来源： 作者： 时间：2021-03-01
摘要:分析了教材结构与教学结构的内涵，并从四个维度—整合学科知识、深谙“背景知识”挖掘价值功能、提炼科学方法阐述了教材结构向教学结构“转化”的视角与策略。
关键词:教材结构,教学结构,学科教学知识,教学转化
一、问题的提出
教学过程的本质是将教材结构转化为适切的教学结构的动态过程。一节成功的教学实例，无不源于对学科知识的深人解读，对教材结构恰当的把握，对教材结构向教学结构独到的“转化”。相反许多存在缺失和遗憾的课堂，大多是教材结构向教学结构转化时出现了滞碍，要么是将教材当成教案，把教材中的知识内容加以梳理与罗列，固化教材文本，“照本宣科”;要么是将配套的《教师教学指导用书》即通常称之为“教参”。视为教案，缺少自己对教材结构独立的见解与思考，“亦步亦趋”;要么是直接引用名校或他人公开课、“优质课”的资源，成为他人的“传声筒”，主体逻辑思维遭到禁锢，“生搬硬套”。因此，有必要对教材结构向教学结构的“转化”开展深人的研究与探讨，以便准确把握教材结构和教学结构的内涵与特质，使得教学行为更能符合学科素养培养的要求。
二、教材结构与教学结构的内涵分析
1.教材结构是教材的“精髓”所在
“教材结构”是指教材内容相互间的主要内在联系。教材结构既是学科结构的具体体现，又是教学结构的基石，是教材的“精髓”所在。基于化学学科的特点，任何化学内容无不具有实验探究、逻辑思维和符号表达这三个基本要素。以义务教育九年级化学教科书(沪教版，下同)为例，教材是在实验探究的基础上，以知识的逻辑展开为主线，适时嵌人初中生能够阅读、领会的化学发展史和有代表性的认识发展史，以及一些科学家的探索发现史，即把知识的逻辑展开同化学科学认识的历史发展有机地结合起来，较好地阐明了化学科学是怎样在实验探究的基础上逐步发展起来的，如空气成分的测定、人类对原子结构的认识、酸碱指示剂的发现等。从感性认识回归到理性认识，从现象认识上升到本质认识，用特有的化学语言表征。如此的教材结构体系，不仅可以使学生学到化学知识，而且可以学到人类探索认识物质世界的研究方法，提升分析问题和解决问题的能力。据此，教材结构是人类共同拥有的学科结构转化为学生认知结构的阶梯，厘清教材结构是建构优质教学结构的前提与保证。
2.教学结构体现教师的“智慧”生成
良好的教学结构应是教学内容结构、教学方法结构、学生心理结构的有机统一体川。通常包括教学的知识逻辑和相应的根据教学内容设计的师生活动方式。为了使教的“可适性”和学的“可接受性”匹配且和谐，教师在教学过程中需综合诸多因素对教学结构进行独到的思考与设计，对教材结构进行适当的调整，对教学内容进行必要的取舍，包括内容的整合、删减、拓展、延伸;探究方式的改变，如将验证性实验改为探究性实验、将演示实验改为学生分组实验;教学方法的改革，如将“接受式学习”改为“发现式学习”或“问题教学法”、将记忆式学习改为理解性学习、将演绎与归纳进行相互转换等。因此，教材结构虽是构成教学结构的基础，但它并不等于教学结构，思考教学结构的过程是对教材结构二度创作的过程。良好的教学结构体现教师深远的眼光、扎实的学科功底以及全面的教育素养。
三、教材结构向教学结构“转化”的视角与策略
1.以认知序的视角深度解读教材，优化教学结构
“认知序指的是与学习者学习水平、认知特点相适应的学习路径”[2]。在厘清教材结构的基础上，综合教材分析和学生认知结构的分析，以学生最易接受的认知方式设计教学结构，从而有助于学生真正理解知识间的内在联系与逻辑关系，自主建构知识体系，优化教学结构。如复习课的教学，在深度解读教材的基础上，从知识整体建构的视角剖析各章节、各部分内容在整个教学结构中的地位与作用，建构复习课主题教学单元，达成知识的迁移与应用，而不是仅仅依靠“知识系统”的灌输或让学生背诵“知识网络图”来唤醒遗忘的“点状”“碎片式”的知识。否则，不仅复习效果欠佳，也不利于学科观念、核心素养的形成与培养。
例如，“‘意料之外’的探究”一节复习课的教学结构，设计了以下三个教学板块。
第一板块:抛出问题、认知冲突。将实验室制取的二氧化碳通人澄清石灰水中，溶液不变浑浊，猜想原因，学生最易想到的是石灰水变质。实验验证:①用试管取少量澄清石灰水，向其中吹气，澄清石灰水变浑浊;②另用NatC03和稀HZS04制得的二氧化碳，通人澄清石灰水中，变浑浊。形成思维冲突、启发原因探究。
第二板块:整合知识、迁移运用。①为什么混有HCI气体的CO:不能使澄清石灰水变浑浊呢?②如何验证CO:中含有少量HCI气体?③如何除去二氧化碳中含有的少量HC1气体?(列出所用试剂、画出实验装置)。将所学的相关酸碱盐知识唤醒、赘合，加强知识纵向、横向间的内在联系，并在实际问题的解决中巩固所学知识，发展应用能力。
第三板块:价值提升、观念建构。①实验室制取二氧化碳后的废液中含有哪些溶质呢?如何确认废液中是否含有剩余的HCl?②如何处理含有剩余HCl的废液?提供两种试剂方案供选择(A:NatC03溶液、B:石灰乳)，并提供CaCI:的工业用途:可作为干燥剂、鳌合剂、融雪剂、快速干燥的水泥成分等。引导学生从节约资源、降低成本、变废为宝以及环境保护的角度设计探究方案。
2.持智慧的眼光深谙“背景知识”，丰富教学结构
在钻研教材的基础上，努力挖掘、探析其中的“背景知识”，引领学生探究知识的“来龙去脉”，深度认识事物的本质与学科规律，使教材功能得到最大程度的发挥，从而丰富教学结构。探析“背景知识”是一个“由表及里”“由浅人深”的过程，“背景知识”如同沙石下面流淌的“泉水”，需要经过一番“过滤”，才能“清澈透明”，需要教师具备一定的专业素养、学科积淀和丰富的学科教学机智，以及一双智慧的眼睛。
例如，“空气中氧气含量的测定”，这是初中生学习化学接触到的第一个较为复杂的探究性实验，其思维角度:气体具有流动性，不可称量其质量，只能测定其体积，体积的测定需要在等温等压条件下，用某种液体等量代换。因此，需从以下四个层面认识与理解:(1)化学实验信息的丰富性。实验中用到的仪器与药品学生基本都是初次接触，如集气瓶、燃烧匙、红磷等;第一次观察到产生如此浓厚白烟的剧烈燃烧;对学生的实验操作技能也提出了较高的要求。(2)化学反应原理的复杂性。集气瓶中可燃物的选材需具备三个条件:①仅能与空气中的氧气反应;②生成物为固体状态;③可燃物能确保集气瓶中的氧气完全耗尽。(3)物理一化学知识的融合性。通过集气瓶中氧气的消耗产生负压，测量倒吸进集气瓶中水的体积，得出空气中氧气的体积含量，将物理学中气体压强的知识应用于化学学科。(4)定量研究观念的建构。将“定量”研究引入化学实验的研究之中，引导学生从“量”的视角研究化学变化，为后续学习“质量守恒定律”埋下“伏笔”。在此实验中需要根据空气中氧气的体积比和化学方程式的计算，合理地选择集气瓶的体积容量及可燃物红磷的用量。因此，“空气中氧气含量的测定”可设计为“测定原理”“测定装置”两条教学结构线路(见图1略)。
教学过程中，对“背景知识”的挖掘与应用激活了课堂教学，并支撑和丰富了课堂教学结构。深谙“背景知识”是教师专业发展核心素养的具体体现，反哺着教材运用的水平，使得对教材结构的认知、解读和运用更深人全面和立体化，其教学结构的创造性和灵活性更高。
3.从观念的高度挖掘价值功能，统领教学结构
“学生能否牢固地、准确地，哪怕只是定性地建立起基本的化学概念，应当是中学化学教学的第一目标”[z]0这里的“化学概念”应理解为通过具体化学知识的学习所形成的对化学科学的概括性认识，以及所特有的思维方法、学科观念，它是基础化学教育中最有价值的知识。
初中是学习化学知识的启蒙阶段，也是学科观念形成的重要阶段。观念的形成虽离不开具体知识，但也不能像知识那样直接传授，必须是在对化学核心概念和典型化学事实深刻理解的基础上建构，是在学生主动参与、积极思维的过程中形成。所以，在教材结构转化为教学结构的过程中，必须站在观念建构的高度审视知识的价值功能，并以此统领教学结构。如“铁的冶炼”教学结构设计有两条“主线”，一条是铁矿石的冶炼，称之为“明线”，以Fee0,-}Fe为线索，包括原料的选择，除去FeZ0，中氧元素试剂的选择、产物的验证、伴随发生的副反应、反应装置以及尾气处理等;另一条则是以“元素观”“转化观”“价值观”为思路的“暗线”，如同“春风潜人夜，润物细无声”。例如，我国是一个矿产资源丰富的国家，尤其是辽阔的南海海底更是蕴藏着丰厚的化石能源和稀有金属资源，这将为国家的经济建设及国防建设奠定雄厚的基础。由此激发学生的爱国热情和学习激情，促进其价值观的形成。
有些看似“无用”的教学主题，其实蕴含着价值功能层面的内容。如拉瓦锡研究“质量守恒定律”的“化学史话”，很多教师教学时仅做常识性了解，一带而过，甚至忽略不讲，并未体现科学探究的历程与智慧，以及拉瓦锡对化学学科走进“定量”时代所做出的巨大贡献。如拉瓦锡当时为什么想到用Hg做实验就很有探讨价值，可能是出于以下三方面的原因:(1)Hg是常温下唯一的液态金属，具有流动性，可直接用连通器读取气体的体积;(2)Hg0呈固态，易与密度很大的Hg实现分离;(3)Hg的沸点仅300℃左右，蒸气压又较低，气相反应很充分。如此具有思维深度和探究智慧的“化学史话”，由于没有得到充分的认识而未能发挥其功效，实在是令人惋惜。再如，在“化石燃料”的教学中，很多教师处理这节课的时候，常常采用的是“读读议议”“划划背背”的教学方法，仅限于应对考试，并未上升到“化石燃料在我国能源结构中占有重要地位，合理使用有利于社会可持续发展”的认识高度，一旦地球蕴藏的化石能源枯竭，或空气污染到无法“自净”的程度，人类将无法生存，恐怖至极。教学设计可围绕“为什么要节约资源”以及“如何节约资源”两条线索进行，一是不可再生资源的日益减少及需求量的日益增加，尤其是汽车用量的激增，使能源和环保问题日趋突出。二是如何节约资源?可从石油的分馏(合理使用)，煤的气化和液化，用天然气作为机动车的燃料，推广使用乙醇汽油，开发研制以太阳能和氢能等新型能源为动力的汽车等方面考虑。三是减少环境污染问题。可从燃料煤脱硫，燃煤产生的尾气吸收转化为副产品使资源循环利用，为汽车装尾气转换器等角度引导学生探索。所以，隐藏在知识背后的学科观念，影响、引领着教学结构，需要我们深度挖掘。“为什么教”决定和支配着“教什么”，教师应站在学生终身发展的视角思考、追问某些课题的价值，或许今天的“无用”乃是明天的“大用”。
4.用学科的思维提炼科学方法，灵动教学结构
化学学科内容实际上是由科学知识和科学方法共同组成的，科学知识是基础，科学方法则是关键。教师要能从教材结构中众多的“观察与思考”“活动与探究”“拓展视野”“交流与讨论”“回顾与总结”等栏目中梳理分析，尤其是“实验引导”，加强实验教学的引领性和启发性，通过实验获取具体、可信的事实，活跃学生思维、传授科学方法。如，基于化学实验的对比观察法、控制变量法;探讨物质性质时，基于现象、数据和事实的逻辑推理方法;基于化学计算的极限思维法、数学建模法。当然，科学知识是显性的，而科学方法则内隐于内容的组织与活动的设计之中，潜移默化地渗透于教材结构之中，要理解和提炼这些科学方法，离不开对教材结构的深人解剖、综合分析、抽象概括。
如“二氧化碳的制取”。这是一个在氧气制取研究基础上的延伸与拓展，两者前后呼应，共同构成了气体制取较为完整的知识体系和探究思路。教学结构可以分三条主线进行，一是实验药品的选择，用对比探究、控制变量的方法选择含有杂质的石灰石或大理石与稀盐酸反应，而不用纯净的CaC03与稀盐酸反应。二是实验装置的改进与创新，从“简易装置*可控制反应速率的装置*可控制反应发生与停止的装置”三个维度层层推进、拾级而上，进行深层次理解，促进学生认识的飞跃，使学生获取通过气体压强的改变实现固体一气体分离的实验方法。三是验证、验满的对比，使学生懂得二氧化碳的检验与验满两个实验环节的区别与联系，认识化学是识别和创造物质的科学。
教学不仅是一门科学，也是一门艺术，艺术的生命源于创新。将教材结构转化为独具个人风格与魅力的教学结构是一项创造性劳动，是教师专业成长的必由之路。“运用之妙，存乎一心”。每位教师都应在不断提高教学基本功的基础上，切实提高对教材结构和教学结构的思辨认识水准，用专业的视角与前瞻的眼界领会“转化”的本质与内涵。“教学有法”，教师应努力提升学科教学知识实施水平。“教无定法”，从来就没有一成不变、放之四海皆准的教学设计或教学模式可直接套用，“削足适履”只会落得“邯郸学步”的结局。“贵在得法”，独立思考和创新是优化教学结构的关键。实现教材结构向教学结构“转化”，是一个教学知识、教学经验积淀与升华的过程，始终在“同化一顺应一同化”中寻求突破，获得新的平衡。
参考文献
[1]鲁增贤.从学科结构、教材结构到教学结构[J].河北师范大学学报:教育科学版，2000(1);97.
[2]宋心琦，胡美玲.对中学化学的主要任务和教材改革的看法〔J].化学教育，2001(9):13.
本文摘自《文理导航》杂志。
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