中学化学教学文本与话语的重建(张建国)

中学化学文本与话语的重建
——教学中的科学本质观
【内容提要】新课程实施以来所出现的教学设计和各类研究课在很大程度上反映了教师在落实新课程理念方面所做的努力，但就整体而言，在体现科学本质理解方面还显得十分薄弱。

对作为科学教育的化学教学而言，这种状况令人不安。

本文针对化学教学简要阐述了科学本质理解和科学本质观，并在这样的视野下提出了以科学本质理解为价值取向的教学设计策略。

科学本质理解的教学所涉及的方面很多，本文选取最直接作用于学生的“教学文本”和“课堂教学话语”这样两个角度，以案例的方式，分析了存在的问题，提出“文本与话语重建”的命题，并给出了重建的范例。

【关键词】科学本质观化学教学文本话语重建
国家教育部颁布的《高中化学课程标准》在“课程性质”中规定，“高中化学课程应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。

”这里我们应对“科学本质”予以特别的关注，因为作为科学教育的重要组成部分，化学教学中科学本质理解所达到的水平是衡量内在教学质量的重要指标。

像其他教学目标一样，科学本质理解最终也是要通过课堂教学加以实现的。

在刚刚过去的三年中，北京市及其各区县为实施新课程进行了大量教师培训，组织了大量公开课、研究课等。

笔者对这些活动中产生的教学设计、课堂教学（通过课堂观察）、课堂教学录像（如公开课、研究课、评优课甚至是示范课）进行了考察分析，很遗憾地发现，一线化学教师对科学本质理解的关照基本上处于一种集体无意识状态。

山西师范大学梁永平教授的研究[1]也印证了这一点。

毫无疑问，获得科学本质理解的价值取向并非易事，使这一取向植根于教师的理念与行为之中，也许是一个艰苦的过程。

本文选取了“教学文本”和“课堂教学中的话语”的角度，在科学本质观的视野下对现实中的化学教学设计与实施进行反思，尝试通过文本与话语的重建来回应关于科学本质理解的价值追求。

一、科学本质观的内涵
科学本质观是人们对科学的总的看法，包括什么是科学，什么是科学知识，不同类型的科学知识是如何产生的，科学的文化功能等。

应该说科学本质是一个复杂的问题，我们无意在这里展开全面讨论，仅就与本文主题相关内容进行简单梳理。

1、科学与科学知识
据学者们研究，对科学的定义至少有50多种。

所以我们不必去探究它的确切定义，而应该去理解有关“科学”的主要含义。

我们论及的科学至少包括科学知识、科学研究和科学方法、科学精神和科学态度，还可以包括科学素质等①。

另外，本文所述科学仅指自然科学，例如化学。

科学知识是指人类经过科学研究而积累的，对客观世界和人类自身的系统的认识。

科学知识的表现形式有，科学事实、科学概念、科学原理、科学理论、科学模型等。

2、科学知识的产生过程
研究表明，科学家在科学活动中建立新概念结构的认知任务与学生学习过程中建立新概念结构的认知任务是类似的②。

在谈及科学教育的时候，有必要借鉴科学研究的过程，以此为依据设计我们的科学教育策略。

科学研究从问题开始③，科学研究的过程也是解决问题的过程。

在化学教学过程中，问题的提出一般是由“学习任务”所策动的，但学习任务并不一定成为学生学习的心理动因，而真正能成为驱动学生投入学习过程的往往是“欲望”，常表现为兴趣。

因此调动学生的积极性就成为中学化学教学的重要手段。

为了解决问题，人们开始对研究对象进行观察，必要时需设计相关实验；通过观察，发现了“事实”（包括经验事实和科学事实）并对其进行科学的表述；在“事实”的基础上人们通过归纳、建构等过程，得出“知识”，包括经验性知识和理论性知识。

这一过程表述如下。

教师对这一过程及其中诸多环节的认识存在着很大的差异，即表现了不同的“科学本质理解”，反映出了不同的“科学本质观”。

3、科学本质理解
关于科学本质理解，哲学家、科学家、历史学家和科学工作者的认识存在很多争议，但他们在若干重要方面却达成了一致的看法，可作为化学教师了解“科学本质理解”的重要参考。

（1）科学知识的产生是以经验为基础的
（2）科学中的观察、推论和理论具有不同的本质，应加以区分
① 于棋明 汪馥郁 科学发现模型论——科学教育改革探索（p4）中央民族大学出版社 北京 2006年6月 ② 韦钰 [加]P.Rowell 探究式科学教育教学指导（p2） 科学教育出版社 北京 2005年10月
③ 林定夷 科学哲学——以问题为导向的科学方法论导论（p310）中山大学出版社 广州 2009年10月 任务 欲望 问题 观察 自然观察 实验观察
规律、定律 (经验性知识) 解释、理论 (理论性知识)
（3）科学理论和科学规律的功用及其之间的关系应加以明确
（4）科学知识具有创造性和想象性本质
（5）科学知识是负载理论的
（6）科学知识具有暂定性
（7）科学知识植根于社会和文化背景之中①
4、化学课中的科学本质理解
作为科学教育的重要组成部分，化学教学是如何体现上述科学本质理解的呢？我们不妨以“电离”概念的建立为例加以说明。

（1）在电离概念建立前已经建立了与之相关的概念，可称之为“前概念”，如下图所示。

这些前概念可视为学生已有的经验基础，没有这样的基础就无法想象“电离”这一新概念的建立。

因此可以说任何一个新的知识的形成都是在原有经验基础上实现的。

（2）教师展示NaCl 晶体、将晶体溶于水形成水溶液、用水溶液进行导电性实验。

这是在前概念的基础上设计以形成电离概念为目的的情景，引导学生观察，从而积累了概念形成所需要的“实验事实”。

从“NaCl 溶液可以导电”的事实经推断做出“NaCl 晶体中的离子分散到水中”、“阴阳离子在溶液中能够自由移动”。

在此基础上得出“电离”的概念。

这里不难看出，观察和推断是完全不同的，观察具有客观性（如果不是发生了错误的话），而推断却带有主观性，因为推断的结果是不能直接观察到的，研究者自身经验和所站的角度不同，将会做出不同的推断。

典型的错误是误将推断当作对客观的真实描述，从而混淆观察与推断二者的关系。

因此可以说区别观察与推论是科学本质理解的重要内容。

（3）以电离概念为出发点，可以得到以下两类知识。

第一，以是否发生电离作为标准，将能发生电离的物质称为电解质，电解质在溶液中的反应进行速度一般都很快，总是有沉淀、气体或水等难电离物质生成，电解质在溶液中的反应可以看成是离子间相互结合的反应（离子反应）。

第二，只有在生成沉淀、气体或难电离物质时离子反应才能发生，这可以由于溶液中存在着离子与这三类物质之间的平衡（沉淀溶解平衡、电离平衡等）。

第一类是化学反应规律，属于事实性知识，它是在对实验事实的归纳中得出的，因此
① 梁永平 理科教师教学行为发展研究 高等教育出版社 北京 2007年12月 电离 离子、晶体 溶解、溶液 ……. 电流 湿手更易触电 等生活常识
它具有客观性和稳定性。

这类知识的正确性能够在很大程度上被验证或被证明。

第二类是对物质性质和反应规律的解释。

但微观粒子间的反应过程及其程度是不能被观察到的，它是人们为解释现象和规律所做的猜想，是通过建构得出的，属于理论性知识，因此它具有主观性、创造性和暂定性。

这类知识无法被实验直接验证，而只能为其提供证据。

在科学认识上，事实性知识和理论性知识具有不同的性质、不同的功能和不同的产生过程，区分规律、推论和理论也是科学本质理解的重要内涵。

（4）观察、推断、建构显然都会在研究者已有知识、经验基础上进行，一定会融入学习主体业已掌握的“原有的理论”，这必然会使所得出的科学知识负载着这些理论，原有理论的层次水平和学习主体对其理解的深度和准确度也必定影响所得“科学知识”的水平与价值。

作为科学教育的化学教学特别强调学习者的前概念，这不论对新的概念还是后续概念的学习都是至关重要的。

二、文本与话语的重建
1、教学信源
对学生而言，不论知识的学习还是对科学本质的理解，无外乎有这样两类通道，一个是文本，另一个是话语。

文本主要包括教材、板书、教辅读物，以及最近兴起并被广泛使用的“学案”。

话语主要包括教师上课时所用语言、课下辅导、答疑，以及音像材料中的配音等等。

对教师而言，他们依据课程标准、教材和自身对学科的理解与教学经验，首先编制“教学设计”（教案）、向学生提供学案、通过课堂教学用语组织学生的学习、布置作业等，有些时候还会向学生推荐使用教辅读物等等。

为了行文方便，我们把上述这些作用于学生的资料称为“教学信源”，显然，这些教学信源中的一部分（也是最重要、最核心的部分）的提供者主要是教师。

教师是教学信源的加工者和主要提供者，学生是教学信源的主要使用者，两者存在交集，如下图所示。

不难看出，交集是教学信源最为核心的部分。

它既包括文本，也包括话语。

但从教师角度看，提供交集信源的直接来源是教学设计。

因此，对于重建有利于科学本质理解的文本和话语系统，主要讨论对象是交集部分和教学设计。

2、文本与话语重建例谈
我们选取北京师范大学附属实验中学张建国所作教学设计及市级示范课《离子反应（第一课时）》为案例，从科学本质理解的角度进行文本与话语的分析，从而讨论文本与话语的重建问题。

重建涉及的方面很多，这里从实用的角度出发，采用对比的方法展开讨论。

在教学信源维度上主要涉及课堂教学用语、板书和学案3个方面，在科学本质理解上主要讨论教学目标、教学主题、区别观察、推论和理论3个方面。

（1）教学目标
本节课教学设计中“教学目标”文本摘录：
【知识与技能】能描述电离的过程（以NaCl为例）；正确书写常见酸、碱、盐的电离方程式；能从电离的角度认识酸、碱、盐；能说出电解质的概念并知道其分类标准。

【过程与方法】通过对溶液导电性的分析，从宏观、微观、符号三个水平上建立对电离的初步认识。

文中“描述电离的过程”的预期答案是：氯化钠进入水中，其表面的Na+和Cl-离子在水分子的作用下离开晶体表面，成为能够自由移动的自由离子。

在高一学生的知识背景下，这样的描述是容易做出的，至少是容易接受的。

但也因如此，学生很容易对此“信以为真”。

这样一个“图景”深深印在学生头脑中，并为后续课程中建立电离平衡的概念打下了基础。

然而，从科学本质理解的角度看，这却是一个错误的认识。

所谓“电离的过程”是感官观察不到的，它应该是“氯化钠溶液可以导电”实验现象的一种解释，一种猜测，也可以认为是一个模型。

尽管在课堂教学中，教师用明确的教学语言指出了那种描述是一种猜测，但是作为教学设计中教学目标，“能描述电离的过程（以NaCl为例）”显然是不合适的，从语义上讲，这一“描述”的对象是NaCl电离的真实过程，至少会产生这样的歧义，至少不是科学本质理解的显性表达。

文中“通过对溶液导电性的分析，从宏观、微观、符号三个水平上建立对电离的初步认识。

”较之上文合理很多：导电性是“宏观”——一种观察，通过“分析”建立微观模型，对宏观现象加以解释。

而“符号”所表达的对象当然也是基于这一模型的。

但从文本上看，与科学本质理解的显性表达还有距离。

（2）教学主题
本节课教学设计中“教学环节”的标题：
环节2：NaCl电离过程的存在
文中“NaCl电离过程的存在”，语义能够清晰表达电离过程“是不能直接观察到的”之意，只是一种推论或解释，科学本质理解的寓意是明显的。

但仔细研究，还存在不确定性，即这种“存在”是可以证明的呢？还是“需要证据支持”的呢？文本并没有明示，也可算是“显性”得不到位吧。

（3）区别观察、推论和理论
本节课课堂情景片段再现：
上述教学组织的过程凸显了观察、推论、理论之间的区别以及推论、理论产生的过程。

例如，“有人做了一个Flash来表达他对NaCl电离过程的想象，你看他做得怎么样，我说的不是软件编制的技术怎么样，而是Flash表达的电离过程是否合理”。

这里“有人……用……表达……想象”、评价“……是否合理”句式的应用清楚表达建构的过程，含有“解释不仅一种”、“解释有合理与否之分”、“可能改变（暂定性）”、“建构”之意。

而这种解释源于客观观察、经过了在原有知识基础上的推理、含有主观性和创造性。

Flah模拟电离过程，以及其后的符号表达、电解质概念等都是建立在理论意义之上的。

当然还可以看出，教师提出的问题“NaCl在溶解过程中究竟发生了什么？水分子起什么作用”仍有指向不清之嫌：究竟发生了什么？是真的发生，还是可能发生？是确定还是推断与猜想？
从上述对该案例的分析中不难看出，任课教师是持有当代科学本质观的，主要表现在课堂教学语言的使用上，但其以文本呈现的相关教学信源的设计与表达上还存在与当代科学本质观不相一致，甚至是相抵触的表达。

三、给教师的建议
从操作层面讲，教师在落实科学本质理解上可以从以下几个方面进行设计。

1、规定科学本质理解的显性目标条目
多数情况下，教师在课时计划中的“教学目标”一栏并没有关于科学本质理解的条目，至少没有关于这一内容的显性表达。

也许这是因为教师持有这样一种观点，即学生只要参加探究学习、科学研究过程和技能训练，就会自然而然地理解科学的本质，似乎科学本质理解可以作为科学探究的伴随结果。

然而有研究表明，没有显性教学目标的制定，科学本质理解是不能自动形成的。

这就要求教师不仅要有科学本质理解的强烈意识，还要将其作为教学目标明确的表述出来，才可能在教学过程中加以实现。

2、设定表达科学本质理解要求的教学主题
传统科学本质观认为知识是对自然界的客观反映，是真理。

在这样的认识基础上，人们最关注知识是什么，只是有什么用，而对知识产生的过程以及知识的合理性关注不到。

所以所涉及的主题也肯定是较低认识水平的，不会上升为认识论水平。

这种所谓“教学主题”在文本上反映在“标题”上，例如学案、板书等的节标题和节下标题。

3、显性区别观察和推论
观察是关于通过感官（或延伸了的感官）对自然现象描述性的陈述，这一点是最易理解也最已达成一致的。

相比之下，推论并非直接通过感官感知的现象的陈述。

例如，向一瓶溶液滴加甲基橙溶液后颜色变红，我们可以推断这瓶溶液是酸性的，溶液中H+浓度大于OH-浓度。

基于同样的观察所作的推论可能不正确。

例如，同样是“甲基橙变红”的观察，却不能得出“溶液一定是酸溶液”的结论。

理解观察与推论之间的根本区别是弄懂隐藏在科学世界许多推论和理论术语的前提。

4、注重知识的类型及其产生方式及其相关能力的培养
在化学教学中，事实性知识是最为大量的，其中很多与实验、数据、图表等信息呈现方式相联系。

这类知识是培养观察能力、动手操作能力的最佳素材，此外知识的系统化、结构化也是主要的教学策略。

规律性知识是对所观察现象之间关系的描述，它是在一定量的事实的基础上通过归纳的方法得出的。

这类知识是培养归纳能力、概括能力的最佳素材，此外，在中学化学教学中，规律对学习的指导作用具有特殊的功能和意义，所以运用规律去分析和解决问题应该成为教学中最常出现的教学过程。

理论性知识是对所观察现象或这些现象中的规律提出的假设性解释，是通过“建构”所得到的，这种解释可借助一个模型加以表达。

这类知识是培养抽象思维能力、推理能力的最佳素材，此外这类知识的学习综合度大、难度高，其学习过程与科学家的研究过程最为相似，最适宜设计为探究学习，它还是提高学生“科学本质理解水平”的重要平台。

科学本质理解的价值取向应成为广大一线化学教师的共同理念与追求，并应努力在自
己的教学实践中加以践行；科学本质理解的教学需要教师自身对科学本质的相关理论和实践问题进行深入的学习和研究，这可能要经过一个艰苦的过程；科学本质理解教学的实现关键在于教学设计，其中教学文本和课堂中的话语应用是最直接作用于学生的教学信源，也是教师对科学本质理解的外显，应首先引起高度重视。

【参考文献】
[1] 梁永平.理科教师教学行为发展研究.北京：高等教育出版社，2007：11～19.
[2] 于棋明汪馥郁主编.科学发现模型论.北京：中央民族大学出版社,2006.
[3] 刘大椿著.科学哲学.北京：中国人民大学出版社,2006.。