教学效果。

课标规定的8个学生实验有着很强的代表性，每个实验都承载了核心基础知识、重要实验方法以及不同实验探究任务类型的思路方法。

举例而言，“粗盐中难溶性杂质的去除”实验，从任务的角度来看属于物质分离提纯，因此如何建立物质分离提纯的思路方法是教师需要关注的问题。这个实验还涉及过滤等基本操作以及物质的溶解性等重要知识。

“氧气的实验室制取与性质”实验，其承载的知识内容和实验技能教师们都很清楚。这个实验涉及物质制备与物质性质研究两类任务。物质制备的基本思路是从目标物依据元素守恒等观点寻找反应物，再从反应条件、定量关系等不同角度筛选反应物，设计实验装置，进行实验操作。物质性质研究的基本思路是基于物质已有经验信息推断物质可能具有的性质，寻找合适的化学反应表现化学性质，或其他证据证明性质存在。每种任务类型都有独特的任务解决思路，在学生学习的不同阶段，这些思路也会呈现出不同水平。在氧气的有关实验中这些思路只是初步感知，将来还会在二氧化碳的有关实验中得到强化与发展，在金属、酸碱盐的有关学习以及日后高中的元素化合物的学习中都会继续发展完善。

教师在进行实验教学时，应充分重视这8个基础实验的教学价值：展现核心知识、训练基本操作技能。同时通过这8个实验的完成，使学生将所学知识建立在直接经验的基础之上，促进学生核心知识的自主建构。另外，通过这8个实验，教师可以设计出不同的实验方式，以实验操作为主或让学生主动探究，从而增进学生对探究的理解，培养学生的实验探究能力。

关于实验教学，教师们还应注意的是课程标准的内容标准中，在其他主题“活动与探究建议”中还提出了38个实验或实验系列，教师可根据实际情况，结合化学学习内容，尽可能实施这些实验活动，以充分培养学生的科学探究能力。

《中国教师》：2011年版的课标在评价建议部分提出多元的评价方式，并提供了具体案例，对一线的教学评价将大有帮助。但是，由于化学是一门中考科目，教师和学生往往只关注纸笔测验而忽略活动表现、学习档案等评价方式。具体教学实践中，初中化学教学评价，尤其是中考，该如何发挥好“指挥棒”的作用以促进学生科学素养的发展，而不只是考出好成绩呢？

王磊：我们应该看到，中考这个“指挥棒”自身其实已经发生了可喜的变化，且还在不断地变化。

纵观这几年全国化学中考试卷，试题难度，特别是计算题难度明显降低，偏题、怪题已很少见到。试题能围绕课程标准规定的核心知识、基本技能进行考查，能较为全面地覆盖课程标准规定的化学教学内容，重点突出。一项关于九省市概念原理中考命题与义务教育化学课程标准一致性的研究表明，九省市中考概念原理知识命题与课程标准一致性较好，且教材版本的差异并没有影响中考概念原理知识试题命制的质量，说明中考较好地执行和贯彻了课程标准的理念和内容。无论是经济发达还是不发达的地区，中考对概念原理知识考查的内容覆盖性较好，认知水平要求较为合理，没有出现严重的深广度超标等不利于学生发展的现象。

关注过程方法，是新课程的重要理念。很多中考题目会通过列举信息、提供资料、模型分析、思维辨析等方式考查学生比较、分类、概括、抽象等科学方法的应用能力。对科学探究能力的考查更是新课程中考试卷的必要内容，有的考题通过要求学生填写探究问题、猜想与假设的内容、实验设计中的具体步骤、实验探究结论等内容，考查学生理解探究活动全过程的内在逻辑关系以及针对不同探究要素的探究能力。

重视化学与社会的联系，关注化学、技术、社会间的相互影响，也是新课程中考化学试题的一大特色。几乎每一份化学中考试卷都有相当数量的题目体现了化学学科的实际应用价值，体现了化学与社会生活的广泛联系，让学生从化学的视角去观察自身周围的世界，从化学与社会的相互作用中体会、感悟学习化学的价值。目前涌现出了许多基于真实问题情境的好题目。

适度开放性也是新课程中考的一个亮点。现在中考试卷中开放性试题数量较以前有所增加，包括解题过程的开放、答案的开放、表达方式的开放等各种类型，有些地区还对评分标准进行了开放，这是对进一步落实新课程理念的大胆探索。开放性试题涉及的内容领域比较广泛，比如证据例举、知识方法总结、实验过程设计、真实问题解决方案设计与评价等。开放性试题特别适合考查学生的知识远迁移能力和创意思维等创新能力。

当然，中考也依然存在着不尽如人意的地方。对九省市概念原理中考命题与课程标准的一致性研究发现，省级和市级命题之间，不同地区的命题之间质量存在一定差异，特别是在认知水平要求上，有的试卷中考查记忆水平的题目所占比率过大，偏重机械地考查概念原理知识；有的试卷中概念原理知识考查过程中高层认知水平的考查重点没有落在对概念原理知识的理解及其应用上，而是放在比较复杂的计算上。这些与课程标准的要求都还是有差距的。另外，在体现能力立意方面，也存在如何处理好学科思想方法与学生思维发展水平相适应，避免能力要求过高，能力考查点不在核心点上的偏差。

课程标准提出要强化评价的诊断与发展功能，在这一方面我们还应结合心理学、统计学等学科的最新发展进行进一步的研究。目前已有一些团队开展有关工作，这些研究进展将会逐步渗透到中考命题中。

关于活动表现评价和学习档案的建立，这两种评价方式由于操作的问题，暂时还没有全面纳入中考评价中。但是，这两种评价方式各有独特优势。活动表现评价特别有利于发现学生优势学习方式、了解学生学习习惯、发现学生能力特点，同时教师也可以通过观察学生的活动过程了解学生的认识方式特征、认识发展阶段，获得充分深刻的教学诊断信息。学习档案则有助于师生了解学生的学习发展脉络，对于促进学生的自主学习、自我反思，以及教师针对不同学生制定不同教学（学习）方案都是很有用的。所以，建议教师们不要因为中考只用纸笔测验，就拒绝其他评价方式。评价不是目的，要让评价成为促进教学的工具和手段。

《中国教师》：基于2011年版课标的要求，初中化学教师该如何发展自身的专业水平？在教师培训方面您有何建议？

王磊：化学教师专业发展是一个永恒的话题。教师专业发展一定是外因和内因共同起作用的结果。先从内因看，化学教师要想实现自身专业发展首先要有发展愿望，能主动思考。这种愿望与思考不是一个简单的期望，要有切实的行动。在教育部远程培训平台对教师进行答疑时，我们发现，有些教师不会提问，这说明这些教师缺乏思考。

不论是学科问题，还是教学问题，如果只是人云亦云，教师是很难获得真正成长的。举例而言，探究教学的核心价值到底是什么，开展探究教学与化学知识学习间到底是什么关系，教师如果想不清楚，这探究教学就只能是表层活动，缺乏实在的功能价值，甚至还会浪费课时。再如，“分子是保持物质化学性质的最小微粒”这句话到底对不对？这个问题几乎每次答疑活动都有教师提出来。教师们质疑的理由是“由原子构成的物质，原子应该是保持物质化学性质的最小微粒”。真的是这样吗？其实教师们自我追问一下：

·为什么分子是保持物质化学性质的最小微粒？

因为分子在化学变化中改变，分子改变，原物质就不存在了。

·在化学变化中分子改变的原因是什么？

是化学键的变化。

·由原子构成的物质化学变化前后变不变？

也变化。原子构成的物质（例：原子晶体）原子间存在化学键，化学变化前后原子间化学键改变。可见原子没有保持物质的化学性质。

追问的这些问题及答案都是教师们学习过的，只不过有些超出了初中教学范畴，教师们就不肯深入去想了，这也显示了教师们思想上的惰性。

其次，教师要学会建立合作团队、依靠自己的团队。俗话说，独木不成林，个人智慧总是有限的。我们看到的优秀教师似乎没有只靠个人奋斗的，他们通常都会有一个好的教研团队，有一些教研伙伴，共同研究、交流共享、共同进步。

教师专业发展的外因也有很多，包括教研氛围、教师评价导向等等。教师培训也是其中的重要方面。目前国家非常重视教师的培训工作，各级教育行政机构都设有专管教师培训的部门，国家还划拨专款资助“国培计划”项目，邀请各方面专家，开展了大量教师培训工作。基于多年开展教师培训工作的经验，以及培训中对教师的调查与观察，我们认为目前的培训工作还可以从以下三点进一步加强：

（1）基于初中课程内容的学科知识体系梳理。有些初中化学教师只关注初中知识，只能依据初中教材内容解释有关信息或解决简单问题，无法超越教材从学科本质上更深刻理解问题，也无法全面理解课程体系和教材体系，所以基于初中课程，帮助教师构建合理知识体系，达到整体理解课程、整体理解教材水平，是教师培训应该关注的一个方面。

（2）向教师传递先进教学观念时，应注意给出基于该教学观念的多样化的教学案例，并解读其中观念呈现方式、观念实施策略，也就是教学观念内容、教学观念使用价值、教学观念使用策略、教学观念使用效果要成套给出，这样才有利于教师接受教学观念并进行迁移应用。如果能辅导教师基于该教学观念完成一份教学设计，并跟踪辅导教师实践、再设计、再实践，这样的基于专家引领的二设计、二实践、二反思的培训效果是非常好的。

（3）重视教师促进学生认识发展的教学观念的形成与运用。研究表明，无论是探究教学观念还是STS教学观念，这些教学观念的认识水平和向行为转化的水平都与教师持有的促进学生认识发展的教学观念的水平显著相关，且促进学生认识发展的教学观念对二者有决定作用。所以，在教师培训中坚持促进学生认识发展的教学观念的培养是有重大意义的。

《中国教师》：怎样才能更好地理解和落实2011年版课标的宗旨和目标，是广大化学教师要努力与奋斗的。对此，您还有哪些建议与要求寄语他们？

王磊：2011年版课程标准是对实验稿的继承和发扬，比较集中地体现了十年来人们对于启蒙化学教育的认识和理解、实践和研究的成果，具体表现在：确立了以科学素养和三维目标为特征的化学新课程理念和课程目标；构建了主题导向的三级三维课程内容结构，整合知识、过程和情境；以探究为核心的多样化教学方式引导学生“从生活走进化学，从化学走向社会”已经深入人心；倡导促进学生科学素养发展的多样化评价方式。

人们更加达成共识：培养每一位学生的科学素养是初中化学课程的宗旨；促使学生在知识技能、过程方法、情感、态度、价值观等方面都得到发展是课程和教学的基本目标；引导学生学习科学探究的过程和方法、形成化学的基本观念，认识身边物质的性质、研究物质构成的奥秘、探索物质的变化规律，体会化学科学的社会发展价值、理解化学与社会的相互关系，学习如何应用化学知识分析和解决个人生活和社会发展中的实际问题，这是初中化学课程内容的核心要求所在。要为学生提供有利于科学素养发展的化学核心知识、重要的化学过程方法以及体现化学知识在自然界、社会和生活中的真实存在和实际应用的生动学习内容，将核心的知识、丰富的探究活动和真实的学习情景相融合。化学课堂教学要采用以探究为核心的多样化的教学方式方法，积极开展促进学生化学认识发展与核心观念建构的单元整体教学，坚持追求体现学生科学学习特点、符合认识发展规律的有效教学。

初中化学新课程实施以来，从理论到实践、从观念到行为都发生了普遍而深刻的积极变化。但是，我们也必须清醒地看到，义务教育化学课程在以下几方面还面临着艰巨的挑战：化学实验及其教学亟待予以切实重视；课堂教学期待开放与实效双赢；知识教学需要转变观念和范式；以探究为核心的多样化教学诉求常态化；科学应试多样化发展性评价任重道远；教师的教学行为需要与先进教学观念一致。让我们共同努力吧！

（作者单位：1.首都师范大学基础教育发展研究院）

（责任编辑：马赞）