第二章 情境的内涵、关系及分类
作者:江合佩      字数:7495
       一、情境的内涵

       《辞海》中将情境定义为:“一个人在进行某种行动时所处的特殊背景,包括机体本身和外界环境因素。”

       克拉森认为科学教育中的“情境”是“连接一个核心实体(focal entity)或是围绕在核心实体周围的实体(entities),作用是让整体的意义更加明了”。这里的核心实体指科学课程要求学生掌握的科学概念、技能、态度、方法等,而围绕在核心实体的实体则是科学知识产生的背景、环境,或者学生熟悉的场景……克拉森所言的情境是一个范畴很广的概念。

       莱夫(J.Lave)认为“情境”特指真实行为赖以发生的社会网络和活动系统,它“并不意味着某种具体的和特定的东西,或是不能加以概括的东西,也不是想象的东西。它意味着,在特殊性和普遍性的许多层面上,一个特定的社会实践与活动系统中社会过程的其他方面具有多重的交互联系”。

       戴维·H·乔纳森.学习环境的理论基础[M].郑太年,等译.上海:华东师范大学出版社,2002:55.

       陈志辉等认为,情境是一个人在进行某种行动时所处的社会环境

       陈志辉,刘琼琼,李颖慧,等.PISA影射下数学学业水平考试的问题情境比较研究-以上海三年中考和新加坡O-Level试题为例[J].比较教育研究,2015(10).;也有学者从内容的角度出发,认为情境包括提及的人(在工作中阅读时)与阅读有关的物

       Research on PISA:Research Outcomes of the PISA Research Conference 2009[M].[S.l.]:Springer Science & Business Media,2012。

       约翰·杜威(John Dewey)的情境探究理论也指出,情境是有机体与环境不断相互作用而出现的,它们是不平衡、不稳定、不均衡、不统一和干扰、失常、故障等之类的情况或经历。探究始于有机体与环境系统的内在冲动,转变为一种可以使不稳定的各种因素相互作用的情境

       于世华.论教学情境的三个层次[J].教育理论与实践,2008(7)。

       在课堂教学的范围内,王祖浩等对情境的定义是“情境通常是指教学情境或学习情境,是指教师在教学过程中运用各种手段和方式创设的一种适教和适学的情感氛围,从而为完成教学目标和任务奠定基础。”

       王祖浩.全日制义务教育化学课程标准(实验稿)解读[M].武汉:湖北教育出版社,2002:111-112.这里的情境指的是在课堂教学的特定场所里,教师为了达到某种教学目标而设置的情境氛围。“情境”通常需要同时具备如下三个特征。

       ①真实性。情境应该是真实的(至少具有真实性),是人的活动和行为赖以存在的真实世界中的情境,而不是想象世界中的情境或头脑中虚构的情境(即便虚构的情境也应包含真实性),不是只存在于个体主观世界中的某种情境。

       ②实践性。情境应该是人们从事实践活动的情境,是人们与外部世界相互作用、相互协调等实践活动得以发生的场景,而不是完全脱离实践的某种抽象的或符号化的情境。当然,强调情境具有实践性,并不等同于完全排斥抽象的符号化的所谓“情境”,而是认为,即便是符号化的“情境”,也是“孕育”于实践情境之中,内含于实践情境之中,且需要具体化为实践的情境,而不是游离于实践情境之外的某种孤立的东西。

       ③社会性。情境具有社会性意味着情境是一种包含有复杂社会关系的社会化情境,这是因为,社会性是一切实践活动的本质特性,任何实践情境从其根本而言都是具有社会关系的人们从事实践活动的情境,是蕴含人的社会化过程的实践情境。

       约翰·吉尔伯特(John K.Gilbert)梳理了已有的情境的概念,并以建构主义理论、情境学习理论及活动理论为理论基础,提出了化学教学中情境的4条标准,其核心要义为:

       ①情境是由一定的社会场景、时空构架成的实践共同体。这个共同体具有如下特征:学习者要参与其中,通过交流和参与发展他们对实践共同体文化的认同;情境要围绕核心事件提供学习支架;情境必须与学生的最近发展区相一致;情境是来源于学生的日常生活、具有重要社会发展意义的重要的主题。

       ②情境须包含学科问题。情境必须围绕核心事件明确而详细地描述学习任务,必须包含与学习任务相关的学科问题,并为将要在课堂教学过程中实施的讨论与交流的核心问题设计好框架。

       ③情境能够让学生形成对概念的整体关联性认识。学习者通过讨论与交流,达到理解情境中核心概念的目的。教师在建构教学情境时,要充分了解学生的已有的知识背景,以便引导学习者将情境中的概念与大概念(观念)及已有的概念联系起来,形成对概念的整体关联性认识。

       ④情境能够帮助学生形成对知识的迁移学习。学习情境要围绕核心事件,将核心事件与相关的外部环境、已有的知识背景联系,能帮助学生形成自己的理解和自己的知识结构,并能够将所学的知识重新情境化,能够将知识运用来解释发生在自己生活中的相关事件。

       迈克尔·杨(Michael F.Young)在《情境学习的教学设计》中给出了好的情境的3项标准:①好的情境能够进行迁移;②好的情境能够提供学习的意义;③好的情境能够适应“抛锚式教学”。他认为一个好的情境首先必须能够促进学习的迁移,情境应该和学习者需要学习的知识紧密相关,情境必须帮助学生深入到所要学习的概念知识或者程序性知识之中,同时情境能提供其他丰富的例证或类似问题以使学习者产生概括化与迁移;其次,好的情境应该能够让学习者明白学习的意义,懂得“为什么要学习这个内容”;第三,好的情境能够适应“抛锚式教学”。好的情境应包含丰富的内容,应能使学习者有机会生成问题、提出各种假设,并在解决结构不良的、真实的问题的过程中获取丰富的资源,能发散学生思维,为学生深入学习提供机会和基础。

       二、情境与知识的关系

       1.知识的情境性

       知识的情境性,是指学习者对于知识的理解、掌握和运用等学习活动或学习行为的发生需要有情境的支撑,同时又受情境的影响与制约的性质和特征。知识的情境性意味着,情境既为知识的掌握与运用提供了活动的背景,同时也是知识的习得和运用得以发生的活动场景和资源条件。

       美国温特贝尔特大学认知与技术小组.美国课程与教学案例透视——贾斯珀系列[M].王文静,等译.上海:华东师范大学出版社,2002:38.

       知识的情境性是针对知识的一般性、普遍性和抽象性而言的,它关注的是知识的具体性、特殊性和实践性。从这个意义上来说,知识的情境性可看作是对知识的普遍性法则的质疑与挑战。知识的情境性主要表现在知识的产生(知识最初产生于具体的、个别化的、特殊的情境)、知识的理解(离开具体的情境,很多知识将无法理解或可能被误解)和知识的应用(知识运用的情境总是具体的)等多个方面。

       揭示知识的情境性,有助于充分认识和发挥情境在促进知识运用和迁移上的作用。知识灵活迁移和实践运用是学习者将知识进行内化、转化,进而外化的过程,

       张琼.“用中学”:指向实践能力发展的一种知识学习方式[J].教育研究与实验,2014(12):56-61.此过程能否实现,很大程度上取决于知识学习的熟悉化、精深化、条件化。教育过程中,通过呈现知识产生的情境、知识理解的情境和知识迁移的情境,可以促进知识的深入理解和灵活运用。

       2.情境对知识学习的作用

       (1)促进知识掌握的熟练化和思维能力的发展

       就知识的产生而言,知识源于实践,产生于实践的情境,通过从具体的情境中抽象、提炼、概括而来。实际上,即便通过抽象的演绎推理得来的知识,其源头也仍然是具体的真实的情境。在教育过程中,如果呈现知识产生的特定情境,让学生经历知识从具体情境到抽象理论的演变过程,对学生学习动机的激发、知识的熟练掌握以及相应的探究精神和思维能力的发展,都助益匪浅。“通过复演知识的形成过程,有助于转识成智、化知为能。”

       潘洪建.知识形式:基本蕴涵、教育价值与教学策略[J].课程·教材·教法,2014(11):40-45.

       (2)为知识理解的精深化提供丰富的语境

       就知识的理解而言,知识总是在特定情境中的学习,知识的理解和掌握需要有情境的支撑,同时情境又会影响知识的理解与学习。在不同的情境中,知识可能具有不同的意义;脱离了具体的情境,很多知识的理解将是困难的。

       (3)蕴含着知识迁移与运用的“触发”条件

       知识的灵活运用是通过情境实现的,脱离具体情境的知识学习易导致惰性知识的产生。“惰性知识”也称“僵化知识”,是指“人们刻意记忆时能够回忆起来的知识,但这种知识却不能被自发地用来解决问题”。知识的僵化程度“受到信息最初习得方式的强烈影响”,脱离情境的知识学习是导致惰性知识产生的重要原因。情境之所以能够改变知识的“惰性”状态,主要是因为,知识的灵活迁移和实践运用很大程度上取决于所掌握知识的条件化,

       张庆林.怎样掌握知识才能提高解决问题的能力[J].课程·教材·教法,1992(8):12-15.而情境往往蕴含着知识运用的条件,当学习者在情境中学习知识时,也一并习得了情境中所蕴含的该知识应用的“触发”条件,即在头脑中建立起大量的“如果……则……”的产生式,当面临这些条件时,就能有效地提取知识以实现知识的迁移和运用。

       三、情境与核心素养之间的关系

       1.情境是教学活动“场”

       教科书比较注重事实和原理的呈现,如果仅靠这些事实和原理进行传授显然是不可取的,只有在真实有意义的问题情境中,经历对学习材料的亲身体验和发展过程,才是学习者最有价值的东西。所以,在化学课堂教学中创设真实、生动、直观而又富于启迪性的学习情境,将所学知识蕴含在其中,不但能够激发学生的学习兴趣,有效增进学生对知识的理解和意义建构,而且还能够在情境的展开过程中推动学生认知和思维的发展,对课堂教学起着极其重要的促进作用。

       2.情境是素养培育“场”

       核心素养不是直接由教师“教”出来的,而是在问题情境中借助问题解决的实践培育起来的,其形成必然是知识、思维、品格与具体情境相互交织作用的结果,并且是在学生与学习情境持续有效的互动中生成的。在一定的情境中,学生认识到化学知识的作用,利用化学知识去理解、分析和解决问题,所以素养依赖于情境,离开了情境,素养的培育便成了无本之木,无源之水。将素养的培育落实到真实有效的教学情境中,可以打破课本知识与解决社会实际问题的隔离状态,实现化学学习与社会实际的迁移,帮助学生提高解决真实问题的能力

       范标.核心素养视域下的情境创设——以“水的净化与组成”为例[J].化学教学,2019(2):51-54。只有这样,才能使得学生在课堂教学中获得的知识与技能、过程与方法以及情感态度价值观成为他们能够适应终身发展和社会发展需要的关键能力和必备品格,所以,素养培育需要创设情境。

       四、情境的分类

       1.国际大型测试中的情境分类

       (1)PISA科学考试的情境分类

       PISA科学考试是测评在特定情境下的能力和知识。情境主要包括科学技术在个人、国家(或地区)和全球三个地域层级的体现,应用的背景包括生命健康、资源利用、环境保护、自然灾害、科技前沿5个维度(见下表)。

       PISA科学考试情境素材分类

       [XB,HT5”SS;Y2]

       个人

       国家/地区

       全球

       生命健康

       保持健康、处理意外事故、营养均衡

       控制疾病的传播、食物选择、社区卫生

       流行性疾病及扩散

       资源利用

       物质和能量的个人利用

       控制人口数量、保证基本生活条件、食物的生产和分配、能量供应

       可再生、不可再生自然资源,人口增长,物质的可持续利用

       环境保护

       友好的环保行为、设备与材料的使用和处置

       人口分布、废物处理、环境影响

       生物多样性、生态环境的持续发展、污染控制、生物质再生

       自然灾害

       生活方式选择的风险评估

       瞬间发生的灾害,如地震、暴风雨等,缓慢发生的灾害,如海岸侵蚀、沉降

       气候变化、现代交流方式的影响

       科技前沿

       科学方面的爱好、个人技术、音乐和体育活动

       新材料、新设备和流程、基因改造、医疗技术、运输方式

       物种灭绝、太空探险、宇宙的起源和结构

       酸雨的形成及危害、玉米秸秆燃烧中的能量利用与温室效应、引用水处理与人体健康、面包的面团发酵及化学变化等化学试题情境,都是考查学生在真实的生产生活等情境下,阐释与化学科学相关的现象,解决实际问题。

       (2)索尔特高级化学考试的情境分类

       英国约克大学开发的索尔特高级化学课程及考试项目,课程内容是以情境为主线,以生活、生产和科技为背景展开,每一个教学单元都是以故事为主题,以吸引学生的兴趣。索尔特化学考试内容框架与课程一一对应,课程及考试模块名称及情境概要如下表所示。

       索尔特化学的模块名称及情境概要

       模块

       情境概要

       AS

       生命中的化学

       生命中的元素、发展燃料

       自然资源中的化学

       海洋中的元素、大气、聚合物

       实验化学

       具体的实验操作

       材料中的化学

       药物、材料革命、生命的发展、钢铁等

       A2

       设计中的化学

       农业和工业、颜色的设计、海洋、药物设计

       化学探究

       主题式的探究活动

       索尔特化学考试试题通常是从生产生活实践出发,考查在实际情境中理解化学基本概念和基础理论的情况,并利用其解决化学在生产生活中的问题。例如,以彗星的成分鉴定为情境,考查同位素及原子结构的有关概念;以原油的炼制为情境,考查有机物结构、气体摩尔体积、燃烧热等化学知识;以抗生素梭链抱酸以及土卫六行星上的丙烯为情境,考查官能团、结构与性质、物质转化反应、化学键等知识。

       (3)ACT科学考试的情境

       ACT科学考试向学生提供6篇有关物质科学(包括物理和化学等)、生命科学及地球科学(包括地质学、天文学)等方面的实践探索情境短文,每篇短文后附有六七道选择题。对ACT官网上提供的样题进行分析可知,科学试题的问题情境主要来源于科学研究方面,包括离子的纸层析实验、气体的扩散实验、材料的密度测定比较分析、光电池的工作原理等,这些情境提供真实的操作步骤、实验现象以及测量数据,侧重考查学生的数据分析能力、推理演绎能力、归纳总结能力以及反思评价能力。

       这些大规模测试中的化学试题情境设置的角度各有侧重,PISA从不同层面联系生活实际和社会现状,ACT更多的是实验探究方面的情境,而索尔特化学试题内容与课程内容之间相对应,情境的角度更加多样化,化学学科的味道最浓厚。从单个试题看,通常选取科技前沿、生活实际及生产过程的一个方面,从多个角度呈现情境素材,让学生在考试中认识化学功能、了解化学科学研究的方法,并在此基础上深入考查学生利用学科理论阐释化学现象、解决实际问题的能力。

       2.国内学者对情境的分类

       孔燕等

       孔燕,吴儒敏,朱晓果,赵阳,朱芬.学术情境试题的目标定位与编制策略[J].中国考试,2016(9):18-23.借鉴国际大型教育评估项目已有的试题情境框架,结合当下我国中学阶段学生的学习特性与方法,将情境分为学科情境、生活情境和学术情境三个层次,最基础也是最常用的是学科情境。

       学科情境是用学科语言、符号,按照学科逻辑呈现的形式化的情境,与教材学习最为接近,一般对应结构良好的问题,目标单一、条件清楚、路径清晰。

       图121三种情境的目标层次关系

       生活情境是用淡化学科痕迹的语言、图像,按照事项发展内在逻辑呈现的真实情境,与书本学习有距离,一般对应结构不良的问题,目标整合、条件隐含、路径多元。

       学术情境是指以真实科学情境为背景,按照学术研究一般路径呈现信息,一般对应结构高度不良的问题,与教材学习差距大,学生需通过理解情境,发现问题,运用已有知识储备,建构解决问题的路径,并且加以应用。三者之间的关系与能力层次如图121所示。

       单旭峰

       单旭峰,宋修明.真实情境的高考化学命题理论与实践[J].中学化学教学参考,2019(5):1-5.依据课程标准中情境素材内容,参照课程情境素材分类方法,基于情境素材的来源将目前高考化学情境素材分为以下几个方面。

       (1)日常生活情境

       生活中处处有化学,对于来源于生活中的化学问题,根据其功能可分为四个方面:①食物营养,包括微量元素与人体健康、生命中的营养物质、食品中的添加剂等。②合成药物,包括抗生素、心血管药物、止痛药、抗过敏药等。③常见材料,包括光电材料、服饰制品、包装材料等。④能量转化设备,包括蓄电池、燃料电池、太阳能电池等。这些生活化的情境展现了化学学科的应用价值和功能,涉及的内容比较宽泛,既包括元素方面,也包括原理方面。但是在能力方面均为考查学生利用基本概念和原理阐释生活中的现象和问题,激发学生学习化学和应用化学的兴趣。

       (2)生产环保情境

       生产环保情境主要来源于公开出版的各种专著和论文,从物质来源的方式或者工业过程上可分为四个方面:①自然资源利用,其主要内容为以自然界中存在的物质为原料提炼、制造工业产品或生活用品。②生产条件优化,其素材来源为工业生产过程中为降低生产成本、提高生产效率的工艺条件。③废物回收利用,其基本形式为废弃物质经过回收及再生系列处理后又多次使用的过程。④毒害物质处理,其呈现方式为化学方法降解或转化有毒有害物质。这些试题主要考查元素化合物知识、实验基本操作及实践探究等方面的内容。这种试题情境的设置和呈现方式改变了过去以物质转化框图推断物质的考查方式,物质的反应和转化在真实的生产过程中呈现,并在流程中提供具体的操作和工艺条件,所涉及的问题是实际过程中的,解决问题需要的知识内容更加综合,因此有利于实现综合能力的全面考查。

       (3)学术探索情境

       学术探索情境为化学学科前沿成果,是化学工作者发表的最新研究成果,其内容丰富、形式多样。根据中学化学内容特点,选取与中学化学知识内容密切相关的最新学术研究成果作为高考试题素材。目前高考中已经使用的学术探索情境主要包括三个方面:①最新合成方法。采用改进的新方法合成已有的物质,其基本特征是绿色、经济、高选择性,并且更加高效和环境友好。目前最新合成方法主要在有机化学模块试题中体现较多。②新颖功能材料。目前化学领域研究的一大热点是新型功能材料的制备及性能开发。新型功能材料的基本特征是新结构和新性能,因此该情境主要考查物质结构与性质。③新型催化技术。对于某些已经工业化的化学反应,采用新型的催化技术可提高转化效率、降低生产成本。催化属于反应原理的内容,考查学生推理反应过程中能量变化、判断反应历程和机理以及反应的转化率等。

       (4)实验探究情境

       为了研究某一问题,在中学阶段需要进行实验,提高学生认识物质的水平,提升实验探究能力。实际上实验目的就是一个问题情境,例如,要分析某种确定物质的组成就是定性与定量分析情境;在实验室利用常见药品制取目标物质,并进行分离提纯,就是物质制备与纯化情境;研究温度、浓度、压强等不同条件对反应速率和平衡的影响,就是探究反应规律的实验情境。

       (5)化学史料情境

       化学史资料蕴含着丰富的知识和智慧,蕴藏着科学家在研究过程中使用的科学思维和科学方法。回顾这些研究历程,领悟这些思维方法和研究思路,有利于激发创新灵感,开拓当前的研究思路。在试题中展现已有理论或成果研发时使用的仪器、方法以及研究数据,就是真实地再现已有理论的发现或成果的研发过程,可以考查学生在真实的研究背景下的科学思维能力。化学史料情境所包含的内容最丰富、情境最生动,可以激发学生学习化学的兴趣。这也是目前高中化学教科书分别以“科学史话”“历史回眸”“化学史话”等方式设置化学史料情境内容的重要原因,也是最近高考化学试题不断探索化学史料情境的主要原因。