摘要：根据教科书的属性和功能以及调查的统计数据，阐述了化学教科书是教师进行教学设计的主要依据。依据学科课程理论和建构主义课程理论，分析了人教版教科书的编制思想及编写实践，提出了“学科一建构式”的教科书编制方式。基于教科书的编制思想及教学实践，归纳出创造性教学设计的基本策略。理解教科书的编制思想有利于教师更好地使用教科书进行创造性教学设计。

　　关键词：化学教科书教科书编制思想学科建构式创造性教学设计

　　在教学实践中，教学设计是提高课堂教学效率、保证教学质量的一项至关重要的工作。教师进行教学设计时的主要依据是教科书。如何基于教科书的编制思想进行教学设计？又怎样基于教科书的编制思想进行创造性的教学设计？下面就这些问题作进一步探讨。

　　1 教科书是教学设计的主要依据

　　教科书是根据课程标准编写的教学用书，是教学的主要材料。教科书全面落实课程标准中规定的课程理念、课程目标、内容标准等要求，并遵循一定的规范方式呈现出来，具有完整性和规范性。教科书在知识系统的组织上，除保证知识的科学性外，还遵循知识本身的逻辑关系，以及人们认识发展或认识过程的基本规律，承载的教学材料比其他同类材料能取得更佳的教学效果，具有科学性和逻辑性。因此，教科书有助于使教师和学生在有限的时间内达到教学效果的最优化，从而有计划、有步骤、有组织地实现预期的课程目标^［1］。

　　由于教科书的上述属性和功能，大多数教师在教学实践中主要选择教科书作为教学设计的主要依据。下面的调查问卷统计数据，也证实了教科书是教师进行教学设计的主要依据。在国家社会科学基金“十一五”规划课题“新课改后各类教科书特点的比较研究”的研究过程中，曾分别对初中和高中化学教师进行了问卷调查，在调查问卷中设计了如下调查内容：

　　您认为教科书在您教学设计过程中的主要作用是：

　　A.主要依据，同时参考相关的考试说明

　　B.主要依据，同时参考相关的同类教学资源

　　C.一般参考，主要参考相关的考试说明

　　D.一般参考，主要参考相关的同类教学资源

　　对初中教师的调查，涉及北京、福建、江西、辽宁、山东、广西和四川等省市，涉及的教科书包括人民教育出版社、上海教育出版社和山东教育出版社出版的初中化学教科书，其调查统计数据见表1^［2］。

　　

　　对高中教师的调查，涉及山东、广东、江苏、安徽、湖南、辽宁和浙江等省，涉及的教科书包括人民教育出版社、江苏教育出版社和山东科学技术出版社出版的高中化学教科书，其调查统计数据见表2^［2］。

　　

　　从上述调查的统计数据可知，无论是初中教师还是高中教师，大多数被调查者认为教科书对教学设计影响很大，是教学设计的主要依据。2教科书的编制思想与编写实践

　　教科书的编制思想体现着多层次的综合因素，在影响编制思想的多层次的综合因素中，有些核心思想是编写教科书的主要依据。结合人教版新课程教科书的编制工作，阐述人教版教科书的编制思想及编写实践。人教版教科书的编制思想主要依据是学科课程理论和建构主义课程理论，力求把这2种理论相互融合，探索并实践“学科一建构式”的教科书编制方式。

　　2.1 学科课程理论与教科书的知识结构

　　学科课程理论强调学生学习学科的基本概念、一般原理和学习该学科的科学态度及方法^［3］。学科课程理论要求教科书按照严格的逻辑系统组织教学内容，这是因为根据学科逻辑编排的教科书，有利于学生系统地掌握知识，也有利于发展学生的逻辑思维能力。

　　依据学科课程理论，在编写教科书的实践中，根据课程标准中提供的课程内容，需要构建教科书的知识结构，必须考虑什么知识编排在前、什么知识编排在后，使全书中的知识有条理地并循序渐进地按照知识逻辑关系串联起来。这种知识结构的串联关系不仅贯穿整套教科书的体系结构中，也体现在各个章（或单元）及节（或课题）中，主要表现在：全套书中所有知识的呈现顺序、前后知识的因果关系、前后知识的发展关系、前后知识的生成关系等。以人教版义务教育教科书《化学》（九年级上册）的编制为例，进一步分析教科书中知识结构的逻辑关系。

　　2.1.1教科书体系结构的穿插编排

　　体系结构穿插编排是指元素化合物知识与基础理论知识在教科书中的位置穿插关系。教科书把理论知识与元素化合物知识穿插编排，学生学习时可以以元素化合物知识为抓手，从感性认识到理性认识，而基础理论知识又指导元素化合物知识的学习。穿插编排把元素化合物知识和基础理论知识的学习融为一体，相辅相成。同时，可以避免理论知识集中而造成难点过于集中的弊端，不会给教学造成困难。

　　【例1】教科书中“第二单元至第六单元”的编排

　　

　　如图l所示，元素化合物知识与基础理论知识在单元间进行穿插编排。

　　2.1.2 学科知识的渐进逻辑顺序

　　分布在教科书中不同单元的相关联知识点，教科书在编排时遵循学科知识的渐进逻辑顺序，即由浅人深、由简到繁、前一知识点为后续知识点做铺垫的顺序。

　　【例2】教科书中“化学方程式”的编排

　　如图2所示，从左到右，上一级知识是形成下一级知识的基础和铺垫。在教科书中，“原子”“原子结构”“元素、元素符号”在第三单元，“化学式和化合价”在第四单元，而“化学方程式”在第五单元。这些知识点虽然编排在不同的单元里，但相互关联，形成一条紧密的逻辑顺序链。在这条知识链上，若某个知识点断链，都会影响后续知识点的学习。

　　

　　2.1.3 单元中知识结构的逻辑关系

　　在全书体系结构的框架下，每个单元又是一个相对独立的知识块。根据不同知识块的特点，须设计不同的方式来理顺该知识块中各个知识点的逻辑关系。

　　【例3】“第二单元我们周围的空气”中知识结构的逻辑关系

　　该单元的知识内容可分为空气和氧气2部分，具体知识及逻辑关系如图3所示。

　　

　　教科书选择以空气作为这一单元的开始，符合“从学生熟悉的事物人手，进行科学教育”的原则。在学习了氧气的基础上，引入氧气的性质、用途和制法，并在学习氧气的性质和氧气制取原理的基础上，归纳出化合反应、氧化反应、分解反应和催化剂等概念。2.1.4课题中知识结构的逻辑关系

　　每个课题中一般有几个具体的知识点，这几个知识点的逻辑结构关系构成一个相对独立的子知识块，是单元知识块中的有机组成部分。

　　【例4】“第二单元课题3制取氧气”中知识结构的逻辑关系

　　在该课题中介绍了制取氧气的3种方法，并在此基础上引出分解反应和催化剂的概念，其逻辑发展顺序如图4所示。

　　

　　如上所述，构建好全书的体系结构和知识结构后，如何把知识点及知识结构以丰富多彩的素材形式在教科书里呈现出来呢？

　　2.2建 构主义课程理论与教科书的呈现方式

　　建构主义者认为，学习者的知识是在一定的情境下，借助他人的帮助，通过意义的建构而获得的^［4］。

　　在教科书编写实践中，依据建构主义课程理论的教学观，对教科书中课文的呈现方式做了比较细致的教学设计，力求体现以建构主义教学观为指导的教科书编写风格。例如，教科书中选编学生现实生活中遇到的问题情境，创设有利于学生基于情境对所学内容的意义建构，引导教师情境性教学。再如，为了引导学生协作学习和交流学习等自主学习活动，以便在学习活动中得到同学间的相互帮助，教科书中设立了相关栏目。师生在使用教科书时，通过这些栏目引导教师与学生、学生与学生之间的协作与交流活动，在学习过程中共享他人的想法，丰富或调整自己的解释，使学生成为信息加工及意义建构的主动者，从而实现让学生意义建构的教学目标。

　　通过设置合适的栏目来干预教师的教学行为，引导教师在建构主义教学观的指导下进行教学活动，这是教科书呈现方式的主要特点。如图5所示是人教版高中化学教科书的呈现方式框架，教科书中设置了“科学探究”“实践活动”等栏目，强调学生通过协作和探究来获取化学知识；设置了“思考与交流”“学与问”等栏目，强调学生在学习过程中的交流讨论活动，共享集体思想并进一步修正自己的观点；设置了“科学视野”“资料卡片”等栏目，开阔学生视野，发挥学生学习的主动性及潜能，更好地促进学生发展等。

　　

　　3 基于教科书编制思想的教学设计策略

　　教科书的编制思想主要依据学科课程理论和建构主义理论，因此，基于教科书的编制思想进行教学设计时，需要重点把握好2方面的内容：知识结构分析和建构主义的教学思想。

　　分析知识结构线索时，可以从教科书的整体知识结构、章（或单元）知识结构，以及节（或课题）知识结构3个层面进行解读，并在此基础上分析课时教学设计中知识点的地位和作用，确定教学重点和难点，形成相应的教学设计策略。从整体知识结构和章（或单元）知识结构的视角审视课时教学中的知识点及结构，对课堂教学设计策略有一定的调控作用（如图6所示），如在教学时间的分配、教学方法的选择等方面的策略。

　　

　　基于建构主义教学思想进行教学设计时，尽管编者对教科书做了比较细致的教学设计，寓教法于教科书之中，但在教学设计实践中，还需进一步将教科书内容转化为教学活动或学习活动。例如，建构主义者强调学习的主动性、社会性和情境性，因此，在选择教学方法时应提倡合作学习和情境教学等教学方式。在设计教学活动时，要处理好教师与学生的关系，教学应以学生为中心，学生是意义建构的主动者，而教师是意义建构的帮助者、促进者，应该重视学生自己对各种现象的理解，要善于倾听学生的看法和分析这些看法的由来，并在此基础上引导学生丰富或修正自己的解释，使学生在原有知识结构的基础上建构新的知识结构。

　　4 基于教科书编制思想的创造性教学设计策略

　　教科书是一种固定不变的文本素材，有时对教学设计有一定的局限性，为了更好地适应不同情形的教学，需要进行创造性教学设计。

　　基于教科书编制思想的创造性教学设计是依据教科书提供的主要知识内容，依据学科课程理论和建构主义教学观，重新整合知识结构，并在合理开发和整合教学资源的基础上，通过构建不同教学活动主线的方式，所进行的不同于教科书设计思路的具有创造性的教学设计。

　　基于教科书进行创造性教学设计时，主要有以下一些步骤可供参考：（1）依据教科书提供的知识内容，挖掘其中潜在的教育功能。教学设计涉及的主要知识内容不超出课程标准或教科书中的规定内容。不同的知识内容可能蕴含不同的教育功能，如有的蕴含认识客观事物的思维方式和科学方法；有的有利于塑造学生的意志品质，陶冶学生的情操；有的有利于学生认识化学科学的社会价值等。（2）确定教学设计的主要目标。根据知识内容蕴含的教育功能，进一步分析蕴含的教育功能能否在课堂教学中得到落实，并确定教学设计要达到的主要目标。例如，注重对学生进行科学探究及科学方法的教育目标；注重体现化学学科价值的教育目标；注重联系生活实际，培养学生解决实际问题能力的教育目标等。（3）开发适合教学实际的教学资源。确定了要实现的教学目标，围绕教学目标要开发适合教学实际的教学资源，利用这些教学资源，有计划、有目的地让学生通过阅读、讨论、实验、实践等活动，创造性地与教科书内容进行整合。（4）构建教学活动主线。根据教学目标和教学资源，要采用不同策略，构建层次分明、衔接紧密、逐步深入、循序渐进的教学活动主线。教学活动主线有多种方式，如：①围绕知识的逻辑性，创设学生熟悉的生活问题情境为主线；②联系生产实际，以模拟工业生产过程为主线；③基于科学探究，以体验探究过程或科学方法教育为主线；④列举具体事例，以体现化学学科的社会价值为主线等。（5）形成教学设计方案。在上述工作基础上，根据知识内容的特点进一步理清教学活动主线，设计合适的教学环节，把教学资源与教材内容进行创造性的整合，编写教学设计方案。

　　下面结合教学案例［5-6］就上述中的“构建教学活动主线”中的4种策略作进一步阐述。

　　4.1 围绕知识的逻辑性，以创设学生熟悉的生活问题情境为主线

　　很多化学知识跟生活实际联系密切，特别是元素化合物知识，在教学设计中，创设学生熟悉的生活问题情境，引导学生去解决生活中的实际问题，培养学生解决实际问题的能力。同时，促使学生认识到化学是一门有趣、有用、有意义的学科，对学习化学产生浓厚的兴趣。

　　【例5】铝及其重要化合物

　　教学设计以学生日常生活中熟悉的铝制品、含氧化铝制品、含氢氧化铝制品的图片展示导入，据此情境，引出“铝制餐具的兴与衰的讨论--不宜蒸煮或长时间存放酸性食物；也不宜蒸煮或长时间存放碱性食物”。然后，设计3个学生探究活动。探究活动1：“铝制餐具为什么不能存放碱性食物？”；探究活动2：“A1203溶于水还是跟NaOH溶液反应？”；探究活动3：“Al（OH）3的制取”。教师引导学生进行探究，经过对实验现象的分析判断，归纳出铝、氧化铝、氢氧化铝的化学性质。最后让学生讨论常用于家庭疏通堵塞下水道的“管道通”（主要成分为铝粉和氢氧化钠）的反应原理及疏通下水道的原理。

　　这节课的教学设计利用了生活中熟悉的铝及其化合物的日常生活制品导入新课，结合化学实验探究铝及其化合物的性质，然后又利用化学知识解释生活中的一些化学实际问题，体现“生活一化学一生活”的教学设计思路。

　　4.2 联系生产实际，以模拟工业生产过程为主线

　　化学在工业上的应用十分广泛，教学设计时可以结合生产实际，模拟工业生产过程，让学生探究化工生产过程中的化学原理，这有利于学生了解化学在工农业生产中的具体应用，认识化学科学与技术进步和社会发展的关系，培养学生的社会责任感和创新精神。

　　【例6】铁的化合物

　　教学设计结合电子工业中使用的印刷线路板的生产，把生产原理设计成一个有趣的实验。首先指导学生分组完成这个实验：将绘有线路图的覆铜板浸入氯化铁溶液中，一段时间后，取出覆铜板，用水清洗，观察铜板蚀刻情况。根据实验现象，分析铜板蚀刻发生的反应并写出反应的化学方程式。然后引导学生分析蚀刻液中的成分，在此基础上提出问题进行讨论：“如何去掉蚀刻液中的氯化铜？如何检验蚀刻溶液中是否含有Fe3+？”再后，在学生做Fe3+检验实验的基础上，让学生设计如何将Fe2+转化为Fe3+，以便循环利用蚀刻液。最后再联系废液综合利用，设计如何将铁的氯化物转化为氢氧化物，并制取氧化铁。

　　这节课把电子工业中使用的印刷线路板的生产设计成学生实验，然后以此为线索，逐步设计问题让学生探究，情境与化学问题紧密结合。这样，将铁的重要化合物的有关制法、性质、检验等融合在印刷线路板的生产工艺过程之中。

　　4.3 基于科学探究。以体验探究过程或科学方法教育为主线

　　科学探究是一种重要的学习方式，也是化学课程的目标和重要内容。因此，增进对科学探究的理解也是重要的教学内容，基于对科学探究的理解，教学设计要让学生体验含有较多探究要素的探究过程，让学生通过体验探究过程来理解科学探究及学习探究方法。另外，通过科学探究活动，也是对学生进行科学方法教育的有效途径。

　　【例7】铁丝在氧气中燃烧为什么会火星四射

　　该课的教学设计环节：（1）分组实验：铁丝和镁条在氧气中燃烧。（2）提出问题：为什么铁燃烧火星四射？（3）阅读（资料1：铁中含碳；资料2：镁条是比较纯的金属），讨论与交流，初步得出铁丝在氧气中燃烧火星四射现象的可能原因。（4）学生设计探究方案并分组实验验证自己的解释，讨论得出“铁丝在氧气中燃烧火星四射的现象与自身含碳量有关”的初步结论。（5）理论分析，因碳的存在而产生气体，气体受热体积急剧膨胀，使铁丝在氧气中燃烧产生火星四射的现象。（6）运用结论，结合实例解释现实生活中的问题。

　　这节课首先以铁、镁分别在氧气中燃烧现象的不同，引导学生提出问题与假设，接着从铁丝、钢丝、木炭分别在氧气中燃烧现象的差别验证了假设，启发学生得出结论。在整个探究过程中，学生能够很好地理解科学探究，领会和掌握探究的步骤和方法。

　　【例8】金属的化学性质--金属与水的反应

　　这节课的教学设计有4个主要环节：

　　环节1：滴水生火。课前先在酒精灯的灯芯里埋上绿豆大小的钠，上课时向灯芯上滴几滴水，酒精灯立即点燃。

　　环节2：探究钠与水的反应。让学生探究钠与水的反应，及时记录相关信息在“学案”上，汇报实验现象。预测钠和水的反应产物是什么？怎样检验？从质量守恒定律分析讨论钠和水反应的产物。

　　环节3：探究铁与水能否反应？主要内容：（1）比较金属与酸的反应和钠与水的反应，它们是否类似？氢前金属能否与水反应？（2）体验一种研究方法--理论预测法。以铁为例，由于铁是氢前金属，理论预测铁能与水反应，但生活经验告诉我们铁不能与水反应。这是我们的预测有误？还是条件不够？（3）提高条件：用还原铁粉。分组实验，但实验结果表明还原铁粉与冷水、热水均不反应。再提高温度，使水变成了水蒸气，探究还原铁粉与水蒸气的反应。（4）演示实验：还原铁粉与水蒸气的反应。（5）体会：理论预测的重要性，条件由“简单”到“复杂”的递进式的实验研究思想。

　　环节4：反馈与交流。（1）预测镁、铝和水的反应。（2）模拟镁着火。（3）介绍活泼金属着火，不能用水灭火，用沙土掩埋灭火。（4）畅谈理论预测的研究思路，强调由“简单”条件到“复杂”条件的递进式思想。

　　这节课以钠与水反应为例，把金属与酸反应跟金属与水反应进行类比，要求学生进行理论预测铁与水是否反应？并根据理论预测进行研究，在研究过程中给学生树立由“简单”到“复杂”递进式设计实验的意识。最终实现本节课的教学目标：以“金属和水的反应”为载体，传递给学生“预测和递进式研究”的研究思想和方法。

　　4.4列举具体事例，以体现化学学科的社会价值为主线

　　化学已成为生命科学、材料科学、环境科学、能源科学和信息科学等领域的重要基础。进行教学设计时，可以选择反映化学学科的社会价值、化学学科对现代科学技术发展的贡献等为主线，结合具体事例，让学生真正体会化学学科的社会价值，赞赏化学学科对个人生活和社会发展的贡献。

　　

　　安全的药物。（5）水杨酸作为中间体还可以合成扑炎痛、二氟苯水杨酸、水杨酰胺等药物。最后总结水杨酸的研究如图7所示。

　　

　　本教学设计通过水杨酸的发现、有机合成、医药改进以及其他方面的发展等，即“发现--合成--改进--发展”的过程，使学生认识到有机合成与生活的密切联系，感受到化学为人类社会的发展做出了重大贡献。（本设计由北京第一七一中学的郭志强老师提供，特此致谢）

　　基于教科书编制思想进行创造性教学设计时，构建教学活动主线除上述4种策略外，还可根据教学内容的特点选择其他策略。在教学实践中，要合理开发和利用教学资源，结合校情和学情，设计主线流畅的课堂教学环节，以有效提高学生的科学素养，从而落实课程标准要求的教学目标。

　　参考文献

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