学科核心素养视域下高中化学...态课教学目标特征与偏差研究_杨季冬.pdf
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1、*中国教育学会教育科研化学教学专项课题“基于 素养为本的高中化学教学目标与课程标准一致性研究”(2 1 H X 1 8 1 5 0 0 3 Z B)*通信联系人,E-m a i l:w i n t e r y j d 1 6 3.c o m学科核心素养视域下高中化学常态课教学目标特征与偏差研究*杨季冬*(湖南师范大学化学化工学院 湖南长沙 4 1 0 0 8 1)摘要 以学科核心素养为目标的教学正在稳步推进,但当前缺少对高中化学常态课教学目标的现实观照。研究对9名高中化学教师的2 3节常态课进行教学目标分析,发现高中化学常态课中的教学目标呈现出2个特点:(1)主要涉及思维层面素养,而实践层面、
2、价值层面的素养不足。(2)涉及的素养水平主要是水平1、水平2,高水平的素养则涉及的较少。与课标、教材中课程目标相比,实际课堂中素养目标存在偏差。主要表现为实践层面与价值层面的素养在课堂中容易缺失,其中探究创新、社会责任、科学态度最为严重。建议教师建立完整的素养观,并在课堂中有意识地进行素养目标渗透。关键词 高中化学 学科核心素养 化学常态课 化学教学目标D O I:1 0.1 3 8 8 4/j.1 0 0 3-3 8 0 7 h x j y.2 0 2 2 0 1 0 2 2 1 1 问题的提出新一轮课程改革已经全面铺开,本次课程改革的一大亮点就是凝练了学科核心素养,发展学生化学学科核心素养
3、是当前高中化学课程改革的核心理念。这种发展性的课程教学理念在教育界受到普遍认可,但其落地却成为难点,是当前亟待解决的问题。素养的落地是一个复杂的过程,但素养为本的教学目标生成必然是关键一环。新课改实施以来,关于化学教学目标的研究从未间断,大致可以分为以下4个方面。(1)素养目标的理论问题。比如学科核心素养与三维目标的关系,学科核心素养之间的关系,学科核心素养与科学素养的关系1等等。这些理论问题的澄清有助于增强对化学学科核心素养的本质理解。(2)素养目标的生成策略。比如素养目标的研制与表达2,素养目标的生成逻辑3,素养目标的设计策略4-5等等,这有助于教师生成素养为本的教学目标。(3)基于素养目
4、标的案例开发。化学教育 化学教学等刊物每期呈现一些优质课例,其中包含了相应的素养目标与实现过程。(4)教师的教学目标观。比如职前教师教学目标观的调查6。这些研究对当前的化学教学工作无疑具有指导作用,但当前关于教学目标的研究缺乏对现实的观照。分析实际课堂中教学目标的呈现情况,有助于了解化学学科核心素养的落实情况,从而针对性地解决相关问题。得益于信息技术的发展,当前许多平台展示的直播课的确充分体现了素养目标的落地,令人欣喜。但直播课、公开课具有特殊性,而常态课教学情况则更具普遍性。因此,研究在化学学科核心素养视域下聚焦2个问题:(1)当前高中化学常态课中教学目标有何特征?(2)当前高中化学常态课中
5、教学目标与课程标准、教材中的目标相比有何偏差?古德莱德将课程分为了5个层次,分别是理想课程、正式课程、领悟课程、运作课程、经验课程7等。理想课程和正式课程一起被称为预期课程,是对课程进行详细阐述的课程文件,而运作课程是指教师、学生之间的实际的互动内容8。因此,研究的前一个问题实际上是分析运作课程中的目标特征,后一个问题则是比较运作课程与预期课程的目标差异。2 研究设计为了解决研究问题,主要采用多个案研究,通过课堂观察、文本分析形成数据,获取结论。2.1 参与者由于研究需要分析常态课中的目标情况,因此需要邀请一线教师作为研究参与者进行授课。为了最大限度地扩大信息获取范围,采用了“最大差异”的抽样
6、策略邀请了9名参与者,他们在学校层次、性别、职称、教育背景、教龄、职务、所授内962 0 2 3年第4 4卷第1 3期 化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)容等方面有所差异,也就是说不存在同质的参与者。由于研究针对新授课,因此教师任教年级为高一、高二。9名参与者的基本情况如表1所示。表1 9名参与者的基本情况T a b l e 1 B a s i c i n f o r m a t i o n o f 9 p a r t i c i p a n t s教师 学校性别教龄职称学历年级其他职务A甲男5初级教育硕士高
7、一-B甲男3 0高级理学学士高一高中一年级化学备课组组长C甲男3 4高级理学学士高二-D乙女2初级教育硕士高一-E乙女2 5中级理学学士高二-F丙男1 5中级 教育学博士 高一-G丙男9中级教育硕士高一-H丁男3 7高级理学学士高二教务处主任J丁女1 2中级理学学士高二-2.2 资料收集研究中分析运作课程需要收集的资料有参与教师的授课视频、研究者的听课记录,分析预期课程需要收集的资料有 普通高中化学课程标准(2 0 1 7年版)、相关教科书。其中参与教师的授课视频采用实地录像收集,课堂中的事件在自然情况下发生,没有任何特殊干预,是较为纯粹的常态课。在听课过程中使用录像设备,以方便后续对数据的进
8、一步处理。同时,研究者每节课都参与了听课,撰写了听课记录。对于每位教师,以教科书中一节内容(若干课时)为单位进行数据收集,9名教师的授课内容及课时数见表2。表2 9名教师的授课内容及课时数T a b l e 2 T h e t e a c h i n g c o n t e n t a n d c l a s s h o u r s o f 9 t e a c h e r s教师模块章名节名实际课时A必修化学物质及其变化物质的分类3B必修化学物质及其变化氧化还原反应4C选择性必修 水溶液中的离子平衡 弱电解质的电离1D必修化学物质及其变化氧化还原反应4E选择性必修原子结构与性质原子结构2F必修
9、金属及其化合物金属钠1G必修化学物质及其变化离子反应2H选择性必修电化学基础原电池、化学电源3J选择性必修 水溶液中的离子平衡难溶电解质溶解平衡3小计2 32.3 分析过程2.3.1 分析单元划分既然要对真实课堂中的“教学目标”进行统计分析,就需要进行分析单元的划分。分析单元的划分以一个学习任务或者主要知识点的教学为依据。比如F教师“金属钠”的教学被划分成了4个分析单元,分别是:(a)金属通性的教学(重点在于钠的物理性质以及钠与氧气的反应);(b)钠和水的反应;(c)对“N a与C u S O4反应现象”的讨论(进一步认识钠的化学性质);(d)对“试管中加入煤油与水,放入一小块钠”的实验现象讨
10、论(进一步认识钠的化学性质)。9名参与教师的2 3节化学常态课,划分了6 1个分析单元,这些分析单元可以作目标分析,下文将说明具体过程。2.3.2 编码的来源编码来源于已有理论。普通高中化学课程标准(2 0 1 7年版)中“学科核心素养与课程目标”提出“宏观辨识与微观探析”“变化观念与平衡思想”“证据推理与模型认知”“科学探究与创新意识”“科学态度与社会责任”等5个方面化学学科核心素养。而课标附录1中的“化学学科核心素养的水平划分”则刻画了每方面素养由低水平到高水平的路径,这些内容为编码提供了理论依据。研究中编码是二维的,即由素养名称和水平构成。研究中没有采用某个素养的完整说法,而是将其一分为
11、二,比如“证据推理与模型认知”,在编码时为“证据推理”“模型认知”。这样做是为了让编码更为准确,因为教师在某个分析单元中可能只涉及了证据推理,但未涉及到模型认知,这时如果采用完整形式进行笼统标注则不太精准。而从课标的相关表述来看,一般情况下可以进行较好的区分,因此拆分处理具有可行性。囿于篇幅,表3展示了“证据推理”“模型认知”编码框架。需要说明的是,课标的描述中“科学探究”和“创新意识”很难进行区分,比如“能对简单化学问题的解决提出可能的假设,依据假设设计实验方案”,提出假设就是在创新,而这也是科学探究的一部分,这就不利于研究中实际操作。因此,为了编码方便、准确,“科学探究与创新意识”这一素养
12、在编码时统一使用“探究创新”。因此,分析中有9个素养目标。2.3.3 编码操作及示例接下来的关键问题在于如何“赋码”。由于常态课必然存在纯粹知识教学,对于这种情况不应该赋予核心素养的编码。所以关键在于区分知识教学与素养教学,只有当一个分析单元涉及到素养教学才能对其进行素养目标的编码。严格意义上说,任何取向的课堂都应该保障学07化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)2 0 2 3年第4 4卷第1 3期表3 “证据推理”和“模型认知”编码框架T a b l e 3 C o d i n g f r a m e w o
13、r k s o f“e v i d e n t i a l r e a s o n i n g”a n d“m o d e l c o g n i t i o n”素养水平证据推理模型认知水平1能从物质及其变化的事实中提取证据,对有关的化学问题提出假设,能依据证据证明或证伪假设能识别化学中常见的物质模型和化学反应的理论模型,能将化学事实和理论模型之间进行关联和合理匹配水平2能从宏观和微观结合上收集证据,能依据证据从不同视角分析问题,推出合理的结论 能理解、描述和表示化学中常见的认知模型,指出模型表示的具体含义,并运用于理论模型解释或推测物质的组成、结构、性质与变化水平3能从定性与定量结合上收集
14、证据,能通过定性分析和定量计算推出合理的结论 能认识物质及其变化的理论模型和研究对象之间的异同,能对模型和原型的关系进行评价以改进模型;能说明模型使用的条件和适用范围水平4能依据各类物质及其反应的不同特征寻找充分的证据,能解释证据与结论之间的关系能对复杂的化学问题情境中的关键要素进行分析以建构相应的模型,能选择不同模型综合解释或解决复杂的化学问题;能指出所建模型的局限性,探寻模型优化需要的证据生掌握系统的书本知识。从另一个角度看,素养的形成需要以知识作为载体。但是与知识学习相比,素养形成具有特殊性。人的素养不能够完全符号化,不能脱离主体而独立存在,或者说某人身上的素养一旦符号化,那与其身体中具
15、备的素养则相去甚远9。比如证据推理、模型认知、科学探究、科学态度、社会责任等等,虽然可以将它们步骤化、维度化,但显然和一个人身上所具备的这些素养有很大差别1 0。也就是说“符号化素养”和“生命化素养”不是一回事。超越知识表层、形成核心素养需要学生进行追求理解的探究、体验、反思活动,真正内化知识的价值。进一步说,学科核心素养的形成需要相应的学科活动来实现。有学者通过梳理国内外相关研究,认为学生自身的能动活动是促进学生素养形成的机制1 1。基于上述分析,能动性学科活动是学生学科核心素养形成、发展的机制。能动性的学科活动,既包含亲身体验、获得直接经验的实践活动,也包括思维层面的认识活动。因此,一个分
16、析单元中存在能动性的学科活动是对其进行编码的必要条件。在此基础上,研究人员对一个分析单元进行如下操作:(1)基于课堂教学的实际情况对分析单元的目标进行提炼,形成文字表述;(2)依据“化学学科核心素养的水平划分”对目标进行编码。下面以前文提及的F教师课堂中的一个分析单元为例来说明编码过程,见表4。表4 分析单元中的目标编码示例T a b l e 4 E x a m p l e o f c o d i n g a b o u t g o a l i n a n a n a l y s i s u n i t分析单元(教学过程)目标提炼编码依据编码F教师:给你一个试管,注入2种溶剂,一种是煤油,一种
17、是水。很显然它们不互溶,水在下层吧?上面是煤油。同样,我把切下的一小块黄豆大小的“钠”投进试管,请你预测实验现象。学生1:钠块投进试管后会夹在煤油和水之间。F教师:好,他从静态的角度给出了预测,认为钠会在煤油层和水层之间,我很容易知道他为什么这么说,因为密度对吧?好,大家继续预测。学生2:应该是先到中间,但后来因产生气体,会上下跑,上下游动。F教师:好,他的这个叙述,上下“跑”,这是个生活化的语言。然后又改为了较为科学化的说法,上下游动,发生反应,生成气体。还有预测吗?学生3:有气泡,水变少,煤油会燃烧。F教师:理论可以用来进行预测和解释,你们的这些预测都很棒,那么是不是会发生呢?接下来F教师
18、进行实验操作,学生观察实验现象。在教师的引导下,学生用科学的语言描述实验现象,并完成对实验现象的解释通过对钠在水层和煤油层现象的探究活动,能对实验现象进行合理的预测,通过实验现象得出结论,并形成解释1.“对有关的化学问题提出假设,能依据证据证明或证伪假设”;2.“能对简单化学问题的解决提出可能的假设,依据假设设计 实 验 方 案,基于实验事实得出结论,提出自己的看法”1.证据推理水平12.探究创新水平2 这个分析单元中显然存在能动性学科活动。针对化学问题,学生提出了可能的假设,F教师对同学们提出的假设进行了点评,引导学生完成“假设验证解释”的过程。此分析单元中的教学目标可以表述为“通过对钠在水
19、层和煤油层现象的探究活动,能对实验现象进行合理预测,通过实验现象得出结论,并形成解释”。与之对应的学科核心素养及水平有,“对有关的化学问题提出假设,能依据证据证明或证伪假设”编码为“证据推理 水平1”;学生“能对简单化学问题的解决提出可能的假设,依据假设设计实验方案,基于实验事实得出结论,提出自己的看法”编码为“探究创新 水平2”。为了方便表述与理解,对9个素养目标进行了结构化,分为了思维层面、实践层面、价值层面 1 2-1 3,具体见图1。探究创新是科学家在实验室中的重要行为,也是化学科学实践的支柱,而高172 0 2 3年第4 4卷第1 3期 化 学 教 育(中英文)(h t t p:/w
20、 w w.h x j y.c h e m s o c.o r g.c n)阶目标形成离不开化学学科特征的思想和方法,理性思维和科学探究互为倚重,理性思维是探究创新意识的重要内容,探究创新是理性思维的实证过程;在形成创新意识、进行理性思维和科学探究的过程中,最终形成一定的科学态度、社会责任意识。编码主要由2名研究者完成,2人编码结果的k a p p a值为0.8 1,表明2个编码者之间有的一致性良好。对于不一致的编码,则通过讨论达成共识。3 研究结果3.1 高中化学常态课素养目标分析9名参与教师的2 3节化学常态课,划分了6 1个分析单元,一共被编码了1 0 0次,这些编码可以用来考查运作课程的
21、目标特征。编码结果如表5所示。为了让数据呈现更加清晰,根据表5的小计栏F i g.1 T h r e e d i m e n s i o n s o f c o m p e t e n c i e s g o a l s图1 素养目标的3个层面和合计栏,分别绘制了各水平频次分布图(图2)与各素养编码频次图(图3)。图2展示了运作课程中涉及的学科核心素养的表5 运作课程目标编码情况T a b l e 5 O p e r a t i o n a l c u r r i c u l u m o b j e c t i v e c o d i n g 宏观辨识微观探析变化观念平衡思想证据推理模型认知探
22、究创新科学态度社会责任小计水平12 071 21870135 9水平23029482012 9水平33100600011 1水平40000010001合计2 681 41 01 81 62151 0 0F i g.2 F r e q u e n c y d i s t r i b u t i o n a t e a c h l e v e l图2 各水平频次分布水平的情况。低水平到高水平的频次降低明显,处于水平1的素养编码次数是处于水平2的次数的2倍多,而处于水平2的素养编码次数是处于水平3的近3倍,而处于水平4的素养编码仅1次。由于研究的均为新授课、常态课,且涉及不同水平的高中,因此大多数课
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