情境化教学的功能、原则与设计实施

【摘要】文章从吸引、探究、迁移、评价四个方面梳理了以学生学习为中心的情境素材功能价值，从真实性、精准性、活动性、情感性四个方面总结了以问题反馈为目的的情境活动创设原则，从为什么、怎么样、在哪里、是什么、谁等五个方面串联了情境化教学设计实施过程，建构出包含教、学、评三个层面的情境化教学体系，即情境化教学的“4E4A5W”系统模型。同时，以“化学肥料”教学片段为例，对情境化教学过程进行分析，为一线教师情境化教学实践提供思路。【关键词】情境化教学；中学化学；情境功能；情境创设原则；教学设计当前，情境化教学研究方兴未艾。国务院办公厅《关于新时代推进普通高中育人方式改革的指导意见》中明确提出，要积极探索基于情境、问题导向的互动式、启发式、探究式、体验式等课堂教学［1］。另外，《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》和《义务教育化学课程标准（2022年版）》两版课程标准在教材内容组织、教学实施、试题编写等方面都对情境提出了要求及建议。建构主义认为，学习总是与一定的问题情境相联系。情境问题可以激起学习者积极的情绪，使其更好地利用自身已有的认知结构和生活经验，对当前所学知识进行“同化”和“顺应”，从而达到一定意义上的建构。受传统应试教育的影响，部分一线教师在教学上仍注重知识灌输与考点讲解，缺乏适应发展学生核心素养的教学方法。［2］另外，教师在面对课程标准中的情境素材建议时，无法直接快速地进行情境化教学开发，并在课堂中实施。针对国内情境化教学实践出现的问题，笔者基于建构主义及素养导向教学的新课程理念，重新审视教学系统中的学、评、教三环节，强调把学科知识放归有意义的情境当中，即对情境化教学的功能、原则与设计实施进行梳理，旨在为中学化学课堂落实学生核心素养的培育提供启发和思路。一、情境化教学的功能功能是教学情境的灵魂，教学情境的设置首先是为了完成教学目标和任务，其次是促进学生高水平的思维，最终达到提高学生科学素养的目标。［3］周业虹从科学思维培养的角度分析，认为真实情境素材具有激发学生的科学思维，有利于科学探究思路与方法的形成，有利于应用化学知识的功能价值。［4］支瑶等人从教学实施的角度分析，认为真实情境通常具有线索功能、证据功能、评估功能。［5］宋倩雯等人从情境认知与学习理论的视角分析，认为情境素材具有承载核心素养培育的时代价值。［6］笔者在此基础上，从学生学习的角度梳理出情境化教学的功能为吸引（Engagement）、探究（Exploration）、迁移（Elaboration）、评价（Evaluation），简称“4E”，其内涵如下（见表1）。二、情境化教学的原则精心创设丰富多样的教学情境，置学生于情境中思考和学习，已经成为中学化学教师的一个共识，并逐渐落实为一种自发的教学实践。基于建构主义学习理论及课程标准的核心素养培育要求，笔者结合大量观课、议课实践，以问题反馈为目的，梳理出情境化教学的原则为真实性（Authenticity）、精准性（Accuracy）、活动性（Activity）及情感性（Affectiveness），简称“4A”，其关键要素如图1所示。（一）真实性——“虚假”情境应避免越真实的学习情境越易引发学生的共鸣，从而驱使学生更积极主动地在情境问题中获取及运用新知识，达成教学目标。“虚假”情境往往是不完整的、经不起推敲的，容易让学生对情境知识感到困惑，学生难以真正地理解知识的根源。教师在进行教学设计时应当避免设置“虚假”情境。例如，某教师在一节介绍原电池的课上，使用了一则“格林太太补牙趣事”的情境。该情境讲的是格林太太到牙科去补牙，补完一颗金牙后又补了一颗银牙，一段时间后牙齿疼得厉害。由此，教师引导学生得出答案：金牙、银牙和口腔环境构成了原电池。后来在网络上搜索，发现“格林太太补牙趣事”还有金牙和不锈钢牙的版本。这样的教学情境是典型的“虚假”情境，完全是杜撰出来的。这种想当然、为了情境而杜撰情境的设计违背了创设化学教学情境的真实性原则，反映出部分教师对情境化教学片面化和肤浅化的认识。两相对比，用“水果电池让音乐贺卡响起来”这样的真实情境导入原电池内容的学习，不仅可以吸引学生的注意力，还能使学生产生认知冲突，激活思维。（二）精准性——“散装”情境不宜多情境素材的选择与创设是落实素养为本教学的关键步骤。科学知识的形成是连续的、动态的、多方面综合作用的，因此，与同一个教学主题内容相关的化学知识情境素材往往有很多。教师需要依据教学内容的特点及从学生能力素养发展的角度，精准地选取情境素材，并对其进行结构化的整体设计，避免素材的过度堆砌。否则，不仅会使教学目标无法达成，还容易让学生因素材过多而造成学习困难，从而不利于学生化学思维的培养。例如，筆者曾经观摩一位青年教师上“从火山喷发中认识硫及其化合物”的课。该教师一开始接连呈现了“散发恶臭的硫”“地狱带来的瑰宝——硫”等网络上的文字资料，接着用一则关于伊真火山的图片及视频导入新课，再从视频中提出5个问题并逐一进行解答，最后才总结得到硫的物理性质。此时，课堂已过去四分之一时间，教师才开始讲述硫的化学性质、二氧化硫的物理性质及化学性质等重点内容。其间，该教师还穿插了3个视频、若干个资料卡片。虽说授课逻辑还算清晰，但各种“散装”情境的堆砌让人眼花缭乱，这不仅冲淡了教学主题，还妨碍了学生的深度思考。（三）活动性——“活动”情境要提倡教学情境应是能够体现学科知识发现的过程、应用的条件以及学科知识在生活中的意义与价值的一个事物或场景。［7］情境化教学并非仅是情境素材的导入，而是要将情境贯穿于学生构建知识的整个活动过程。因此，在情境化教学中，学生的学习并非只是一个被动地接受信息、再强化训练的过程，而是需要在具有启发性的思维活动、实践活动中主动获取情境信息，多次发生“冲突—内化”，积极建立新旧知识的联系，从而认识和理解知识的本质。例如，在讲授“元素周期表”时，教师可以先用关于门捷列夫的视频创设一个故事情境，再设计如下的情境活动：请画出前20号元素的原子结构示意图，并将这20个元素编排成一张表。这张表需符合以下三个原则：①原子序数递增；②相同电子层数的原子在表中能进行归类；③原子最外层电子数相同的元素在表中能进行归类。教师通过“情境—活动”的设计，让学生亲身体验情境素材中的探究活动，获取与元素周期表相关的感性认知经验，使学生自然而然地掌握元素周期表的编排规则、周期和族的概念等知识，同时还帮助学生建立了分类的科学思想，使学生进一步理解学科本质、发展学科思维，激发了学生投身学科研究的热情和动力。（四）情感性——“贯穿”情境见功夫教师要善于捕捉情境素材中蕴含的特征要素，如家国情怀、社会责任、时代担当等，并将这些特征要素贯穿于知识的学习过程，进而激发学生对科学知识的积极情感，培养学生的科学态度和社会责任，推进课程思政的建设，落实立德树人的根本任务。例如，“合成氨”在《普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）》中出现多次，其对于化学学习有着重要的意义。教师应如何充分挖掘合成氨的情境价值呢？笔者基于学科理解，结合有关合成氨的史料，认为可从以下几个方面考虑：一是赞赏化学对满足人类需要和社会可持续发展做出的巨大贡献；二是引导学生从反应速率和化学平衡的视角，学习解决复杂问题的一般思路和方法；三是引导学生从合成氨的史料中体会科学与技术、科学与伦理的关系。例如，白建娥等人以“工业合成氨”为复习主题，以合成氨相关的三次诺贝尔奖为“贯穿”式的情境主线，依托“经历哈伯的研究”“赞赏博施的创意”和“解读埃特尔的成果”三个环节［8］，带领学生循着科学家的研究足迹，经历他们的研究，直面他们遇到的难题，完整地挖掘了合成氨情境素材的丰富内涵，充分体现了对情境化教学的深度理解，真正落实了科学态度与社会责任的素养培育。三、情境化教学的设计实施化学教学系统模型对核心素养导向的化学教学设计具有重要的理论指导作用，该模型由内容、活动、情境、评价、策略、目标六个核心要素构成。笔者以核心素养培育为导向，基于化学教学系统模型的核心观念，结合对情境素材的功能及创设原则的梳理，对情境化教学的设计实施进行了建构（如图2）。由图2可知，情境化教学设计实施模型主要包括为什么（Why）、怎么样（How）、在哪里（Where）、是什么（What）、谁（Who），简称“5W”。五大核心要素构成了教师情境化教学及学生情境化学习的全部内容，其主要内涵见表2。例如，人教版化学九年级下册“化学肥料”主要包括2个课时的内容。其中，第1课时的主要内容是化肥简介，简要介绍化肥的种类和作用。基于“5W”的情境化教学模型，可将“化学肥料”第1课时环节一的情境化教学做如下设计（见表3）。情境化教學的目的不只是为了让学生达到“愤悱”状态，也不只是为了导入课堂、引出知识，而是为了深挖情境并精心设计情境活动。基于“5W”的情境化教学模型有利于教师进一步厘清情境素材与情境化教学之间的关系，帮助教师从三个教学层次将情境素材逐步加工成操作性强的教学设计，进而落实到实际的教学中，为学生核心素养的形成和发展搭建真实平台。四、情境化教学的“4E4A5W”模型基于以上对情境化教学的功能、原则及设计实施的详细分析，并结合一线教师实施情境化教学的现实困境，笔者从学、评、教三个层面构建情境化教学的系统模型。其中，学是以学生学习为中心的功能价值分析（4E），评是以问题反馈为目的的创设原则梳理（4A），教是以核心素养培育为导向的教学活动创设（5W），即情境化教学的“4E4A5W”系统模型（如图3）。该模型能有效帮助教师深度理解和创造性开发情境素材，也有利于将学生置于真实情境活动中学习知识，帮助师生厘清情境与知识之间的联系，促进深度学习的发生，发展学生的化学学科核心素养。五、结语精心创设丰富多样的教学情境，置学生于情境中思考和学习，已经成为中学化学教师的一个共识，并逐渐落实为一种自发的教学实践。但要在实际的情境化教学中实现核心素养目标的落地生根，教师需要对课程标准、学业要求和学生学情有很好