［摘 要］從信息獲取與加工的視角看，學(xué)習(xí)的本質(zhì)是行為主體對(duì)特定情境中的信息進(jìn)行感知、辨識(shí)、選取、關(guān)聯(lián)、轉(zhuǎn)化、建模和應(yīng)用的過(guò)程。為解決高中生在化學(xué)新知學(xué)習(xí)及問(wèn)題解決中普遍存在的畏懼復(fù)雜信息、忽視關(guān)鍵信息、信息關(guān)聯(lián)能力弱、信息轉(zhuǎn)化及建模能力不足等問(wèn)題，文章探討了基于信息獲取與加工的“四備”教研，并據(jù)此實(shí)施設(shè)計(jì)“驅(qū)動(dòng)性任務(wù)—問(wèn)題組”、引入“新異問(wèn)題情境”等教學(xué)策略，以引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)知識(shí)，并在實(shí)際問(wèn)題的解決中加深對(duì)新知的理解。

［關(guān)鍵詞］信息獲取與加工；分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)；單元教學(xué)

［中圖分類(lèi)號(hào)］" " G633.8" " " " ［文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼］" " A" " " " ［文章編號(hào)］" " 1674-6058（2024）17-0062-04

在教育部頒布的新高考評(píng)價(jià)體系中，關(guān)于化學(xué)關(guān)鍵能力之一的“理解與辨析能力”中很重要的一點(diǎn)就是如何獲取有關(guān)信息。因此，在新時(shí)期的高中化學(xué)教學(xué)中，培養(yǎng)學(xué)生信息獲取與加工的能力成為課程改革的重要趨勢(shì)。本文以高二化學(xué)“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的單元教學(xué)為例，基于信息獲取與加工視角開(kāi)展教研，根據(jù)高考趨勢(shì)、課標(biāo)要求、教材內(nèi)容、學(xué)生學(xué)情來(lái)確立基于信息獲取與加工的知識(shí)結(jié)構(gòu)化和認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化目標(biāo)， 在教學(xué)策略上設(shè)計(jì)“驅(qū)動(dòng)性任務(wù)—問(wèn)題組”， 引入“新異問(wèn)題情境”，引導(dǎo)學(xué)生在解決實(shí)際問(wèn)題的過(guò)程中加深對(duì)信息獲取與加工的理解，關(guān)注學(xué)生在信息獲取與加工方面的能力發(fā)展，以期為一線教師提供單維能力培養(yǎng)的思想、程序和方法啟示。

一、基于信息獲取與加工的“四備”教研

（一）“備”高考趨勢(shì)：分析考點(diǎn)的分布情況、信息呈現(xiàn)的新異度、信息加工的難度

1.考點(diǎn)分布分析

對(duì)2023年14套高考卷中“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”的相關(guān)考題進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，結(jié)果如表1所示。

從表1可知，本單元涉及的高頻考點(diǎn)較多，其中，雜化軌道、分子極性的考查出現(xiàn)在11份考卷中，考查頻數(shù)分別為15和12次；鍵的極性出現(xiàn)在7份考卷中，考查頻數(shù)達(dá)到16次。因此，在日常教學(xué)中，教師應(yīng)關(guān)注考點(diǎn)對(duì)應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)、能力點(diǎn)，著重培養(yǎng)學(xué)生的整體認(rèn)知及局部問(wèn)題解決能力。

2.信息新異度分析

對(duì)高考題樣本進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，用于考查“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”相關(guān)知識(shí)的物質(zhì)載體多出自教材的選學(xué)部分或科研文獻(xiàn)，對(duì)學(xué)生而言，具有較大的陌生感。例如，全國(guó)甲卷第35（2）題涉及酞菁的分子結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)類(lèi)似于教材中提及的葉綠素的分子結(jié)構(gòu)，但日常教學(xué)中關(guān)注并探究這種結(jié)構(gòu)的機(jī)會(huì)并不多，因而，該信息的陌生度較強(qiáng)，信息強(qiáng)度較大。

為此，教師開(kāi)展教學(xué)時(shí)應(yīng)基于教材并適當(dāng)超越教材，教授學(xué)生建構(gòu)可遷移的原型案例和思維方法。

3.信息加工難度分析

運(yùn)用支持性信息和限定性信息解決問(wèn)題時(shí)所需要的思維的深刻度和靈活度，決定了信息加工的難度。例如，2023年山東卷第18（2）題：已知電負(fù)性Clgt;Hgt;Si，則SiHCl3在濃NaOH溶液中發(fā)生反應(yīng)的化學(xué)方程式為" " " " " " " " " " " " " " " " " " " " " "。

該題的支持性信息是三種元素的電負(fù)性強(qiáng)弱順序，若考生只從分子極性視角來(lái)利用電負(fù)性信息，則無(wú)法預(yù)測(cè)出該反應(yīng)是否為氧化還原反應(yīng)。若思考角度從分子極性轉(zhuǎn)為化合價(jià)，則能分析出SiHCl3中H的化合價(jià)為-1，在反應(yīng)中必然要升價(jià)，同時(shí)，還需要整合氧化還原及相關(guān)物質(zhì)的必備知識(shí)，找到可協(xié)同降價(jià)的元素，最終確立H元素發(fā)生“歸中反應(yīng)”，進(jìn)而寫(xiě)出正確答案。

由高考試題的信息加工難度分析可知，教師在教學(xué)中不應(yīng)局限于單元內(nèi)的知識(shí)整合，還需要拓展到單元外的其他知識(shí)點(diǎn)，促成知識(shí)的融會(huì)貫通，如此方能解決實(shí)際問(wèn)題。

（二）“備”課標(biāo)要求：關(guān)注課程標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單元教學(xué)的具體要求

課程標(biāo)準(zhǔn)主要從內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)、內(nèi)容要求、單元學(xué)業(yè)要求、核心素養(yǎng)要求、學(xué)習(xí)活動(dòng)及情境素材建議等方面對(duì)單元教學(xué)提出了要求，表2為“分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”單元教學(xué)的主要內(nèi)容和學(xué)業(yè)要求。

表2" “分子結(jié)構(gòu)與性質(zhì)”單元教學(xué)的主要內(nèi)容和學(xué)業(yè)要求[1]

[主要內(nèi)容 學(xué)業(yè)要求 共價(jià)鍵：共價(jià)鍵的方向性及飽和性；σ鍵、π鍵；鍵長(zhǎng)、鍵能、鍵角 能說(shuō)出微粒間作用（離子鍵、共價(jià)鍵、配位鍵和分子間作用力等）的主要類(lèi)型、特征和實(shí)質(zhì)；能比較不同類(lèi)型的微粒間作用的聯(lián)系與區(qū)別；能說(shuō)明典型物質(zhì)的成鍵類(lèi)型 分子的空間結(jié)構(gòu)：分子結(jié)構(gòu)的測(cè)定；常見(jiàn)共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu)；雜化軌道的形成；價(jià)層電子對(duì)排斥模型 能根據(jù)給定的信息分析常見(jiàn)簡(jiǎn)單分子的空間結(jié)構(gòu)，能利用相關(guān)理論解釋簡(jiǎn)單的共價(jià)分子的空間結(jié)構(gòu) 分子結(jié)構(gòu)與物質(zhì)的性質(zhì)：鍵的極性及分子極性；鍵的極性對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響；分子間作用力；范德華力及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響；氫鍵及其對(duì)物質(zhì)性質(zhì)的影響；溶解性；分子的手性 能利用電負(fù)性判斷共價(jià)鍵的極性，能根據(jù)共價(jià)分子的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)說(shuō)明簡(jiǎn)單分子的某些性質(zhì)；能說(shuō)明分子間作用力（含氫鍵）對(duì)物質(zhì)熔、沸點(diǎn)等性質(zhì)的影響，能列舉含有氫鍵的物質(zhì)及其性質(zhì)特點(diǎn)；能根據(jù)分子結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和鍵的極性來(lái)判斷分子的極性，并據(jù)此對(duì)分子的一些典型性質(zhì)及其應(yīng)用作出解釋 ]

課程標(biāo)準(zhǔn)中的學(xué)業(yè)要求實(shí)質(zhì)上是能力要求，要求學(xué)生能夠基于文本信息和圖像信息進(jìn)行如下學(xué)習(xí)活動(dòng)：抽提微粒間相互作用類(lèi)別的辨識(shí)方法；記住常見(jiàn)典型物質(zhì)的成鍵特征，將其作為解決新異問(wèn)題的思維原型；能將理論與所給信息相結(jié)合，對(duì)新異分子空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行分析和解釋?zhuān)荒軓碾娯?fù)性、作用力、半徑、極性、空間結(jié)構(gòu)等的單一或整合視角，分析、預(yù)測(cè)或解釋物質(zhì)的性質(zhì)。

課程標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)教學(xué)的啟示：（1）構(gòu)建問(wèn)題導(dǎo)向、信息調(diào)用、方法提煉、原型探究、進(jìn)階遷移的教學(xué)路徑，是教師實(shí)施課程標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)具備的基本態(tài)度和應(yīng)當(dāng)掌握的科學(xué)方法。（2）將教材文本信息、圖像信息、相關(guān)實(shí)驗(yàn)信息作為學(xué)生認(rèn)知的載體，強(qiáng)調(diào)概念的生成和理解、原理的揭示與應(yīng)用、方法的提取與遷移，而不是照本宣科、死記硬背、生搬硬套或模糊處理。

（三）“備”教材內(nèi)容：確立基于信息獲取與加工的知識(shí)結(jié)構(gòu)化和認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化目標(biāo)

1.確立知識(shí)結(jié)構(gòu)化目標(biāo)：繪制基于大概念的思維導(dǎo)圖

知識(shí)結(jié)構(gòu)化目標(biāo)是期待學(xué)生通過(guò)自學(xué)、導(dǎo)學(xué)、練習(xí)、講解、講評(píng)等學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)所要達(dá)成的知識(shí)體系結(jié)構(gòu)化狀態(tài)。教師需要在備課時(shí)繪制知識(shí)結(jié)構(gòu)關(guān)系圖，以便于上課時(shí)作為板書(shū)設(shè)計(jì)、導(dǎo)學(xué)案設(shè)計(jì)的重要參考。本單元中“共價(jià)鍵、分子的空間結(jié)構(gòu)”的知識(shí)結(jié)構(gòu)化目標(biāo)如圖1所示。

2.確立認(rèn)識(shí)思路結(jié)構(gòu)化目標(biāo)：引導(dǎo)學(xué)生沿著有效視角和思路進(jìn)行信息加工

在教材內(nèi)容結(jié)構(gòu)化處理的基礎(chǔ)上，如何帶領(lǐng)學(xué)生完成整體認(rèn)知呢？這就要求教師遵循科學(xué)的認(rèn)知心理邏輯順序——由簡(jiǎn)單到復(fù)雜，由整體到局部再到整體。對(duì)于分子空間結(jié)構(gòu)的知識(shí)而言，其認(rèn)識(shí)順序由共價(jià)鍵分類(lèi)到成鍵方式再到鍵與鍵之間的相互排斥?；谏鲜稣J(rèn)識(shí)，我們建構(gòu)了分子空間結(jié)構(gòu)的認(rèn)知模型（如圖2）。

利用該認(rèn)知模型，可引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)分子結(jié)構(gòu)形成過(guò)程的思維模型和認(rèn)知模型，減輕學(xué)生的認(rèn)知負(fù)荷，提升教學(xué)活動(dòng)的有效性。

（四）“備”學(xué)生學(xué)情：關(guān)注學(xué)生信息獲取與加工能力結(jié)構(gòu)中的起點(diǎn)和缺失點(diǎn)

筆者所任教班級(jí)的學(xué)生經(jīng)過(guò)高一階段的化學(xué)學(xué)科能力的系統(tǒng)訓(xùn)練，已經(jīng)對(duì)化學(xué)文本信息、化學(xué)圖像信息有較好的閱讀、標(biāo)記、提取的能力，但抽提重要觀念、把握關(guān)鍵信息等方面的能力仍欠佳。學(xué)生學(xué)習(xí)方式仍傾向于“拿來(lái)主義”，未能養(yǎng)成發(fā)現(xiàn)式、探究式、研討式的學(xué)習(xí)習(xí)慣。當(dāng)學(xué)生面對(duì)認(rèn)知錯(cuò)誤或偏差時(shí)，雖然能以積極的治學(xué)態(tài)度接受教師的指導(dǎo)或參與同學(xué)間的討論，但自身的學(xué)科能力、思維習(xí)慣和知識(shí)基礎(chǔ)仍存在欠缺，需要教師幫助診斷、分析并提出學(xué)法改進(jìn)建議。

通過(guò)上述“四備”程序，可明確課堂教學(xué)重心的三大轉(zhuǎn)向：（1）從知識(shí)建構(gòu)轉(zhuǎn)向能力培養(yǎng)，能力培養(yǎng)應(yīng)當(dāng)從信息獲取與加工的點(diǎn)滴行動(dòng)開(kāi)始。（2）從“用教材教”轉(zhuǎn)向“用教材學(xué)”，以教材內(nèi)容作為問(wèn)題解決的重要信息載體，有效調(diào)和知識(shí)理解的長(zhǎng)時(shí)性和信息處理的當(dāng)下性兩者之間的進(jìn)階滯差。（3）教師備課從撰寫(xiě)教案轉(zhuǎn)向深度教研，簡(jiǎn)單對(duì)照教材撰寫(xiě)教案、制作教學(xué)課件來(lái)上課的行為已經(jīng)不符合教育教學(xué)改革的需求。上述“四備”行為本質(zhì)上就是教師的深度教研行為，具有探索性、革命性和涵養(yǎng)性。

二、教學(xué)實(shí)施策略

（一）設(shè)計(jì)“驅(qū)動(dòng)性任務(wù)—問(wèn)題組”，引導(dǎo)學(xué)生調(diào)用課本信息進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)及觀念抽提

“驅(qū)動(dòng)性任務(wù)—問(wèn)題組”的驅(qū)動(dòng)功能主要體現(xiàn)在：（1）引導(dǎo)學(xué)生注重對(duì)新概念、新術(shù)語(yǔ)的內(nèi)涵和外延的理解，避免因概念模糊導(dǎo)致認(rèn)知偏差。（2）引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)閱讀、實(shí)操、提取、歸納、總結(jié)、遷移、拓展、自糾、討論、聆聽(tīng)等途徑，析出觀念、添加觀念并整合觀念。（3）引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)問(wèn)題進(jìn)階逐步形成結(jié)構(gòu)化的認(rèn)知結(jié)果，達(dá)成“將書(shū)本讀薄，將必備知識(shí)簡(jiǎn)化及效力化，將學(xué)習(xí)與問(wèn)題解決能力厚植”的素養(yǎng)發(fā)展效果?！胺肿咏Y(jié)構(gòu)與性質(zhì)”單元的部分信息樣態(tài)和“驅(qū)動(dòng)性任務(wù)—問(wèn)題組”如圖3所示。

（二）引入“新異問(wèn)題情境”，引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)際問(wèn)題解決中加深對(duì)新知的理解

新異問(wèn)題情境指的是對(duì)學(xué)生而言相對(duì)陌生、復(fù)雜、有挑戰(zhàn)性、有遷移價(jià)值、有職業(yè)生涯規(guī)劃教育價(jià)值的貼近科研、生產(chǎn)、生活實(shí)際的問(wèn)題情境。新異問(wèn)題情境中出現(xiàn)的化學(xué)物質(zhì)通常來(lái)自課程標(biāo)準(zhǔn)及教材之外，但問(wèn)題解決所需的必備知識(shí)、重要觀念、主要經(jīng)驗(yàn)、思維視角和路徑等卻源于日常學(xué)習(xí)的累積?！胺肿咏Y(jié)構(gòu)與性質(zhì)”單元中的新異問(wèn)題情境設(shè)計(jì)可來(lái)源于高考題的改編或基于文獻(xiàn)信息的原創(chuàng)性問(wèn)題，例如：

上述問(wèn)題不僅促進(jìn)了學(xué)生對(duì)本單元知識(shí)的理解，還在一定程度上促進(jìn)了學(xué)生將本單元知識(shí)與先前習(xí)得的知識(shí)進(jìn)行融會(huì)貫通、綜合應(yīng)用。新異問(wèn)題情境中復(fù)雜問(wèn)題的解決，是系統(tǒng)落實(shí)“正確價(jià)值觀、必備品格、關(guān)鍵能力”三個(gè)層面學(xué)科核心素養(yǎng)的重要載體，也是國(guó)家用人培才體系中培養(yǎng)“有用、可用、大用”人才的關(guān)鍵步驟。

三、實(shí)踐效果與啟示

（一）實(shí)踐效果

通過(guò)課堂學(xué)習(xí)，學(xué)生對(duì)表1中的10個(gè)知識(shí)點(diǎn)的掌握達(dá)85%以上，相關(guān)新異問(wèn)題的解決成功率亦達(dá)到70%以上，說(shuō)明在教師的指導(dǎo)下關(guān)于分子建模與模型認(rèn)知，學(xué)生掌握得較好。但學(xué)生在課后作業(yè)和單元測(cè)驗(yàn)中的表現(xiàn)水平卻略為遜色，說(shuō)明學(xué)生在解決遷移類(lèi)問(wèn)題時(shí)，存在情境遷移的認(rèn)知障礙以及信息獲取與加工能力的不足。這也進(jìn)一步說(shuō)明信息獲取與加工能力是一種早期習(xí)得的習(xí)慣性素養(yǎng)。學(xué)生只有在后續(xù)的知識(shí)學(xué)習(xí)中，以問(wèn)題解決任務(wù)為依托，有意識(shí)地去克服自身信息獲取不足、信息處理片面、信息加工失當(dāng)?shù)刃袨?，提升自身的情境認(rèn)知素養(yǎng)，才有可能整體提升學(xué)業(yè)水平。

（二）啟示

教學(xué)實(shí)踐效果表明，新知理解水平與其相關(guān)的新異問(wèn)題解決能力是相互促進(jìn)、協(xié)同發(fā)展的。學(xué)生在課堂中的優(yōu)良表現(xiàn)為其持續(xù)探究增添了自信心，在單元測(cè)驗(yàn)中的低績(jī)效水平又為其反觀本以為已經(jīng)掌握的知識(shí)和方法提供了動(dòng)力，這對(duì)學(xué)生今后學(xué)習(xí)的啟示是：真正有意義的學(xué)習(xí)是問(wèn)題解決過(guò)程中的嘗試錯(cuò)誤式學(xué)習(xí)，錯(cuò)誤為深層學(xué)習(xí)提供了機(jī)會(huì)和指示；真正有意義的新知學(xué)習(xí)是調(diào)用追問(wèn)習(xí)慣、關(guān)聯(lián)思維的“知其所以然”學(xué)習(xí)[2]，而我們的學(xué)生在這方面的表現(xiàn)力仍然不足。在今后的教學(xué)設(shè)計(jì)及實(shí)施中，教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生在預(yù)習(xí)或自學(xué)中自主提出問(wèn)題，而不僅僅是摘錄信息、模仿應(yīng)用的機(jī)械學(xué)習(xí)。

［" "參" "考" "文" "獻(xiàn)" "］

[1]" 中華人民共和國(guó)教育部. 普通高中化學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)：2017年版2020年修訂[M]. 北京：人民教育出版社，2020.

[2]" 孫杰.化教育思想為教育理論：以《學(xué)記》研究為中心的歷史考察[J].華東師范大學(xué)學(xué)報(bào)（教育科學(xué)版），2022（12）：103-109.

（責(zé)任編輯 羅 艷）