王磊 等
1 問題的提出
學(xué)生是教學(xué)工作的對象，是課程學(xué)習(xí)活動的主體。因此教學(xué)設(shè)計必須考慮學(xué)生的發(fā)展，尤其是著重于學(xué)生未來的發(fā)展。什么樣的知識對學(xué)生未來的發(fā)展最有意義？宋心琦教授認(rèn)為，中學(xué)化學(xué)教學(xué)能夠使學(xué)生終身受益的，不是具體的化學(xué)專業(yè)知識，而是影響他們世界觀、人生觀和價值觀的化學(xué)思想觀念，不是諸如分類、實驗、計算等特殊的方法和技能，而是影響他們思維方式和問題解決能力的具有化學(xué)特點的認(rèn)識論和方法論。學(xué)生能否牢固地、準(zhǔn)確地、哪怕只是定性地建立起基本的化學(xué)觀念應(yīng)當(dāng)是中學(xué)化學(xué)教學(xué)的第一目標(biāo)[1]。提高科學(xué)素養(yǎng)不能沒有科學(xué)知識的教育，但是并不追求對科學(xué)事實和信息量的更多占有，而是要求對核心概念和科學(xué)思想的深刻領(lǐng)悟。
反觀教學(xué)現(xiàn)狀，很多教師的教學(xué)更關(guān)注具體的、事實性的知識，對概念、原理等也主要強調(diào)它們的具體定義內(nèi)容，而忽視了這些具體知識背后的基本化學(xué)觀念。結(jié)果，學(xué)生雖學(xué)習(xí)了許多的具體性化學(xué)知識，做了大量的化學(xué)習(xí)題，但是在生活、工作中遇到和化學(xué)相關(guān)的問題卻不會從化學(xué)的角度進行思維，表現(xiàn)不出受過化學(xué)教育的效果。綜上所述，幫助學(xué)生建立基本觀念是學(xué)生未來發(fā)展的要求，重視基本觀念的教學(xué)是當(dāng)代科學(xué)教育改革的趨勢。重視基本化學(xué)觀念的教學(xué)，幫助學(xué)生建立基本的、核心的化學(xué)觀念不但有重要意義，而且也具有現(xiàn)實的必要性。
2 觀念建構(gòu)為本的教學(xué)理論[2]
如何幫助學(xué)生建立基本的、核心的化學(xué)觀念呢？北京師范大學(xué)的
2.1 觀念性知識與具體性知識
學(xué)習(xí)中獲得的學(xué)科觀念指學(xué)生通過對學(xué)科中某一領(lǐng)域的學(xué)習(xí)所獲得的對該領(lǐng)域的總觀性的認(rèn)識和理解。從廣義范疇看待知識，這種認(rèn)識和理解也可稱作觀念性知識。這種觀念或觀念性知識是在學(xué)科具體性知識的基礎(chǔ)上通過不斷地概括和提煉形成的，它對學(xué)生的學(xué)習(xí)和發(fā)展都能發(fā)揮重要的、持久的遷移作用。
從知識的內(nèi)容屬性可以將學(xué)科知識分為3類：第1類為“過程方法性知識”；第2類知識為“概念原理性知識”；第3類知識為“事實性知識”，如化學(xué)學(xué)科中的元素化合物知識。過程方法知識和概念原理知識還可以細(xì)分為2種知識：第1種是關(guān)于對這些知識本身進行定義、描述、強調(diào)等的相關(guān)知識；第2種是從這些知識本身所蘊含的豐富的認(rèn)知價值和方法價值中提取出來的、功能化的知識。
從知識的層次和遷移價值可以將學(xué)科知識分為2類：第1類是“觀念性知識”，它是建立在具體學(xué)科知識基礎(chǔ)上，并超越具體學(xué)科知識，具有豐富的認(rèn)識價值和方法價值的知識。過程方法性知識和概念原理性知識體系中的第2種知識就屬于觀念性知識。第2類是“具體性知識”，它是具體的學(xué)科知識，包括事實性知識和過程方法性知識和概念原理性知識體系中的第1種知識。
2.2 觀念建構(gòu)為本的教學(xué)
觀念建構(gòu)為本的教學(xué)中具體性知識是支撐觀念建構(gòu)的工具和載體。教學(xué)和學(xué)習(xí)的目標(biāo)是在具體性知識基礎(chǔ)上通過不斷概括提煉出觀念或觀念性知識，建構(gòu)起學(xué)科的觀念體系。教學(xué)內(nèi)容的選擇以觀念為核心，選擇能形成和體現(xiàn)這些觀念的具體性知識內(nèi)容。觀念的建構(gòu)需要學(xué)生在有意義的、真實的、具有挑戰(zhàn)性的學(xué)習(xí)環(huán)境中,以積極主動的態(tài)度，通參與具有驅(qū)動性的問題和活動，獨立地或與同學(xué)、老師合作去探究和發(fā)現(xiàn)知識之間的聯(lián)系和隱藏在事實背后的重要思想和觀點，最終建構(gòu)起自己的觀念體系。
3 觀念建構(gòu)為本的教學(xué)設(shè)計模型
課堂教學(xué)中,教師如何進行觀念建構(gòu)為本的教學(xué)呢？本文作者提出了觀念建構(gòu)為本的教學(xué)設(shè)計模型，如圖2所示。
本教學(xué)設(shè)計模型包含以觀念為本的教學(xué)分析和以觀念建構(gòu)為本的教學(xué)策略設(shè)計2個過程。第1個過程是對教學(xué)的靜態(tài)分析，是通過對教學(xué)內(nèi)容和學(xué)生特征的分析來確定合理的教學(xué)目標(biāo)，即是為了明確“教什么”而進行的課前分析。第2個過程是對教學(xué)的動態(tài)設(shè)計，是通過對教學(xué)情境、教學(xué)問題、學(xué)生活動、反思策略的設(shè)計，確定采取什么樣的方式方法進行教學(xué)以實現(xiàn)教學(xué)目的,即是為了明確“如何教”而進行的課前設(shè)計。
4 觀念建構(gòu)為本的教學(xué)設(shè)計與實施案例
核心觀念的建構(gòu)通常難以通過一堂課的教學(xué)來完成。因此，觀念建構(gòu)為本的教學(xué)設(shè)計，不能立足在一個課時、或一節(jié)的教學(xué)內(nèi)容上；而應(yīng)該選擇相關(guān)內(nèi)容進行整體的單元設(shè)計。這種整體單元設(shè)計的教學(xué)內(nèi)容可以是教材課本中原有的教學(xué)單元，這樣就可以進行連續(xù)的教學(xué)，逐步地進行觀念建構(gòu)。如果教學(xué)內(nèi)容不在同一單元，但有相同的核心觀念，可以以核心觀念為紐帶進行整體教學(xué)設(shè)計，在不同的教學(xué)內(nèi)容完成同一觀念不同水平建構(gòu)；雖然教學(xué)不連續(xù)，但每個教學(xué)內(nèi)容相隔時間不長，同樣也能完成觀念的建構(gòu)。下面以高二化學(xué)“電離平衡”為例來說明如何進行具體的教學(xué)設(shè)計和實施。
4.1 以觀念建構(gòu)為本的教學(xué)分析
一個教學(xué)單元中的知識類型是多樣的，可能同時存在事實性知識、概念原理性知識、過程方法性知識中的幾種或全部。以觀念為核心的內(nèi)容分析的主要目的就是從這些多樣的知識類型中抽取出基本觀念。確認(rèn)哪些具體性知識能支撐基本觀念的建構(gòu)，以及這些知識間的層級關(guān)系和相互聯(lián)系如何。
進行內(nèi)容分析的基本流程有2種。一種采用自下而上的思路：①知識組成的層次結(jié)構(gòu)分析；②各層次知識之間相互關(guān)系分析；③明確基本觀念。另一種采用自上而下的思路。即:①確認(rèn)基本觀念；②分析知識間的層級關(guān)系，尋找對基本觀念建構(gòu)起支撐作用的各類知識。“電離平衡”一章中采取第2種思路。
（1） 確認(rèn)基本觀念
“電離平衡”一章內(nèi)容分為4節(jié)。第一節(jié)“電離平衡”主要研究弱電解質(zhì)電離的平衡問題；第二節(jié)“水的電離和溶液的pH”主要研究水的電離平衡問題和pH的簡單計算;第三節(jié)“鹽類的水解”主要研究弱酸根離子和弱堿陽離子對水的電離平衡的影響；第四節(jié)“酸堿中和滴定”主要研究通過滴定的方法測量強酸、強堿的濃度問題。除了第四節(jié)研究的是強酸強堿的中和反應(yīng)與電離平衡關(guān)系不大外，其他3節(jié)都涉及到弱電解質(zhì)電離的平衡問題。而弱電
解質(zhì)的電離涉及的是物質(zhì)在水中以什么微粒存在，哪種微粒為主的問題。
通過對“電離平衡”一章主要內(nèi)容的分析，可以確定在本章中可以以平衡觀和微粒觀作為核心觀念，幫助學(xué)生從微粒的角度來認(rèn)識物質(zhì)在水溶液中的行為。核心觀念的主要內(nèi)容是：物質(zhì)在水溶液中是以分子、離子等微粒的形式存在的；這些微粒之間存在相互作用，使分子分解為離子、離子結(jié)合成分子；當(dāng)微粒間的這些相互作用過程可逆時會達到平衡狀態(tài)，這時微粒的數(shù)目保持不變；條件改變會引起平衡的移動，影響微粒的數(shù)量。
（2）分析知識間的層級關(guān)系，尋找對基本觀念建構(gòu)起支撐作用的各類知識
基本觀念的形成總是和具有觀念性的核心概念、基本原理、一般方法相聯(lián)系的，而對這些概念、原理、方法的學(xué)習(xí)又要通過對相關(guān)的具體性知識的學(xué)習(xí)獲得。根據(jù)教材內(nèi)容分析,基本觀念由哪些概念原理性知識、過程方法性知識、事實性知識支撐；概念原理性知識、過程方法性知識又有哪些具體的知識來支撐；這些知識間又有什么相互聯(lián)系。通過這樣的分析建構(gòu)起教材內(nèi)容的知識層級結(jié)構(gòu)體系，明確了各知識點的功能和地位，為教學(xué)目標(biāo)的制定和
教學(xué)策略的設(shè)計做好準(zhǔn)備。圖3分析了第一節(jié)“電離平衡”中各類知識的層級關(guān)系。以同樣的方法可以對其他2節(jié)進行知識層極關(guān)系分析（略）。
通過對各節(jié)知識層級關(guān)系的分析，可以發(fā)現(xiàn)從溶液中存在的微粒、微粒間的相互作用2個方面來看，從逐步建構(gòu)、發(fā)展微粒觀和平衡觀這一目標(biāo)來說，整個教學(xué)單元按圖4所示的教學(xué)順序更加合理。
以觀念為核心的學(xué)生特征分析，主要從2方面對學(xué)生進行分析。一方面分析學(xué)生原有觀念的水平和原有觀念與將要建構(gòu)的新觀念的關(guān)系，從而確定新觀念建構(gòu)的起點和相應(yīng)的教學(xué)方式。另一方面分析學(xué)生在和基本觀念相關(guān)的概念原理、過程方法和事實性知識方面達到了什么水平，從而確定教學(xué)中選擇什么樣的素材來支持基本觀念的建構(gòu)，采取什么樣的活動方式進行觀念建構(gòu)。對學(xué)生特征分析可以采用測查法，也可以采用預(yù)估法。測查法是指通過編制一定的試題來測查學(xué)生的水平。預(yù)估法是指教師根據(jù)學(xué)生在課堂上的表現(xiàn)和課后作業(yè)中的情況估計學(xué)生的水平。
在進行“電離平衡”的教學(xué)前，教師通過編制的問卷從水的組成、水的導(dǎo)電性、強弱電解質(zhì)的導(dǎo)電性、弱電解質(zhì)的電離原理、溶液的酸堿性等方面對學(xué)生進行測查。測查結(jié)果如下。
在具體知識方面：(1) 所有學(xué)生明白弱電解質(zhì)在水中是部分電離的，但3/4的學(xué)生不清楚弱電解質(zhì)部分電離的原因；(2) 4/5的學(xué)生知道水是弱電解質(zhì)，能電離出極少的H+和OH-，但由于平時經(jīng)驗的干擾，只有2/3的學(xué)生能用水的電離來解釋水的導(dǎo)電性；(3)所有的學(xué)生都認(rèn)同鹽溶液可能顯酸性或堿性，但90%的學(xué)生不清楚鹽溶液顯酸性或堿性的原因。
從平衡觀方面分析：2/3的學(xué)生沒有完全建立“可逆反應(yīng)（過程）→不能進行到底→反應(yīng)變化過程存在限度”這個分析問題的程序，或者將這個分析問題的程序應(yīng)用于其他可逆過程中的能力還比較差。
從微粒觀方面分析：大部分學(xué)生已經(jīng)初步建立了用微粒來解釋宏觀現(xiàn)象的意識；但是學(xué)生用微粒來解釋實際問題的能力還不高，受具體知識的影響較大。例如,所有的學(xué)生都認(rèn)為溶液的酸堿性與溶液中的H+和OH-有關(guān)，但解釋鹽溶液為什么可能顯酸性或堿性時，91%的學(xué)生還是用具體例子說明的。這也說明了學(xué)生并沒有建立起用微粒來分析問題的一般思路或程序。
通過對教學(xué)內(nèi)容的分析和學(xué)生特征的分析，就可以確定本章在核心觀念建構(gòu)方面的教學(xué)目標(biāo)為：使學(xué)生學(xué)會應(yīng)用微粒的觀點來解釋、分析實際生活和生產(chǎn)中的溶液問題，建立用微粒的觀點來分析溶液問題的一般程序（如圖5）；并進一步發(fā)展學(xué)生的平衡觀，使學(xué)生能判斷出溶液體系中的可逆過程，用平衡的觀點來解釋該過程中的相關(guān)問題。
4.2 以觀念建構(gòu)為本的教學(xué)策略設(shè)計
以觀念建構(gòu)為本的教學(xué)策略設(shè)計包括4個方面：以觀念建構(gòu)為目的的情境設(shè)計、以觀念建構(gòu)為目的的問題設(shè)計、以觀念建構(gòu)為目的的小組活動設(shè)計和以觀念建構(gòu)為目的的反思策略。
以觀念建構(gòu)為目的的情境設(shè)計關(guān)鍵是要呈現(xiàn)給學(xué)生合適的刺激性材料信息。這些刺激材料信息要具備情境設(shè)計的一般功能：(1)要能激發(fā)學(xué)生的好奇心和發(fā)現(xiàn)欲；(2)要能引起學(xué)生的認(rèn)知沖突；(3)要能誘發(fā)學(xué)生質(zhì)疑猜想。對于觀念建構(gòu)為本這一教學(xué)目的而言，這些刺激性材料主要目的是：(1)要能引起學(xué)生觀念上的沖突；(2)要能促使學(xué)生主動進入分析問題和解決問題的活動中。
以觀念建構(gòu)為目的的問題設(shè)計是立足教學(xué)目標(biāo)，尤其是建構(gòu)或發(fā)展核心化學(xué)觀念這一目標(biāo)，按照最近發(fā)展區(qū)的理論，綜合考慮學(xué)生原有觀念與將要建構(gòu)的觀念之間的差距、學(xué)生原有具體性知識與將要學(xué)習(xí)的具體性知識之間的差距,設(shè)計一組有層次的結(jié)構(gòu)性問題，使學(xué)生在解決問題的過程中學(xué)習(xí)具體知識，生成與發(fā)展核心化學(xué)觀念。
在進行以觀念建構(gòu)為目的問題設(shè)計時要遵循以下原則：
（1） 問題要適合學(xué)生的認(rèn)知水平，使大部分學(xué)生通過努力思索、討論、活動后能夠回答，從而充分調(diào)動學(xué)生思維的積極性。
（2）問題要有一定的開放性和挑戰(zhàn)性，使學(xué)生能從多個角度、多個方面進行思考，不同能力水平的學(xué)生可以得到層次、范圍不同的結(jié)論。這種開放性問題不只是具體答案有多種或具體解題方法有多種；而是當(dāng)學(xué)生的認(rèn)識角度不同、認(rèn)識方式不同（即觀念水平不同）時，對問題的解決方式則不同、答案也可能不同。通過解決這些開放性的問題,不同能力的學(xué)生在觀念上能得到不同程度的發(fā)展，有的學(xué)生可能會在觀念水平上有提高，有的學(xué)生可能在觀念水平上提高不大，但在觀念的應(yīng)用范圍上會有所擴大。
（3）問題本身應(yīng)該潛在地體現(xiàn)與學(xué)習(xí)者原有知識經(jīng)驗的聯(lián)系，同時它又蘊含著新的關(guān)系和規(guī)律，這種聯(lián)系不只是針對問題的表面特征，更主要的是針對問題中的深層關(guān)系和結(jié)構(gòu)，即在觀念層面上有聯(lián)系。使學(xué)生能在解決問題的過程中尋找與解決問題相關(guān)的各種知識，并對化學(xué)知識與解決問題之間的聯(lián)系進行主動思考，探索問題解決的多種方法，從而建構(gòu)起屬于自己的知識結(jié)構(gòu)，建構(gòu)起新的觀念，或發(fā)展原有的觀念水平。
以觀念建構(gòu)為目的的小組活動設(shè)計的起點是與一定情境相聯(lián)系的問題，小組活動的目的是使學(xué)生建構(gòu)起以具體知識為基礎(chǔ)而又超越具體知識的觀念體系。在觀念建構(gòu)為本的教學(xué)中，知識組成是有層次結(jié)構(gòu)的，小組活動設(shè)計就是要把這些具有層次結(jié)構(gòu)的知識與一定的情境相聯(lián)系，以一組問題為起點，設(shè)計成結(jié)構(gòu)性的小組活動。結(jié)構(gòu)性的小組活動可以是從具體知識入手，使學(xué)生在大量事實的基礎(chǔ)上建構(gòu)起核心的化學(xué)觀念，也可以是從上位的基本觀念開始，使學(xué)生在不同的情境中接觸具體的事例，從而建構(gòu)起穩(wěn)固的基本觀念。
小組活動設(shè)計時要注意把握活動的開放性。要根據(jù)學(xué)生的原有知識水平和觀念水平來選擇活動內(nèi)容和形式，使大多數(shù)學(xué)生都能進入活動、參與討論，都能在組內(nèi)活動中作出貢獻；每個能力水平不同學(xué)生在活動中會面對不同的挑戰(zhàn)，能得到不同的發(fā)展。
觀念建構(gòu)為本的教學(xué)更關(guān)注的是以具體性知識為載體和工具來幫助學(xué)生建構(gòu)化學(xué)基本觀念。所以在課的結(jié)尾時要引導(dǎo)學(xué)生進行如下的反思:這節(jié)課解決問題的邏輯順序是什么，問題與所學(xué)知識之間有什么聯(lián)系，各知識的意義要點之間有什么聯(lián)系。通過這樣的反思使學(xué)生將所學(xué)的各具體性知識和相關(guān)的背景經(jīng)驗聯(lián)系起來，與探索中的各種事實資料聯(lián)系起來，和具體性知識背后的觀念聯(lián)系起來，使學(xué)生在解決問題中逐漸形成和發(fā)展的基本觀念內(nèi)化為學(xué)生認(rèn)知結(jié)構(gòu)。
綜上所述，情境設(shè)計、問題設(shè)計和活動的設(shè)計應(yīng)該是連在一起的。創(chuàng)設(shè)的情境必須以問題為導(dǎo)向，能引起學(xué)生的思考；設(shè)計的問題必須產(chǎn)生于一定的情境中，與真實的生活、生產(chǎn)素材相聯(lián)系。問題應(yīng)該能引起學(xué)生的活動，應(yīng)該讓學(xué)生能在活動中得到解決，活動需要教師提前去設(shè)計；學(xué)生在小組活動中又會產(chǎn)生新的問題，這些問題會推動學(xué)生進行更深入的活動，這些問題和活動教師應(yīng)提前進行預(yù)設(shè)，以確保實施有效教學(xué)。
4.3 “電離平衡”一節(jié)的教學(xué)設(shè)計(第1課時)
如圖6所示。
參考文獻
[1] 宋心琦,胡美玲.化學(xué)教育,2001,22(9):9-13
[2] 范曉瓊.觀念建構(gòu)為本教學(xué)的理論研究及其在高中化學(xué)新課程中的實施.北京:北京師范大學(xué)碩士論文,2005
[3] 孫炘.美國實施《普及科學(xué)——美國2061計劃》試略.揚州教育學(xué)院學(xué)報,2004:(2)
[4] 皮連生.教學(xué)設(shè)計——心理學(xué)的理論與技術(shù).北京:高等教育出版社,2000
