刘 年/华中师范大学化学教育研究所硕士生，主要研究方向为化学教育。
王后雄/华中师范大学化学教育研究所所长，教授，博士生导师，主要研究方向为化学教育及考试与评价。王 伟/华中师范大学教师教育学院博士生，主要研究方向为化学教育。【摘要】教学情境是实现教学目标、加强师生交流、培养学生素养的重要媒介。以2018年9节全国性化学优质课为例，基于构成特征、功能特征和过程特征3个维度构建教学情境评价标准，并运用该评价标准对化学优质课的教学情境进行测评分析，以判断化学教学情境的创设是否达到教学预设目的。结果显示：高中化学教学情境与教学目标联系不够密切；情境缺乏对学生高阶思维的生成性培养；情境素材单一，学科核心素养过程性的的培养还有待提升。为了设计科学有效的化学教学情境，教师应围绕教学与评价目标，注重化学教学情境的整体设计；聚焦学科核心素养，强化化学高阶思维能力的培养；丰富情境导入的方式，提升情境素材使用的多样性。
【关键词】核心素养；化学；教学情境；评价标准；优质课测评
在《普通高中化学课程标准（2017版）》（以下简称“课程标准”）中，大部分主题增加了“情境素材建议”，并明确指出内容真实、具体的教学情境是学生化学学科核心素养形成和发展的重要平台，为学生化学学科核心素养提供了真实的表现机会。[1]教学情境的选择、创设、优化是每位教师在进行教学时必须充分考虑的重要问题，但在实际课堂教学中存在着大量教学情境被异化的情况：为创设而创设、情境过度堆砌（指简短情境冗长化，简单情境复杂化）、过度渲染（指有些素材过度渲染危害和过度解读）、过度虚幻（指为了达到教学目的利用虚幻的手段捏造生硬的情境）。[2]在高中化学新课程教学中，教师创设的教学情境是否有效？如何评价判断教学情境的质量？如何优化教学情境的质量？这些问题都需要开展深入的研究。笔者通过整合构建一套教学情境评价标准作为研究教学情境的评价工具，选择化学优质课作为评价研究对象，对其中的教学情境进行测评和分析，从而判断化学教学情境的创设是否达到教学预设目的。选择优质课作为研究对象主要基于以下考虑：首先，优质课是教师经过充分准备和设计的课程，对于课程标准中有关培养学生学科核心素养有着自身的解读和经验，在这些优质课中能够发现备课教师化学教学的新理念、新思想[3]；其次，优质课的教学情境创设质量同样参差不齐，通过测评分析能够给一线教师一定的启发和借鉴。因此，优质课中教学情境存在的问题具有一定的代表性。
当前有关教学情境的质性研究较多，量化研究较少，有关教学情境评价工具的研制更少。有关教学情境量化标准的研究主要有以下两个：王祖浩认为化学优质教学情境评价标准可以从“功能”和“构成”两个维度建立[4]；王伟通过教学情境的7 种属性特点分析，构建了12条涵盖教师组织层面的结构评价和学生表现层面的结果评价标准[5]。笔者整合了以上研究成果，从构成、功能以及过程3个特征维度出发，构建了基于化学学科核心素养理念的教学情境评价标准，见表1。从表1看出，教学情境是指教师根据具体的教学内容和目标精心选择素材，并在恰当时间展现出来的教学场景。因此，对于教学情境的评价需要从素材的构成、情境所实现的作用功能，在具体实施过程中教师和学生的体验性等各个方面进行综合考量。教学情境的构成是否完善合理并符合学生的认知是情境实现相应各种功能的前提和基础；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[4]；过程特征指标强调在以“学生为主体，教师为主导”的教学理念之下，必须关注情境的具体实施过程是否能够调动师生、生生互动，是否具有一定的教学预设和教学生成，是否能够充分发挥情境的过渡衔接作用。
笔者从2018年某全国性化学优质课比赛中选取9 节优质课作为测评研究对象，这些优质课包括了“化学原理和概念类型”“元素化合物知识类型”两大类。“化学概念和原理”以“及元素化合物”这两类优质课不仅涉及的知识面广，也是初高中常见的化学课型，对广大一线教师有一定的借鉴意义。在对9节优质课进行视频观看和分析后，笔者将每节课的导入教学情境进行提取，如表2所示。根据表2可知，在化学优质课中导入情境的创设大多以图片、视频、实验以及活动等方式为素材进行组合，每节化学优质课都有经过精心设计的导入情境。根据化学教学情境评价标准（表1），笔者对每节优质课的导入情境进行具体的分析和评价。以课例1“离子反应及其发生的条件”为例，根据化学教学情境评价标准对这节优质课中导入情境进行具体分析，教学情境3大特征的例析详见表3。表3 “离子反应及其发生的条件”优质课中教学情境的特征例析
根据表1的化学教学情境评价标准，从构成、功能以及过程3大特征出发，笔者对表2中每节优质课中的教学导入情境进行特征评价分析，具体评价分析编码见表4。
根据优质课课例中教学情境的3大特征分析编码（表4），研究分别从总体上、构成特征、功能特征和过程特征4个方面对教学情境质量进行了具体评析。在化学教学情境评价标准的基础上，笔者首先根据表4优质课中9个教学情境所具有的3大特征因素的数量分别进行频数统计，将教学情境分为3类：有4个特征因素的教学情境；有3个特征因素的教学情境；有2个及以下特征因素的教学情境。然后用上述方法分别对教学情境的3大特征因素进行指标分析。从图1可知，在9个教学情境的构成特征中，33%的教学情境满足3个构成特征，有22%的教学情境能够实现4个构成特征，而45%的教学情境只有2个甚至2个以下的构成特征这表明在化学优质课中大部分教学情境的构成是相对多样化的，但也有部分教学情境是为了创设而创设的，构成较为单一，未能设计符合培养学生多维学科核心素养的综合教学情境。从图2可知，在9个教学情境的功能特征中，33%的教学情境有3个功能特征因素，67%的教学情境只能实现2个甚至2个以下的教学功能，没有教学导入情境能够实现4个教学功能。这充分反映了大部分教师在创设教学情境时，对于情境的作用和功能考虑欠佳，忽视了新课标所倡导的“素养为本”的教学理念以及利用教学情境培养学生学科核心素养的功能，对教学情境的发展和生成功能缺少关注。如图3所示，在过程特征中，有45%的教学情境有3个过程特征因素，22%的教学情境满足4个构成特征，33%的教学情境只有2个及以下的过程特征。这表明了大部分的化学教学情境都是经过了教师的精心准备和加工的，能够在教学过程中达到良好的师生交流，并让学生体验生成性的教学效果；但也存在缺少对学生科学态度和科学精神培养的问题，对科学态度与创新意识等化学学科核心素养过程性的培养也有所忽视。通过对上述9节化学优质课教学情境的研究，以及对教学情境的构成因素进行统计分析，可发现9个教学导入情境在构成特征上有以下特点。构成特征C1，即“关注学生的认知发展水平和规律”在9个教学情境中都有所体现，这也说明教师在一节课中进行教学导入情境创设时，关注了学生的认知发展水平，能够从学生的角度出发进行情境创设，充分体现了“以学生为主导”的教育理念。构成特征C2中，9个教学情境中有6个（占情境总数的67%）体现了基于学生生活实际的情境素材，注重与生产、社会科技等发展的紧密联系。这些教学情境素材真实、赋有情感，能够将学生从身边熟悉的事物引入到课堂之中来，让学生认识到化学学习的意义和作用。9个教学情境中有3个教学情境体现了C3构成特征，即情境具有针对性，指向了一定的教学目标或教学内容，情境为教学目标服务并串联了整个教学过程。教师在进行教学导入中对情境能否吸引学生的学习兴趣考虑得最多，忽略了情境导入与教学目标的紧密联系。具有C3特征的教学情境占情境总数的33%。9个教学情境中有7个教学情境体现了C4构成特征，说明情境中的素材不仅蕴含化学问题，且情境之间、学科知识之间具有逻辑性和连贯性，是实现情境功能、培养学生化学学科核心素养的必备因素。具有C4特征的教学情境占情境总数的78%。对化学优质课中教学情境的功能因素进行统计分析可以得到如下结论。优质课中教学情境的创设所实现的功能具有多样性，尤其是增进师生、生生之间的交往、营造活跃自由的课堂氛围的交往功能（功能特征F2），9个情境全部情境实现了F2功能。9个教学情境中有6个情境实现了F3的发展功能特征，即学生能够在教师的指导和素材的呈现下体会到学习化学对社会和个人发展的重要意义，并通过对新旧知识、概念、原理与应用之间的意义联系，发展解决学科知识问题的能力。化学优质课中实现F3功能的教学情境占67%。在9个教学情境中有3 个发挥了将情境与知识相结合、学会学科知识的F1认知功能。情境素材是知识的载体和桥梁，是学生获得知识的重要媒介。化学优质课中实现F1功能的教学情境占33%。在9个情境中只有1个情境体现了F4的生成功能，这也表明教师在进行情境创设时充分关注了学生高水平思维的发展，只有这样才能真正提高学生的创新和实践能力以及在真实环境中解决问题能力。化学优质课中实现F4功能的教学情境占11%。教学情境第三个主要特征为过程特征，该特征旨在关注教学情境创设和实施中学生和教师的体验性，以及教学过程中情境的连贯性和合理运用。分析9个教学情境的过程特征可得到如下结论。9个教学情境都涉及P1特征，说明教师能够从教学情境中顺畅自如地将蕴含的教学任务进行提取，串联整个教学活动。这也表明化学优质课中教学情境的创设突出了教师、学生、教学活动三位一体，能够促进整个教学过程。从单一情境来说，P2是表现较少的特征（3个，仅占总数的33%），说明教师往往忽视了有关科学精神和态度等情感、态度、价值观的体现。在化学课堂教学中，教师往往缺少对体验性情感教学目标的重视。在9个教学情境中有6个体现了学生能够积极有效地参与情境中并进行问题解决的P3特征（占总数的66%）。有8个体现了教师提出问题时机恰当合理，能够有效进行知识之间的过渡和衔接的P4特征（占总数的89%）。
综上所述，优质课包含了多种优秀要素，其中，创设有效的教学情境是优质课的重要特征之一。优质课导入教学情境时有着很多值得肯定的特征，但也存在一些问题。 （1）在教学情境创设中，教学内容和教学目标结合得不够紧密在教学情境各功能特征的频数统计中，构成特征中缺少最多的是C3构成特征，仅占33%。C3的缺失表明，在进行教学情境创设时，教师未能将当前的教学内容和教学目标紧密地结合，缺少具有针对性的学科问题，只是为了达到一定的教学氛围而创设相关情境，未能包含丰富的、针对性的学科相关问题，这样的情境很难发展学生综合性的学科核心素养。在功能特征中缺少较多的是F1认知功能和F4生成功能。F4仅占11%，也是所有特征中缺失最多的特征，生成功能对情境素材以及教师的教学引导能力等各方面素养要求较高，其要求教师激发学生的高水平思维，在教学情境中形成“认知冲突”，从而引导学生养成问题解决等一系列高水平认知活动。然而，前文分析可知，教师在呈现情境时未能给学生一定的思考空间，无法通过支架式的问题引导学生的高阶思维发展及其能力的逐步形成。F1认知功能仅占33%。情境素材是核心知识的载体，教师应将核心知识融于其中激发学生的迁移能力。例如，在课例2中，教师利用“初辨豆浆”活动导入分散系课堂中，虽然利用了视频、图片、提问等多种方式，但所围绕的话题是“豆浆的味道”，学生很难将其归类到分散系的相关知识中，因而并未体现情境的认知功能。 （3）生活情境素材单一，学科核心素养过程性的培养有待提升在过程特征中P2缺失的比重较大，仅占33%。P2包含对学生学科精神、态度等教育，该过程特征是培养发展学生“科学态度与社会责任”学科核心素养的重要体现。素养绝不是一朝一夕能够形成的，需要在教学情境、素材环境、知识的学习和应用中逐步积累。P2的缺失显示了化学课程中的情境生活素材单一，与学生情感态度价值观、学科核心素养发展等过程性的培养联系不够紧密。
对化学优质课的导入情境进行量化研究，可以看出，从素材到教学情境的生成，这些教学情境虽然有很多值得肯定的优质特征，但也存在不可忽视的问题，教学情境的质量有待进一步加强。教师可以从“功能”“构成”“过程”3个维度的若干指标出发对教学情境质量进行评价分析，注意完善教学情境的结构，关注情境素材构成设计的整体性，体现教学情境功能的多样性，重视教学情境中师生和生生互动的良好体验性。
1 围绕教学与评价目标，注重化学教学情境的整体设计
对优质课情境导入进行研究分析发现，教师在进行化学教学情境创设时往往孤立地设计单独的教学情境，与课堂的教学与评价目标联系不够密切。教学情境的呈现应该是层层递进的，若干个教学情境有机组合成一节课的大情境，教学情境范围层层递进，最终在教学情境中实现学生各水平、各层次素养的发展。在素材的选择上,教师要确保所选素材紧密联系学生学习的生产和生活实际,体现时代性、针对性、启发性、过程性、科学性和教育性。[6]因此，教师要围绕教学与评价目标，将各种情境素材“串起来”使用，注重使用的连贯性，注意主干情境之间的前后支持、呼应，注意情境素材的呈现顺序、形式和表征类型等。[7]例如，在“分散系”这一优质课的导入中，播放一篇记者采访外国人对豆浆口感的视频，重点不够突出，仅仅是为了吸引学生注意力而创设的，没有明显的化学学科知识，更不谈学生对知识的应用和问题的解决。例如，教师可采取以与“分散系”有关的性质为出发点，增添胶体的丁达尔效应、豆腐的制备等素材，创设既能够吸引学生兴趣并包含化学学科知识的生活相关情境。
良好的化学教学情境在关注知识教学的基础上既能激发学生的学习兴趣，还可以揭示知识产生的背景和条件、明确知识的指向性、产生具有迁移价值的一般性知识、蕴含学科问题、弘扬学科价值等。从化学优质课的情境分析中可以发现，教师对教学情境的生成性功能考虑欠佳。情境不仅是学科问题的依托，也是培养学生高阶思维、实践能力的重要环节。当前，致力于学生核心素养的提升,已成为世界各国教育领域共同关注的主题。因此，化学课堂教学情境的创设要聚焦学科核心素养，强化学生高阶思维能力的培养。例如，在进行“铁的重要化合物”课堂教学时，可以利用构建铁的价类二维图的方式创设导入情境，通过引导学生回忆铁在生活中的相关应用（补铁剂、铁制器皿等）以及存在形式（单质、化合物等），复习铁元素的常见化合价，从而绘画出铁的价类二维图。在这一情境中，教师不仅引导学生复习了旧知，明白了铁及其化合物的重要作用，还传授给学生一种学习元素化合物知识的学习技巧，能够培养学生将宏观的不同类别的物质与微观的元素价态进行结合的宏观辨识与微观探析素养，同时通过价类二维图构建培养了模型认知素养。教师从情境素材的选择到教学中情境的展开过程都要关注化学教学情境评价3大功能性特征的实施，帮助学生形成未来发展需要的、正确且有意义的价值观，必备品格和关键能力。
综上所述，9节化学优质课在教学导入中采用的情境创设方式仅限于图片、视频、实验等素材的组合，这难免使学生感到单调无味。在结合教学目标的情况下，教师可以利用“化学史”讲故事，如讲解元素周期表的形成阶段与过程；展开小游戏或课前比赛，在进行物质的分类教学时，让两个学生在有分类和没有分类的实验柜中找到相应的实验药品；虚拟实验，采用多媒体技术，用视频或动画的形式对有危害的实验进行虚拟演示等，通过多种形式，结合过渡性的语言进行课堂导入情境的创设。在这其中，教师要成为教学情境的设计者、学生学习的引导者，使学生在情境中接受知识、内化情感、提升能力，真正实现课堂教学的目标。[8]情境素材的选择要回归学生生活经验，力求真实，做到问题、情境、活动三位一体，吸引学生深入挖掘有关的科学知识，逐渐指向化学学科的本质。总之，对于不同类型的化学课堂，教学情境创设的方式也需要针对不同的教学内容进行取材，导入情境的创设需要蕴含与教学目标相联系的学科问题，利用情境素材对学科知识进行包装，引导学生领悟情境中的知识与技能、过程与方法以及情感态度价值观，不断养成学生的学科核心素养。
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