化学课程中情境类型与特征分析，本文主要内容关键词为：情境论文,特征论文,类型论文,化学论文,课程论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
当今世界范围的化学教育出现了一些亟待解决的问题：为了让学生掌握更多化学知识，化学课程承载的内容超负荷，化学课程变成了孤立事实的堆积；而在有限的时间里学习这些知识，学生难以将这些事实建立起内在的联系，导致课堂教学低效率；学生在解决实际问题时对化学概念和原理缺乏迁移能力。面对这些问题，吉尔伯特（J.K.Gilbert）认为在化学课程中引入情境，将其作为课堂教学的基础，让学生在情境中体验化学知识获得的过程，可以解决学生学习化学所出现的困难和问题。[1]这种观点与建构主义和情境认知学习理论不谋而合。当前有关情境的研究更多的是关注情境创设的途径方法，而对于化学课程中情境的内涵、特征及其分类则缺乏清晰的界定，亟待进行深入研究。
一、化学课程中情境的内涵
“情境”一般指“情况，境地”。《辞海》对其定义是“一个人在进行某种行动时所处的特殊背景，包括机体本身和外界环境因素”，与英语中的“con-text”对应。“情境”最初引入学校教育时，众多研究者认为情境是学习者身处的物理环境、周围的人和事物等，也有的研究者认为情境是学习者的情绪状态、关注的焦点，还有研究者将情境定义为学习者物理、社会、情绪和信息的状态。[2]
美国语言学家杜兰蒂（A.Duranti）等人认为准确定义“情境”几乎是一件不可能完成的事情，他们提出了教育情境的四个层次，分别是：学生处在由时间和空间构成的社会背景框架中，体会到重要事件（focal events）存在于情境中的意义；学习者受已有知识经验的影响指向对情境中重要事件的学习和讨论；在与此情境的相互作用中不断挖掘与重要事件有关的信息和内容；产生能够迁移到其他情境的一般性知识。[1]他们认为所有的教育情境都应具有这四个层次。显然，我们平时所说的“情景（situation）”便是“情境（context）”的第一个层次，即能激起学生积极学习的各种场景、事件，它是客观的，与主体没有发生实质性的联系。一旦引起主体的兴趣并参与进来，此“情景”自然就变成个体学习的一种“情境”。
在学校教育中，“情境”作为课程教学系统的内在组成部分，不同于教学系统外在的、宏观的“环境”（社会环境、学校环境等），它不仅是物理的、现实的，又是心理的、人工的，是一种通过选择、创造构建的微环境。[3]化学课程中的情境是学生获得、理解和应用化学知识的文化背景的缩影，其中既包含知识产生的条件以及相应的活动背景，也包含社会性的人际交往和协商活动。从情境所包含的科学知识出发，克拉森（S.Klassen）认为科学教育中的“情境”是“连接一个重要实体（focal entity）或是围绕在重要实体周围的另一个实体，作用是让整体的意义更加明了”[4]。这里重要实体是指科学课程要求学生掌握的科学概念或技能，而另一个实体则是科学知识产生的背景或环境。吉尔伯特也具有同样的看法，认为“情境”是嵌有重要事件的文化背景，其中“重要事件”正如克拉森提出的“重要实体”，即科学课程要求的科学概念或技能。
综上所述，笔者认为，化学课程中的“情境”需包含与所学化学知识有关的社会文化背景，在这样的背景中学生能够主动地建构知识的意义。它可以是在一般的社会氛围、物理环境和背景事件中，学生从事化学学习或探究活动的环境，也可以是教师选择的用来阐明知识重要意义的实体。这种实体类似于化学课程标准中提供的情景素材，可以通过文字、图片、视频、多媒体等形式呈现。
二、化学课程中情境的类型
按照不同的标准可以将情境分为不同的类型。基于上述对情境内涵的分析，笔者将化学课程中的情境分为探究的情境、历史的情境、经验的情境和叙事的情境四种类型。
（一）探究的情境
建构主义和情境认知学习理论都强调要创设一种真实的环境，让学生在社会交互中建构知识或形成认知。情境认知学习理论提出的“实践共同体”，就是强调学习是通过参与有目的的模仿活动而建构的。[5]科学的本质是探究，学生学习科学的最好方式就是模拟科学家的探究过程。科学探究不是单个科学家在实验室完成的认知发现，而是科学家作为一个科学共同体推进科学知识不断进化的过程，它是一种社会建构过程。
探究的情境就是教师在课堂教学中创设这样一种类似真实科学研究的环境，让学生身临其“境”地进行化学学习，每个人都是在他人成果的基础上展开深入研究，在实践共同体内发表自己的思想，接受共同体中其他成员的评价，最终形成自己对知识的意义建构。探究的情境要求模拟科学家进行科学研究的过程，是化学课程中最理想的一种情境。对于那些有志于从事科学研究事业的学生来说，这种探究的情境是极有吸引力的，有利于培养他们的探究精神、问题意识，以及团队协作、动手实践和解决实际问题的能力。
要说明的是，探究的情境本质上是教师创造一种与科学研究相似的教学环境，是一种基于当前教师和学生文化背景的科学学术氛围的微型体现，而非教师在课堂上展示某个特定的化学实验。化学课程中的实验是课程编制者和教师排除了非本质的属性和因素，突出主要因素而设计的获得科学知识的一种方法或手段，从这个意义上讲，科学实验是去情境化的。因此，笔者认为单纯呈现化学实验并不一定能创设探究的情境。
（二）历史的情境
当概念回归到科学发展的历史当中，就能从中找到概念产生的条件、背景以及概念形成的过程，从而理解科学概念发展的历程。很多学生认为科学是枯燥的，他们认为当前学习的科学已经是非常完美的，没有什么可以突破的。学生产生这种想法是因为化学概念引入化学课程中时，并没有指明概念发展过程中出现的相异观点，以及科学家之间相互辩驳的思想，或者是科学家失败的经历。
然而在学校教育中，将科学史中概念形成和发展的原貌呈现给学生，似乎并不利于他们对知识的理解。这是因为科学史中有关科学概念产生和存在的真实数据、图表和证据并不一定适合学生的学习，而且当时使用的术语所具有的内涵在当今也有了新的发展。这就要求将化学概念引入化学课程时必须遵循一定的规则，即对概念产生的背景和条件的介绍必须与当前学生所处的社会背景下的理解和应用相适应。将科学史引入化学课程中可以通过故事的形式来介绍，但应注意重要的历史细节必须是准确的，能够恰当地体现科学概念产生的背景、条件及概念发展的过程。如果只是简单、机械地将化学发展的历史呈现出来，则显得单调乏味，难以引发学生的学习兴趣，所以在呈现的时候需要加上一些合理的生动具体的情节，但绝不能与历史事实相冲突。
历史的情境能够揭示知识产生的背景和条件，帮助学生了解知识产生的来龙去脉，增进学生对科学知识和科学本质的深刻理解，培养学生的批判性思维和创新意识。
（三）经验的情境
学生是在已有知识经验的基础上建构知识的意义，已有知识经验是影响学生学习最重要的因素。学生在接受正规的科学教育之前，在日常生活中已亲身经历了许多与科学有关的事件，积累了一定的经验。经验的情境一定是来源于学生日常生活中的现象和事件，可能是一个场景、画面或是一次亲身的情感经历。在化学课堂中，呈现经验的情境有利于加强新知识与学生已有知识经验的联系，让学生感到化学与自身的生活息息相关，从而激发其学习的兴趣，调动学习的积极性。
经验的情境可以通过文字、视频、实物等形式向学生呈现知识产生、应用的背景，也可以通过提出问题以引发学生的认知冲突。例如以下两个案例。
情境1：火山喷发时熔岩喷涌、浓烟滚滚，不仅释放出巨大的能量，而且产生出许多含硫元素的气体，在火山口还有硫单质出现。这是硫单质及含硫化合物的来源之一。[6]
情境2：同学们可能都有被蚊虫叮咬后皮肤奇痒、疼痛难忍的经历，如果涂上肥皂水等碱性物质，就可以减轻痛痒。这是为什么呢？[7]
这两个情境都是学生在日常生活中直接或间接经历过的，其与学生日常生活的贴近程度不一样。情境1一般是学生通过电视媒体间接感知到的，而情境2则有可能是学生在日常生活中亲身经历到的。经验的情境是从学生的生活经验中取材的，越贴近学生的日常生活经验，越能够激发学生的学习兴趣，让学生感受到化学学习的重要性和价值。
（四）叙事的情境
科学教育情境的一个重要作用是激发学生的学习兴趣，让学生在情境中获得情感体验，并培养学生学习的内部动机。虽然上述三种类型的情境都能激发学生的学习动机，但是叙事对学生学习动机的激发具有更大的潜力。[4]
叙事的情境需要教师根据教学目标选择与教学内容相关并且能让学生获得良好体验的素材。它可以从社会的热点问题、现实事件中获取素材，也可以联系最新的科技成果、发展动态，以讲述事实或新闻、轶事的形式进行展示。叙事的情境不但要激发学生的学习兴趣和动机，让学生获得积极的情感体验，更要注重启发和引导学生积极思考。因此，一般在呈现具体事实后，教师还应提出系列的问题，引导学生选择相关的信息进行深入思考。
教师在实际教学中应避免讲述那些负面甚至是令人恐惧的事实，如讲授氯气的性质时，描述战场上氯气的毒害；讲授有机化学时，举例三聚氰胺；等等。这样的叙事情境给学生传递的是消极的情感，不仅不利于激发学生的化学学习兴趣，甚至还会使学生产生抵触情绪。
三、化学课程中情境的特征
不同类型的情境虽然其功能和作用不同，但作为课程教学的内在组成部分，各类情境应具有共同的特征。从促进学生有效学习的角度，化学课程中的情境应具有以下特征。
（一）揭示知识产生的背景和条件
知识产生于人类的社会生活和生产需要，学生了解知识产生的背景和条件，有利于增进他们对知识的深刻理解，促进知识的迁移应用。化学课程中的情境要包含与所学化学知识有关的社会文化背景知识，体现知识产生和应用的内部条件和外部环境。这些背景信息会影响学生对知识的思维加工，引导学生积极建构所学知识的意义，形成特定的化学知识。
案例1：汶川地震牵动着全国人民的心，但通信中断为救援工作带来了极大困难。在这种情况下，灾区群众只能通过收音机来了解救灾的情况。同学们想一下，如果此时收音机没电了，被困群众又无法买到电池，他们能不能利用化学反应来制作电池呢？
这个情境包含了学习“原电池”的社会文化背景，揭示了原电池知识的学习在这个情境中的意义。面对这个情境，学生认识到学习原电池知识对解决实际问题的有用性，学生的学习动机和积极性被调动起来了。
（二）具有明确的知识指向性
情境的重要特征是包含能产生特定化学知识的信息。在课堂教学中绝不能将情境形式化，教师创设的情境与课程内容应具有内在的实质性的联系。情境中的信息对产生特定的化学知识应具有明确的指向性，这种指向性应与教学目标相一致。如果情境偏离了知识的指向性，学生将从情境中获得无关的信息，对认知造成干扰。
案例2：1794年瑞典化学家舍勒在研究软锰矿（主要成分是
）时，把盐酸与软锰矿混合在一起加热，发现生成了一种具有强烈的刺激性气味的黄绿色气体。这引起了舍勒的兴趣，他将制备出来的气体溶解到水中，发现这种气体的水溶液略显酸性，而且还能够使花朵、纸张、叶子等的颜色褪去。
这个情境的知识指向性是非常明确的，从情境提供的信息中学生可以获得有关氯气制备、颜色、气味、溶解性以及与水反应等的知识。如果不重视情境的这个特征，在教学中教师就会创设一些形式化的情境。
（三）引发学生积极的思维活动
情境不仅要能给学生提供有用信息，有价值的情境一定是内含问题的情境，它能有效地引发学生的思考，促进学生积极思维。简单的情境缺乏必要的信息，不会引发学生的深入思考；而复杂的情境也会阻碍学生的认知活动，因为学生不知道该从情境中提取哪些信息来解决问题。一个好的情境所能引发的学习活动须落在学生的“最近发展区”内，要能引发学生的认知冲突与积极思考。
案例3：炎热的夏天，当我们打开可乐瓶盖时，会发现有许多气泡冒出来；茫茫的大沼泽充满神奇，每年到了夏天，沼泽地里就会经常冒出气泡；在早晨或是天气闷热的时候，池塘的鱼儿会时不时地跳出水面。你知道上述现象都是什么原因造成的吗？
这些情境都与学生的知识经验相联系，看似不同的情境却包含了相似的知识内容，即气体的溶解性知识。学生通过对情境中的信息和问题进行深入思考，就可以获得有关气体溶解性的相关知识。
（四）产生具有迁移价值的一般性知识
瑞兹尼克（L.B.Resniek）指出，学校的情境是相对于学生的“智力工作”而言的，而日常生活情境偏重于学生使用工具去解决问题。[3]化学课程中的情境，要求学生通过一系列的学习活动，最终从情境中获得一般性知识，并能在其他情境中迁移应用，以此培养学生解决社会生活问题的能力。
案例4：目前，从海水中提取食盐的方法主要为“盐田法”，盐田通常分为两部分：蒸发池和结晶池。先将海水引入蒸发池，经日晒蒸发水分到一定程度时，再导入结晶池，继续日晒，海水成为食盐的饱和溶液，再晒就会逐渐析出食盐来。这时得到的晶体就是我们常见的“粗盐”。剩余的液体称为母液（也称苦卤），可以从中提出多种化工原料。
该情境包含了有关“饱和溶液”“溶解度”等概念，学生所要学习的一般性知识不仅蕴含在“海水晒盐”情境中，而且这些一般性知识又能够迁移到情境中。例如，用“饱和溶液”的知识对“母液”进行深入探究，从而加深学生对“饱和溶液”知识的深刻理解。
总之，情境已成为课堂教学的基本要素，创设有价值的情境已成为化学教师课堂教学的基本行为。在实际教学中，教师可以通过创设情境引发学生积极的情感和认知活动，引导学生发现情境中包含的一般性知识，最终实现学生对知识意义的自我建构。