化学学科能力表现性目标的研制路径与应用
作者： 王星乔 王仕杰 李晶 杭伟华
摘 要：基于学科能力模型和学习表现性目标理论构建学科能力表现性目标的研制路径，以“配合物”为例详细呈现学科能力表现性目标的研制过程，提供基于表现性目标的“教-学-评”一体化的活动设计。基于表现性目标的“教、学、评”活动设计使得教学活动任务更加精准化、多样化和梯度化，有效促进了学科能力的发展。
关键词：学科能力；表现性目标；配合物
文章编号：1005-6629（2024）09-0031-05
中图分类号：G633.8
文献标识码：B
1 问题提出
学科核心素养是学科育人价值的集中体现，是学生通过学科学习逐步形成的正确价值观、必备品格和关键能力。其实质是学生顺利完成学习理解、应用实践和迁移创新等学科认识和问题解决活动的稳定的心理调节机制，即学生的学科能力［1］。学科能力是支撑和体现学科素养要求的能力表征，化学学科能力表现性目标指的是学生在完成相应的学科认识和问题解决活动中的预期表现［2］，既可以用来指导教学，又可以作为评价学生学习成效的重要依据，是“教-学-评”的共同性目标，是落实核心素养目标的重要抓手。
2 理论基础
2.1 学科能力模型
本研究以王磊提出的化学学科能力模型（即“3×3四维”学科能力模型）［3］为理论依据，具体如图1所示。
在上述模型中，学科核心知识和活动经验是学科能力发展的基础，学科认识方式是学科能力发展的内涵实质，学科能力活动类型是学科能力发展水平的外在表现。该模型提出的3×3能力活动任务类型（能力要素），不仅代表不同类型的学科能力，也反映了学科能力的不同水平，能有效刻画学生的能力素养发展水平，可作为化学学科能力表现性目标框架。
2.2 学习表现性目标
学习表现性目标是国际科学教育学者约瑟夫·科瑞柴克（Joseph S Krajcik）提出的，是对学生在具体真实情境问题中进行关键性科学实践活动，来达成对具体学科核心观念理解的学习目标进行的陈述性表述［4］。化学学科能力表现性目标在具体表述上，可采用布卢姆教育目标分类学建议的“（情境条件）学生能够或学会+行为动词+名词”的表述方式。结合“3×3四维”学科能力模型，行为动词是指认知过程且需跟学科能力要素水平层次相匹配，名词是指行为的结果方式且需指向核心知识和活动经验，情境条件指的是真实问题情境或能力活动中所调用的学科认识方式。比如“概括简单配位键的形成实质及其条件”“基于微粒（原子、分子、离子）的结构预测微粒间能否形成配位键”。“概括”是行为动词且与“概括关联”能力要素相对应，“配位键的形成实质及其条件”是核心知识，“基于微粒”是学科认识方式。因此，需要从知识和活动经验、认识方式、学科能力要素三个方面综合构建学科能力表现性目标。
3 研制路径
本文在分析课程标准、教材等基础上，从研究对象和化学问题、能力活动任务类型、知识基础、学科认识方式四个维度构建教学内容的学科能力模型，再结合客观因素分析、能力层次界定和目标规范表达，制定出具体详细的学科能力表现性目标。具体研制路径详见图2。
4 案例解析
以“配合物”为例，阐释根据上述研制路径与框架制定学科能力表现性目标的过程。
4.1 课程标准研读
课程标准已为教学目标的制定提供了参考依据，但其只是粗线条的，需要一线教师将其具体化、精细化，转化为每一单元、每一课时的教学目标［5］。在实践操作中，可采取直接摘录、增补解构、删繁就简三种策略。
4.1.1 直接摘录
课程标准中“知道配位键的特点，认识简单的配位化合物的成键特征”这一内容要求，指出了目标要素中“学什么”（配位键的特点、配位化合物的成键特征）和“学的程度”（知道、认识）。诸如此类在课程标准中已有明确的目标内容可以直接摘录。
4.1.2 增补解构
事实上课程标准中多数是概括性内容，需要用“增补解构”法对课标内容进行处理，将概括性要求转化为表现性目标式的表述内容。如学业要求“能比较不同类型的微粒间作用的联系与区别”就比较模糊，可以结合学习内容调整为：“能说出配位键与一般共价键的异与同”。
4.1.3 删繁就简
课程标准“内容要求”或“学业要求”条目中出现了并列的核心概念，这就需要对课标内容进行处理，将不相关的核心概念删除，留下本课时需要完成的核心概念。如学业要求“能说出微粒间作用（离子键、共价键、配位键和分子间作用力等）的主要类型、特征和实质”，修改为“能说出配位键的特征和实质”；如学业要求“能运用离子键、配位键、金属键等模型，解释离子化合物、配合物、金属等物质的某些典型性质”，修改为“能运用配位键模型解释配合物的某些典型性质”。
通过研读课标并用上述策略或方法进行优化后的教学单元课程标准要求如表1所示。
4.2 教材分析解读
教材是编写专家们在深入理解的基础上将课标具体化，其知识的选择代表了化学课程知识的核心主干，这些知识也是最富含化学学科核心素养要素的。对于教材的分析解读，不能仅仅关注事实性、概念性知识等显性知识，而应挖掘、洞察“过程与方法”及“情感态度与价值观”等隐性知识，这样所传授的“知识与技能”才能真正转化为学生的学科素养［7］。结合“3×3四维”学科能力模型，隐性知识主要从认识角度、认识思路、认识方法、学科价值等角度展开分析。另外，学科知识需经过学习理解、应用实践、迁移创新等能力活动，才能完成从具体知识到认识方式，从外部定向到独立操作再到自觉内化的转化过程。综上，教材分析主要是从显性知识、隐性知识、学习活动等几个角度切入，具体如表2所示。
通过对表2分析可见，配位键的形成条件及特征，配合物的概念及组成结构、性质、应用与制备等是三种版本教材共有的显性知识，是“配合物”教学单元的知识基础，同时也是研究对象和化学问题。在学科认识方式上，“配合物”教学单元注重宏微结合认识视角，各版本教材在认识思路上注重运用化学实验等事实引发认知冲突，从而构建配位键模型实现认知平衡，最后再运用模型解决新问题。此外，各版本教材创设了丰富的学习活动来发展学科能力，这对学科能力表现性目标的研制具有重要的参考价值。例如，鲁科版教材“交流·探讨”栏目要求讨论氨分子怎样与H+结合成铵根离子，那么“（A2）概括关联”能力要素表现性目标可设定为：以铵根离子、铜氨离子、银氨离子为例，说明配位键的形成过程。
4.3 能力模型建构
通过课标研读和教材分析，可以确立相关主题的知识基础、研究对象和化学问题以及学科认识方式，从而构建该学习单元的学科能力模型。例如，对于“配合物”学习单元，通过以上分析，可以明确核心知识是配位键和配合物；认识角度是宏观到微观、物质到微粒，认识思路是化学事实→构建模型→运用模型，学科思想为结构决定性质；研究对象和化学问题主要包括配位键的形成条件及特征，配合物的概念及组成结构、性质、应用与制备。
4.4 客观因素分析
在实际教学过程中，能力目标还受到学生学情、授课类型、教学资源等客观因素的影响。
4.4.1 学情分析
目标制定时需要对学情进行分析，找到学生的最近发展区以确定所要到达的终点。学情分析可以从已有基础、潜在困难两大维度展开，已有基础又可以从知识层面、能力层面、心理层面进行分析。
已有基础：从知识层面来看，已经学习了核外电子排布规律、共价键、杂化轨道理论、化学平衡等基本理论，知道H3O+的存在、Al（OH）3的两性、Fe（SCN）3的颜色、银氨溶液的配制等与配合物有关的知识；从能力层面来看，初步具有“结构决定性质，性质决定用途”的认识，具备了从宏观实验现象中获取证据并进行分析推理的能力；从心理层面上看，高二学生抽象思维能力趋向成熟，对配合物相关的实验现象及其原理解释有强烈的好奇心。
潜在困难：“配位键、配合物”的认识模型初次接触，模型建构具有一定的挑战性；面对配合物有关的真实问题情境时，设计、分析、评价实验方案等实验思维不够严谨。
基于以上分析，有关“配合物”教学单元学生在能力目标上的最近发展区可设定为：（1）能概括简单配位键的形成实质及其条件，预测不同微粒间能否形成配位键；（2）能辨识常见的配合物，基于平衡移动原理、实验事实逐步建构配合物的认识模型，会运用模型解释配合物的某些典型性质；（3）能初步运用配位键理论解决生产生活中的实际问题，结合信息推测简单配合物的结构组成。
4.4.2 授课类型
以教学任务作为授课的分类基点，在一节课内主要完成教学过程某一特定阶段的教学任务，可以将课型分为新授课、复习课等。新授课侧重于发展学习理解、应用实践等学科能力，复习课侧重于发展应用实践、迁移创新等学科能力。
4.4.3 教学资源
学科能力目标的实现还有赖于学校资源的支持，如实验材料、硬件设施等，若学校没有相应且足够的实验器材及药品，则相应的学科能力活动将无法开展，会影响学科能力目标的达成，因此，学科能力目标的制定还需要考虑教学资源的因素。
4.5 表现性目标制定
将学科能力模型中四个维度进行连接组合，再结合学生学情、授课类型、教学资源等客观因素，制定了“配合物”主题学科能力表现性目标，如表3所示。
4.6 表现性目标应用
学科能力表现性目标可用来指导教师活动、学生活动和评价活动的设计，基于表现性目标的“教、学、评”活动设计见表4［8］。
在课堂教学过程的环节一中，学生能够较准确地概括出配位键的形成条件，指出配位键与一般共价键的异同，能够列举一些可以与水分子形成配位键的微粒。在环节二中，学业成绩中偏下的学生尚不能熟练运用平衡移动原理解释沉淀的溶解以及设计实验方案探究配离子的解离平衡，但大多数学生还能够准确指出冰晶石的配离子、中心离子、配体、配位数、配位原子。在环节三中，绝大多数学生不能准确解释“银氨溶液为何能制得光亮银镜而硝酸银则不行”这一实际问题，但能够从微观视角、定性水平上推测乙二胺也可作为配体，说明“（C1）复杂推理”能力要素得到了一定程度的发展。课堂教学结束后，选用如下试题进行达标评价：“现有两种配合物晶体，化学式分别为［Co（NH3）6］Cl3和［Co（NH3）5Cl］Cl2，一种为橙黄色，另一种为紫红色，请设计实验方案将这两种配合物区别开来。”结果显示，65%学生能够较完整地设计实验方案，说明学生能够准确判断简单配合物的结构组成，“（B1）分析解释”“（B3）简单设计”等能力要素得到有效发展。综上所述，基于表现性目标的“教、学、评”活动设计使得教学活动任务涵盖（A1）～（C1）学科能力要素更加精准化、多样化和梯度化，有效地促进了学科能力的发展。
5 结论与反思
本研究基于学科能力模型和学习表现性目标理论构建了学科能力表现性目标的研制路径，并以“配合物”为例详细呈现了学科能力表现性目标的研制过程，提供了基于表现性目标的“教、学、评”活动设计。这一研制路径对于化学学科其他不同模块、学习单元同样具有适用性。当然，在具体操作过程中仍需关注以下几点：学业质量标准具有高度的概括性，如何用来指导教学单元/课时学科能力表现性目标的制定？认识视角、认识思路等隐性知识如何挖掘？认知性行为动词如何与学科能力二阶要素匹配关联？这些仍是我们今后需要持续深入思考的问题。
参考文献：
［1］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，（9）：83～92.
［2］［3］王磊.基于学生核心素养的化学学科能力研究［M］.北京：北京师范大学出版社，2017：13～14，17～19.
［4］何鹏.基于课程标准的化学学习表现性目标设计：理论基础、设计框架与案例解析［J］.化学教育（中英文），2022，43（13）：13～22.
［5］赖增荣.基于课程标准的教学目标叙写研究——高中化学“离子反应”为例［J］.化学教育，2016，37（21）：21～24.
［6］中华人民共和国教育部制定.普通高中化学课程标准（2017年版2020年修订）［S］.北京：人民教育出版社，2020：39～42.
［7］杨玉琴，倪娟.学科核心素养视域下的教学目标：科学研制与准确表达［J］.化学教学，2019，（3）：3～7.
［8］王星乔，滕瑛巧，李晶等.指向“证据推理与模型认知”的物质结构教学——以人教版选择性必修2“配合物”为例［J］.化学教学，2022，（9）：57～63.