概念是有关物质组成、结构、性质、变化的本质属性及其规律在人们头脑中的能动反映［1］。美国课程专家埃里克森认为教学应该超越事实以概念为本，提高学业的标准是要求学生思维能力的提升，概念的理解就是学会思维［2］。但思维不是简单的知识传递就能达成，是需要学生通过新旧经验之间的双向的、反复的相互作用实现的。高中学生知觉和观察水平较高，思维具有更强的组织性、独立性、深刻性和批判性，进行概念学习可以有效促进学生思维能力（包括感知、记忆储存、逻辑加工、思维的自我调节、想象、创造性思维、表达能力等）进阶。为此，对部分高中学生进行访谈，了解到：①教师讲解的许多知识学生原本就知道，学生自己思考的时间太少。②与“日常生活、环保、材料或生命安全”相关的主题更能激起学生探究的愿望。③有部分学生喜欢用全科知识去解决问题，教师采用打断或不予评价的做法。④学生偶尔作答失误即被认定为学习能力差。⑤获得的概念知识多是零散的，课堂练习的题型以选择题和填空题为主而开放性问题较少。⑥无法建立新信息与学习主题的关联。造成这种局面的部分原因是没有将学生的原有经验、学习的主观性、社会性和情境性等因素纳入教学设计范畴，这是值得教师深入思考的问题。
学习相关理论、文献和经过大量的教学实践，从教学目标（Teaching Objectives）、化学基本观念（Basic Concept of Chemistry）、有价值的问题（Valuable Questions）等视角研究，逐步形成了基于概念学习的“OBV”教学设计模式（下简称“模式”，见图1）。接下来，对“模式”操作要点做一些阐释。
图1 基于概念学习的“OBV”教学设计示意图
利用抽样研习解决课堂教学时限和“访谈所得①”之间的矛盾，让学生有时间针对性地进行学习［3］，抽样研习重点由教学目标确定。常规目标没有界定概念学习等级、学习结果和评估策略，可是化学核心知识在任何年龄阶段都在潜移默化地进行着，只是学习质量要求和思维发展水平有所不同，“重教轻评”因不能掌握学生思维的真实水平会使教学有效性大打折扣。“访谈所得④”也反映出学生渴望自己的思维得到中肯的评判。为了能让师生可以“看到”教与学的效果，模式参照了《普通高中化学课程标准》给出的“教学与评价”双重目标的示范［4］，按照下列步骤叙写细化目标。
政府间事权和支出责任的划分是个技术性问题，确实需要提出政府间事权和支出责任划分的具体方式、方法，但其并不仅仅是技术性问题，还是严格意义上的制度问题。应通过法律的形式明确界定政府作为整体所应承担的事权和支出责任边界、明确各级政府的专有事权和支出责任、细化政府间共同事权和支出责任、规范政府间委托事权和支出责任（李苗、崔军，2018），形成相对稳定的制度安排并成为各级政府都必须遵守的共同规则，由此才能保证各级政府间的事权和支出责任划分能落到实处，并有助于在集权与分权之间实现稳定均衡。■
首先，知识结构体系分析。依据教学内容按照统摄层级由高至低的顺序，分析核心知识和基本概念，进而确定抽样研习主题。其次，概念学习的学业质量定级。不使用“初步、大致了解”这类模糊词汇，而用“概念学习层级（见图1）”进行标识（如表1），并用联合动词如“‘运用、给出’-行为动词和‘举例、区别’-结果动词”及SOLO思维评价标准如“多点结构、关联结构水平”［5］加以说明，后续教学的操作性会更强。然后，情知目标综合表述。将情意因素与知识考量共同撰写，可提醒教师关注学习过程给学生带来的真实感受。如果教师看到学生主动、愉快而迅速地进行探究，说明概念学习对学生产生了积极的情感影响。最后，合理表征范围框定。建模、规则或程序等技能型知识需要排除表征不熟练、粗心等不可控因素的干扰，评价应以作答的合理性和发展性为主。如不同集体和个人的表征专注度水平不同，就应使用不同的量化标准来衡量教学的有效性。
“访谈所得⑤⑥”表明学生面对纷乱的知识和信息因没有系统的思维不知如何应对，殊不知化学的核心只是几个基本观念［6］。建构观念不仅是精简教学内容的重要途径，还在提升学生自觉地运用化学思想方法认识和处理问题方面具有积极意义。但化学基本观念经常被看作是隐性知识被教师忽视，以建构观念为主旨撰写设计意图，可以促使教师“有意地”使用化学基本观念组织教学活动。“访谈所得①③”暴露出在不了解学生经验和可能发生的学习行为情况下的“提问”，虽然抽样研习为学生建构观念提供了充足时间，学生却不能像教师预想地进行“观察、对话、表征、概括、提炼”等思维活动。出现“访谈所得④”现象的原因可能与教师自身知识广度和教学时限有关，但学生的这种思维方式不应被阻碍反而应该被鼓励，因为现今社会瞬息万变，在单独某个单元、专题或学科中寻找事物的答案已无法满足社会发展的需求。如硫酸的生产与物理（设备性能）、化学、生物（环境污染）、数学（生产效率）、地理（厂址选择）或历史（工艺更新）等相关，化学和其他学科的观念具有同样的社会价值。为解决上述矛盾，模式运用下列做法，借助课堂观察和综合评估学生对秉承了化学基本观念的不同形式“提问”的“思维表征”，诊断并发展学生在建构观念中的思维进阶情况。
首先，围绕化学基本观念探查学生原有知识，将“提问”按照概念学习层级分为即时问题（用★标注）和延时任务2种类型。即时问题一般涉及概念记忆、理解、应用、模仿等低级目标的问题，延时任务涉及概念分析、评价、创造等元认知目标的“前置学习任务”。其次，根据预设的学习行为（参考高中化学课程标准“活动与探究建议”栏目提供的行为动词）提供必须的教学素材。然后，以学生的“思维表征”作为评估思维能力的主要依据。“即时问题表征”利用课上限时测评或课堂观察就能诊断，“延时任务表征”却需要1至2周课后时间，用真实或模仿实际领域的探究并完成“前置任务单”进行综合判定。针对学生的跨界作答，教师不但要在课堂观察中如实记录下来，还要求学生自己在任务单上圈出来。这样能提醒教师“可以评价的”要立即给予反馈，“不能评价的”课余时间通过“全科学习共同体（由学生、各科教师、校外名师共同组成的学习群）”给予解答。
案例为50个酚类化合物麻醉毒性的QSAR研究，样本量N=50，提取可能影响麻醉毒性的结构特征参数有M=135个变量，经过变量筛选获得构效关系的统计模型、多元线性回归方程：
其余参数同2.4，在滚筒转速12 r/min和母液与去离子水体积比不同的条件下进行滚镀。不同浓度下所得镀层的光亮度差别细微。相对而言，母液与水的体积比为1∶1时镀层更光亮。
课堂中多数时间进行“提问和回答”教学活动，所以提问在教学中具有举足轻重的地位。可是时常听到学生说“化学知识除了考试没什么用”，说明教学给学生灌输了许多具有应试价值的知识。但是无论知识本身具有多么高的学术价值，只要学生不感兴趣就会被遗忘，它就不再具有任何意义。怎样的问题才被学生认为是有价值的？受“访谈所得②⑤”启发，学生将来要独立应对的社会生活、工作，需求最多的是认知层次较高的分析、综合、评价等思维技能。为此，模式从以下几方面入手，借助辅助措施为化学知识“升值”，进而催生学生“愿学、能学、乐学”的隐性学习潜能。
改革开放40年，我国食品工业闯出了一条好路。机械化的介入使米、面、油加工工艺和产品质量逐步实现了标准化。
统计结果显示，零零后高职新生总体状况良好，总分正常的人数为1 509人，占比64%，总分中等以上的比例为96.4%。总分为极高和较高的人数为85人，占比为3.6%。差异性分析结果显示人格特质和社会支持得分在性别上差异显著。总分及各分测验得分状况见表1。
（1）赋予问题感染性。利用蕴含不同“情绪”的教学素材对学生进行问卷调查，发现其在开发学生情感、态度、价值观等主观能动性方面各有千秋。直接素材如“拿破仑时期把铝视作比金子还重要的金属在皇宫使用”“面碱可以把沾满油污的碗洗干净”属于让人感觉意外、实用的问题，会吸引学生探秘的好奇心。间接素材如“雾霾、二氧化硫等引起的环境污染治理”“硝酸储运罐泄漏事故的处理”属于感受事物阴暗面的问题，学生会因维护生命责任意识而行动。开放素材如“你认为‘当人出现泡沫尿时有可能是肾脏出现问题’这种说法科学依据是什么”这类令人感到疑惑的问题，会促使学生积极寻找知识和方法，建立科学探究的决心。因此，选取与概念学习主题相匹配的“情绪”进行提问，可以激起学生主动思维的源动力。
（2）调控问题开放度。开放性问题是一种丰富的资源，学生要给出答案就要进行归纳推理，从而引起学生思考和解决问题的行为，适用于概念、原理、抽象理论等高思维层级的学习内容［7］。由于开放性问题会产生许多答案，评估起来非常占用时间，所以教师喜欢使用选择或填空题等有固定答案的封闭式问题，但这类问题比较适合事实、规则、操作等只需要识记、理解和应用低思维层级的学习内容。显然，训练学生高级思维技能和建构学科观念方面开放性问题的优势是封闭式问题无法匹敌的。因此，根据认知的复杂性，动态地调整封闭式问题和开放性问题的比例，层次较低时两者比例70：30，层次较高时两者比例60：40或50：50，使得学生的思维在简单知识和概念习得中跳跃切换，可以增强学生高阶思维的执行力。
（3）呈现问题多样化。多元智能认为每个人都有多种智能，有些表现突出有些表现一般，能让学生以自己喜欢的方式进行思维才能调动学生的优势智能［8］。如惯用归纳、演绎、递进、分解思维的学生喜欢有序地呈现信息，惯用直觉、交叉、转化、跳跃思维的学生不会过分关注顺序。再如有的学生喜欢听的学习方式，有的学生阅读或看视频学习效果更佳。有的学生喜欢自主学习，有的学生更愿意合作学习。又如有的学生喜欢教师讲解概念然后自己验证，有的学生根据教师提供的证据自己就能提炼概念。因此，具有感染性的问题激起学生兴趣只是教学起点，保持学生的学习兴趣也是提升问题学习价值的关键。提供尽可能多的切入视角、类比情境、表征机会、学习形式等多样化的组织形式和信息呈现方式，使学生的聪明才智能够突显出来，可以保持学生优势思维的持久力。
接下来以“碳酸钠的性质和应用的新授课”为例加以说明。
【确定抽样研习内容】根据知识结构体系和思维能力等级，从三个维度对教学目标划分（见表1），进而确定抽样研习主题为“可溶性碳酸盐的物质模型”（概念代码1）。
【探查学生原有知识】使用课前摸底测试的形式，知悉学生能用微粒观、分类观、元素观、变化观的基本术语概括“物质分类、溶液、复分解反应、酸碱盐”的基本特征（概念代码2-5），近71%的学生能从分子、离子、原子水平举例说明“钟乳石形成、氯及其化合物和金属钠”的性质（概念代码6-7），其他（概念代码8）。
【设置前置任务】根据抽样研习主题的认知复杂性，使用封闭式问题和开放性问题比例约50：50，其中3个前置学习任务均为开放性问题，且不限定表征形式，可以使用方程式、数据计算和实验现象梳理等（见表2）。
【预设学习行为】对比、查阅、收集、实验、讨论、设计、尝试。
【选择教学素材】①实验药品：碳酸氢钠、碳酸钠、盐酸、氯化钙、饱和石灰水、氢氧化钠溶液、酚酞、pH试纸，塑料瓶，带有包装的发酵粉（主要成分为碳酸氢钠和酒石酸）、泡打粉1（明矾、碳酸氢钠、碳酸钙、淀粉、糖精钠、香兰素）和泡打粉2（焦磷酸二氢二钠、碳酸氢钠、淀粉、磷酸二氢钙、酒石酸氢钾、碳酸钙）的包装袋，数字化手持技术实验设备，微距实验用品。②侯德榜制碱法和索尔维制碱法原理介绍的资料。③微视频：两位学生分别品尝和评价使用小苏打、发酵粉、泡打粉、老面、老面（过量面碱）、酵母制作馒头的情景短片。④学生书面表达使用点阵数码技术直接同步至电脑主机。
结合课堂观察、教学实录视频和前置任务达成情况，将概念建构、经验、情感态度、跨界学习等方面进行情况汇总，结果见表3。
（1）细化目标有利于评估抽样研习结果
抽样研习全程涉及基本概念约37处，除6次跨界选择生物和物理知识外，应用频次最高的概念代码为“2、3、4、5”，其中概念再认或变式的有9次（见表3），说明学生的经验和提供的素材基本能满足学习需要。根据“问题2、4”的口头作答和数码技术的作答情况，2个“★”目标达成情况良好（见表1）。任务3良好以上人数达26人。同时，任务1和3“自评”42人全部为√或Δ，“作答类型”半数以上人填写A或B，观察到学生愉快、主动或帮助同伴完成任务，传递着学生形成了积极的态度和情感。综上所述，“可溶性碳酸盐”的研习活动与目标吻合性高。
表1 “碳酸钠的性质与应用”教学设计的要素列表
教学目标知识结构体系细化目标叙写设计意图（基于化学基本观念）有价值的问题（课堂的主导问题和预设的学生问题）核心知识：可溶性碳酸盐性质概念梳理阶段：1.查阅资料，谈谈“侯德榜制碱法”碳元素发生一系列变化的理由？从溶解角度最多能找出几组盐的差异？从热稳定性角度寻找碳酸盐和碳酸氢盐的差异？2.结合经验或查阅资料尽可能多地写出碳酸氢钠和碳酸钠在生活中用途（使用点阵笔作答）。3.观看视频资料。推测“为什么用酵母、发酵粉或泡打粉做出来的馒头松软口感好，用小苏打制作的馒头不蓬松口感不好”，“用老面发的馒头会有强烈的酸味，而添加了过量面碱的馒头有涩味”。基本概念：盐、稳定性、溶解性、碱性、物理变化、化学变化物质认识：1.快捷地举例说明碳酸钠和碳酸氢钠的用途（A级★）。诊断学生盐和酸式盐的概念认知水平（单点结构水平）。2有理有据地给出2种以上区别碳酸钠和碳酸氢钠的方法（C级★），清晰地梳理可溶性碳酸盐的特征，作答合理性达80%（C级）。诊断并发展学生实验探究物质性质的水平（关联结构水平）。过程与方法：3.积极参与“实验证明白色固体成分是碳酸钠和碳酸氢钠的混合物”活动，作答合理性或发展性达40%（D级）。诊断并发展学生物质性质的实验设计的水平（关联结构水平）。情感态度价值观：4.主动地运用所学知识解决问题并欣赏其对社会进步的贡献，作答合理性或发展性达60%（C级）。诊断并发展学生对化学价值的认知水平（抽象扩展结构水平）。1.使用可引起“意外”情绪的多样化直接素材提出开放性问题，引导学生从元素观、分类观的角度，分析并感悟侯氏制碱过程物质及其转化的规律。2.采用自主和合作相结合的形式解决开放性问题，探查学生碳酸盐、酸式盐的知识与实际的关联水平。3.以视频展示具有“食用”价值的间接素材，不限定表征形式探究开放性问题，形成分类观、变化观、定量观、科学本质观视角认识化学物质的意识，发展学生物质认知从前结构水平到单点结构水平。4.开放性问题和实验材料，支持学生根据经验，运用实验观、分类观、变化观的思想解释和验证，发展学生思维从单点结构水平到关联结构水平，初步建构可溶性碳酸盐物质的认知模型。5-8.利用“疑惑”的实验现象提出封闭式问题，引导学生结合实验观、微粒观、定量观、科学本质观、变化观等，从宏观与微观相结合的视角，发展“结构决定性质”的观念，并提升学生质疑、创新、发现和解决问题的意识。9.借助具有“实用”价值的封闭式问题开放的学习形式，拓展学生从微粒观、实验观、变化观等视角，应用认知模型预测物质的性质及变化、收集证据和解释化学事实，提升分析和解决问题的能力，发展学生思维的关联结构水平。完善概念阶段：4.两瓶标记A和B的食品级小苏打和面碱，先根据提供的化学药品进行“试验”，再写出检验碳酸钠和碳酸氢钠的方法，指出适于家庭检验的方法。5.（预设学生问题）①为什么与氢氧化钠或石灰水混合现象基本相同？②它们的水溶液为什么有碱性？6.从微观角度剖析碳酸钠和碳酸氢钠与两种碱反应现象雷同原因？7.盛有A和B固体的点滴板中，通过“三通玻璃管”同时滴加稀盐酸（由少至多）的微距实验，为什么A和B与酸反应现象不同？如何证实猜想？8.分析数字化手持技术实验“向碳酸钠溶液中滴加盐酸混合溶液的pH的变化情况”曲线的变化的原因。概念功能检验：9.长期放置于空气中结成硬块的面碱，还能中和面粉发酵产生的酸性物质吗？设计实验证明。10.通过猜想和“理想实验”模拟，推理出面碱变质可能转化为碳酸氢钠，如何高效地检验久置的面碱中“真的”含有碳酸氢钠？11.生物“稳态与环境”一节中，提到正常人的血浆pH（7.35-7.40左右）之所以保持稳定，与含有HCO-3等离子有关，能否解释？使用说明：标注★的目标通过课堂观察和点阵笔作答情况进行统计，不标注的目标结合观察和任务的作答情况综合评估。
表2 前置任务作业单
前置学习任务任务1可溶性碳酸盐有哪些特点？碳酸盐发生变化的可能原因？任务2纯碱放置一段时间后可能转化成什么？设计实验鉴定其变质程度。任务3你能从“物质结构、变化、能量”哪个角度阐述侯德榜制碱法？你学习中运用相关知识次数？与“索尔维制碱法”比较谈谈它的优点、缺点、前景。答题：课堂上自己口头作答的问题在答题区划线标识即可，剩余问题直接写在作答区（使用其他学科知识解答的部分请圈出）。作答类型：A-讲解前、B-讲解中、C-讲解后。自评：正确√、基本正确D、不正确*。（前置任务在学习结束1周内提交）作答区答题区 作答类型和自评
表3 概念学习情况汇总
概念学习过程基本概念梳理概念本质完善概念功能检验教学实录部分：经验用Ⅰ 标识；完善概念（包括概念再解读、变式或重构）用Ⅱ 标识。经验来源：A素材提供；B学生经验；C教概念应用频次使用经验频次经验来源完善概念频次跨界频次及是否评价学习态度、成果和生成的问题前置任务情况统计11 5 9 9 10 2A、3B 9B 1A、6B、2C 1 1 7 2，是无16 4，是全体参与（提问12个学生作答基本正确，泡打粉无人应答，创新作答2人）。问题2全体达标。小组合作探究（提问15个学生，学生生成问题2个。作答不理想的问题，在教师的演示实验和指导下全部解决），问题4达标39/42。举手参与（提问10个学生问题基本解决，生成问题2个，其中问题10出现2种创意作答）。任务1.自评：√-16、Δ-26；类型：A-12、B-15；综合评价：2/25/15任务 2.自评：√-6、Δ-23；类型：A-9、B-7；综合评价：7/29/6任务3.自评：√-27、Δ-15；类型：A-3、B-19；综合评价：16/22/4师帮助。学习态度：学生参与情况或情绪。成果：口头提问和点阵数码技术书面作答达标情况。任务综合评价分级：课堂知识复述-合格/收集证据进行整合-良好/有创新观点并提供证据-优秀。
（2）化学基本观念有利于提升思维能力
围绕“元素观、变化观等”设计的“问题1-3”，学生在原料的循环利用、食品味道和生物发酵等领域发散，思维的广度、敏捷度、灵活度得到训练。围绕“实验观、分类观等”设计的“问题4-8”，学生用微粒观解决了自己和教师提出的“问题5、6、7”，思维的深度、逻辑严密程度、批判程度得以提升。围绕“整合观、可持续发展观等”设计的“问题9-11”，学生模仿教师的“问题9、11”提出许多生活问题，再认识碳酸氢钠在生物稳态、土壤和皮肤等领域的效用，思维的敏捷度、创造程度、灵感激发度得到开发。可见，围绕化学基本观念创设的情境，在促进学生跨界理解概念、提升思维能力方面卓有成效。
（3）有价值的问题有利于调动主观能动性
除了“问题1、5、6、7”是拥有化学专业价值的问题外，其余均是具有生活价值的问题。学生发生了查阅、讨论、假设、对比、设计、科学猜想、实验、辩论等行为，生成多个新问题和创意作答。说明问题价值与反思学习具有互补作用。此外，“任务3”原本是历届学生鲜少关注的问题，但附加了“从‘物质结构、变化、能量’哪个方面评价侯氏制碱法”这条信息，竟有26名学生从能耗和变化角度阐述两种方法的优缺点，并指出侯氏制碱法在环保、生产成本、原料利用率等方面的优越性，表明运用延长问题列表的策略，能够有效引导学生能动地认识世界。
互信息是两个变量间相关性的度量，表示两个变量间共有信息量的程度，不同于协方差，互信息可以衡量各种关系的相关性。两个变量X和Y的互信息I（X；Y）如下：
结合教学实践后对学生的访谈，有几方面还可以在后续探究中继续优化。
（1）在任何年龄阶段学生都在学习概念的核心知识，只是理解程度各有不同。学生是怎样唤醒概念的原型知识呢？访谈中，竟然有半数以上的学生说“解决问题使用的经验是通过课前探查检测试题想起来的”。因此，可以尝试将“知识前测”纳入教学素材，作为提升集体思维感知、理解层级和专注度的一种教学策略。
由图6可以看出，随着砂粒含量的增大，砂质黄土的黏聚力减小，砂粒含量从30%增长至45%，黏聚力从6.08减至3.28，降幅为46%。曲线形态表现为先缓后陡，即当砂粒含量小于35%时黏聚力随砂粒含量的增加缓慢降低，当砂粒含量大于35%时黏聚力随砂粒含量的增加其降低趋势增大。
（2）高中学生有着更加强烈的学习愿望和潜能，有的学生使用了概念地图表征“任务1”；对“发生变化可能的原因”学生给出“引起离子浓度减小”的前瞻性观点；有的学习小组尝试使用网络文献介绍的双指示剂法进行“任务2”的探究；还有学生认真“圈出”自己的跨界作答，但却只能得到教师作业单上的结果评定，这无疑使教学成效大打折扣。因此，应深入研究借助学习共同体、课外活动小组、其他学科教师指导等方式，以便更好地发挥学生高阶思维执行力的教学策略。
（3）课后听到几位学生议论“我一定不再随便吃成分不清的油条、粉丝，还要告诉老妈用酵母发酵面食”。受此启发，可以利用风险规避等情感因素，让学生探究“世界上没有纯碱行吗？人类该怎么办？”这类议题，也许学生会意识到若失去纯碱，在玻璃、化工、食品等领域将面临一场“地震”，可能会关注碳酸钠制备的真正价值，也有可能根据可溶性碳酸盐的模型寻找替代物质。这些议题，看似是对问题的吹毛求疵，学生有可能寻找到问题的根源，也可能根本就不存在答案，但议题的价值在于利用知识的能动作用和反作用不断对概念进行深层建构。
参考文献
［1］ 李文旭.遵循认知规律，精设概念教学情景—新课程理念下化学概念教学探微［J］.中国教师，2008（24）：41-42
［2］ 谢祥林，曾懿，罗爱兵.原型范畴理论在化学教学中的应用［J］.中学化学教学参考，2012（12）：3-4
［3］ 戴维·珀金斯.为未知而教，为未来而学［M］.杭州：浙江人民出版社，2015：51-67
［4］ 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）［M］.北京：人民教育出版社，2018：93-102
［5］ 黄爱民.国内SOLO分类评价理论在中学化学应用研究的综述［J］.化学教学，2013（1）：6-8
［6］ 毕华林，万延岚.化学基本观念：内涵分析与教学建构［J］.课程·教材·教法，2014（4）：76-83
［7］ 候帅，王后雄.中学化学实验中的开放性问题：特征、类型及教学策略［J］.化学教学，2015（9）：7-10
［8］ 饶慧伶，胡志刚，陈璐.多元智能理论在我国中学化学中应用的回顾与反思［J］.化学教育（中英文），2016，37（11）：1-5
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