基于CPUP模型的化学课堂结构分析

侯婕 陈丽萍

摘要： 选择2014年全国高中化学优质课大赛全国一等奖有关“铝的重要化合物”教学课，结合课堂观察法和统计分析法进行研究。运用CPUP模型主要分析了Al（OH）3两性实验中教学内容的组合及重要性程度、实验教学总时间、实验教学方式，比较了教学行为中师、生活动时间的分配特征。运用CPUP模型进行课堂结构的分析，不仅更加细致清晰，且分析结果可信度较高，可以帮助教师进行有效的教学分析和反思。

关键词： CPUP模型； 课堂结构； 优质课； 铝的重要化合物

文章编号： 1005-6629（2018）4-0026-05 中图分类号： G633.8 文献标识码： B

新课程理念下的教学观，要求教师进行合理、科学的教学设计，确保学生在交往互动的教学过程中充分发挥其主体作用，从而提升课堂有效性，提高课堂教学质量。分析课堂结构是合理分配教学时间与监控教学行为的重要方法，对于提升教学质量和促进教师成长有重要作用。CPUP模型通过对化学课堂中教师、学生、教材三者关系的分解和重构，将课堂结构分析变得更加量化、细致。

目前，教学评价模式相对宏观，教学评价工具在系统性、可操作性方面还有较大提升空间[1]。由于缺少课堂的细致分解和观察，一部分教师仍以半经验的质性评价和学业测试作为教学评价的标准。CPUP模型则以一种微观的、量化的评价方式，用数据统计的方法对课堂结构做出定量分析，使课堂结构清晰明了。其鲜明的技术性和逻辑性特点，为解析课堂教学行为，提高课堂教学有效性和学生参与度开辟了新的思维和方法途径。笔者以“铝的重要化合物”课堂教学为例，探讨如何运用CPUP模型分析化学课堂结构，更加合理的设计并进行化学实验教学。

1 化学课堂结构的界定

现有的研究中尚没有对化学课堂结构做出明确的定义和划分，因此我们需要对化学课堂结构做出界定。化学课堂结构是为了达到预定的教学目标，课堂教学中各要素间相互组合、衔接、作用的动态呈现形式，课堂结构的平衡、完整、合理是顺利完成教学的基础。

教育者、学习者、教育影响是教育的三大要素。将其细化到课堂教学中，即为教师、学生、教学影响，其中教学影响包括教学内容、教材等，形式包括教学方法、组织形式等。各要素间是有机结合的，它们既相互独立又相互规定，共同构成一个完整的教学实践系统。

2 CPUP模型理论

CPUP模型是由盖立春[2]、娄延果[3]等人在CPCP模型基础上，分别从教学内容和课堂活动的维度，对化学课堂结构做出的分析模型，模型框架如图1所示。

图1 CPUP理论模型框架图

2.1 教学行为链是课堂活动的脉络

从课堂活动的维度出发，娄延果提出化学课堂（Class）中教师的教学行为和学生的学习行为总是成对出现的，通过教学行为对（Pair）的相互连接、组合构成化学课堂中的“链节”即教学行为链（Chain），同理每一个基本的教学行为链都可以组成一个化学学习情景，而每一个学习情景都是构成化学课堂的一个教学板块（Plate）。表1为5种常见教学行为链。

表1 教学行为链分类

2.2 基元内容是教学内容的根基

从教学内容的维度出发，一堂完整的化学课中，教学内容（Class Content）包括一定数目的板块内容（Plate Content），而每一个板块内容包含一定数目的单元内容（Unit Content），同样每一个单元内容又由一个或多个独立的基元内容（Primitive Content）构成，既简称CPUP。其中，基元内容是整个教学内容的最小单位，而不同的基元内容具有不同的重要性程度即CID（Content Important Degree，简称CID）。CID共分成5个等级如表2所示。

表2 基元内容重要性程度划分

3 CPUP模型理论对课堂教学的解构和重建

将CPUP模型运用在教学评价和教学设计中，可以促进课堂和教学的双向转化。在教学评价中，将一堂完整的教学课进行逐级拆分，分析每一个板块里单元内容的组合，以及每一个单元中基元内容的编排和选择。通过对内容组织和衔接的剖析，可以帮助教师自我监控、互相学习。同理，在教学设计时，从每一个基元内容入手，划分教学时间，设计适量问题并预设答案，选择相应的教学方法和手段。帮助教师整理教学设计思路，明确重、难点，合理安排各个教学环节，逐步组合成一堂完整的化学课。

文章中笔者运用CPUP模型理论，结合所选优质课即“铝的重要化合物”教学课进行分析，具体步骤如下：

（1） 反复观看优质课教学录像，将课堂影像转化为师生对话的文字实录。

（2） 节选出课堂中实验教学部分，即Al（OH）3的两性。结合CPUP理论模型，从教学内容的角度将实验教学内容划分出板块内容、单元内容和基元内容，并根据表2判断其重要性程度，将结果绘制成表3。

（3） 结合教学视频和课堂复盘的文字实录，将课堂教学行为对进行配对、组合，根据表1找到相对应的教学行为链类型和具体环节。

（4） 统计各环节活动时间，细化至每一组师生对话，时间精确到分秒，将结果绘制成表4。

（5） 按照实验教学总时间、教学活动中师、生各活动时间的比例，对分散的时间进行累加和统计分析，绘制成图2、图3。

4 CPUP模型在课堂结构分析中的应用

本文选择2014年全国高中化学优质课大赛中一等奖有关“铝的重要化合物”教学课进行分析，比赛中该节课受到评委的一致好评。本节课中教师的教学设计层次清晰，逻辑严明；教学过程符合认知规律，衔接紧凑、过渡自然；演示实验及学生实验选择恰当、设计合理、操作熟练规范、效果良好。整堂课符合新课标教学理念，坚持学生的主體地位，充分发挥教师主导作用，引导学生经历探究过程，着力培养学生问题意识和独立解决问题的能力。

4.1 课堂教学内容分析

“铝的重要化合物”是新课标人教版化学必修1中第三章第二节的内容，在知识结构上承接离子、电离方程式的书写，为常见非金属及其化合物的性质和元素周期律等知识学习打下基础。同时，本节内容是初步引导学生掌握以实验现象为基础，探究、总结物质性质的化学学习方法，形成解决问题的程序化思路。

结合CPUP模型，从教学内容的角度将铝的重要化合物中实验教学内容即Al（OH）3的两性进行分析，结果如下表3所示。

表3 优质课课堂内容划分

从表3中可以看出该教师进行教学设计时，教学内容的重要性程度分布错落有致，交替出现。在讲解CID为A级的知识[即Al（OH）3的酸性]之前，选择B级知识进行铺垫，之后又相应举例、延伸。使课堂结构稳定、合理的同时，有助于学生主动调取已有知识结构中的相关信息如Al（OH）3的碱性、复分解反应本质等，促进学生对新知识即Al（OH）3制取和酸性的理解、掌握和同化。教学时间的分配与教学内容的难易度基本匹配，将大部分的教学时间放在学生小组实验和教师演示实验上，保证实验的完整性，将实验任务的完成融入问题解决的程序，循序渐进，逐步引导学生形成独立解决问题的能力。

4.2 课堂教学行为分析

一堂高效的化学课是由教师和学生共同努力完成的，因此仅仅分析课堂教学内容不足以全面体现课堂结构。因此我们需要对教师教学行为和学生学习行为做进一步的分析。

4.2.1 课堂教学中实验教学时间分析

对该节优质课中实验教学总时间进行分析、统计如图2。

图2 课堂中实验教学总时间统计图

经过统计，该节优质课中实验教学时间为22分18秒，占课堂教学总时间的56%，说明该教师对实验教学较为重视，本节课的教学内容为认识铝及其重要化合物的性质，教学内容本身就具有理论和实验相结合的特点。因此，教师合理、适量地讲解原理和概念，有效地引导学生顺利总结出物质性质，是课堂教学完整性和高效性的重要保障。

4.2.2 优质课中教学行为链分析

针对本节优质课中，教师在Al（OH）3的制取和酸性的教学内容部分，进行的教学设计和采用的实验方式进行分析，结果如表4。

表4 优质课中教学行为链分析

从表4可见，探究并确定如何制取Al（OH）3的实验方案时，教师在提出问题和布置任务环节简洁、明确，要求学生以小组讨论的形式对教师提供的药品进行自由选择。在合作研究环节则充分发挥学生的主体性，引导学生汇报交流，从理论上分析Al（OH）3制取原理，确定最优的实验方案，为接下来的实验操作打下了良好的理论基础。制备Al（OH）3时，学生的实验操作活动和实验汇报占据了绝大部分的时间，教师则仅仅进行简单的任务布置和规范操作的指导，充分发挥了学生实验探究过程的自主性，也保证了学生实验操作的完整性。

在学生实验结束后，针对学生制备Al（OH）3过程中出现的不同实验现象，教师以直授型教学行为链进行演示实验，将教学重点放在讲解原理、总结规律环节上。当Al（OH）3和NaOH溶液完全反应，沉淀消失后，以问答形式逐步引导学生进行知识的梳理和结论的呈现。不仅解决了学生实验中产生的问题，而且直观、有条理地讲解了Al（OH）3的酸性。

4.2.3 各教学行为链中师、生活动总时间对比

教师的教和学生的学是教学行为链的两个重要组成部分，通过分析课堂中教师行为时间和学生行为时间，可以清晰地反映课堂结构时间分配。针对本节优质课中师、生行为总时间的分析如图3所示。

图3 优质课各教学行为链中师生活动时间对比

对本节优质课中师、生活动总时间的对比分析可以看出，在进行Al（OH）3的制取实验之前，教师引导教学时间和学生自主学习的时间基本相同（即A6链），既不赘述，又有助于学生整理思路，对要解决的问题清晰明了。在实验教学环节（即B4链），学生活动时间远多于教师教学时间，充分保证了学生完整的实验操作和实验探究过程。同时在理论教学部分（D4链），教师的讲解适量、高效，借助演示实验展示Al（OH）3的酸性，引导学生基于实验事实逐步分析物质性质，保障了学生在实验过程中的学习体验。

4.2.4 实验方式的分析

本节优质课中，教师针对Al（OH）3的制取和Al（OH）3的酸性设计了两个实验，结合课堂教学视频和教学行为链分析其实验方式，如表5所示。

表5 优质课中实验方式比较

在进行实验之前，教师选择先提出探究性问题，并由师生共同设计实验方案，可以帮助学生在实验操作前运用已有知识，分析实验原理、明确实验目的，为实验操作起到事半功倍的效果。以良好的实验体验为基础，进行物质性质的探究、归纳，使课堂中实验教学的设计更加合理，课堂结构较为平衡，实际教学效果较好。在实验操作部分，选择师生共同实验，教师的辅助不仅可以帮助学生明确实验操作步骤、规范实验操作，还可以有效地降低学生实验失败的概率，提高课堂教学效率。

5 结论与启示

根据CPUP模型对该节“铝的重要化合物”优质课进行解析，主要分析实验教学内容的组合及重要性程度、实验教学总时间、实验教学方式，比较了教学行为中师、生活动时间的分配特征。得出如下结论：

（1） 实验教学内容选排合理，有助于学生自主完成新知识的建构。本节优质课中实验教学内容的组合及重要性程度分布，在内容的安排上较好地与学生已有知识相关联，引导学生自发思考并设计实验，难易适中、循序渐进，有助于培养学生用实验解决问题的能力。

（2） 实验教学设计和实验方式的选择，直接影响学生课堂参与度和课堂教学有效性。本节课中采用的实验教学方式学生参与度较高，教学节奏紧凑，在整个实验过程中很好地体现了学生的主体作用。

（3） 微观、量化的课堂结构分析方式，有助于教师进行自我监控和成长。在运用CPUP模型进行课堂结构的分析过程中，笔者认为，该理论从教育者、学习者、教育影响这三大课堂教学要素出发，分析其相互作用的呈现方式。分析信度较高，使教师不仅能够运用该理论对优秀教师的课堂进行精细划分，学习其教学设计和教学行为中的优点，还可以及时而准确地发现自身教学中的问题，从而优化教学设计，促进自身成长。

参考文献：

[1]尹昱东.基于CPUP模型的化学专家型教师课堂教学行为特征解析[D].青海： 青海师范大学硕士学位论文，2015.

[2]盖立春.复杂性科学视野下的化学课堂“教学行为组合”研究[M].北京： 科学出版社，2016.

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