过程导向的化学教学设计

2014-07-01吴晗清

长春师范大学学报 2014年2期

关键词：导向化学过程

吴晗清，高畅，张敏

(1.首都师范大学化学系，北京 100048; 2.长春师范大学化学学院，吉林长春 130032)

过程导向的化学教学设计

吴晗清1，高畅1，张敏2

(1.首都师范大学化学系，北京 100048; 2.长春师范大学化学学院，吉林长春 130032)

化学教学实践往往过于强调知识的直接传承，而忽视知识形成的过程。发生学理论认为，教学应当引领学生重演科学知识发生的过程，重蹈人类思维发展中的关键性步子。基于过程的教学，有利于学生问题意识、思维能力及问题解决能力的养成，从而培养学生良好的实践能力和创新精神。本文以“物质的量”为例进行了这种教学范式的探讨。

过程；发生学；教学设计；物质的量

1 过程导向的重要意义

德国生物学家海克尔指出：“个体发生就是种系发生的短暂的、迅速的重演。”其简明形式为：“个体发生学(个体的发展)扼要地重演了系统发育学(种类的进化历史)”[1]。我们研究生物系统两个历史过程对比的重演律，为研究教育系统的发展规律提供了启示。学生学习人类已经创造的知识，是把前人的认识成果转化为自己的认知，这对学生来说是一种从未知到已知的转化，转化的过程应与人类获得该认知的思维过程在某种程度上类似。波利亚认为：“在教一个科学的分支(或一个理论、一个概念)时，我们应该让学生重蹈人类思维发展中的那些关键性的步子。当然，我们不应当让他们重蹈过去的无数个错误，而主要是重蹈关键性步子”[2]。因此，教师在教学过程中，不应仅仅是教授知识点，而更应该帮助学生去重演知识的发生。让学生了解这些知识从何而来、为何产生，加深他们对知识的理解和对本质的把握。

皮亚杰指出“每一个(认识的或心理的)结构都是心理发生的结果，而心理发生就是从一个较初级的结构过渡到一个不那么初级的(或较复杂的)结构”[3]。教学时应注意学生已有的知识基础，将新知识同化到学生已有的知识结构上，在已有知识结构基础之上教授新知识。重演知识创造的过程，恰恰也是学生对知识进行“同化”和“顺应”的过程。我们认为，在教学中让学生重蹈人类思维发展中的那些关键性步子，需要根据不同内容、不同程度的学生，有意识地安排一些必要的曲折和弯路，让探究活动位于学生的“最近发展区”，从而激发学生的兴趣，以问题解决为导向来激发思维，在过程中感悟科学探索的艰辛历程，拉近学生与科学家的心理距离，增强自信，继而逐步培养学生的实践能力和创新精神。

2 关于“关注知识形成过程”教学实际情况的调查

基于强调过程的教学发生学原理，我们在北京市某重点中学进行了实证研究，试图了解教学实践中“关注知识形成过程”的实际情况。发放自编问卷对该校264名高二下学期的理科学生进行了调查，其中男生127名，占48%，女生137名，占52%。另外，还利用深度的半结构性访谈，对其中30名学生进行了个案研究，这为本研究提供了大量的质性素材。调查结果表明，学生在“关注知识形成过程”中，主要表现出以下两方面的不足。

2.1 教师单纯强调知识教育仍是主流，过程关注不足

新课改以来，教师的教学观念在“显性观念”层面有着巨大的变革，但潜伏在行为背后的“隐性观念”变化则远远没有那么大。教师的观念与行为存在着严重的背离。笔者的调查显示：84%的教师认为能主动地诊断自己教学中的问题，92%的教师发现教学问题后，能积极地去研究和尽力解决。但是，74%的教师往往将教学中出现的问题归因于学生；有95%的教师认为碰到学生提出的不能解答的问题时，应拥有坦诚相告的胸襟。然而对学生的调查显示，只有18%的学生认为他们提出让教师意外的问题时能得到教师的鼓励。

2.2 学生关注化学知识的客观性，缺乏对其形成过程的批判性思考

尽管91%的学生认同化学知识是在研究中逐渐发展的，在一定程度上是解释性的，具有推断、猜测的性质；但同时又有72%的学生认为化学知识完全客观地、真实地反映了物质世界，只有28%的学生对所学知识产生过一定的怀疑。比如访谈时学生表示，“凭什么催化剂能加快反应速率”，“凭什么氯化铝是共价化合物”，“胶体粒子大小必须在1～100nm之间吗”，“氧气与臭氧之间的反应到底是不是氧化还原反应”等等。

54%的学生对化学知识形成的过程感兴趣，76%的学生喜欢教师以探究知识形成过程的方式来教化学。98%的学生知道空气的成分，但是只有11%学生了解探索空气成分的过程，并觉得很有趣。绝大部分认为“知道结论就够了”，甚至觉得过程很“无聊”。又如尽管绝大部分学生都知道，“苯不能使酸性KMnO4溶液褪色，而甲苯可以”、“苯与液溴(FeBr3催化)能取代，但与溴水不行”、“过氧化氢的结构式为H-O-O-H，其中氧为-1价”等，但是分别只有31%、18%、8%的学生知道这些知识是如何形成的。

3 过程导向的教学设计案例

对上述264名高二理科学生的调查显示，37%的学生没有思考过阿伏伽德罗常数的由来，52%的学生认为它是化学家规定的，只有11%的学生能够利用相关概念和已知的数据将其计算出来。又如，对“1mol任何气体，在标准状况下其体积都约为22.4L”的原因，只有16%的学生能完整解释，48%的学生已经忘记，还有36%的学生认为记住就行，不需要掌握原因。由此可见，物质的量的教学往往只强调把这一知识教给学生，没有关注到这一重要的化学工具形成的历史过程及意义。

过程导向的教学设计，就是要站在学生的立场上，重蹈人类探究这一内容的主要历史过程。让学生知道为什么出现这一内容，如何利用它更好地解决问题。本文尝试构架物质的量的教学设计的主要过程(表1，附本文后)，让学生简明深入地把握物质的量的本质，减轻学生无谓的认知负担，同时培养学生良好的思维习惯。为了突出教学设计的发生学的核心框架，将诸多细节内容略去。

以上述教学设计在北京市某重点中学进行试讲，效果良好。体现在以下几点：一是学生参与度高，以问题为主线，思维密度大，学生兴趣却有增无减。二是学生动手计算，先做习题再总结注意事项，即通过“试误”来学习，对概念的理解更加深刻。三是教学相长，教师把时间和空间还给学生，不仅激发了学生的潜能，同时学生的多元思维等也给教师很多启发。

4 结语

过程导向的教学设计，实质上是一种以学生为中心的教学范式。“以学生为中心”的观念源于杜威。杜威针对当时教育中刻板呆滞的状况，极力反对课堂教学中填鸭式、灌输式的做法，主张解放儿童的思维，以儿童为中心组织教学，发挥儿童学习主体的主观能动作用。杜威初衷只是要改变学习方式，并没有忽视科学知识本身。但变革性的发展很容易走向另一极端，即过分重视儿童及其自由活动，轻视了教师、教材相应的地位和指导作用，从而很自然地削弱了学生对系统科学知识的掌握。

因此审视历史，过程导向的教学设计强调以学生的活动为中心、以过程为导向，展示学生的思维过程。然而，我们也特别强调教师的主导作用，包括教师的精心设计和智慧地处理教学生成，其主旨是唤起学生的主体精神，尊重学生的独立人格、个性化思想及其表达。

[1] [德]海克尔.宇宙之谜[M].上海：上海人民出版社，1974：76.

[2] [美]波利亚.数学的发现(第二卷)[M].呼和浩特：内蒙古人民出版社，1981:200-202.

[3]皮亚杰.发生认识论原理[M].北京：商务印书馆，1995:4.

The Design of the Teaching and Learning of Chemistry Based on the Process-orientation

WU Han-qing1,GAO Chang1,ZHANG Min2

(1. Department of Chemistry, Capital Normal University, Beijing 100048,China; 2. College of Chemistry, Changchun Normal University, Changchun Jilin 130032,China)

Chemistry teaching often lays too much emphasis on the inheritance of knowledge and ignores the process of its formation. According to the embryology, instructional methods should lead students to repeat the process of scientific knowledge and the key steps in the development of human thinking. Based on the process-orientation, instructional design is propitious to students’ problem consciousness, thinking skills and abilities to solve problems so as to develop students’ creative spirits and practical abilities. This paper discussed on the “amount of substance” as an example of such a teaching paradigm.

Process; Embryology; Instructional design; Amount of substance