谈教学设计的理念与方法

                           ——对中学化学教学中若干问题的思考

黄明建

   自二十世纪五十年代，教学设计就已成为教育技术领域的一门分支学科，随着教学理论和学习理论的发展，相关的教学模式已逾百种之多。然而，目前在我国基础教育领域还没有对此引起广泛的关注，甚至有的教师把“教学设计”狭义的理解为单个教案的编写和课件的制作。实际上，教案和教学课件只是教学设计的一个局部体现，教学设计应该是——教师运用系统论的思想在现行课程体制的框架下实现对教学知识体系的再建构、在遵循认知发展规律的基础上对具体学生的教学策略进行再优化和再完善的过程。本文仅就中学化学教学设计中几个具有代表性的问题阐述一些个人的观点。

       一．教学设计的系统性

       教学设计的系统性主要体现在宏观调控方面，具体有两条主线：一是教学的知识结构体系，二是学生的认知发展体系。前者强调知识内在的整体性，需要帮助学生理解，后者强调认知能力的可塑性，需要引导学生去完善。而在实际教学中，这两点常常被不同程度的淡化。

例如，关于高中化学“碱金属”一课，《教师教学用书》提供了一个参考教案。从其中的课堂教学设计看，思路固然清晰，重点突出，其中某些设想也还值得借鉴。但给人的总体感觉是：过于局限于本节教材的知识结构。基本是：教材上写的老师都说了，教材上的重点都在黑板上写了，教材上的实验也让学生做了，教材上要求记的也都让学生练了（基本流程可用下图表示）。

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从形式上看，学生的参与已有足够的体现，从应试的角度看，教学目标也达到了，就是显得对本课在整个高中化学教学体系中的特殊地位认识有些不足。

那么，本课的特殊性究竟表现在哪里呢？从知识体系方面讲，本课在中学是首次将元素原子结构与性质按族类进行介绍。它一方面是对过去元素知识教学的延续，另一方面是为后面学习元素周期律作铺垫。教学不再局限于对某一元素化合物的知识点的认识，而是要对同类元素的结构和性质建立一个知识模块来加以系统的认识。应该说，上面教案的设计也为此作了一些努力：让学生先通过阅读教材获知碱金属的原子结构及其单质物理性质的相似性和递变规律，然后对其化学性质作出推测，再进一步加以实验论证。但我们应该不难理解：让学生完全通过书本去认识一个规律或先获知一种规律再去验证它的适用性都不及让学生学会如何去发现规律。学习族类元素也好，学习元素周期律也罢，从学生认知发展这个层面上看，都是为了帮助学生在面对纷繁复杂的事物（或事务）时如何抓住重点、分门别类、发现规律、最终解决问题。也就是说，教师的作用不应滞留在对知识的呈现过程，不是如何将一个局部的知识模块作为产品交给学生，而是要帮助学生在知识内化的过程中合成这一模块，实现教学知识结构体系与学生认知发展体系的整合。

大家知道，钾与钠在物理性质和化学性质方面有着极大的相似性。为此，我们可否先让学生进行“钠与钾性质对比实验”，同时引导学生了解并思考这样一些问题：在一个多世纪以前，人们是依据什么将锂、钠、钾等元素归属为同一族类（注：当时并不了解现代原子结构的知识）？哪些实验事实可以说明碱金属元素的共性、特性及其递变规律？其内在影响因素是什么？为什么碱金属元素直到十九世纪初才被陆续发现？为什么不用传统的还原剂还原的方法来制得碱金属？……（教学设计的主要流程可表示如下）

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这种方式的优点是，能够帮助学生首先从感性上认同将钠、钾归属同类元素的合理性，再结合对碱金属原子结构的分析，使学生的知识视野从碱金属的外表特征向其物质结构内部深入、由化学学科向社会科技方面拓展，这不仅有利于帮助学生完善自身知识体系的构建，更有利于提高学生认识客观事物的能力。

是否各个族类元素的教学都须循着这个设计思路呢？不一定。因为当学生已经形成元素族类的概念时，也认识到同族元素的原子结构与性质间的规律性联系，这些就应成为学生认知体系中新的构成要素，也是学习后续族类元素的支点，尤其在学习《物质结构 元素周期律》之后，让学生站在一个新的理论高度来认识问题就显得更有必要了。

       二．教学设计的科学性

       教学设计的科学性主要涉及观念和方法的科学性。由于长期的课程统一管理模式等因素的影响，使许多教师在课程实施中已习惯处于忠实执行的地位，常常忽视了教学主体——学生的认知基础以及认知发展的阶段性和可行性，总试图将学生的思维纳入到教师主观设计的框架之中，常常在教学方法上表现得比较武断。“氧化还原反应”一课的教学设计（见《教师教学用书》提供的参考教案），

    例如，在讲述“http://s7/middle/695ff4c7t9b075f552dc6&690
既是化合反应又是氧化反应”后，要求学生明确——“对化学反应从不同角度分类，其目的在于了解各类反应的本质”。在组织学生讨论CO还原Fe₂O₃和H₂还原CuO的反应后，要求学生得出结论——“四种基本反应类型的分类不能反映化学反应的本质，氧化反应和还原反应的分类也没有反映反应的本质”。这都明显地表现出教学设计者的一种心理状态：力图在形式和内容上与教材保持高度的一致，过于急切地想让学生关注化学反应的本质。可问题是，从不同角度对化学反应进行分类，是整个化学知识系统的重要组成部分，并不都以阐述化学反应的本质为目的。而能够从多角度、多层次观察和认识客观事物，正是人类的智慧所在。试想：假如可能的话，要求大家在社会交往中都带上能够透视的X光镜去观察周围的一切，恐怕未必是一件愉快的事。再说，学生对化学反应的本质还一无所知，本课也无意对所有化学反应的本质给予论述，让学生依据什么作出上述判断？另外，教材中把原子间对电子的争夺过程用卡通人物形象地表示为一种礼貌谦让，显然在科学性方面欠斟酌，有可能产生误导。至于如何帮助学生认识氧化还原反应的本质，完全可以遵循“由表及里，循序渐进”的教学原则，首先分析得氧或失氧的物质所含元素化合价变化，认识氧化还原反应的共有特征，继而通过对引起元素化合价升降原因的分析，认识氧化还原反应的实质都是发生电子转移的过程。关于氧化还原反应与其它反应类型的关系分析应该可以放在靠后的程序中进行。这样可以使教学的主题和目标更为明确。

再以实验教学为例，我们的教学设计如何体现对学生实践能力和科学精神的培养？面临的实际问题较多。

例如，“金属钠与水反应”的演示实验，本是一个趣味性和思考性都较强的实验，可我们常常看到教师由于担心学生没有记住“要点”，于是，边演示边提醒：金属钠是不是浮在水面上？（学生答：是）金属钠是不是熔成了一个闪亮的小球？（学生答：是）还听到什么了？（吱吱的响声）还看到钠在水面上怎么样？（四处游动，逐渐变小，最后消失）……实验过后，立即要学生重复“浮”、“熔”、“游”、“声”……等关键词，以便巩固。对知识点的落实可谓是“滴水不漏”！这是否就算达到了我们的预期教学目标呢？显然不是。我们应该努力让学生习惯于用自己的手去做，用自己的眼睛去看，用自己的耳朵去听，用自己的鼻子去闻，用自己的脑袋去想，总之，是要学生习惯于自己去体验、去观察、去思考。而不是机械地记忆书本或老师的说教。只有这样，才能使学生在实践中获得科学思维的源动力，才有利于学生将来能够有所发现、有所发明、有所创造。

在中学化学实验教学中，我们还注意到：学生走进实验室后，不明确实验目的，不懂实验原理，不知如何选配实验装置，不熟悉实验操作，不及时、如实地做实验记录，不知如何预防和处理实验安全事故等现象，仍然比较普遍的存在。这实际不仅仅是一个实验技能培养的问题，更是一种科学意识和培养什么人的问题。我校高一新生第一次进实验室，不敢用火柴点燃酒精灯、不会使用铁架台的学生为数不少，把酒精灯误写为“洒精灯”，把铁夹错当试管夹使用的也屡有发生。为改变这种状况，我们化学教研组近年来尝试着“单人单组实验教学”，使上述现象有了较大改观，收到了良好效果。

总之，教学设计的科学性不应停留在理论上，必须落实在方法上和行为上。

       三．教学设计的探究性

       随着现代科技的进步，对人的综合素质要求越来越高，教学活动在形式、内容和目标等方面的开放性也日益增强，使得教学设计的探究性也因此变得更为突出。

对中学化学教学而言，教学设计的探究性就主要体现在如何帮助学生自觉地将化学知识与社会、科技、生活联系起来，如何引导学生去主动地发现问题和提出问题？在教学中，我们常常遇到有些学生明明有问题没弄懂，却提不出来，或者是问不到点子上。原因在哪儿？大多是在学习中缺乏“主题”意识。当学习一个章节（或读一篇文章，或听一个报告）之后，很少用心去思考：它的主题是什么？相关论述是从哪些方面展开的？论据是否充分？逻辑关系是否合理？这都是探究问题的基础，离开了这个基础，问题当然就无从产生了。我们需要帮助学生学习一些思考问题的方式，逐步提高他们研究问题的能力。

例如，在高一学习“化学反应中的能量变化”一课，我们组织了一次以“化学与能源”为主题的研究性学习活动。考虑到大多数学生还不了解研究问题的基本方法，我们首先侧重在信息的收集和整理方面的训练，并为学生设计了一份参考性的《研究提纲》，基本内容有：

1、为什么说：“在当今社会中，人类所需能量的绝大部分是由化学反应产生的”？（要有事实和数据）

2、   化学反应过程中伴随能量变化的原因是什么？其表现形式有哪些？在生产、生活和高科技方面有何应用？对人类社会的发展有何影响？

3、 对“合理利用能源资源以及开发新能源”，你有何见解？

4、   假如有一天，化石燃料枯竭，你如何看待化学在未来新能源的开发和应用方面将处于的地位？

另外，还为学生提供了一份实施研究的指导性意见：

1、预习教材，明确研究方向。

2、信息收集要注意广泛性（信息渠道不宜过于狭窄）、科学性（尽量采用现代方法和技术手段、资料不宜陈旧）、可靠性（资料来源、发表时间要有记载，必须具有真实性，尽可能具有权威性）。

3、信息的整理和转化。要注意在拟定研究报告时，须突出主题（不宜太泛或面面俱到），语言清晰，层次分明，有理有据。

4、研究小组原则上不超过8人，可自由组合（但应注意人员的合理搭配）。

通过该活动，一方面增进了学生对化学的认识，提高了学习兴趣，同时培养了学生相互协作的精神和研究问题的能力。

对于不同教学内容和不同学年段的学生，在研究问题的深度和角度也都可以有所不同。

以高二“石油的分馏”一课为例，围绕着“石油”这一主题并结合学生的实际，我们可以设计哪些探究性的学习活动呢？可以从学科知识体系的角度，让学生了解石油资源的形成以及不同产地的石油在组成、结构和性质方面有何特点？从石油化工生产的角度了解石油资源的分布、石化工业发展的现状和前景、主要生产流程的化工原理以及产品的种类、市场需求和经济效益。从社会的角度认识石化工业与环境、能源的关系以及对社会政治、经济的影响。还可以组织学生在此基础上谈谈自己相关的体会或设想。整个活动的关键就是要让学生的主体作用得到充分的体现。

应该说，关于教学设计还有许多理论和实践方面的问题有待探讨，但最根本的一点就是：我们的教学不能成为“人教书”，也不能是“书教人”，而是要培养学生具有自主学习的意识和能力以及崇尚科学、勇于实践、勇于创新的精神。

                                                （本文获北京市2004年化学教研论文一等奖）