徐明奎

（江蘇省如皋中學(xué) 江蘇如皋 226500）

高中化學(xué)生態(tài)課堂中被忽視的限制因子的存在與轉(zhuǎn)化*

徐明奎

（江蘇省如皋中學(xué) 江蘇如皋 226500）

多數(shù)高中學(xué)生存在化學(xué)學(xué)習(xí)困難和化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)不足的問題。在分析了影響學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)因子的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)高中化學(xué)生態(tài)課堂中，由于教師教學(xué)的疏忽，存在以下限制因子：教學(xué)對學(xué)情的考慮不充分、教師的學(xué)科教學(xué)知識欠缺、化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)不足。文章為將限制因子轉(zhuǎn)化，對教學(xué)提出相應(yīng)的建議。

教育生態(tài)學(xué)；限制因子；診斷性評價；化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)

高中化學(xué)生態(tài)課堂以和諧平衡、動態(tài)生成的思想進行課堂教學(xué)，學(xué)生能進行自我管理和調(diào)控，能主動進行知識和意義的建構(gòu)，學(xué)生主動學(xué)習(xí)者的角色得到了認同，師生間建立了平等、民主、和諧、互動的相互關(guān)系。但在實踐和調(diào)查中發(fā)現(xiàn)：許多學(xué)生感到化學(xué)知識學(xué)習(xí)和應(yīng)用困難、學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)不足。本文將從教育生態(tài)學(xué)的視角分析影響學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的因子，并探索解決問題的方法。

一、學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的限制因子

教育生態(tài)學(xué)將教育及其生態(tài)環(huán)境相聯(lián)系，并以其相互關(guān)系及其機理為研究對象。在教育生態(tài)學(xué)的研究中，化學(xué)課堂可看成是一種由教師、學(xué)生和課堂教學(xué)環(huán)境共同構(gòu)成的特殊的教學(xué)生態(tài)系統(tǒng)。影響學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的因子可分為三類：環(huán)境因子、學(xué)生因子和教師因子，每種分類中的具體因子如表1。

1840年，J．李比希研究了各種化學(xué)物質(zhì)對植物的影響，他發(fā)現(xiàn)：谷類作物的產(chǎn)量，通常不受它所大量需要的營養(yǎng)元素的限制，反而受那些只是微量需要的原料的限制，某些微量元素成了作物增長的限制因子。1965年，賴特發(fā)展了限制因子的概念，指出：當(dāng)生態(tài)因素缺乏時，或低于臨界線，或超過最大忍受度的情況下，就會起限制因子的作用，即使其它因子的作用量都非常適度，個體的正常生長也會受到明顯的抑制。這一原理經(jīng)過拓展和完善介入到教育領(lǐng)域，就成為教育生態(tài)學(xué)的限制因子定律。限制因子定律在教學(xué)中表現(xiàn)出一定的特殊性，因為影響學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的各個因子不僅可以單獨發(fā)生作用，而且因子間也可以發(fā)生相互作用，即所有的因子都可以成為限制因子。

表1 影響學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的因子

高中化學(xué)生態(tài)課堂努力為學(xué)生營造良好的學(xué)習(xí)環(huán)境，重視開發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的智力因素、非智力因素。課堂充分發(fā)揮了環(huán)境因子和學(xué)生因子的影響，但教師因子中還存在一些被忽視的問題。

教學(xué)未充分考慮學(xué)生的學(xué)情，尤其是對于學(xué)習(xí)困難的學(xué)生未采取有效方法。教師學(xué)科教學(xué)知識水平不一，學(xué)科教學(xué)知識欠缺，造成教學(xué)不利于學(xué)生理解。教學(xué)偏重知識和技能的掌握，化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)培養(yǎng)不足。

這些教學(xué)中的問題成為學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的限制因子，是造成許多學(xué)生感到化學(xué)知識學(xué)習(xí)和應(yīng)用困難、化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)不足的重要原因。這就需要化學(xué)教師能主動地創(chuàng)造條件，積極地反饋調(diào)節(jié)，變限制因子為非限制因子。

二、限制因子的轉(zhuǎn)化

1．利用診斷性評價，使教學(xué)更有針對性

奧蘇伯爾的認知心理理論認為：“一切新的學(xué)習(xí)都是在原有學(xué)習(xí)的根基上產(chǎn)生的，新知識總是通過與原有認知結(jié)構(gòu)中的相關(guān)知識相互聯(lián)系、相互作用后獲得意義的?！苯處熃虒W(xué)新知識之前，應(yīng)在學(xué)生原有認知結(jié)構(gòu)中探明：新知識需要哪些舊知識支撐，并且組織重現(xiàn)、喚起、激活，使學(xué)生學(xué)習(xí)新知識處于良好的準(zhǔn)備狀態(tài)，這便是認知心理學(xué)的準(zhǔn)備學(xué)習(xí)。要想探知學(xué)生已有的知識結(jié)構(gòu)和水平，教師可以對學(xué)生進行診斷性評價。

診斷性評價最初是美國教育家、心理學(xué)家布盧姆于1976年為促進“掌握學(xué)習(xí)”而使用的評價概念，是指通過一定方式發(fā)現(xiàn)學(xué)生學(xué)習(xí)中存在的問題，并分析其產(chǎn)生的原因，從而為改進和調(diào)整教學(xué)策略提供依據(jù)。診斷性評價使用不只局限于教學(xué)活動開始前，在教學(xué)的每個環(huán)節(jié)，只要感覺到學(xué)生學(xué)習(xí)遇到障礙，就應(yīng)當(dāng)采取方法來診斷可能存在的問題。診斷性評價可以是紙筆測驗、問卷調(diào)查、訪談、課堂觀察等方式，同時應(yīng)將定量評價與定性評價有機結(jié)合起來，以提高評價的有效性。

“氧化還原”是高中化學(xué)的核心概念，幾乎涉及到高中化學(xué)的所有內(nèi)容。在高一剛開始學(xué)習(xí)氧化還原反應(yīng)概念時，我們應(yīng)先調(diào)查并激活學(xué)生已經(jīng)具備的知識，然后在此基礎(chǔ)上進行教學(xué)設(shè)計，具體如下表所示：

學(xué)生已具備的知識 教師圍繞起點進行的教學(xué)設(shè)計依據(jù)物質(zhì)得氧和失氧的變化判斷氧化反應(yīng)、還原反應(yīng)列舉更多的氧化還原反應(yīng)讓新舊知識產(chǎn)生碰撞，思考判別氧化還原反應(yīng)的特征是什么計算化合物中元素的化合價從化學(xué)價的變化去判斷氧化還原反應(yīng)，并分析氧化劑、還原劑認識1 ~ 1 8號元素的原子結(jié)構(gòu)示意圖分析化合價變化與電子得失之間的關(guān)系，認識氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)金屬活潑性順序和常見的置換反應(yīng)補充銅鋅原電池實驗，驗證氧化還原反應(yīng)的本質(zhì)質(zhì)量守恒的思想 認識氧化還原反應(yīng)電子得失守恒的基本規(guī)律

在高一的后期及高三復(fù)習(xí)階段，很多同學(xué)反映氧化還原知識應(yīng)用存在困難，這時我們可以通過紙筆測驗并配合問卷調(diào)查，了解學(xué)生的困難所在，再根據(jù)反饋制定有效的學(xué)習(xí)措施。例如新情境下氧化還原反應(yīng)方程式的書寫是高考的熱點，也是許多同學(xué)反映的難點，為探究學(xué)生學(xué)習(xí)的障礙，設(shè)置如下問卷進行情況調(diào)查：

2．充實教師的學(xué)科教學(xué)知識，使教學(xué)更利于學(xué)生接受

在教學(xué)中普遍存在這樣的現(xiàn)象：簡單的內(nèi)容，經(jīng)驗型教師的教學(xué)設(shè)計能讓學(xué)生領(lǐng)悟其深層的意義；難的內(nèi)容，經(jīng)驗型教師的教學(xué)設(shè)計能讓學(xué)生容易理解接受。這是因為每個教師所掌握的學(xué)科教學(xué)知識水平不同。學(xué)科教學(xué)知識（PCK）最早由美國斯坦福大學(xué)的舒爾曼（Shulman）教授提出。舒爾曼指出，PCK是指在某一特定的學(xué)科領(lǐng)域中，表達特定概念的最有用形式，包括最有效的類比、說明、舉例、解釋和示范等，總之，就是使他人能夠理解某特定學(xué)科知識的表征方式。PCK決定了教師教學(xué)的內(nèi)容和幫助學(xué)生理解的方式，是新手型教師與經(jīng)驗型教師的差距所在。一個優(yōu)秀的教師，能準(zhǔn)確把握概念間的邏輯關(guān)系和學(xué)生的認知特點，將知識點組織得系統(tǒng)縝密，同時體現(xiàn)出學(xué)科思想。

“物質(zhì)的分類”是較為簡單的教學(xué)內(nèi)容，新手型教師的教學(xué)目標(biāo)是：感受物質(zhì)分類思想在日常生活中的重要應(yīng)用；知道樹狀分類法和交叉分類法的差別；能運用這兩種分類方法對物質(zhì)進行分類。而經(jīng)驗型教師則會進一步達成的目標(biāo)是：體會分類的思想在學(xué)習(xí)化學(xué)和解決問題中的作用；學(xué)會分類的科學(xué)思維方法。

“化學(xué)平衡”所涉及的概念具有抽象性和復(fù)雜性，一直是學(xué)生化學(xué)學(xué)習(xí)的一大難點。不同水平教師對于化學(xué)平衡的影響因素的教學(xué)策略不同，層次如圖所示（見下頁）。

對于新手型教師或?qū)W科教學(xué)知識欠缺的教師，可以通過以下一些方法來提升自己的學(xué)科教學(xué)水平：

（1）充實自己的學(xué)科知識，加深對于核心概念的理解。

（2）研究教學(xué)策略，使學(xué)科知識轉(zhuǎn)化為更易讓學(xué)生理解的知識。

（3）進行教學(xué)交流，向?qū)W科專家或經(jīng)驗型教師學(xué)習(xí)。

3．重視對學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)，實現(xiàn)化學(xué)的育人功能

很多學(xué)生認為之所以要學(xué)習(xí)化學(xué)是因為考試要考，加上有些老師不重視學(xué)生的化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的培養(yǎng)，學(xué)生對于學(xué)習(xí)化學(xué)的認識和理解嚴重不足。作為化學(xué)教師，我們不僅要知道“教什么”、“怎么教”，更要知道“為什么要教”?！镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》中提出“高中化學(xué)課程應(yīng)有助于學(xué)生主動構(gòu)建自身發(fā)展所需的化學(xué)基礎(chǔ)知識和基本技能，進一步了解化學(xué)學(xué)科的特點，加深對物質(zhì)世界的認識；有利于學(xué)生體驗科學(xué)探究的過程，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本方法，加深對科學(xué)本質(zhì)的認識，增強創(chuàng)新精神和實踐能力；有利于學(xué)生形成科學(xué)的自然觀和嚴謹求實的科學(xué)態(tài)度，更深刻地認識科學(xué)、技術(shù)和社會之間的相互關(guān)系，逐步樹立可持續(xù)發(fā)展的思想?！币簿褪钦f，我們的教學(xué)不僅要有知識和能力的培養(yǎng)，更要有科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)，而化學(xué)中的科學(xué)素養(yǎng)即化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)。化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的核心是化學(xué)學(xué)科觀念，化學(xué)學(xué)科觀念包括化學(xué)學(xué)科思維、學(xué)科方法、學(xué)科價值等。在教學(xué)中，教師的教學(xué)設(shè)計要將化學(xué)學(xué)科觀念貫穿于課堂教學(xué)中，對不同的教學(xué)內(nèi)容施予不同的化學(xué)觀，引導(dǎo)學(xué)生運用化學(xué)學(xué)科觀念認識和理解物質(zhì)世界，形成科學(xué)的世界觀。以“鋁”的教學(xué)為例，教學(xué)中呈現(xiàn)的事實性知識與滲透的化學(xué)學(xué)科觀念如下表所示：

化學(xué)教學(xué)的根本宗旨是為了提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)、促進學(xué)生的全面發(fā)展。我們教師應(yīng)努力發(fā)現(xiàn)并轉(zhuǎn)化學(xué)生學(xué)習(xí)中的限制因子，讓每一個學(xué)生都能達到他的最佳發(fā)展?fàn)顟B(tài)，培養(yǎng)出符合時代要求的高素質(zhì)人才。

表3 “鋁”的教學(xué)中的事實性知識與學(xué)科觀念

［1］ 吳鼎福，諸文蔚．教育生態(tài)學(xué)（新世紀(jì)版）［M］．南京：江蘇教育出版社，2000

［2］ 馬雷蕾．化學(xué)學(xué)習(xí)困難的診斷性評價分析［J］．商洛學(xué)院學(xué)報，2014，28（4）

［3］ 趙芹，熊彬舟．高中化學(xué)教師PCK結(jié)構(gòu)的調(diào)查分析［J］．化學(xué)教育，2014，（7）

［4］ 孫澤浩，王磊．高端備課前后教師發(fā)展變化分析：基于化學(xué)平衡主題［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015，（1～2）

［5］ 中華人民共和國教育部．普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)［M］．北京：人民教育出版社，2003

［6］ 王希儉．基于化學(xué)學(xué)科觀念培養(yǎng)的“鋁”的教學(xué)［J］．中學(xué)化學(xué)教學(xué)參考，2015，（3）

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10.3969/j．issn．1008-0546．2015．11．005

*本文為江蘇省教育科學(xué)“十二五”規(guī)劃2013年度重點課題《基于“學(xué)科觀念”建構(gòu)的高中化學(xué)生態(tài)課堂研究》研究成果。