二、要重视有效地设计学习情境和学习途径来促进概念的学习与转化

国际性数学和科学教育质量评估(PISA)研究①表明，在教学中普遍存在缺乏对知识的获得性过程和概念理解的学习情境，从而导致知识和概念不能有效地在生活与社会的真实问题环境中加以应用，成为阻碍进一步学习和降低兴趣的重要原因之一。当前科学教育的导向是要有效地设计学习情境和途径，鼓励学生将有限的基础科学概念应用于解决与学习者身处的世界相关的问题和价值观决策，从而促进概念的学习与转化。

欧洲教育界流行着我们的先哲——孔子的三句话：If you tell me and I shall forget．(如果你讲给我听，我将会忘记)；If you show me and I shall remember(如果你做给我看，我将会记住)；If you involve me and I shall understand(如果你带我一起做，我将会理解)，并将其演化为探究式教学的哲学指导和思想依据之一。两千多年前，我们的先辈就已经认识到创设不同的学习情境会带来完全不同的学习效果与质量，学习情境可以强烈地影响人们知识的获取和应用。在促进能力，特别是促进跨学科的能力和发展前提下，作为处于探究同等地位的教师与学生共同探究、讨论、活动，学习过程从个体行为过程转变成群体行为过程，在与实际紧密联系的情境中已经跨越了接受和掌握单纯的知识体系，而进入有意义的概念体系构建，也标志着以探究性为主体的学习过程的确定。

从这些哲学理念角度考虑建构出有效学习情境的基本要素应当包括：采用综合性的学习情境开始学习过程；采用优秀教科书和教学材料；从多种角度围绕学习内容和目标开始学习；学习者有清晰的反思性学习、问题提出和解决过程；群体性讨论作为学习过程中的一个部分。

学习过程的情境设计应当包括四个阶段：

接触阶段(contact phase)，向学习者提供专题学习素材，连接与专题有关的前期知识与思想；

好奇与计划阶段(curiosity and planning phase)，学习者通过材料学习激发探究兴趣，提出问题和假设，形成探究策略、步骤，面对新的情境准备探究计划；

探究阶段(elaboration phase)，学习者以独立或团队形式实施探究，提交和交流其结果与心得；

连接与练习阶段(nexus and exercise phase)，通过研究内容与知识内容的连接，更新原有知识结构，发展基本概念和融合跨学科知识。

德国回顾与审视了上世纪末教育改革的经验与不足，认为学科知识构成了科学素养(science literacy)的基础，而构成其核心的是科学能力(science competence)。在学校的学习中，学生结合社会实际问题，进行探究式的学习，构建科学知识概念体系，这种积累依然是不够的，仍然是偏重于书本知识为主的概念框架，并非巩固和能长期记忆保留的。要从培养学生科学素养能力的更高层次去开拓2l世纪的科学教育，需要促进学生在课堂内外对所学的科学知识加以应用，对社会、个人生活中所遇的情况提出问题，寻求解决过程和决策，作出自己的选择和判断，这样才能更有效地培养科学能力，能力的形成也促进了学生对科学概念的深入理解与转化(conceptual change)。

据此，chemie im Kontext针对性地设计了与社会环境密切相关的专题性案例。如“能源危机中，氢燃料是我们的未来吗?”“干净、整洁和方便——家用清洁剂”“汽油”等等。下面以12—13年级应用的“汽车能没有塑料吗?”案例为例说明。

接触阶段：观看视频资料、图片(汽车用塑料发展史)、汽车塑料部件实物展示，学生列出汽车中塑料部件表格、名称、用途，用已有知识解释其不同性质的不同用途。初步建立：特殊用途——性质——结构的课题引入。

好奇与计划阶段：通过列表形成概念和框架图，激发了学生的好奇与探究心理，引导学生提出问题，这些塑料部件各有什么用途?不同性质的部件需要什么性能的塑料来制成?不同的分子结构如何会产生性能差异?这些塑料是如何制造，它们的生产过程是怎样的流程?汽车报废后这些塑料又如何处理，怎样循环再利用?这一系列问题构成了学习情境的载体，组织学生将问题分类，列出解决问题的计划与方案。

探究阶段：根据不同的塑料部件，学生分成聚酰胺类、聚丙烯酸有机玻璃类、聚亚胺酯、环境兼容性与回收应用等课题研究小组，通过图书馆、互联网和实地调查来收集信息资料，进行实验，总结研究过程与结果，形成结论和报告。

连接与练习阶段：不同组侧重所研究对象，陈述研究过程与所得结论、报告、交流信息和讨论，教师加以引导，在各组报告基础上再次形成不同的探究讨论侧重点，进行深入的练习活动和再次进行综合性的基本概念的理解和应用。

基本概念与知识：汇总教材和与学习相关的化学与其他学科内容，关于结构——性质的理解，不同塑料之间结构——性质——用途的差异。如何解释某种塑料的特有性质。

化学实验：怎样通过试验来区别热塑性塑料、热固性塑料、人造橡胶。根据密度来区别不同种类的塑料，解剖热固性塑料制成的车用插头、插座的构成。

塑料的生产方式：塑料单体、聚合方式、合成流程图展示(如聚氨酯、聚丙烯酸甲酯、尼龙等)、部件成型工艺。

塑料的环境兼容性：旧汽车塑料部件的回收、分解和利用分析和评估。

充分发挥学生交流、与相关学科知识的连接，鼓励学生通过各种方式获得信息，进行比较，推进基本概念的应用与迁移，达到对整个塑料高分子知识结构的优化、巩固与其他学科知识的综合应用。

德国是汽车生产和使用大国，八千多万人口拥有私人汽车达到五千多万辆，学生对汽车以及相关技术非常熟悉。通过选择汽车塑料作为探究专题，使科学、技术和社会紧密联系，极大地激发了学生兴趣与探究欲望。在这种情境中设计解决这些专题所需用的化学知识，正是学校课程中那些抽象的物质与微粒、能量与反应、结构与性质等微观原理和概念，在学生自己解决这些问题时，化学知识得到有效的应用与表征，同时发生积极的跨学科之间的迁移和联系。

同时教师不再是像以前那样直接使用教学参考材料来使用这些专题性案例，他们必须通过案例与学生共同经历上述过程，根据地区、学生及教师本人的特征来构成新的学习情境，并通过此方法逐步形成教师本人特有的教学风格与策略。

完成传统的教师培训向现代教师专业发展的转化过程。