基础教育化学新课程改革对大学化学教学的启示*

2015-02-13沈星灿唐力

大学化学 2015年5期

沈星灿唐力

(广西师范大学化学与药学学院广西桂林541004)

从2001年始，我国开启了基础教育新课程改革，以全面推进素质教育。化学新课程改革使基础化学教育的教学理念、课程内容、课程目标、教学方式和考试评价等诸多方面发生变化，这些变化同时也给大学化学教学带来启示。下面以师范院校的化学教育专业为例进行阐述。

1 新课程改革目标和化学新课程内容体系

新课程改革以提高学生素质为宗旨，以培养创新精神和实践能力为重点，强调通过基础教育教学满足学生终身发展的需要，培养终身学习的欲望和能力。新课程改革包括6项目标［1］，除了其中1项涉及国家、地方、学校三级课程管理，其他5项目标为:

第一，改变课程教学过于注重知识的传授，强调学生形成主动积极的学习态度，使获得知识与技能的过程成为学会学习和形成正确价值观的过程。通过重视获取基础知识和基本技能的教学过程，强调学生对知识“价值”的熏陶与体验。第二，改变课程结构过于强调学科本位、科目过多和缺乏整合的现状，九年一贯设计课程门类和课时比例，设置综合课程，适应不同地区和学生发展的需求，体现课程结构的均衡性、综合性和选择性。第三，改变课程内容繁、难、偏、旧和过于注重书本知识的现状，加强课程内容与学生生活以及现代社会、科技发展的联系，关注学生学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能。第四，改变课程实施过于强调接受学习、机械训练、死记硬背的现状，倡导学生在教师引导下自主学习，主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生在一定的教学情境中发现、收集、整理信息的能力，获取新知识的能力，分析和求解问题的能力，合作与交流的能力。第五，改变课程评价过分强调甄别与选拔的功能，发挥评价促进学生发展、教师提高和改进教学实践的功能。基础教育化学课程的考试评价旨在促进学生科学素养各个方面的全面发展和学生个性发展。考试目标是以教学目标为基准制订的，所以考试目标与教学目标在本质上是一致的。

在新课程改革中，化学作为科学教育重要组成之一，其教学内容及课程体系有较大的变化。从表1可看出，义务教育(初中)化学课程内容设置5个一级主题;高中化学课程设置必修的化学1和化学2两模块，分别有3个一级主题;高中化学课程还包括有选修模块。课程标准规定:学生在高中阶段要求修满6个学分，才达到高中化学课程毕业要求，除学习化学1和化学2中的必修主题，还需选学选修模块中的1个主题。同时建议，理工类专业发展倾向的学生可修至8个学分(化学1+化学2+选修2个主题)，有志于向化学及其相关专业方向发展的学生，可修至12个学分(化学1+化学2+选修4个主题)。对表1所列课程内容进行整体延伸发展视角分析，各模块间的发展性特征展示在图1。由此可分析基础教育化学课程内容的特点与功能主要体现在:(1)课程各模块相对独立，承担各自的目标功能。(2)课程各模块间相互联系具有整合性，链接相关学科具有综合性。课程模块以多元视角为开端，多层次进行组织。课程内容突破传统的知识链，源于生活和社会，如:环境、健康、能源、材料、工农业生产等，回溯化学发展历程，展望化学高新科技，涉及实验方法和学科思想方法的内容，具有广阔综合性、层次性和开放性的特点。(3)为学生个性全面发展，在多样性条件下提供选择性，为开发学生潜能，发挥创造性提供条件。

表1 基础教育化学课程内容设置

图1 基础教育化学课程内容的发展性特征

2 新课程改革对化学教育专业学生在知识结构和能力拓展方面的启示

化学新课程以培养和提高学生的科学素质为宗旨，通过对化学课程计划方案和课程标准的改革，达到“知识与技能”、“过程与方法”、“情感态度价值观”三个维度的教学目标。大学的核心使命是育人。《大学化学》最近发表了高等化学教育咨询评议项目的系列论文［2］，其中提到，大学3个层次的教学任务:第一层次是教知识，即授人以鱼;第二个层次是教方法，即授人以渔;第三个层次是教境界，改变学生看问题的角度和方式，认识知识的价值和作用，能做到第二个层次才称得上名师，做到第三个层次才称得上大师。这正是从教师的角度来谈如何实现大学化学教学的三维目标。

《普通高中化学新课程标准》提出［3］，要“更深刻地认识科学、技术和社会间的相互关系”，强化“化学与日常生活的联系”，“在人类文化背景下构建高中化学课程体系，充分体现化学课程的人文内涵”，“关注人类面临的与化学相关的社会问题，培养学生的社会责任感、参与意识和决策能力”，“注意与相关学科的联系及渗透”;在选修模块设置中，要充分考虑“个性发展多样化需要”、“充分反映现代化学的发展和应用的趋势”，“强化终身学习意识”，“体现课程的时代特色”，并要求重视利用“信息化课程资源”、“社区学习资源”等。这对化学教育专业学生的知识结构和能力拓展提出了新的要求。通过大学阶段的学习，化学教育专业学生须具备坚实的化学专业基础知识与熟练的实验技能，掌握化学应用知识与实际知识，认识化学与材料科学、生命科学、环境科学、能源科学、地理学的相互联系及应用，关注化学与相关学科在基础教育课程标准中的联系。吸取教育学、教学论、心理学的新理论新成果，具备必要的人文知识、科学哲学特别是化学哲学、化学史实等知识。同时须认识到，数学、物理学、电子及信息科学的基础知识和实验技能是解决化学问题的研究工具和手段。例如:对高中化学课中碱金属投入水的实验，一般的解释是:剧烈的爆炸是由反应释放出水蒸气的热量点燃了碱金属与水反应产生的氢气所造成的。虽然这个解释没错，但对于是什么触发了爆炸，为何最初产生的水蒸气和氢气不会在爆炸发生前阻碍表面反应继续下去等问题，都没有很好的解释。捷克的Pavel Jungwirth研究团队最近使用高速摄像机和模拟实验来研究此过程，获得的数据显示，爆炸是由碱金属在接触水时立即释放出的电子触发的，丢失了电子、带正电荷的碱金属离子互相排斥，使其在金属表面快速突起，增加了碱金属与水发生反应的表面积，这解释了进一步发生的爆炸反应［4］。

由此可见，化学教育专业学生作为未来的基础教育教师，不仅要有广博的知识，还要能将各类知识融会贯通，由局部知识向结构化、网络化知识发展。网络知识具有创新发展的功能，在大学各课程的教与学活动中应统筹安排，注重匹配，不断建构，不断发展。在大学化学课程学习中，要重视前沿的交叉性，展现综合应用性，培养具有创新意识和教育实践能力的人才。

3 高师院校大学化学教学改革的对策

随着新课程改革进行，以“主动·探究·合作”为特征的学习方式，正逐步取代“被动接受式”的学习方式。通过化学新课程的学习，学生在开放式课程中，充分利用社会资源和现代信息技术手段，参与充满乐趣的主动探究、合作交流式的学习过程，激发了他们的学习积极性和创造性［5］，反思我们的大学教学，“灌输式”仍是教学的主要方式。因此很有必要探讨采用什么样的教学方式才能有效促进学生个性全面发展，使知识和能力同步提高;以及如何才能培养适应社会和时代需求的化学教育人才。

3.1 重在传授化学学科思想

教师以化学知识为载体，注重化学思想的传授，这不仅能从深层次上认识化学事实的本质和规律，而且有利于开发学生的潜能。通过化学思想引领，教会学生在学习化学知识的基础上，进一步学会从化学的视角认识事物和探究问题的科学过程、方法、观点、思维方式。化学思想作为教师教学的“点石”之术，无论是对基础教育化学课程的教学，还是对培养学科专门人才的大学化学教育都是重要的。

化学思想蕴含于化学知识与技能之中。化学思想的形成过程及其功能可用图2表示:教师的任务在于从教学材料中选用核心知识与技能，充分挖掘隐含其中的化学思想和认知方法，并合理地开发运用，引导学生对相关化学知识与技能进行学习、探究，使学生从中获得深刻理解知识和技能的化学思维方式，在头脑里建立相关的化学观念;然后运用这些思想和观念，在具体情境中主动建构新知识，获得化学认知技能，变换条件或情境下认知迁移与应用，求解新问题，改组和扩建学习者原有认知结构，形成深层次的化学思想。正如美国科学教育专家拜比(Rodgr W.Bybee)对科学素养的解释［6］:学习者能够恰当运用科学和技术术语，依据科学思想、方法、原理，采取科学的思维方式，做到不仅能够理解科学中各主要学术领域的历史以及科学与技术的性质，而且能够运用科学知识和技能解决个人生活和社会生活中的问题，做出明智判断与抉择。

图2 化学学科思想形成过程及其功能

3.2 引导学生进行自主探究性和体验性学习

在教学方式方面，由被动接受式学习(其特点是教师讲，学生听和接受结论)向自主探究式学习、体验性学习转变。教学方式应着眼于学生的自主、合作和探究，使学生的学习过程成为发现问题、提出问题、分析问题和解决问题的过程，使学生形成积极的学习态度，培养学生的创新意识。大学化学的教学方式的改进，可从以下几方面展开:

(1)将科学探究方式引入课程教学。探究教学是一种在好奇心驱使下，以问题为导向，引导学生进行高度智力投入，且内容和形式都十分丰富的学习活动。活和动是基本特征;活:积极性、主动性、学习活动的生成性;动:真正的动手动脑。其过程要围绕课程核心化学知识、化学实验、社会生活中涉及的化学相关内容、社会热点、科学前沿等内容，选准问题，展开探究活动。通过实验、观察、调查、阅读、讨论，收集、整理、贮存、交流信息等多种方式，在提出问题、猜想与假设、制订计划方案、进行实验和实践的基础上，收集证据，形成解释，并适时对自己的解释进行反思与评价、表达与交流，增进对科学探究的理解，发展探究能力。

(2)围绕核心知识链，切分内容，形成问题链，推进互动合作教学。化学学科知识体系具有主题层次性、累积性的特点。教师在教学设计时，科学切分教学内容，形成问题链，并依据问题链的大小层次进行互动合作设计。问题小的可在师生间展开有思考性的对话探讨与交流。问题较大且有一定难度时，可以切分内容，将学习者组成小组，进行互动合作教学。实施互动合作教学的基本条件是:①明确共同的目标与任务，使学习者都能“心往一处想，劲往一处使”;②具有一定难度的学习任务，在短时间内个人难以独立完成，可通过同伴积极合作才能达到目的;③明确编组分工，保障每个成员都参与活动，担当责任;④保证每个小组处于同一起点，公平、合理竞争，提高活动积极性。

(3)综合实验探究设计。在大学化学实践性课程改革中，化学综合实验展现出了由简单到复杂、单一到综合，由教材内容拓展到科学前沿研究、社会实践应用的发展趋势。通过综合实验探究设计，能有效发展学生阅读收集信息的能力，选择药品仪器的判断力，实验操作能力，分析实验现象与过程得出结论的能力，选择组合修改实验设计、综合运用知识和类比迁移以及收敛发散思维的能力，准确清楚的文字表达能力;进而使基本功更为扎实，并使创新精神得到发展。设置开放性、综合性实验有利于提升学生学习兴趣，培养学生创新意识和解决问题的能力。普遍的做法是在原有的基础实践性学习内容之外，增加部分开放性实践课题，或另设一门独立的开放性实验课。这种“基础性实验+综合性实验”的课程体系设计虽可取得一定成效，但从学习的本质特点上看，难以从根本上解决目前存在的问题，也不完全符合实践能力与创新意识养成的基本特征——“过程性”。

近年来开展的程序性开放实验课程教学模式已受到关注。具体做法是，将实践教学总体目标的各个子目标(基本技能、创新意识、问题解决能力、知识理解能力等)同时嵌入整个实验教学过程的各环节之中，而不是人为将之分配于不同的教学时间段。在实验课程变革中，可采用程序性启发模式，将理论性、基础性、探究性等要素以恰当的方式整合到每一次实践性学习活动中，构建渐进式程序性开放实验课程教学模式。

3.3 倡导考试评价的多元化

课程评价是推进教学理念实施的“催化剂”。布鲁姆教育目标分类(图3)体现了知识与技能、过程与方法、情感态度价值观构成的体系。但由于考试方法的局限［7］，考试只能考查到所期望的部分学习效果，它往往只是教学目标中的一个部分。因此，积极倡导评价目标多元化，在重视教师及他人对学生学习状况进行评价的同时，更重视学生的自我评价，才更有利于促进学生全面发展。

对必修课程的评价方式主要是综合使用纸笔测验、学习档案袋评价和活动表现性评价。对选修课程的评价，倡导开放性与应用性结合，密切结合生活实际，考察学生对身边化学现象和生活中化学问题的分析应用能力。提倡通过辩论、角色扮演、小型调查等活动对学生进行表现性评价。对化学实验课程的评价，主要是通过实验设计、实验过程、实验操作、实验报告、交流讨论、合作意识、实验态度等方面进行过程性考察评价。