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        中美初中化學(xué)教材情境創(chuàng)設(shè)分析
        ——以化學(xué)反應(yīng)模塊為例

        2021-05-27 07:58:54王麗梅楊清云謝瓊儀林曉明
        黑龍江科學(xué) 2021年9期
        關(guān)鍵詞:數(shù)量化學(xué)特征

        王麗梅,楊清云,謝瓊儀,歐 虹,林曉明

        (華南師范大學(xué)化學(xué)學(xué)院,廣州 510006)

        化學(xué)教學(xué)情境是建構(gòu)學(xué)科知識的良好載體,是產(chǎn)生化學(xué)學(xué)習(xí)興趣的源泉,也是提高知識遷移應(yīng)用能力的有效途徑[1];隨著新課改的不斷深入,要優(yōu)化課程結(jié)構(gòu),創(chuàng)設(shè)有價值的教學(xué)情境。初中作為化學(xué)學(xué)習(xí)的啟蒙階段,創(chuàng)設(shè)一定的情境可以讓學(xué)生的情感活動、認(rèn)知活動、意志活動與化學(xué)知識建立聯(lián)系[2]。在以化學(xué)核心素養(yǎng)為培養(yǎng)目標(biāo)的引領(lǐng)下,初中是一個能很好幫助學(xué)生建立化學(xué)思想的階段,以化學(xué)情境為紐帶,以教材情境為基本。通過對比分析中美兩版教材在情境創(chuàng)設(shè)方面的異同,從中整合得到更有價值的情境素材呈現(xiàn)方式,開發(fā)出了具體教學(xué)案例,能在學(xué)生學(xué)習(xí)和教師教學(xué)方面發(fā)揮作用,更好地落實(shí)立德樹人教育目標(biāo),培養(yǎng)學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)和科學(xué)素養(yǎng)[3]。

        1 情境數(shù)量、類型和呈現(xiàn)方式的比較研究

        研究對象是人教版初中化學(xué)教材[2011(簡稱A版)]部分內(nèi)容和美國初中主流理科教材[浙江教育出版社第三版(簡稱B版)]中的化學(xué)反應(yīng)模塊內(nèi)容。

        情境數(shù)量的分布可以在一定程度上解釋該內(nèi)容的重要程度和難度。通過數(shù)量分析,探討知識學(xué)習(xí)和情境數(shù)量之間的關(guān)系,找出兩版教材的側(cè)重點(diǎn),發(fā)現(xiàn)不同知識點(diǎn)需要不同的情境類型,不同情境類型對知識的理解程度所起的作用不一樣[4]。通過比較兩版教材在同主題知識下情境類型的不同特點(diǎn),分別找出了兩版教材知識學(xué)習(xí)和情境類型的關(guān)系。情境數(shù)量、情境類型確定后,與情境呈現(xiàn)方式還存在一定聯(lián)系[4]。

        圖1 化學(xué)反應(yīng)模塊情境數(shù)量及其所占百分比

        如表1和圖1所示,在情境數(shù)量上,B版比A版多了近一半,兩者的重點(diǎn)又有所不同,A版?zhèn)戎刭|(zhì)量守恒和化學(xué)反應(yīng)類型(66%),B版更加側(cè)重化學(xué)反應(yīng)的調(diào)控和質(zhì)量守恒(78%)。在化學(xué)方程式和配平方面,兩版數(shù)量一樣。在反應(yīng)控制中,B版的情境達(dá)到12個之多。對于化學(xué)反應(yīng)的類型而言,A版分4次出現(xiàn),B版則同時在一個地方學(xué)習(xí)反應(yīng)類型,并把復(fù)分解反應(yīng)也歸為置換反應(yīng)。

        表2 化學(xué)反應(yīng)中的情境類型分布

        表3 化學(xué)反應(yīng)中的情境呈現(xiàn)方式

        如表2所示,在情境類型方面,A版的實(shí)驗(yàn)探究情境和知識類情境占據(jù)主要,實(shí)驗(yàn)類情境很好地揭示了質(zhì)量守恒定律,知識類情境起到了很好的過度和銜接作用。B版在生活情境、實(shí)驗(yàn)情境和模擬聯(lián)想情境方面突出,生活中的情境列舉了許多實(shí)例來類比質(zhì)量守恒和化學(xué)反應(yīng)的快慢。在實(shí)驗(yàn)探究情境方面,有化學(xué)中的物質(zhì)反應(yīng),也有根據(jù)生活中的宏觀物質(zhì)現(xiàn)象來類比質(zhì)量守恒的實(shí)驗(yàn)。在模擬聯(lián)想情境中,列舉了大量的模型,對于從微觀視角理解化學(xué)反應(yīng)起到了積極的促進(jìn)作用,特別是質(zhì)量守恒中的開放系統(tǒng)和封閉系統(tǒng)。情境呈現(xiàn)方式如表3所示,B版重在實(shí)驗(yàn)和圖片,A版重在文字和實(shí)驗(yàn)。就實(shí)驗(yàn)而言,B版實(shí)驗(yàn)多是生活中的宏觀實(shí)驗(yàn)和常見現(xiàn)象。

        2 情境構(gòu)成特征的比較研究

        以往關(guān)于情境評價標(biāo)準(zhǔn)的研究包括構(gòu)成特征、功能特征、過程特征[5]。由于教材中的情境過程特征多變且不同教師處理方式不一樣,于是主要對前兩者展開比較,情境的主要價值就體現(xiàn)在這兩者之中。教師如果能判斷好情境標(biāo)準(zhǔn),在課堂上就能提供有價值的情境,更好地展開教學(xué)?,F(xiàn)將研究對象每個知識點(diǎn)背后的情境在構(gòu)成和功能兩個方面進(jìn)行分析,找出兩版教材的不同之處,最后歸納出結(jié)論。情境的構(gòu)成特征標(biāo)準(zhǔn)如表4所示。

        由表4評價標(biāo)準(zhǔn)可知,構(gòu)成特征的標(biāo)準(zhǔn)來源廣泛,涉及情境的來源、與原有知識的關(guān)系、是否是學(xué)科的核心知識、是否是學(xué)科的主題知識等。通過標(biāo)準(zhǔn)可知,在構(gòu)成特征中所占的維度越多,情境的質(zhì)量越高。分別將上述評價指標(biāo)的水平分布賦予對應(yīng)的分值,水平一賦1分,水平二賦2分,水平三賦3分,最后求得在四個方面的平均分。

        表4 構(gòu)成特征評價水平標(biāo)準(zhǔn)

        將上述情境特征進(jìn)行水平劃分,對四個評價指標(biāo)中各個水平的情境數(shù)量進(jìn)行分析,結(jié)果如圖2所示。進(jìn)行賦分計(jì)算后,兩版教材在四個評價指標(biāo)中的平均水平分值如表5所示。

        圖2 化學(xué)反應(yīng)模塊情境構(gòu)成特征水平分布情況

        表5 化學(xué)反應(yīng)模塊情境構(gòu)成特征水平

        該主題下兩版的相同之處頗多,整體來看差異較小,主要集中在主題知識和信息支持方面。通過分布可知,B版的分布均衡,發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的證據(jù)、化學(xué)反應(yīng)的條件和質(zhì)量守恒定律的介紹更為詳細(xì)。從宏觀和微觀視角分析,背景事件的水平達(dá)到了2.04,與生活聯(lián)系緊密,主題知識也比較系統(tǒng),但在活動過程和信息支持方面的水平低于2。A版在主題知識和信息支持方面的水平都高于2,在知識的結(jié)構(gòu)性、宏觀微觀和實(shí)驗(yàn)步驟方面提供了很好的信息支持,但在活動過程中,學(xué)生的參與度仍不高。

        3 情境功能特征的比較研究

        根據(jù)研究工具中關(guān)于情境功能特征的分析評價標(biāo)準(zhǔn),將情境的評價標(biāo)準(zhǔn)定位在動機(jī)、理解、思維和情感四個方面,統(tǒng)計(jì)兩版教材在這四方面的數(shù)量分布,找出各自特點(diǎn)。在此基礎(chǔ)上,要對具有兩個或以上功能的情境繼續(xù)進(jìn)行分析,對于具有多重功能的情境進(jìn)行數(shù)量統(tǒng)計(jì)分析,分析情境的常設(shè)特點(diǎn)。在分析時,可對構(gòu)成特征中的評價標(biāo)準(zhǔn)與功能特征進(jìn)行聯(lián)系分析,在背景事件中處于2~3水平的可以認(rèn)為具有動機(jī)功能,在信息支持中處于2~3水平的可以認(rèn)為具有理解功能,在活動過程中處于2~3水平的可以認(rèn)為具有思維功能。情感功能可以讓學(xué)生在學(xué)習(xí)化學(xué)知識的同時了解到化學(xué)對人類生活、生產(chǎn)、環(huán)境的作用。

        通過圖3、圖4可知,B版在情境的功能特征數(shù)量分布和多重功能數(shù)量分布上都明顯高于A版。化學(xué)反應(yīng)涉及的核心知識包括反應(yīng)的條件、類型、反應(yīng)物和產(chǎn)物、反應(yīng)的調(diào)控、反應(yīng)中量,這幾方面在B版的情境中都能很好地體現(xiàn)出來,包括化學(xué)反應(yīng)條件中的閃電、活化能,反應(yīng)類型中的圖畫模擬情境,化學(xué)反應(yīng)中調(diào)控的溫度、濃度、催化劑影響,質(zhì)量守恒定律中的螺絲螺母模型。A版中動機(jī)的功能體現(xiàn)在實(shí)驗(yàn)中,涉及氧化汞、紅磷、碳酸鈉、鹽酸、鎂條,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,實(shí)驗(yàn)背后暗含的功能豐富。思維功能體現(xiàn)在通過對實(shí)驗(yàn)前后質(zhì)量的稱量得出質(zhì)量守恒定律及其微觀解釋,理解功能幾乎體現(xiàn)在各個情境中,情感功能主要是建立守恒思想。B版中動機(jī)功能體現(xiàn)在守恒定律在生活中的類比,思維功能體現(xiàn)在化學(xué)反應(yīng)證據(jù)、活化能及化學(xué)方程式的配平上,理解功能幾乎貫穿所有情境中,情感功能可體現(xiàn)出學(xué)生的類比思想和守恒思想。

        圖3 化學(xué)反應(yīng)模塊情境功能特征數(shù)量分布情況

        圖4 化學(xué)反應(yīng)模塊情境多重?cái)?shù)量分布情況

        4 研究總結(jié)

        兩版教材在情境的數(shù)量分布上存在差異,雖然總數(shù)相差不大,但在不同知識中依然有差異。在情境的類型中,兩版教材都能根據(jù)知識的微觀程度和難度盡可能呈現(xiàn)多類型的情境,整體比較發(fā)現(xiàn),美版教材在生活情境、生產(chǎn)應(yīng)用情境和模擬聯(lián)想情境上的數(shù)量要比人教版豐富許多。在情境的構(gòu)成特征方面,兩版教材在構(gòu)成水平的分布上由高到低都為主題知識、背景事件、信息支持和活動過程,可以看出兩版都最重視對化學(xué)主題知識的遷移和理解,其次是對知識背后所反映事件的關(guān)注,盡可能選取學(xué)生熟悉的直接事件。在情境的功能特征方面,各個主題下的功能特征均以理解、動機(jī)、情感、思維由高到低分布,說明兩版教材都注重情境對知識理解的影響,也非常關(guān)注學(xué)生的學(xué)習(xí)動機(jī),但對思維和情感的鍛煉還有待提高。在編寫教材時,要借鑒美版在生活情境中的優(yōu)勢,多創(chuàng)造一些接近生活的情境。對于化學(xué)史情境而言,要對科學(xué)理論的發(fā)展歷程和科學(xué)家的研究歷程進(jìn)行詳細(xì)介紹和解讀,培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)觀念和科學(xué)精神。對化學(xué)實(shí)驗(yàn)的選取而言,可以多選擇一些生活中的熟悉藥品,降低學(xué)生的學(xué)習(xí)難度。

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