基于化学学科能力目标的课堂观察研究

王磊　王星乔　包朝龙

摘要： 以“乳酸为代表物梳理有机物的一般认识思路”为例，借助课堂观察渐进分析模型，基于学习理解、应用实践、迁移创新等化学学科能力发展进行课堂观察，分析能力目标的落实情况，并针对性地给出教学改进建议：（1）准确把握能力目标层次；（2）实行课堂多元评价方式；（3）注重课堂展示的分层筛选。

关键词： 学科能力； 课堂观察； 有机物； 乳酸

文章编号： 10056629（2023）08004006中图分类号： G633.8文献标识码： B

学科能力是学生面对与化学相关的实际问题情境或复杂的学术问题情境时，认识、分析与解决问题所必须具备的能力，是学科核心素养的重要组成成分。课堂观察为评测学科能力发展是否有效落实提供了一条路径。课堂观察法，是指教師或研究者通过自身的感知器官或者借助有关辅助工具（如借鉴学生行为量表、自制观察表格、采用计时器和录音录像设备等），有目标、有计划地关注课堂真实教育教学情境中的教育问题（现象或行为等），直接或间接地进行资料收集、记录并研判的一种教育科学研究方法［1］。选取高一有机化学复习课“以乳酸为例梳理有机物一般认识思路”中的学科能力目标达成作为观察内容，科学编制课堂观察量表，借助观察数据，对教师的课堂教学进行研究分析，指出其优点和不足，并针对性地给出教学改进建议。

1 学科能力目标框架建构

许多学者对化学学科能力进行了界定。如从化学学科本质出发，有构建符号表征能力、实验能力、模型思维能力和定量化能力四核心要素［2］，或从化学学科核心素养内涵和课程目标建构角度出发的理解与辨析能力、分析与推测能力、归纳与论证能力、实验与探究能力四个方面［3］，其根本出发点均是学生思维能力的发展。以“多维整合学科能力框架”［4］为理论依据，预期“有机化合物”达成的学科能力要素及其水平进阶如表1所示。

以典型有机物——乳酸为内容载体，将有机物的成键特点、官能团、性质、反应类型等依循知识之间的内在逻辑进行重整，开展学考综合性复习。本节课分为四个教学环节：一是“确定乳酸分子式”，以实验数据形式推算乳酸分子式，重点提升学生的概念认知和简单的计算能力；二是“推测乳酸的结构”，借导学案回忆常见烃的含氧衍生物性质，并设计实验方案推测乳酸结构，学生进行分组实验验证猜测，意在促进学生的实验设计与操作能力提升；三是“利用官能团性质反证乳酸结构”，以分子间形成六元环为背景信息，引导学生进一步明确乳酸结构，重在培养学生的发散性思维；四是“借助乳酸合成完善官能团转化”，由教师给出发酵法、合成法等文献信息，通过讨论高分子材料对环境的重要意义以及书写化学方程式，完善官能团转化的知识结构，提高分析问题和解决问题的能力。由四个教学环节构建起“有机物的一般认识思路”，从而促进学生化学学科能力的发展。课堂教学基本流程设计如图1所示。

2 课堂观察

学生的课堂学习行为反映了学科能力的运用及发展状况，通过对学生学习行为的观察，了解能力目标达成的情况。根据课堂观察渐进分析模型［5］，一次完整的课堂观察可包括观察前准备、课堂听课、评课与改进三个渐进阶段。

2.1 观察前准备

观察者在课前先倾听执教者C老师介绍课程标准对本节课的要求以及学业要求、教学目标及相应的学科能力目标，并与组内教师多次探讨能反映学科能力目标达成的观察维度、评价指标等方面，进行反复修改，编制了基于学生课堂学习行为的观察量表，明确学科能力目标达成分为三个等级（A等级为达成，B等级为基本达成，C等级为未达成）。

为了快速有效地记录课堂上学生的学习行为和教师的教学行为，将某些预期行为事先记入观察量表，并设计一些简明符号反映多样的课堂行为，如：♀和♂分别代表提问对象为女生和男生；“全”代表提问面向全体，且全班大部分都有回答，“散”代表提问面向全体，零散地有人回答；√代表回答完全正确，√代表回答不完整或有偏差，×代表回答完全错误；T表示教师行为，并具体细分为T帮答、T追问、T评价等。观察者提前10分钟进入课堂，选择合适位置架设录像设备，做好观察准备。

2.2 课堂听课

观察者随带录音笔、观察量表等工具进入课堂，紧跟授课教师进度，详细记录教师教学行为、提问次数、学生回答方式、准确度、候答时间、教师评价方式、课堂参与度等，并进行适当描述。课堂观察量化数据与质性描述是进行科学分析与评价的依据。本次选择课堂教学“环节二：推测乳酸的结构”片段作为观察结果的例子，以示意观察记录方法，如表2所示。

通过观察、记录，得到本节课课堂观察结果，如表3所示。C教师在教学中共设置12个任务，并根据难易程度进行不同的时间安排。任务5为设计和实施实验，分配占教学时长的1/4，意在让学生体验科学探究过程；任务8和任务12建立在陌生的信息上，教学时间比重突出，重在促进学生提取、处理信息的能力以及系统思维的提升。总体观之，教学的重难点与时间的安排相匹配。在教学实施中，C教师采用导学案投屏展示的方式进行过程性评价。所选用的案例共计8则，其中7则完全正确，1则半对半错，且据课后与C教师交流及课堂观察，8位均为化学素养突出、成绩中偏上学生，对化学学习具有浓厚兴趣。C教师在教学中进行9次面向全体的提问，问题指向清晰明确，整体难度层次分明，并以理答、候答、帮答方式反馈。学生在面对不同的提问时，多以散答形式回应，观点多有分歧。在14个独立应答的学生中，有多达10个学生表达流利、思路清晰、逻辑严谨，体现了优秀的学习品质。除以上教学行为外，C教师安排4次集体书写，所呈现的答案内容展露出不同程度的思维漏洞。随着课堂纵深推进，知识关联度、综合度的增加，学生的注意力由专注集中逐渐转向涣散游离。

2.3 评课与改进

完成本堂课教学内容后，C教师进行反思与陈述，W教师围绕学科能力目标的达成进行评价。

2.3.1 C教师的反思与陈述

课前先下发导学案，引导学生进行预习，再回收进行批阅，进一步诊断学生的知识基础以及能力水平，有针对性地在课堂上设问、对话和指导。课中发现，学生对于陌生信息的获取与加工存在一定程度的困难，尚未完善建立“结构性质用途”的认识视角且知识迁移应用能力较为薄弱，尤其是面对复杂情境时思维无序、逻辑混乱。在后续教学中，仍需增强相关能力训练。

2.3.2 W教师的分析与评价

本节公开课基于课堂观察渐进分析模型，从教师的教学行为、学生的学习状态、环节时间、学生的课堂参与度以及学生观点几个观察视角对课堂教学进行观察和记录。上课时长共计41′43″，依据观察量表可看出，在17个能力目标中C教师共得到7个A等级、7个B等级、3个C等级，能力目标达成度总体表现为中等层次。

2.3.2.1 学习理解能力层面

据观察结果统计，辨识记忆能力达标情况为：4A；概括关联能力达标情况为：1A+1B+1C；说明论证能力达标为：1A+2B。C教师以导学案为媒介，让学生提前预习内容，并采取回收、批改、统计导学案方式，掌握学生学习情况。学生在填写导学案时，或凭借知识经验，或参阅教材信息，所呈现的导学案内容基本正确，因而对辨识记忆能力的达标表现出较高的水平。当面对任务8中利用已知信息佐证乳酸结构的正确性及任务12中根据信息提示设计转化路线时，学生群体表现为“沉默”，反应迟钝，教学停留时间较长。由此表明，学生在面对陌生信息、真实情境时，提取关键信息、处理信息的能力较薄弱，显示出学生概括关联等较高层次的能力有待提高。学生群体在汇报实验结果和说明的环节表现较为活跃，随机点名提问的5位学生（2男3女）均能如实描述现象，且能准确判断特定的含氧基团（醛基、羟基、羧基）的存在与否。该环节陈述精彩，表明学生具备一定的论证说明能力。

2.3.2.2 应用实践能力层面

由数据反馈，分析解释能力达标情况为：1B；推论预测能力达标情况为：1A+1B；简单设计能力达标情况为：1B+1C。在环节一的任务2中，据回收的导学案统计分析，有41/47能正确推导出乳酸的分子式为C3H6O3。从卷面来看，多数学生思路清晰，推理严谨，在随机选择的一份导学案中，学生计算丝毫无误，凸显出较强的推论计算能力。教师在环节二中安排实验探究，要求学生思考和设计方案，以事实佐证推断，主要考察学生的应用探究能力。在任务5：乳酸中含氧官能团的确定中设置了三个问题，对于第①问：羟基存在与否证明，先由第一位男生回答，但观点不全，再由第二位男生补充，观点完善。针对第②问：醛基存在如何证明，一男生主动举手，思路清晰，思维严密。当C教师抛出第③问：何以证明酯基的存在，学生反应迟缓，最后在教师的提示和帮助下明晰回答。由此可知，学生简单设计能力已经初步具备，但需借助外力引导。在后续开展实验过程中，学生普遍手忙脚乱，现象描述与官能团特征匹配不当，分析解释能力有待提高。综合来看，该环节教师留给学生思考时间不够充分，帮答或代答形式对于检验、提升学生设计能力有所弱化。而在结合已知信息设计制乳酸环节，教师提出挑战性任务，学生总体表现为无从下手，最后挑选出一位合成路线较理想的男生的导学案进行投屏分享，在C教师引导评价下大多顺利完成合成。当定性判断出乳酸所含的含氧官能团后，教师提供定量信息，进一步明确乳酸结构。在定性探究后，由于有了初步推论，学生表现出明显的自信，在短时间内得出了结论。抽查到的某男生回答流利，观点正确，说明学生的推论预测能力获得了一定的发展。

2.3.2.3 迁移创新能力层面

统计结果表明，复杂推理能力达标情况为：1B+1C。在环节四任务9中，教师以图片的形式例举聚乳酸在生产生活中的应用，学生感受领会，表现出浓厚的学习兴趣。该部分教学时间安排简短，节奏比较匆忙，学生对聚乳酸的广泛应用仅有初步的了解。在随后的任务11中，教师提示学生从物质循环的角度分析高分子材料对环境的重要意义后，一位男生不假思索地回答“降解”二字，此时教师并未回应，快速提问另一位女生并在过程中完善循环路线，最后以“绿色化学”作简单点评后收场。该部分教学内容的处理表明教师对于发展复杂推理能力方面挖掘得还不深，弱化了对迁移创新能力的拓展和培养。

3 促进化学学科能力发展的教学改进建议

3.1 准确把握能力目标层次

教师对于能力目标层次的准确理解直接影响教学内容的选取、组织及呈现。C教师由于对于能力要素的关注及理解存在一定偏差，在教学实施中侧重程度也表现出明显不同。如任务9的解决，本应是由“学生从环境、材料等角度分析、评价实际问题”进行回答，而教师理解不到位，将目标层次降为“了解聚乳酸在生产生活中的应用”，仅采取观赏图片等通识类知识教学的手段，引导学生感受领会聚乳酸的应用。为与能力目标层次相匹配，教师在教学设计时应先以信息提示的方式告知学生“聚乳酸具有生物相容性、可降解性、耐热性、光泽度好等特点”，组织学生围绕特性讨论聚乳酸的用途，并以实际应用辅助佐证其猜测，深化复杂推理能力的培养。为有效促进学生学科能力的发展，教师应通过深入研读课标、与同仁相互交流等方式准确把握目标层次，进而合理组织教学内容。

3.2 实行课堂多元评价方式

课堂评价是化学教学不可或缺的重要组成部分，是实施“教、学、评”一致性的重要链条。据统计，本节课前后共有8次进行导学案的展示，但C教师无一例外地以自身作为评价主体，忽视了学生自评、他评等重要形式。如设计实验方案环节，当学生表述不完整时，C教师应暗示学生：“大家觉得他的方案是否合理？一起评价下……”，而不是直接点名提问。又如任务12，C教师呈现学生导学案上的合成路线时，对于不完整的设计方案可先邀请本人分享，后给出恰当提示，再作提问：“你觉得刚才的设计是否合理？”可见，课堂评价作为抵达能力目标的最后一步台阶，其重要性不言而喻。

3.3 注重課堂展示的分层筛选

从课堂观察记录来看，不管是导学案展示，还是提问对话，课堂展示的同质化表现较为明显。如C教师所选择的导学案展示对象，部分是自主举手，多数为教师有意点名，其能力水平、知识基础均位于班级中上层次，却忽视了学习基础薄弱的学生，直接导致课堂教学面对的是部分学生而非全体学生，进而影响到反映能力目标达成的实际情况。要监测学生能力目标落实情况，应有意识地分层筛选不同层次的学生，了解其掌握情况，由此所得到的数据丰富真实、科学有效，才更有利于综合评判。

参考文献：

［1］费伦猛. 如何做课堂观察——中小学基于课堂观察的课例研修多维解读［M］. 长春： 吉林大学出版社， 2014： 1～2.

［2］杨玉琴. 化学学科能力及其测评研究［D］. 上海： 华东师范大学博士学位论文， 2012： 1.

［3］单旭峰. 高考化学学科关键能力的建构思路、基本内涵与考察实施路径［J］. 课程·教材·教法， 2022， 42（6）： 139～146.

［4］王磊. 学科能力构成及其表现研究——基于学习理解、应用实践与迁移创新导向的多维整合模型［J］. 教育研究， 2016， 37（9）： 83～92，125.

［5］费伦猛. 课堂观察渐进分析模型： 内涵、特征与实施策略［J］. 教育理论与实践， 2021， 41（2）： 51～54.

*浙江省教育科学规划课题“学科能力导向下普通高中教学改进研究”（课题编号：2023SC162）研究成果。