基于知识价值的化学课堂教学策略&以苏胶版有机化合物的组成与结构为例_有机物论文

基于知识价值的化学课堂教学策略——以苏教版《有机化合物组成和结构的研究》为例，本文主要内容关键词为：有机化合物论文,为例论文,苏教版论文,课堂论文,教学策略论文，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。

      一、化学课程知识的主要价值及其教学意义

      早在2002年，毕华林和亓英丽依据学习心理学的有关研究成果，将化学课程知识的价值界定为“迁移价值、认知价值和情意价值”等3个方面。[1]从哲学的角度看，价值是主体和客体之间的一种特定关系，即客体以自身属性满足主体需要的效益关系。一个事物是否具有价值，主要是看它能否满足主体的需要。所以，探寻知识的价值，应该考虑知识价值的存在、人的需要的存在、课程知识对需要的满足和影响等多个方面。为此，亓英丽和毕华林于2012年又指出，应该“从社会视角、文化视角以及学生视角来审视和理解科学教育中科学知识的价值”，他们“依据科学知识价值认识的多维视角构建了科学知识价值分析模型，提出科学知识具有信息价值、应用价值、探究价值、认识价值和情意价值等多重价值”，[2]从而对科学知识的价值从多个维度进行了细化和分析。

      当今世界的知识正以几何级的速度急剧增加，面对“无限”的知识，选择最有价值的知识进行学习，是现代人必须做出的选择。在我国目前的基础教育课程体制中，“选择”的任务往往交由课程专家来完成。教学过程中，课程专家在“对学生的研究、对社会的研究以及对学科的研究”[3]的基础上，对学科知识进行价值判断与类型划定，从而编订出相应的课程标准，成为规定某一学科的课程性质、课程目标、内容标准的教学指导性文件。可见“课程知识是专门为了学校的教育教学而组织的知识，是教育者和受教育者在教育活动中根据知识的性质、作用和教学目的组织的知识”[4]。

      现阶段我国的教育方针是“坚持教育为社会主义现代化建设服务、为人民服务，把立德树人作为教育的根本任务，培养德智体美全面发展的社会主义建设者和接班人”。针对“德智体美全面发展”的教育目标，有学者认为学校教育范畴内课程知识的价值，可以通过使人追求真、善、美来实现，也就是说“课程知识具有育智价值、育德价值和育美价值[5]。”还有学者认为知识的多维价值包括“知识的育智价值、知识的育德价值、知识的育美价值、知识的育体价值”，“由于知识属于‘精神形态’，因此其教育价值集中体现在它对个体智慧、情感、审美发展的独特功能上”，而且“知识的育智、育德、育美价值相互渗透，三者有机地统一在具体的知识形态之中，共同滋养着学习者的思想、情感和人格，使其日趋成熟与完美，促进着个体精神的丰满与人格的健全”。[6]

      “化学课程是科学教育的重要组成部分，它对提高学生的科学素养、促进学生全面发展有着不可替代的作用。”就高中化学课程而言，它“有助于学生主动构建自身发展所需的化学基础知识和基本技能，进一步了解化学学科的特点，加深对物质世界的认识；有利于学生体验科学探究的过程，学习科学研究的基本方法，加深对科学本质的认识，增强创新精神和实践能力；有利于学生形成科学的自然观和严谨求实的科学态度，更深刻地认识科学、技术和社会之间的相互关系，逐步树立可持续发展的思想”。鉴于化学课程实施对学科知识的依赖，化学课程知识的价值应该与课程目标相对应，表现为全面提升学生包括学科知识、学科观念、科学方法和科学品质等在内的学科素养，这也正是化学课程知识的教学意义之所在。

      二、实现课程知识价值的化学课堂教学策略

      “知识的教育价值只是一种潜在的、可能的价值，要实现知识的教育价值，把这种潜在的、可能的教育价值转化为学生内在的个性素质还需要通过教与学活动。”[7]在《有机化合物组成和结构的研究》教学中，要实现相应知识的价值主要有设置探究活动、渗透科学史实、引导反思感悟等教学策略。

      1.设置探究活动，让学生参与知识再生产过程

      科学探究原本是指科学家解决问题的过程。科学家通过科学探究，不仅锻造了自身的科学能力和科学品格，而且还丰富了人类的科学知识和科学方法。科学知识的再生产理论是生物学上的“重演律”与科学教学相结合的产物。其中重演是“根据教育的需要，经过精心设计和组织的，它对实际的科学活动过程进行了加工改造，使之成为典型化、简约化了的活动过程”。虽然如此，科学知识的再生产过程仍具有科学知识生产过程类似的功能，能使学生“通过探究活动实现掌握科学概念、形成探究能力和培养科学态度等诸方面的有机统一”。[8]

      《有机化合物组成和结构的研究》是苏教版高中化学选修4《有机化学基础》专题1第二单元“科学家怎样研究有机物”的主要内容。教科书在“有机化合物组成的研究”部分，首先说明需要知道组成元素的种类以及各元素的质量分数才能知道有机化合物的最简式，然后在“你知道吗”栏目让学生思考“有机物燃烧的产物能给我们提供哪些有机物组成方面的信息”，并在“信息提示”栏目介绍了燃烧法、钠熔法和铜丝燃烧法等确定有机化合物元素组成的方法，最后简要介绍了元素分析仪在确定有机物元素组成方面的应用。在“有机化合物结构的研究”部分，首先说明有机化合物分子结构对性质的决定作用，再在“化学史话”栏目介绍李比希对“基团”概念的贡献之后，介绍了研究有机物所具有的基团对结构研究的意义以及核磁共振和红外光谱等测定有机物结构的分析方法，然后在“观察与思考”栏目让学生观察乙醇和甲醚的核磁共振谱图，认识核磁共振谱中特征峰与氢原子化学环境的关系，并通过乙醇的红外光谱说明其对测定有机物中基团的作用，最后简要介绍了质谱法和紫外光谱法，还在“拓展视野”栏目介绍了3位2002年诺贝尔化学奖得主在发明对生物大分子进行识别和结构分析方法方面所做出的巨大贡献。

      为了使学生掌握确定有机化合物组成和结构的一般思路与方法，教学时可以让学生尝试探究一个具体对象的组成和结构。选择在食品、医疗等行业有广泛应用的乳酸（α-羟基丙酸）为探究对象时，可以按图1所示的程序组织教学。

      

      选择乳酸为探究对象，不仅是因为它在生产生活中有着广泛的应用，能有效激发学生的探究热情，而且更是因为对它的结构探究需要综合运用确定有机物结构的多种方法，学生需要克服一个接一个的难题，才能到达成功的彼岸。所以整个知识再生产过程，不仅能使学生掌握研究有机物组成和结构的知识与方法，同时也能进一步激发和巩固学生学习化学的兴趣，并从知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等方面全方位提升学生的学科素养。

      2.渗透科学史实，让学生感悟学科发展历程

      就化学学科而言，许多化学家为了揭示物质世界的奥秘，耗尽了毕生的心血。在每一个激动人心的重大成果之前，都有一条曲折而又闪烁着智慧光芒的求索之路；在它的背后都有一段生动、真实、发人深省的人生经历。所以，相对于科学知识，科学史也是科学家留给人类的丰厚的宝贵财产，它“可以使学生更好地理解科学本质，促进科学知识的有效建构，全面了解科学发生发展的过程，基本掌握科学方法，正确认识科学的价值”[9]，从而促进学生科学素养的全面提升。

      过去一段时间，由于受教科书编写理念的影响或篇幅的限制，科学教科书往往以逻辑结构的形式向学生传播科学知识，这种“仅向学生呈现知识，而不涉及科学家所处的历史境况、思想和生活”的做法，“将使学生难以理解科学的真髓与实质”。[10]为此，苏教版高中化学教科书设置了“你知道吗”“信息提示”“拓展视野”“调查研究”“资料卡”“化学史话”等栏目，以改变过去教科书的传统结构模式，促进教与学方式的改变，同时也实现了化学史与化学教育的有机融合。

      为了能让学生站在化学知识形成的背景中理解确定有机化合物组成和结构的方法，在《有机化合物组成和结构的研究》教学中，可以对教科书所提供的科学史实进行适当的拓展。如关于确定有机化合物元素组成的燃烧法，可以在教科书介绍李比希方法的基础上，拓展介绍盖·吕萨克和泰纳以及贝采里乌斯前期所做的工作，让学生通过对相应方案的比较，认识到李比希对前人工作的继承和发展，并体会到李比希方法的简单和精确。关于李比希对“基团”概念的贡献，可以介绍他从苯甲醛

      

       中H的类比发现“基团”的思维过程；在介绍诺贝尔化学奖得主在发明对生物大分子进行识别和结构分析方法方面的贡献时，可以补充介绍化学诺贝尔奖中在葡萄糖、叶绿素、胰岛素、蛋白质等生物体内的有机物结构分析方面的成果。由于科学史实是科学家们秉着科学精神和坚强的信念以伟大的人格魅力谱写出来的，所以在教学中通过对科学史实的适当拓展，可以让学生在获取学科知识的同时感悟学科的发展历程，同时学习科学家的思维方法和科学品质，从而实现学科素养的全面提升。

      3.引导反思感悟，促进学生隐性知识的显化

      知识有显性和隐性之分。“显性知识是指用书面文字、图表和数学表述的知识，又称言明的知识”，隐性知识是“尚未言明的”、“难以言传的”，或处于“缄默”状态的知识，主要是“存在于个人的头脑中”的“一种未成型的观念、经验、智慧”。[11]在化学课程知识体系中，学科观念和科学方法属于相对隐性的知识。

      对于相对隐性知识的教学也有“隐性”和“显性”的两种方式。以科学方法为例，隐性方式是“用反映科学认识基本过程的科学方法的一般程式去组织对科学知识的……教学过程，使学生的认识过程模拟科学探究过程。但教学过程中并不明确地去揭示所采用的科学方法一般程式的原理、各阶段具体方法的名称和有关知识”。显性方式是在“进行科学方法教育时，明确指出这种科学方法的名称，传授有关该方法的知识，揭示方法的形式、操作过程、说明原理”。其实，科学课程中的科学方法与一般的科学知识不同，它所涉及的不是物质世界本身，而是人类认识物质世界的途径和方式，具有高度的抽象性。如果只是从传授知识的角度组织教材，而将科学方法隐在其中，学生也可能学到一些科学方法，但往往印象不深，难以真正掌握。所以，科学教育应该“把方法视为比知识更重要的东西，视为知识的脉络，按照科学方法所展示的路子，去组织教材，安排教学进程”[12]。为此，化学教学必须对典型的学科观念和科学方法在恰当的时机加以显化。

      为了让学生准确理解蕴藏在《有机化合物组成和结构的研究》中的有关学科方法、学科思想，或形成相应的学科观念，教学中除了模拟科学探究过程设计教学程序以外，还应该注意引导学生进行反思感悟，学会用语言等形式对隐性知识进行概况和表达，从而实现隐性知识的显化。如对于确定有机物元素组成的燃烧方法要认识到两点：（1）将有机物氧化成二氧化碳和水再进行成分测定是以转化为前提的，转化是研究的一种重要思路；（2）实验法是包括确定有机化合物组成和结构在内的化学研究的基本方法。再如关于李比希对“基团”的贡献也应该获得两点重要启示：（1）类比思想是科学研究的常用思想，有机化合物虽然种类繁多，然而通过将苯甲醛及其衍生物中的相同基团

与无机小分子中氢原子的类比，有利于人们对有机物结构的认识；（2）基团理论体现了结构决定性质的重要思想，不同的基团具有不同的结构，从而具有不同的性质。这样不仅可以使学生认识到转化法、实验法和类比法对化学学科的意义以及相关方法的某些操作要领，而且还能使学生巩固结构决定性质的重要观念。

      知识作为人类的文化创造，具有多重的意义、作用和功能。在学校教育范畴内，课程知识一方面“是学科教学活动得以展开的一个阿基米德点，教育教学活动离不开课程知识，对课程知识具有绝对的依赖性”；另一方面“课程知识是个体成长的精神食粮，它蕴涵着极其丰富的育人价值，是课程知识的主体性价值得以实现的一个必要条件”。基于知识价值的化学课堂教学，既要从学校教育的角度出发，正确审视课程知识的功能，充分发挥课程知识的育智价值、育德价值和育美价值，从而实现课程知识价值的最大化；还要从学科特点出发，根据知识类型选择教学策略，如事实性知识多用探究法，科学方法和学科观念等隐性知识要注意恰当显化，并发挥科学史实的教育功能，促进学生学科素养的全面提升。

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