新课程背景下高中化学课堂教学结构模型探析，本文主要内容关键词为：探析论文,课堂教学论文,新课程论文,模型论文,结构论文，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。
课是学校进行教学活动的基本组织形式，可以说课堂教学是学校教学工作的中心点，因此研究化学课堂的结构对于提高课堂教学效益具有十分重要的意义。但也正如原苏联教育家马赫穆托夫所说：“如果说课的结构是固定不变的，那么它必将阻抑教师的创造性，造成一种刻板式的教学，远离教学的积极性；如果课的结构不是固定的、无定形的，那么它将产生自发性，往往出现一种毫无根据的教师教学法。这样问题就产生了：精确地反映教学过程的逻辑，同时又使教师有可能发挥教学法上的创造性的发展性教学的课的结构组成的规律是怎样的呢？”[1]
一、认知结构、知识结构及能力发展是课堂教学的组成要素
设计优质高效的课堂教学必定注重学生的认知结构、教学内容的知识结构及学生能力发展三者间的有机融合。我国教学论专家胡克英指出“教学就其本质或主要内容而言，乃是教师把人类已知的科学真理，创造条件转化为学生的真知，同时引导学生把知识转化为能力的一种特殊形式的认识过程”[1]。选取《化学教育》《化学教学》与《中学化学教学参考》等三家在我国最有影响力的化学教学期刊，采集《化学教育》之教学研究栏目、《化学教学》之教学设计栏目与《中学化学教学参考》之课例点评及课堂在线等栏目自2007年第1期至2008年第8期共60期次所刊载的高中化学课堂教学设计案例共94篇。这些案例涉及中学化学教学内容的多个方面，也涉及不同的课型，代表着当前高中化学教学中较为优秀的课堂教学设计，同时也从另一个侧面体现了当前优秀的化学课堂教学结构。依据认知教学心理学观点，基于课堂教学的主客体分析即学生学情与教学内容分析，从课堂教学内容的知识结构、学生的认知结构、课堂教学的过程与目的等几个方面对上述94个课堂教学设计案例进行统计分析，具体见表1。
表1 94个课堂教学设计优秀案例统计分析
在这些优秀的教学设计案例或课堂实录中我们可以发现，教师十分注重学生原有的认知结构、教学内容的知识结构的分析，尤其是对学生的认知结构分析，案例中反映教师不但关注学生已学习过的相关知识结构，还注重学生在学习中可能发生的思维方式与思维兴趣分析。例如教学案例“金属的开发与利用”，不但解析了本节课各个层次的知识结构，还从“怎么教”“为什么教”“为什么要这样教”“教到什么程度”等四个方面解析了学生的认知结构、认知情感，并体现在课堂教学设计的每个环节中，这不但使学生能依据原有的认知结构顺利地同化新知识而建立更进一步的认知结构，还注重了学生对冶炼金属、应用金属所带来的相关社会问题的思考，培养了学生的社会责任感，从而很好地体现了化学教学中关注学生认知情感的建立，而不只是学生学习化学的一种情景兴趣。
二、学生的学、教师的教及教材知识三者间的和谐统一是课堂教学的高效保障
实施优质高效的课堂教学必定在教育过程中不只强调新的知识与技能的传播、不只注重学生学习兴趣与解决问题能力的发展，而是学生的学、教师的教、教材知识三者间的和谐统一。
1.高中化学课堂教学结构模型建构
课堂教学是一个充满师生生命活力的系统，是一个以学生为认知、实践、发展主体的特殊认识过程[2]。对于课堂教学结构论述众多，但大多阐述以课堂教学过程模式代替，且多以教或学的线性程序结构或方法论阐述，有的以教的过程为主，有的以学的过程为主。以教为主的教学过程在理论上已有多种模式，从赫尔巴特的预备、提示、比较、概括和应用的五环节教学过程模式，到凯洛夫的组织上课，检查复习，提出上课的目的、内容和要求，讲授新教材并明确内容要点，检查巩固所学的知识和布置课外作业的六环节课堂教学过程模式，再到布鲁纳的结构主义教学法、赞可夫的发展主义教学法、克拉夫基与瓦根舍因的范例主义教学法等，均是偏重于指向教师教的过程的操作程序，偏重于知识的传播。而加涅的引起注意、告知学习者目标、激活相关的原有知识、呈现刺激材料、提供学习指导、引发学习行为、提供反馈、评估学习行为和促进记忆与迁移等的九步骤课堂教学模式，却是基于他的学习与记忆的信息加工模型，即认为学习过程是加工系统、执行控制系统和预期系统三方面协同活动的过程。布卢姆的掌握学习理论、奥苏贝尔的意义学习论与先行组织者理论也均是基于对学生的认知结构的建构，这些理论却偏重于学生的学，虽突出了学生学的主体，可又容易使教师忽略知识结构与认知结构的有机结合在教与学过程中的实际体现。
从偏重教或学的方法论到化学教师具体到某一知识点的课堂教学实施，可谓“距离”较远，这也是大多在一线从事基础教育的教师对各种教学理论只能在口头与文章上体现，而不能在课堂教学实践中真正有意识地应用的原因之一。因为教师在教学时应当根据教学任务的要求、教学内容的特点、班级学生的身心特征和学业程度，以及教师本身运用各种教学方法的技能技巧来选择教学方法的最优组合方案，以争取最佳的教学效果[1]，而不单单是某种单一理论的具体应用。学生、教师、教材可以说是中学课堂教学中恒定不变的三大要素，课堂教学结构即指此三者间在课堂教学系统中的相互关系，而非单指课堂教学中教或学的过程模式。笔者基于建构主义、认知教学理论，依据对上述94个优秀案例以及近几年来所观摩的优质课或公开课的分析，结合个人的教学实践，构建了图1所示的高中化学课堂教学结构模型。
图1 高中化学课堂教学结构模型
2.高中化学课堂教学结构模型诠释
局限于一定时间、一定空间与一定学科内容的高中化学课堂教学，不一定能清晰而系统化地体现单纯的教或学的理论；一个从事高中化学教学的教师也不一定是某种单纯教或学理论的信徒。基于教学实践的高中化学课堂教学结构模型体现了以下几个方面的教与学的特点：
(1)认知结构、知识结构、问题三者间的吻合度——模型的组成说明。结构模型图的中心为“学生——认知结构”。关于认知结构，许多认知心理学家有不同的定义，无论是皮亚杰的“图式”还是奥苏贝尔的“头脑中的知识结构”，对于教师来说，学生的认知结构就是基于本课时相关教学内容的知识记忆量以及应用此相关知识解决问题的方法与思维能力。例如高中化学硝酸课时，学生的认知结构就是学生记忆中酸的通性与应用酸的通性去思考其他化学问题的能力。教材——学科知识结构，即指符合化学科学本质，符合化学学科知识体系结构的化学学科知识结构，而非单纯地指教科书在本课时所呈现的教学文本。学生的认知结构是从教材的知识结构转化而来的，奥苏贝尔曾指出要使学生学习得好，编写教材和呈现教材这两环必须抓好。对于教师来说，在当前不追求知识的系统性结构，而偏重于学生可能的认知结构而编写的教科书时，就必须更认真了解自己学生的认知结构特点，这样才能清楚地认识到知识的重难点，才能创造性地呈现具有良好知识结构的教学设计，才能有利于学生建立良好的认知结构。学生掌握化学知识的过程，实际上就是把化学学科知识结构转化为个人的认知结构。基于本课时相关学科知识的问题，即指当学生学习了新的化学知识后，而设置基于新的认知结构的化学习题或生活生产中的化学问题，让学生尝试运用新的认知结构去思考、去修正、去巩固。课堂教学的有效性主要体现在解决相关问题的有效性上，上完一堂课后，除化学基本素养与基本知识技能的落实外，可以反思两点以检验有效性：学生能否运用新的知识而解决原本不能解决的化学问题；学生是否对原来感到难度较大的化学问题在课后变得有思路、有方法，体现出教学内容所呈现的知识结构、学生新的认知结构、问题所蕴含的知识与思维结构三者间的吻合度。
(2)模型清晰表达了课堂教学中的“认知流”，体现出学生的主体地位。课堂教学的实质就是使学生能构建进一步的认知结构，而课堂教学内容即本课时教材所体现的知识结构就是教师组织和实施教学活动的主要依据，这也是学生学习的主要依据，是实现教学目标的重要保证。教学内容在教学系统中最具有实质[1]。课时内容的知识结构必定超越学生原有的认知结构，因此课堂教学“认知流”的第一步即为基于学生原有的认知结构去理解教材所呈现的知识结构，例如“苯酚的性质”课堂教学案例，大多教师就是让学生运用已具有苯、醇等有机物性质的相应的认知结构去解析苯酚的性质，从而引发认知冲突，然后组织进一步的学习，即图式中①；通过教与学的活动，当学生同化或顺应了教材中新的知识结构就初步构建了新的认知结构，例如通过教师讲授、实验探究等各种教或学的活动使学生初步掌握了苯酚不同于苯与醇的相应的化学性质，就初步构建了对苯酚性质的认知结构，即图式中②；具有的新认知结构即应尝试去解决基于新认知结构的新的化学问题，例如设置“检验某有机工业废水中是否含有苯酚；并如何提取”等问题，让学生初步运用苯酚的性质并与其他有机物的性质进行对比而解决问题，即③；在初步运用新的认知结构在解决问题过程中不断完善与巩固新的认知结构，从而完成教学目标，例如在解决“检验某有机工业废水中是否含有苯酚，如何提取”问题过程中进一步地清晰了各类有机物性质间的区别，这样就不但完善了学生对苯酚性质的认知结构，也构建了新的有机化学的认知结构系统，即④。图式充分表达出课堂教学以进一步完善学生的认知结构为中心，体现了教学中学生的主体地位。
(3)模型明晰了课堂教学中教师的作用与任务，体现出教师的主导作用。奥苏伯尔在认知同化学习理论中提出“在教学中对教师来说，重要的是在于使学生把新知识与头脑中已有的有关知识联系起来。只有把新的学习内容中的要素与已有认知结构中特别相关的部分联系起来，才能有意义地习得新内容”。图1体现出教师在课堂教学中的作用，就在于把教材中所体现的化学知识结构与学生原有的化学知识、方法、思维结合，设计出更适合于学生学的教学活动，这就需要教师既要熟悉学生的认知结构，又要熟悉教材的知识结构，并要清楚学生学习新的化学知识时，理解其原有的认知结构中的可利用性、可辨别性和稳固性。可利用性即原有认知结构中是否具有用来同化新知识的适当概念；可辨别性即指学生能否分辨新旧知识的异同，以能更好地掌握；稳固性即指原有知识的掌握牢固度，不稳固即为对现学习有干扰性，如此才能更好地理解教材的知识结构、本课堂教学的重点与难点。
例如，高中化学中对浓硫酸的课堂教学，学生在初中时已学过酸的通性，也粗浅地了解浓硫酸的吸水性与脱水性，而高中化学的浓硫酸课时则需掌握浓硫酸的吸水性与脱水性及其应用，还要学习浓硫酸与铜、碳等单质反应体现出强氧化性，这与学生原来认知结构有冲突的性质，从而完善关于硫酸更完整的知识结构。显而易见，硫酸的酸性、吸水性的现象、脱水性的现象即为可利用性；而吸水性与脱水性的对比，稀硫酸与浓硫酸性质的对比即为可辨别性；而对稀硫酸的性质与氧化还原反应知识的掌握程度即为是否能理解浓硫酸的特性与应用产生学习影响。因此教师在课堂教学中就应充分思考，如何解构硫酸新的知识结构而设计教学过程，让学生能顺利地同化硫酸新的知识体系，并利用新构建的硫酸的知识结构去理解浓硫酸的应用，从而达成教育目的。
日本教育家佐藤正夫也曾说过：“新教材在任何时候都要同儿童先前学过的教材，或同儿童凭借先前的教材而发展起来的知识、能力，联系起来，将新掌握的知识、能力同旧有的知识能力逻辑地统一起来，使儿童逐渐逼近科学的知识体系”[3]。教师就是这一联系的转化者、引导者、组织者，体现出主导作用。
三、高中化学课堂教学结构模型的实践作用
高中化学课堂教学结构模型，不但表达了教材的知识结构、学生的认知结构、教师的教学组织三者间的结构关系，并在课堂教学“认知流”中体现了学生是课堂教学的主体，教师是促进“认知流”流畅建构的组织者、引领者与合作者，是主导；还表达出教师在教学中要更关注学生的学习，而不单单是知识讲解的堆砌，要更关注学生的学习能力，而不单单是知识体系的逻辑建构。结构模型图式对高中化学课堂教学的设计与评价也具有一定的指导作用：课堂教学是否完整地创造性地呈现了教材的知识结构；是否了解了大多数学生基于本课堂教学内容的原有的认知结构；是否设置了能促进学生认知结构完善的化学问题；怎样的课堂教学手段或活动才能较为顺畅地让学生对新知识进行同化或顺应而建构新的认知结构；学生能否认识或解决基于新的认知结构的新的化学问题等等。
课的设计应像小说，要有认知的情景与冲突；而课的过程应像散文，要运用多种教学方法调动学生的认知兴趣而去掌握知识，做到形散而神不散，从而促进知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三维目标的达成。