“學(xué)習(xí)進(jìn)階”在核心素養(yǎng)導(dǎo)向下的理論研究及應(yīng)用
——以“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”教學(xué)為例

嵆建國(guó)

“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論一經(jīng)推出,便引起了廣大教育工作者的普遍關(guān)注,學(xué)術(shù)界對(duì)此進(jìn)行了深入的理論研究,并將該理論運(yùn)用到教學(xué)實(shí)踐中,取得了相當(dāng)豐碩的教學(xué)成果。針對(duì)初中化學(xué)學(xué)科“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論的應(yīng)用進(jìn)行研究,把 “教、學(xué)、評(píng)一致性” 及“教、學(xué)、做合一” 理論與“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論進(jìn)行對(duì)比后,基于學(xué)生的基本學(xué)情,對(duì)“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 的4 個(gè)水平級(jí)劃分進(jìn)行調(diào)整,實(shí)施有效教學(xué),培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力及核心素養(yǎng)。

一、初中化學(xué)學(xué)科“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論的內(nèi)涵

“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論由美國(guó)NRC 發(fā)布的《K-12年級(jí)科學(xué)教育框架: 實(shí)踐、跨科學(xué)概念與核心概念》 提出,致力于通過(guò)“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 解決以往課程教學(xué)中“廣而不深” “繁雜零散” “銜接脫節(jié)” “教評(píng)不一” 的教學(xué)瓶頸。“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論一經(jīng)提出便受到教育界的廣泛關(guān)注?！皩W(xué)習(xí)進(jìn)階” 是指學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中,從未接受教學(xué)開(kāi)始,直至完成學(xué)習(xí)的過(guò)程中,學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)從“入門(mén)” 到“熟練”再到“精通” 的階段性學(xué)習(xí)過(guò)程,簡(jiǎn)而言之就是學(xué)生由淺入深的學(xué)習(xí)過(guò)程。例如,在部編版初中三年級(jí)的化學(xué)教學(xué)中,學(xué)生需要先學(xué)習(xí)“空氣” 再學(xué)習(xí)“氧氣”,然后學(xué)習(xí)“制取氧氣” 直至單元實(shí)驗(yàn)活動(dòng)“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”。在這一過(guò)程中,先學(xué)習(xí)“空氣” 再學(xué)習(xí)“氧氣” 是“入門(mén)階段”,再學(xué)習(xí)“制取氧氣” 是“熟練階段”,最后學(xué)習(xí)“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)” 是“精通階段”。由此可見(jiàn),“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論其實(shí)并不難理解,這種“由簡(jiǎn)單到復(fù)雜” “由淺表到深度” “由寬度到維度” 的理論方法,和“教、學(xué)、做合一” “教、學(xué)、評(píng)一致性”等理論有諸多相似之處。

二、“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 和“教、學(xué)、評(píng)一致性” 理論的對(duì)比

“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論和“教、學(xué)、評(píng)一致性” 理論有諸多相似之處,主要體現(xiàn)在“由淺入深” “依次進(jìn)階” “逐級(jí)深化” 的教學(xué)過(guò)程中。將“教、學(xué)、評(píng)一致性” 和 “學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論進(jìn)行對(duì)比,從“教、學(xué)、評(píng)一致性” 的“三個(gè)維度” 進(jìn)行分析,“教、學(xué)一致性” (入門(mén)) “教、評(píng)一致性” (熟練)“評(píng)、學(xué)一致性” (精通) 三級(jí)目標(biāo)緊密結(jié)合、環(huán)環(huán)相扣,即在學(xué)習(xí)目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下,“課堂評(píng)價(jià)全程跟進(jìn)” “教學(xué)活動(dòng)充分展開(kāi)” “評(píng)學(xué)教育促進(jìn)提升”。這種“由淺入深” “依次進(jìn)階” “逐級(jí)深化” 的教學(xué)過(guò)程和“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論核心概念不謀而合,具有很多“共同點(diǎn)” 和“共通性”。

三、“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 和“教、學(xué)、做合一” 理論的對(duì)比

“教、學(xué)、做合一” 理論是由我國(guó)著名教育學(xué)家陶行知先生提出的,主要內(nèi)容有“生活即教育”“社會(huì)即學(xué)校” “教、學(xué)、做合一” 三大板塊。陶行知先生認(rèn)為,在教學(xué)目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下應(yīng)該以“學(xué)做”為中心,要以“生活化” “社會(huì)化” 為教學(xué)背景。在生活中、在社會(huì)上,這件事該怎么做,學(xué)生就應(yīng)該怎么學(xué),學(xué)生該怎么學(xué),教師就應(yīng)該怎么教。這種“教人做事” 而非“刻意應(yīng)考” 的教學(xué)理念,符合素質(zhì)教育背景下培養(yǎng)學(xué)生核心素養(yǎng)的要求。觀照“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論進(jìn)行分析,在“學(xué)習(xí)目標(biāo)” 的驅(qū)動(dòng)下,通過(guò)“怎么做” 確定“怎么學(xué)”,通過(guò)“怎么學(xué)” 確定“怎么教”,通過(guò)“怎么教” 確立教、學(xué)、做是一件事而不是三件事的理念。例如,在部編版初中三年級(jí)上冊(cè)第二單元“我們周?chē)目諝狻钡慕虒W(xué)中,首先確定大單元教學(xué)目標(biāo)“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)” (以目標(biāo)為導(dǎo)向),在目標(biāo)的驅(qū)動(dòng)下開(kāi)展“課時(shí)1” “課時(shí)2” “課時(shí)3” 的學(xué)習(xí),而教師的教法也將基于學(xué)情而展開(kāi)。通過(guò)“教、學(xué)、做合一” 和“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論的對(duì)比來(lái)看,“學(xué)” 對(duì)應(yīng)“入門(mén)”,“教” 對(duì)應(yīng)“熟練”,“做” 對(duì)應(yīng)“精通”,“教、學(xué)、做合一謂之整體的一件事而不是三件事” 對(duì)應(yīng)了“學(xué)做、學(xué)評(píng)” 緊密結(jié)合、環(huán)環(huán)相扣,由此可見(jiàn)其“共同點(diǎn)” 和“共通性”。

四、基于基本學(xué)情對(duì)“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論的思考

對(duì)“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論的研究是為了有效應(yīng)用該理論。通過(guò)前文的研究和對(duì)比,我們不難發(fā)現(xiàn),“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論和諸多理論的共同之處。但是教師不能忘掉一個(gè)基本前提,那就是以學(xué)情為出發(fā)點(diǎn),要充分考慮學(xué)生的基本學(xué)情,不能把理論照搬照抄到實(shí)際教學(xué)之中,要基于“校情” “班情” “學(xué)情”做出具有“適配性” 和“兼容性” 的調(diào)整,而不是簡(jiǎn)單直接的“復(fù)制粘貼”。例如,在實(shí)驗(yàn)活動(dòng)1 “氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)” 的教學(xué)過(guò)程中,在此之前學(xué)生已經(jīng)用3 個(gè)課時(shí)學(xué)習(xí)了“空氣” (空氣的組成),通過(guò)拉瓦錫空氣中氧氣含量實(shí)驗(yàn),學(xué)生認(rèn)識(shí)了空氣的組成和占比成分,以及純凈物和混合物的概念;學(xué)習(xí)了“氧氣” (氧氣的性質(zhì)),通過(guò)對(duì)比部分物質(zhì)在氧氣中和空氣中的燃燒現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)了氧氣活潑且助燃的性質(zhì)及特點(diǎn) (教學(xué)重點(diǎn));學(xué)習(xí)了“制取氧氣” (氧氣的制備),這里學(xué)習(xí)了兩部分內(nèi)容,一是制取氧氣的三種方法,二是探究過(guò)氧化氫制取氧氣中二氧化錳的作用,認(rèn)知催化劑和催化反應(yīng)。這將為“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)” 的教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

五、對(duì)“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 4 個(gè)水平級(jí)劃分進(jìn)行調(diào)整的研究

如前文所示,將“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 的整套理論,直接“復(fù)制粘貼” 到我們的實(shí)際教學(xué)中是不可取的行為。美國(guó)NRC 發(fā)布的《K-12 年級(jí)科學(xué)教育框架:實(shí)踐、跨科學(xué)概念與核心概念》 的研究中把“階”分為4 個(gè)階段,即可以基于模型解釋現(xiàn)象過(guò)程(水平1)、可以基于化學(xué)用語(yǔ)解釋過(guò)程(水平2)、可以基于機(jī)理解釋現(xiàn)象過(guò)程因果序列(水平3)、可以對(duì)現(xiàn)象進(jìn)行宏觀描述(水平4)?？紤]到基本學(xué)情,筆者以“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論為基礎(chǔ),對(duì)該理論重新劃分成經(jīng)驗(yàn)(具有和教學(xué)內(nèi)容關(guān)聯(lián)的零散知識(shí))、映射(構(gòu)建事物的具體特征及抽象描述)、關(guān)聯(lián)(建構(gòu)抽象術(shù)語(yǔ)和事物可觀測(cè)關(guān)系)、系統(tǒng)(協(xié)調(diào)多方面要素中自變量及共變量關(guān)系)、整合(從核心概念出發(fā)對(duì)某一科學(xué)觀念進(jìn)行解釋并形成跨學(xué)科統(tǒng)整的能力) 5 個(gè)階段。

(一) 創(chuàng)設(shè)情境,導(dǎo)出教學(xué)內(nèi)容

基于“學(xué)習(xí)進(jìn)階” 理論的化學(xué)教學(xué)應(yīng)從“經(jīng)驗(yàn)” 這一階段開(kāi)始,在進(jìn)行“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)” 之前,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了氧氣的制取、性質(zhì)、用途等知識(shí),已經(jīng)對(duì)氧氣有了較為深刻的認(rèn)識(shí)(映射)。[1]基于教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)、后續(xù)三階段教學(xué)(氧氣制取、性質(zhì)是重點(diǎn)和難點(diǎn)也是考點(diǎn)),以及學(xué)生第一次進(jìn)實(shí)驗(yàn)室制取氣體實(shí)驗(yàn)的考慮,進(jìn)行如下教學(xué)設(shè)計(jì):

教師: 各位同學(xué), 今天我們要學(xué)習(xí)的是“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)”, 現(xiàn)在請(qǐng)大家回顧第2 課時(shí)和第3 課時(shí)的學(xué)習(xí)內(nèi)容, 完成學(xué)習(xí)任務(wù)1 “氧氣的制取”, 誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)如何使用高錳酸鉀制作氧氣? (開(kāi)門(mén)見(jiàn)山, 點(diǎn)明主題, 明確教學(xué)目標(biāo), 明示學(xué)習(xí)任務(wù)。)

學(xué)生:KMnO4K2MnO4+MnO2+O2, 即高錳酸鉀錳酸鉀+二氧化錳+氧氣。[2]

教師: 很好, 現(xiàn)在請(qǐng)各小組按照該實(shí)驗(yàn)方案,利用5 分鐘的時(shí)間制取一瓶氧氣。(在考察、 檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果的同時(shí), 對(duì)學(xué)生的知識(shí)記憶進(jìn)行鞏固加深, 為接下來(lái)的教學(xué)打下基礎(chǔ)。)

設(shè)計(jì)意圖: 教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)看似簡(jiǎn)單,但實(shí)際上是最有效的檢驗(yàn)方法。在進(jìn)行制取氧氣的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,裝高錳酸鉀時(shí)“試管橫放,小勺送至底部”、加熱高錳酸鉀時(shí)“用酒精燈提前進(jìn)行預(yù)熱” 等不起眼的小步驟,往往反映出學(xué)生的化學(xué)核心素養(yǎng)及學(xué)習(xí)能力。如果學(xué)生在規(guī)定的時(shí)間內(nèi),又快又好地完成各步驟的實(shí)驗(yàn),說(shuō)明學(xué)生已經(jīng)熟練掌握了該知識(shí)技能。

(二) 探究活動(dòng),培養(yǎng)進(jìn)階能力

“臺(tái)上一分鐘,臺(tái)下十年功”,僅耗時(shí)5 分鐘的實(shí)驗(yàn)操作,卻是課時(shí)1、課時(shí)2、課時(shí)3 的知識(shí)結(jié)晶總和。學(xué)生實(shí)驗(yàn)效果的好壞,表明了學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解程度、運(yùn)用程度及實(shí)踐程度,這是學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)的真實(shí)反饋,也是教師緊密銜接后續(xù)教學(xué)的開(kāi)始。

教師: 第4 小組的同學(xué), 你們?cè)凇安僮鞑襟E”環(huán)節(jié)中, 為什么沒(méi)有在加入高錳酸鉀以后, 在試管口放置一團(tuán)棉花呢?

小組4: 我們忘記了。

教師: 那你們知道“放置棉花” 的作用嗎?

小組4: 防止高錳酸鉀粉末進(jìn)入導(dǎo)管發(fā)生堵塞爆炸。[3]

教師: 很好, 以后要注意這個(gè)問(wèn)題。 我們?cè)趯?shí)驗(yàn)過(guò)程中, 必須嚴(yán)格按照實(shí)驗(yàn)步驟進(jìn)行, 嚴(yán)謹(jǐn)細(xì)致,精益求精。

教師: 第6 小組的同學(xué), 你們裝高錳酸鉀的試管為什么不是向下而是向上的呢?

小組6: 為了放置粉末進(jìn)入試管, 同時(shí)也能讓產(chǎn)生的氣體向上。

教師: 那你們知道“固體試劑受熱時(shí)會(huì)釋放水蒸氣, 試管口向下傾斜可防止冷凝水回流的道理嗎?”

設(shè)計(jì)意圖: 如果學(xué)生能夠熟練地利用高錳酸鉀制取氧氣,說(shuō)明學(xué)生對(duì)氧氣制取反應(yīng)原理、裝置的選取、操作步驟、氧氣檢驗(yàn)、集氣瓶?jī)?nèi)氧氣驗(yàn)滿(mǎn)等步驟十分熟悉,已經(jīng)達(dá)到了知識(shí)內(nèi)化的地步,教師可以進(jìn)行“氧氣性質(zhì)” 的教學(xué)。相反,如果在實(shí)踐檢驗(yàn)中,學(xué)生“制取氧氣” 實(shí)驗(yàn)失敗,說(shuō)明學(xué)生某一環(huán)節(jié)的知識(shí)掌握不牢,沒(méi)能內(nèi)化吸收進(jìn)而轉(zhuǎn)為實(shí)踐運(yùn)用能力,那么教師應(yīng)先開(kāi)展糾錯(cuò)教學(xué),鞏固學(xué)生知識(shí)基礎(chǔ)后再進(jìn)行“氧氣性質(zhì)” 部分的實(shí)驗(yàn)。

(三) 加強(qiáng)訓(xùn)練,實(shí)現(xiàn)學(xué)以致用

在經(jīng)歷了“糾錯(cuò)” 和“鞏固” 環(huán)節(jié),學(xué)生對(duì)“氧氣制取” 的“認(rèn)知層次” 和“認(rèn)知維度” 更進(jìn)了一步。那么在接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中,教師將通過(guò)“氧氣性質(zhì)” 的活動(dòng)探究,提升學(xué)生對(duì)該單元學(xué)習(xí)內(nèi)容的認(rèn)知層次,使學(xué)生達(dá)到課程預(yù)設(shè)目標(biāo)(第五個(gè)階段),做到知識(shí)的內(nèi)化遷移、學(xué)以致用、學(xué)科統(tǒng)整。

教師: 現(xiàn)在各個(gè)小組通過(guò)實(shí)驗(yàn)操作, 已經(jīng)獲取了一集氣瓶的氧氣, 那么我們?cè)撊绾翁骄垦鯕獾男再|(zhì)呢?

學(xué)生1: 通過(guò)教材得知, 我們需要用到“鐵”“硫” “炭” 等實(shí)驗(yàn)材料。

教師: 很好, 那我們需要用這些材料做什么呢?

學(xué)生1: 送至集氣瓶?jī)?nèi), 觀察不同物質(zhì)在氧氣中的反應(yīng)。

教師: 非常棒! 接下來(lái)的任務(wù)就十分明確了。我們以“探究氧氣的化學(xué)性質(zhì)” 為總目標(biāo), 以“鐵絲在氧氣中燃燒” 為任務(wù)1, 以“木炭在氧氣中燃燒” 為任務(wù)2; 以“硫在氧氣中燃燒” 為任務(wù)3,請(qǐng)各小組按照預(yù)先布置有序展開(kāi)實(shí)驗(yàn)。[4]

教師巡查: 參與到學(xué)生的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)之中,以學(xué)生為主體進(jìn)行檢查督導(dǎo),巡查各個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)情況,并提出相應(yīng)的問(wèn)題。

問(wèn)題1: 為什么要把鐵絲以螺旋狀纏繞在木條上?

問(wèn)題2: 集氣瓶底部為什么要注水?

問(wèn)題3: 空氣中也含氧, 為什么同等方式不能進(jìn)行反應(yīng)?

問(wèn)題4: 當(dāng)看到水槽中導(dǎo)氣管口處有較大氣泡均勻冒出時(shí), 這說(shuō)明了什么?

問(wèn)題5: 從氧氣化學(xué)成分來(lái)分析, 它的性質(zhì)是否具有助燃性?

問(wèn)題6: 氧氣在生活中有哪些應(yīng)用?

設(shè)計(jì)意圖: 當(dāng)課程進(jìn)行到此處時(shí),之前預(yù)設(shè)的教學(xué)目標(biāo)已經(jīng)實(shí)現(xiàn),學(xué)生對(duì)“氧氣的實(shí)驗(yàn)室制取與性質(zhì)” 的學(xué)習(xí)已經(jīng)邁入全新的階段(第五階段),對(duì)該部分的知識(shí)已經(jīng)形成了深刻的認(rèn)識(shí),并結(jié)合生活化的情景問(wèn)題實(shí)現(xiàn)了以“學(xué)做” 為目的的核心素養(yǎng)目標(biāo)。

在課程教學(xué)進(jìn)行到最后階段,培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的同時(shí),不能缺少對(duì)重點(diǎn)、難點(diǎn)和考點(diǎn)的分析。如“如何檢驗(yàn)高錳酸鉀的氣密性” “試管口為什么要向下傾斜” “試管口位置為什么要放一團(tuán)棉花” “為什么要把鐵絲以螺旋狀纏繞在木條上”等知識(shí),向來(lái)是常用、常查、常考的重點(diǎn),多以填空題、選擇題、圖文題等方式變著花樣考查學(xué)生,為此,教師應(yīng)以此為“考點(diǎn)梳理” 進(jìn)行教學(xué)總結(jié),對(duì)學(xué)生進(jìn)行考查提示及教學(xué)評(píng)價(jià),提升學(xué)生的綜合能力,為課程教學(xué)畫(huà)上完美的句號(hào)。