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關鍵詞 化學;課堂;合作學習
【Abstract】Classroom situation model is to break the traditional pattern of lack of teachers and students in cooperative phenomena, so that teachers can according to the specific situations and scenes, with vivid language to describe, so teachers and students is a common chemical scene, so that both sides can better classroom theme attraction, improve cooperation consciousness.
【Key words】Chemistry; teaching; cooperative learning
【中圖分類號】 G633.8 文獻標識碼:B 文章編號:1673-8500(2012)10-0091-02
高中化學課堂合作學習的開展主要是為了打破傳統教學單向化、孤立化、被動化的教學模式,其組織形式和模式構建不但應當培養學生之間互幫互助的科學合作精神,同時更應培養教師和學生之間互動的課堂教學氛圍,一方面促使教師以高品質、高效率的教學模式來幫助學生吸取知識,另一方面也提高學生課堂參與的積極性和主動性,使他們更加愿意獨立思考,自主探究,不但獲得知識,更加獲得獲取知識的能力,開發學生的創新思維,促進高中化學課堂的良性發展。
1 創立更多的課堂情境
1.1 教學模式的轉變
化學是一門自然科學,是人們在生活、生產中的經驗總結,其包含的內容非常的豐富、生動、有趣,與我們的生產、生活有著密切的聯系,可以說生活中處處有化學、處處離不開化學。在化學教學中教師可以把日常生活中的典型事例展示給同學。例如:在化學與生活的教學中,教師可以展示出一些圖片:節日燃放的美麗的焰火、膠體的丁達爾效應、金屬的銹蝕、橡膠老化、塑料的降解等,這樣既可以節約大量的時間,又形象直觀,又有利于學生對基本概念的理解。鋼鐵生銹的演示實驗,要很長的時間才能完成,如果使用了多媒體技術,就可以把實驗的過程在幾分鐘內直觀地展示出來,改變傳統的課堂教學模式,提高了教學效率,增強了教學效果。
化學課堂傳統的教學模式更多是注重知識的傳授,很多課堂學習的模式都是以單向性為主,即教師講課,而學生就只能坐在那里被動接受,課堂上很少有留給學生提問和反饋的時間。課堂情境的創立可使教師和學生能夠更好地互動,一方面提高學生自主學習的興趣和能力,另一方面也能夠更好地發揮學生在學習過程的主動性和創造性。
現代教育理論認為,新型教學結構包括教師、學生、教材、教學媒體(信息技術)四大要素。這四大要素不是機械地、簡單地堆積在一起的,而是一個相互聯系、相互作用的有機整體。這就要求教師在進行教學設計工作時,密切注意教學系統四個要素的地位和作用,使得通過最終教學設計所建構的教學模式能較好地體現新型教學結構的要求。而作為信息化時代的化學教師更要把信息技術作為一項教學工具,充分應用各種技術手段把它完美地融合到教師組織、指導和幫助學生學習的教學過程中。
1.2 課堂主題的深化
課堂情境的創立作為高中化學課堂合作學習組織形式和模式構建的一個主要方面,可以更好地明確課堂主題,活躍學生在課堂上的思維能力,更好的吸引學生的學習注意力,大大地加強教師和學生之間的合作意識。課堂情境模式是為了打破傳統模式中師生缺乏合作的現象,使教師可以根據具體的情境和場景,以生動的語言描述,使教師和學生處于一個共同的化學場景中,從而使雙方都能夠更好地課堂的主題所吸引,提高雙方的合作意識。例如,在學習《物質的分類》這一課程時,我們可以創立有效的情境模式,利用生活中學生所熟悉的物體,建立“經驗情境”,然后教師在這個情境中可以提出一些“問題情境”來引領學生進行自主思維,如“膠體有的在外觀形態上也很像溶液,用肉眼難以分辨,該用怎么樣的方法來區分他們”等問題來開發學生學習的主動性。
2 打破傳統模式中師生之間的“僵硬”關系
2.1 倡導互動的師生關系
高中化學課堂合作學習的組織形式和模式構建還需要打破傳統模式下師生之間“僵硬”的關系,在這種組織形式和模式構建下,師生之間已經不是簡單地“領導”與“被領導”,也不是簡單的知識“授”與“受”的關系,雙方之間成為互動的,共同的主體。教師在整個化學課堂中是組織者、引導者、實施者、參與者,而不是以往模式中單一的領導者,而學生在合作學習的氛圍中也不僅僅是被動的接受者,而是探索者,學習者,創造者。高中化學課堂合作學習的組織形式和模式構建就應該倡導這種新型的師生關系。在這種氛圍中師生之間處在一種更加融洽的關系當中,他們相互交流,相互溝通,相互了解,從而達到共同發展的局面,在這種模式中,教師和學生面對的是同一個“工程”,他們需要共同面對來探索和解決求知過程中遇到的一切難題。建立師生之間新型的關系是開發高中化學課堂合作學習組織形式和模式構建的重要因素之一。學生與學生之間,學生和教師之間,聯系他們的不僅僅是一個共同的知識體,更是在這個模式下各種不同的環境和問題使教師和學生之間緊密地連接在一起。在這種緊密的聯系之中,教師可以更好地發覺學生在學習過程中出現的問題,從而進行及時地更正和引導。
2.2 建立合作的課堂氛圍
對于學生來說,因為有教師在旁及時的信息反饋,從而能夠很好地了解自己在學習過程中的成長速度,感受到自身在學習過程中的點滴變化,激發自己更大的學習熱情。課堂合作學習組織形式和模式構建應該建立在這種氛圍之中,這樣不但可以促使學生更好的學習,同時也能夠培養學生各方面的綜合素質,達到全面發展。例如在學習化學中的實驗安全問題時,教師可以根據自身的經驗來組織有自己特色的課堂關系,而不是僅僅羅列教材中的安全問題,同時,這個主題也能夠很好地引入學生自身在實驗時的經驗,從他們自身的角度來思考,結合自身的經驗進行實際問題的探究,從而能夠更好地歸納總結學生自身目前的學習狀態。
關鍵詞: 高中化學教學 環保意識 滲透
隨著現代科學技術的日新月異、社會經濟的快速發展、人口數量急劇上升、資源消耗逐漸增加,全球各地都出現了嚴峻的環境問題:水資源污染嚴重、全球氣溫變暖;大量工業廢渣、廢水、廢氣,生活垃圾、污水及化肥農藥造成垃圾土壤污染;各種有害細菌、寄生蟲及有害化學物質引起食品污染,等等。環境日益惡化,人類的健康發展遭到前所未有的威脅,更危及炎黃子孫后代的生存生活。面對這樣嚴峻的情況,環境保護迫在眉睫。化學與環境問題息息相關,高中化學教師自然也義不容辭地承擔起環保教育的重任。
筆者認為,高中化學教師應當樹立環保意識,并在日常教學中滲透環保意識,培養學生熱愛環境、保護家園的責任意識,為人類與自然的和諧相處和可持續發展獻一份綿薄之力。具體而言,可以從以下三個方面實施環保教育。
一、緊扣課本,滲透環保意識
課本是化學課堂教學的重要依據,是學生接觸最多的“化學資料”。在高中化學新教材中,已經編排了許多與環境相關的知識,教師要充分利用課本資源,在講解理論知識的時候滲透環保意識,對化學理論知識進行深化和延伸,將環境問題與化學物質、原理關聯起來,讓學生了解環保的重要性及其與化學的關系。
例如在教學《金屬及其化學物質》時,可以結合課本中有關鋼鐵的生產過程和原理,講解在工業制造過程中會產生大量的廢氣、廢水及廢渣,這些工業廢物的排放會直接造成空氣污染、水污染等環境污染,對人體造成危害,所以要正確處理這些廢棄物的排放。又如教學《氨、硫、硫酸》,在講解氨、硫和硫酸的化學原理及其化學反應問題時,讓學生了解一氧化氮和二氧化氮是一種常見的大氣污染物,可以導致人體急性或慢性中毒;讓學生知道二氧化硫是如何產生的;它有什么樣的危害;酸雨是如何形成的;有何危害。這時,教師還可以結合世界上的一些真實事例進行講解,如世界著名公害事件:美國洛杉磯煙霧事件、英國倫敦煙霧事件、日本四日市廢氣事件等,這些都是與化學息息相關的環境污染事件,值得我們關注與警惕。另外在課本中的《化學與自然資源的開發利用》、《保護生產環境》等章節還花了大量篇幅介紹金屬礦物、海水資源的開發、利用及保護,科學地指出了如何改善大氣質量,如何愛護水資源,如何讓垃圾變廢為寶,等等。通過利用課本素材,將環保教育滲透在化學理論知識的教學之中,讓學生們了解環境污染造成的原因、化學原理、危害,以及預防保護措施,樹立起保護環境的意識。
二、聯系生活,滲透環保意識
化學物質廣泛應用于各國的農業、工業、國防、科技等領域的制造發展,給人類帶來福音的同時,也產生了前所未有的環境問題。化學污染物造成的環境污染事件在生活中也屢見不鮮。高中化學教學過程中,教師要善于將理論聯系生活,用生活中實實在在的例子來啟發學生,讓學生意識到化學污染物的嚴重危害,意識到環境保護的緊迫性。比如學習《氨、硫、硫酸》這一節時,可以我國的“酸雨事件”為例進行講解。截至目前,在我國南方地區包括重慶、四川、貴州等11個省份都已遭遇過酸雨危害,大量植被受到腐蝕破壞,其中重慶市每年由于酸雨導致的經濟損失就高達5.48億元。酸雨就是由于燃燒石油、煤排放出的二氧化硫酸性氣體與天上的水蒸氣相遇形成的。可見,化學污染給人類帶來的后果是致命的。因此,保護環境,義不容辭。
在高中化學教學中,還要將環保教育貫穿到我們的日常生活與行為之中,從點滴做起。例如在生活中做到節約用電、節約用水、節約用紙,盡量少使用塑料袋和一次性筷子、飯盒、紙杯等;盡量乘坐公交車、自行車出行,減少私家車帶來的汽車尾氣排放;日常生活中學會舊物利用、垃圾分類、變廢為寶,不鋪張浪費……我們要在日常生活中養成保護環境、愛護環境的良好習慣,倡導低碳生活,從細微之處做起,并將環保觀念傳播給周圍的人。此外,化學教師還可以組織學生開展諸如“保護環境之校園行”之類的環保活動,例如在植樹節、世界環境日、世界無煙日、國際保護臭氧層日、世界停電日,等等,通過活動強化學生的環保觀念、意識及行動。
三、實驗教學,滲透環保意識
化學與離不開實驗,實驗教學也是高中化學教學中的重要內容之一。實驗可以培養學生的操作能力、邏輯思維能力,以及自主學習探究的能力。在實驗教學過程中滲透環保教育也十分有效,不僅教師能夠通過實驗以身作則,做到環保、節約、低碳,還可以幫助學生從實驗中增強環保意識,鍛煉其認識并解決環保問題的能力。
首先,在化學實驗物品的選擇上面,教師要盡量選擇毒性較低、污染較小、劑量較少的化學藥品,避免影響師生的身體健康,避免造成對環境的污染等。其次,在化學實驗操作時,也必須要嚴格按照實驗操作基本規范執行,例如稱藥品的重量、對化學物質進行加熱、冷卻、分離、提純,對溶液進行配制,等等。如果不按照要求操作,比如乙醚、苯、甲醛等很容易揮發,操作不規范就很容易造成實驗人員中毒,并造成環境污染。最后,實驗操作完成之后,對于實驗用過的廢液、廢渣也不能隨意丟棄,而是將其倒在廢液缸中,以避免污染水資源,養成良好的化學實驗習慣和操作規范。此外,還要在教學實踐中不斷進行經驗總結,不斷反思和改進實驗操作步驟,降低其對環境帶來的危害。例如將平常的一些較大實驗,盡量改成微型的化學實驗,不僅節約化學藥品,還可以避免廢液廢氣廢渣過多造成的環境污染和危害。總之,在實驗過程中滲透環保教育十分有效,可以讓學生在親手操作的過程中,深切感受到環境保護的重要性,并將這種意識轉化成行為。人人都為環保貢獻一份力,地球明天將會變得更美麗。
參考文獻:
[1]何晶.淺析環保意識在化學教育教學中的滲透[J].中國科技信息,2011(07).
關鍵詞:學生發展核心素養;科學素養;高中化學核心素養
文章編號:1005C6629(2017)2C0003C05 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
根據教育部《關于全面深化課程改革 落實立德樹人根本任務的意見》而的《中國學生發展核心素養》,從文化基礎、自主發展和社會參與三個方面,明確了中國學生應具備的、能夠適應終身發展和社會發展需要的必備品格和關鍵能力。學生發展核心素養的培養需要學科教育的共性貢獻與個性貢獻,認識和發揮高中化學課程教育對學生發展核心素養的貢獻,就必須研究和分析高中化學核心素養的建構視角。
1 從學生發展核心素養建構高中化學核心素養
學生發展核心素養涉及文化學習領域、個體自我發展領域和社會參與互動領域,反映了個體與自我、社會和文化的關系。學生發展核心素養是所有學生應具有的最關鍵、最必要的共同素養,是每個個體都必須獲得的不可或缺的素養。學生發展核心素養的形成,能使學生成為更為健全的個體,能夠更好地適應未來社會的發展變化,為終生學習和發展打下良好的基礎,并為社會健全和良好發展做出貢獻。學生發展核心素養指向對“培養什么樣的人”問題的回答,與《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010~2020年)》提出的“促進人的全面發展、適應社會需要”的教育質量根本標準相一致[1]。
化學是在原子、分子水平上研究物質的組成、結構、性質、變化及其應用的一門基礎學科,化學不僅與經濟發展、社會文明關系密切,也是材料科學、生命科學、環境科學、能源科學和信息科學等現代科學技術的重要基礎,化學在促進人類文明可持續發展中發揮著日益重要的作用。普通高中化學課程是與九年義務教育《化學》或《科學》相銜接的基礎教育課程,不僅對科學文化的傳承和高素質人才的培養具有不可替代的作用,更重要的是高中化學課程是落實立德樹人根本任務、促進學生發展核心素養形成和發展的重要載體。
表1中分析了高中化學課程對學生發展核心素養的貢獻,從中可以清晰地看出:高中化學課程對學生發展核心素養的形成和發展具有不可替代的作用,其中既有與其他學科教育對學生發展核心素養的相同貢獻,也有其自身的特殊貢獻。
在化學科學發展的歷史進程中,化學領域的每一個重大的理論進展、每一個重要的發現和發明,都是基于實驗研究或經過實驗事實檢驗的,尊重事實和證據、基于證據推理形成結論,從結構與性質相系的視角表征物質的結構和性質,從變化與平衡相統一的視角揭示物質變化的規律,是化學科學重要的科學研究視角和思維方式;創造和識別物質是化學科學的重要特征,化學發展的歷史從本質上說就是一部不斷創新的歷史,創新是化學科學發展的重要動力源泉之一,也是化學學術共同體的思維品質;化學科學發展的成果是人類智慧的結晶,是人類在創造之路上不畏艱險、百折不回、勇于實踐創新的結果,化學科學帶給我們的不僅是一種知識的進化和思維的啟發,還有一種力量的支撐、精神的鞭策和創造的信念。讓高中生像化學家那樣學習和探究化學科學的原理和方法,像化學家那樣用辯證的、歷史的和發展的觀點分析和解決問題,一定能發展學生的思維品質。
化學科學的任務之一是致力于探明物質世界的規律,這不僅是化學學術共同體堅持實事求是的科學精神、獨立思考和勤于探索、敢于質疑和批判的結果,也是化學學術共同體在國際視域下對話與交流、爭論與合作的過程中不斷創新發展的結果,同樣是化學學術共同體中的不同研究方法、不同觀念和不同學術理論包容發展的結果。讓學生像化學家那樣探究和學習化學,能幫助學生發展批判質疑的思想品質,拓展國際視野,尊重世界多元文化的多樣性,具有團隊意識和互助精神。
源于人類生活、服務于人類生活的化學,與人類的生活息息相關、密不可分,化學科學的發展促進著人類物質和精神文明的進步。運用化學原理和化學技術,解釋生活中的化學現象,解決生活中的化學問題,提高人類生存質量和生活質量,是化學科學對人類的重要貢獻之一。學生從生活和生產實際中探究和學習化學,既是運用化學原理、觀念和方法解釋生活中的化學現象和解決生活中與化學相關的問題的過程,也是形成解決未來生活中可能面臨的陌生、復雜甚至不可預測的問題的能力的過程。
恩格斯曾經說過,“化學既是關于自然的科學,又是關于人的科學。在當代科學的發展趨勢中,它們正在走向統一。因此,化學不僅僅是認識生命與進化的手段,也是人類生存和獲得解放的手段”。化學學科發展過程中處處充滿的人文情懷和審美情趣,同樣發展著學生的“人文底蘊”。當今,人類的生活已經被合成材料、合成藥物、農化產品等20世紀最重要的發明所包圍,今天及未來都要靠化學來支撐,沒有化學的世界是難以想象的,正如美國有機化學家、有機合成之父伍德沃德所說,“在上帝創造的自然界旁邊,化學家又創造了另一個世界”。即使在人類社會面臨人口增長、能源資源匱乏、環境污染等挑戰的今天,這些問題的解決方法和手段絕對離不開化學。化學已經并正在作出不可替代的重要貢獻,在應對21世紀人類共同面臨的挑戰中依然肩負重任。讓學生像化學家那樣探究和學習化學,不僅能夠促進學生成為自然界的創造者、合理利用者和改造者,而且能夠使學生成為自然界的友好保護者和綠色化學理念的踐行者,實現人類與自然和諧相處和人與自然、社會的可持續發展。
由上述分析可知,提升學生發展核心素養需要讓學生學習化學課程。一是化學課程能服務于發展學生的“文化基礎”方面的核心素養:讓學生了解化學知識、原理和觀念,并運用所習得的化學觀念和思想解決生活中與化學相關的問題;能讓學生形成“尊重事實和證據并基于證據推理形成結論、從結構與性質相聯系的視角表征物質的結構和性質、從變化與平衡相統一的視角揭示物質變化的規律”等化學特征思維方式;能讓學生從化學科學的發展進程中,形成并發展批判質疑的思維品質和創新意識。二是化學課程能服務于發展學生的“自主發展”方面的核心素養:讓學生學習源于人類生活服務于人類的化學,認識化學科學發展對人類生活的貢獻和作用,以提高學生的生存和生活質量,激發學生濃厚的學習興趣和強烈的崇尚科學的志向;讓學生像化學家們那樣學習和探究化學,不僅學習化學知識,還體驗探究過程和方法,掌握科學學習方法,初步形成終身學習的意識和能力。三是化學課程能服務于發展學生的“社會參與”方面的核心素養:讓學生像化學家們那樣學習和探究化學,學會對話與交流、合作與分享,發展團隊精神和合作意識;讓學生通過綠色化學理念、STSE相關內容的學習,形成低碳節能的生活習慣,發展應用化學技術解決實際問題的操作技能和能力;讓學生通過化學成果對當下和未來社會所作貢獻和產生的風險的認識,形成社會責任感和可持續發展的觀念;讓學生通過食品安全、危險化學品的使用和環境保護等法律法規的學習,形成遵紀守法的行為規范。
2 從科學素養建構高中化學核心素養
化學是自然科學領域的一門重要基礎學科,化學核心素養必然是科學素養的重要組成部分。根據科學素養的內涵確定化學核心素養,是化學核心素養建構的重要視角之一。
通常認為,科學是一種知識體系、研究過程和社會建制。科學是人運用實證、理性等方法,就自然以及社會乃至人本身進行研究所獲取的知識的體系化結果[2]。雖然人們對科學素養內涵的認識還沒有完全統一(見表2),但分析比較不同國際組織和學者對科學素養內涵的共同要素,不難發現,化學核心素養包含化學知識與觀念、化學思維與方法、科學探究與實踐、科學精神與責任。
化學知識與觀念是人類在科學實踐中認識物質世界及其變化過程所形成的知識體系和經驗總結,是化學學術共同體通過科學探究,運用科學思維與方法,從分子層次對物質的組成、結構、性能和轉化規律等進行研究所形成的化學核心概念和學科觀念。通過高中化學課程學習,學生能建立構成物質是客觀存在的、物質是由元素組成和微粒構成,物質的結構決定物質的性質,物質的轉化是有條件的、轉化過程中遵循質量和能量守恒等化學學科核心觀念。
化學思維與方法是人類化學探索活動中對感性認識材料進行加工處理并形成科學結論的思維方式與途徑,是學生順利學習化學知識和解決化學問題過程中所應用的具有化學學科特質的思維視角和方式。在高中化學學習和化學問題解決中,學生能夠結合生活經驗,通過觀察和實驗獲取物質及其變化的感性認識,運用分析與綜合、歸納與演繹、抽象與概括、假設與建模等方法形成理性認識;能夠通過實驗等方法獲取檢驗科學結論的證據,并基于證據進行推理;能根據物質的組成元素、構成微粒及微粒間作用力的差異對物質進行分類,能從宏觀、微觀相結合的視角對物質及其變化進行化學符號等形式的表征。
科學探究與實踐是人類在認識自然界的過程中,獲取證據、建構解釋的各種活動和方式,所有科學研究成果都是科學探究與實踐活動的結晶,科學探究與實踐也是學生學習化學、培養創新精神和實踐能力的重要活動方式。通過高中化學課程學習,學生能認識科學探究與實驗在化學研究和學習中的作用,能在化學實驗與探究中有效地與同伴合作和交流;掌握物質合成、分離和提純、組成檢驗和測定、性質和應用等化學實驗的方法和技能,能設計和實施簡單的實驗方案,能對觀測的實驗現象和數據做出合理的解釋;具有將化學研究成果應用于生產和生活實際的意識,能運用科學探究的方法解決或解釋生活中與化學相關的簡單實際問題。
科學態度與價值觀是人類在科學發展過程中形成的對自然、科學實踐、科學技術與社會關系的整體認識,是人類活動的道德精神和價值取向在科學研究和實踐中的體現。通過高中化學課程學習,學生能保持對物質及其變化的好奇和探究欲望,具有積極地探索科學問題的熱情;理解化學科學的人文內涵,贊賞化學科學對提高人類生活質量和促進人類社會發展的作用,能用變化和發展的觀念看待化學科學;能初步形成對科學、技術、環境與社會的相互關系的正確認識,尊重生命、關愛自然、崇尚科學,具有用科學倫理道德權衡化學技術成果運用于實踐的利弊的意識。
3 從化學科學建構高中化學核心素養
建構化學核心素養必須明白什么是化學。我國著名化學家徐光憲先生是這樣定義化學的:化學是用Z方法研究X對象的Y內容以達到W目的的科學。具體地說,化學是用實驗、理論和計算機模擬的方法研究原子、分子片、結構單元、分子、高分子、原子分子團簇、原子分子的激發態、過渡態、吸附態、超分子、生物大分子、分子和原子的各種不同維數、不同尺度、不同復雜程度的聚集態和組裝態,直到分子材料、分子器件和分子機器的合成和反應,制備、剪裁和組裝,分離和分析,結構和構象,粒度和形貌,物理和化學性能,生理和生物活性及其輸運和調控的作用機制,以及上述各方面的規律、相互關系和應用的自然科學[3],化學的目的和其他科學技術一樣是認識世界和改造世界,但現在應該增加一個“保護世界”。
首先,從本體論的視角看化學可回答化學是什么的問題。化學是探索物質的科學,致力于揭示客觀存在的物質的本來面貌,包括物質的組成、結構、微粒的相互作用、聚集狀態等;致力于揭示物質通過化學變化轉化為新物質的規律,包括物質轉化條件,轉化過程中的質量和能量的守恒,轉化過程的方向、速度和限度等。
其次,從認識論的視角看化學可回答化學是如何研究和認識物質的問題。化學科學發展的歷程說明,化學通過觀察和實驗獲得對物質及其變化的感性經驗,再從宏觀與微觀相聯系、結構與性質的關系的視角,通過分類比較、分析綜合、歸納概括、抽象推理、假設、建模等科學思維方法,形成對物質本質及其變化規律的認識,并將新的認識通過實驗進行檢驗。化學對物質的認識和研究,需要化學相關學科和技術的交叉、融合和滲透,需要團體和國際間的合作和共同發展。
再其次,從價值論的視角看化學可回答化學科學發展理想目標的問題。從化學科學發展的目標看,化學科學是為了認識、改造和保護世界。化學科學在生命科學、能源科學、材料科學、環境科學、航天航空和信息技術等領域的滲透和融合,促進了化學等相關科學的發展,化學與社會、技術、環境等和諧相處過程中促進了人類生活質量的提高和社會進步。
基于化學學科視角建構化學核心素養,可從化學研究方法、研究對象、研究內容和研究目標等方面分析。化學是以實驗、理論(數理)和計算機模擬等方法研究物質的,而實驗方法是最基礎和最重要的研究方法,高中化學教育要發展學生通過實驗獲取物質及其變化的證據、基于證據推理形成結論的思維能力,發展學生通過實驗探究解決與化學相關實際問題的能力;化學研究對象是分子層次的物質,而中學化學課程中所探究的大多數是分子、原子、離子等微粒層次構成的物質,高中化學教育要讓學生形成物質結構與性|相聯系的科學觀念,具有宏-微-符相結合表征物質及其變化的能力;化學研究內容是物質的組成、性能、變化規律及其應用,高中化學教育要讓學生形成化學變化是有條件的、化學變化與平衡相統一的學科觀念,具有運用觀察、實驗、理性分析、模型建構等方法探究物質及其變化的能力;化學研究的目的是認識世界、改造世界和保護世界,高中化學教育要讓學生形成化學、技術、環境與社會和諧、可持續發展的價值觀,發展科學精神和社會責任感。
綜合從學生發展核心素養、科學素養和化學課程的學科價值與育人價值等方面分析和建構高中生化學核心素養,我們可以發現:(1)高中化學核心素養應該包含化學學科觀念、化學學科思維、科學探究實踐和化學學科價值追求等方面。其中,化學學科觀念是化學學科知識和原理的高度抽象和概括,處于化學知識的核心位置;化學學科思維是除了一般科學思維外具有化學特征的思維方式,如從結構與性質相聯系、變化與平衡相統一的視角分析和解決問題的思維方式等;科學探究實踐是以化學實驗為主的探究,強調用實驗方法探究分子層次物質的結構、組成、性質和變化規律,用實驗方法學習和研究化學;化學學科價值追求是基于實證對物質世界的探索和創造,并追求人與自然的和諧、可持續發展。(2)高中化學核心素養是學生在化學課程學習過程中形成和發展的,離開了科學、正確的化學學習過程和學習方式無法形成化學核心素養。學生只有通過自主、合作、探究等多樣化的學習方式,才能在學習過程中自主獲取化學學科知識、形成化學學科觀念、體驗化學實驗探究的過程、運用化學特征的思維方式分析和解決實際問題、認同和踐行化學學習價值追求。
參考文獻:
[1]趙婀娜.今天,為何要提“核心素養”[T].人民日報,2016:20.
下午好!
有機會在這里與大家交流,是一件非常榮幸的事。我今天來,主要是向大家學習來的。談起教育教學,在座的各位都是行家里手,在此,謹將自己的工作情況以及點滴心得體會匯報于下,不妥之處敬請批評指正。
一.與時俱進,努力創新
在教學工作中,沒有什么論資排輩,唯有與時俱進不斷創新,才能讓我們的課堂充滿活力。教育是一門藝術,藝術的生命在于創新。特級教師更應該保持永遠清醒的頭腦、時常新鮮的血液。
任教以來,我堅持不懈地潛心研究教學規律,自覺進行教學改革,從嘗試單項、個別的微觀課堂教法入手,逐步探索出一條以“調控教學節奏”為線索的教學改革新路,使自己的教學克服了盲目性、隨意性、局限性,朝著科學化、理論化、整體化邁出了可喜的一步。經驗總結《談談調節教學節奏》,被省教委有關領導譽為“節奏教學法”,多次在全國或省級交流并被多次節錄發表。而后,進一步發展為“快樂教學、節奏教學、創新教學”的教學理念,發表了多篇論文,交流或獲獎。
我不斷學習,不斷更新自己的知識與教學手段,使自己的教學理念一直處于領先水平。早在上世紀八十年代,我就在陳培勝老師及化學組全體老師支持與參與下,自拍興趣實驗錄像,用于輔助教學,被化學老前輩陳國欣老師贊為“第一個吃螃蟹的人”。又是全國少數最早使用flash制作課件的人,我曾經建立了三個化學網站,被許多化學搜索引擎收入,一些關于教育類的e網書籍也做了介紹,后因收費而停止。今年,我又建立了化學博客,才幾個月,已逾六千多人瀏覽,并有本地及外地老師來信交流。
二.學高為師,身正為范
特級教師更需要保持“學高”、“身正”這一境界,要學知識,要學做人,修身養道。“學習,學習,再學習,終身學習。”這是我的座右銘。
作為一個特級教師,更應該遵紀守法,愛崗敬業,勤勉踏實,忠于職守,為人師表,無私奉獻,以教育為榮,以學校為家,全身心投入到教育教學工作中。我從不挑三揀四,再多、再苦、再重的任務也樂于承擔,這兩年,由于二中化學教師不足,領導讓我承擔跨年段超課時的工作,我二話沒說,義無反顧地履行了一個人民教師應盡的職責。對工作兢兢業業,對同志誠誠懇懇,對學生循循善誘——這是我的終身追求。
在信息化時代,人人都需要充電,特級教師更應注重本身素養的提高。信息社會的高度發展,我們再也不能滿足于用粉筆來教學了,而要把計算機和網絡當作新的教學工具,進一步把我們的課堂進行延伸,以滿足培養面向信息化社會創新人才的要求。在信息技術與學科整合上,從理論到實踐,我都作了大量的探索,發表了《關于現代教育技術應用的思考》等文章,并被聘為“莆田市素質教育與課程改革巡回講學團”成員,主講的課題《網絡環境下的中學化學教學改革》,受到了廣泛的歡迎。
三.教好書,育好人
人們總是說:“為教育事業做貢獻。”從我個人理解,就是教好書,,育好人。我幾十年的教育生涯,就是最好的注釋。
真正的教育是愛的教育,沒有愛就沒有教育。在教學生涯中,我盡力做到關心每一位學生,愛護每一位學生,特別是所謂“差生”,總是想方設法去了解他們,幫助他們,“春風化雨暖人心”。雖然我現在不當班主任了,仍然經常與學生打成一片,了解他們的心理特征,做他們的知心朋友。
在培養年輕教師方面,我能與年輕教師打成一片,平易近人,不擺架子,主動幫助年輕教師解決教學難題,很受年輕教師的歡迎。每當年輕教師開設匯報課或觀摩課時,總是來找我當參謀,我也總是“知無不言,言無不盡”,毫無保留地提出最誠懇的意見,對教案、教具、教法、教態、教學課件等各方面進行全方位的輔導,使年輕教師得到盡快的提高。
曾經被聘請為市化學科骨干教師上課,因此,有一些市骨干教師打來電話或通過伊妹兒求教;一些本地、外地化學老師,通過網絡留言或發伊妹兒求教,本人均盡最大努力給與幫助。
四、業余興趣,舞文弄墨
[關鍵詞]:銜接 預習 實驗 復習 習題
面對新的環境,新的生活,新的老師同學朋友,他們肯定滿懷憧憬與激情。學生如果有憧憬與激情,那么他們就會有學習與探索的欲望。我們若能抓住學生的這股勁,讓學生感覺到學習高中的化學是很有趣的、只要用點心思也是很容易學好的,讓他們喜歡上高一的化學,學好高一的化學,讓他們贏在起跑線上。如何使學生盡快適應高中化學教學特點和學習特點,學好高一的化學呢?下面我就此問題談談自己的一點看法:
一、做好初高中銜接
初中化學從啟蒙開始到畢業參加中考,時間僅有短短一年。而現行初中化學教材中的許多知識點與高中化學的內容緊密相聯,如:初中的原子結構的初步知識和高中的元素周期律。初中的酸、堿、鹽、單質、氧化物間的相互變化與高中的元素及化合物的性質。初中的各反應物、生成物間的質量比與高中的各反應物、生成物的物質的量之比等等。為了更好地學習高中的新知識,為了溫習鞏固初中的已有知識,我們選擇了在進行高中化學教學之前對初中的以下幾個知識點進行了銜接。銜接內容如下:
1、初高中學習方法的區別(2課時)
教師介紹初高中在教材、學法、課時等方面的不同---1課時
座談會:請高三的化學優秀生與同學們進行交談、經驗傳授---1課時
2、化學基礎知識(2課時)
個體歸納與集體總結相結合
3、化學反應及其規律(2課時)
主要介紹初中的一些常見反應及類型
4、化學實驗(2課時)
布置實驗,學生自行設計方案動手操作
5、化學計算練習(1課時)
二、重視課前的預習
"凡事預則立,不預則廢,"預習是基礎。我們經常說"向四十五分鐘要效率",如何要效率,課前預習便是提高效率的方法之一。在預習過程中,對即將要學習的新課能夠做到心中有數,知道哪些內容能夠自己弄懂,哪些內容自己無法弄懂,聽課時,便可集中精力去聽那些自己沒弄懂的部分,這樣可以變被動聽課為主動聽課,變盲目聽課為帶著疑問聽課,使聽課變得更有針對性了,能夠更好地抓住課堂學習的重點和難點。例如:高一教材中"物質的量"的學習,那么如此抽象的名詞在沒有預習的前提下學生很難接受,很難理解,會出現知識的"攔路虎",影響進一步的學習,但如果有了課前預習,學生就會大概知道"物質的量"也是一個國際通用的基本物理量,對它的概念和研究范疇有了一定的了解,再加上老師在課堂上的生動講述,學生也就會更容易理解這個內容了。
三、重視課堂的實驗教學
化學是一門實驗性很強的學科,是培養學生學習化學興趣的有效手段。興趣是學習的動力源泉,學生學習最怕的就是沒有動力。而我們的化學實驗,反應產生的各種千變萬化的現象正是吸引學生注意力、培養學生興趣的最佳良藥。
實驗能提高學生的學習的興趣。實驗具有千變萬化的現象,其中又蘊涵著各種化學原理,是喚起學生學習興趣的有效手段。如:Fe2+和Fe3+之間的相互轉化轉化,我用這樣進行實驗教學,學生的興趣大大提高了,這部分知識點也理解得更加透徹了。用榨汁機把青蘋果榨成汁,果汁短時間顯淺綠色,放置幾分鐘時間,蘋果汁很快變成的黃色就較深顏色,加入維生素C藥片粉末,攪拌溶解,蘋果汁很快由黃色變淺或變為原狀。該實驗來源日常生活現象--蘋果汁的變色。內含的化學知識:Fe2+和Fe3+之間的相互轉化,即蘋果汁中的Fe2+被氧化劑(氧氣)氧化為Fe3+,Fe3+被還原劑(維生素C)還原成Fe2+。
實驗中,由于各種原因,有時實驗現象會與我們的預期結果出現反差,就是我們所說的實驗不成功了。其實,我個人覺得這并不會影響實驗的功能,甚至有時候我們需要故意做一些這樣的實驗來強化某些知識。就拿反應的方程式書寫來說,我們都知道化學方程式的化學的語言基礎,但總有一些同學不把反應的條件不當一回事。酚酞遇堿變紅色遇酸不顯色,高中學生都知道;但在濃度高于2mol/L的氫氧化鈉溶液中加入酚酞,它會變紅,振蕩褪色;再滴加酚酞變紅色,振蕩又褪色;在濃度高于80%的濃硫酸中加入酚酞,溶液顯橙紅色,振蕩不退色。例舉該實驗不是想說明其中的原理,也不是說前面的結論有錯誤;我想它可以幫助我們解決這樣一個問題:"老師辛辛苦苦強調化學反應條件的重要性,而學生置若罔聞,時常在書寫方程式時把反應條件置于一邊給忘了"。原因是我們認識到在實驗中,條件的改變會引起反應質的變化,關系到實驗的成敗;而學生沒有這樣的意識。通過該實驗可以給學生一種震撼,讓學生體會并認識到化學反應中條件控制重要性。
四、重視課后的知識鞏固
做好課后復習,鞏固課堂知識,是學好化學的不可缺少的重要環節。復習時經過"回憶再現",回憶不起來的地方,搞不清楚的問題,大部分可在課后再讀之中得到解決。復習時,我們應強調讓學生全面過目,對理解的、記住的部分不必花費很多功夫,對不理解、未能記住的地方要多花些時間。課后再讀也包括對課堂筆記的整理,在閱讀教材的過程中,將不完全的筆記補齊,將記得不準確、不正確的筆記修改過來,力求筆記的完整、正確、實用。使之線索清楚、重點突出,成為適合自己的復習資料。
五、重視習題的精選及講評
練習是檢測知識掌握情況的有效手段。課程標準和新教材對知識點的要求降低了,現有的許多參考資料無法直接應用,過多的實行"拿來主義",勢必會出現一定程度的錯誤導向,使學生喪失學習的積極性。因此我們選擇作業時,要根據教學目標,精心編排練習題和測試題,做到選題科學,用題準確,注意從不同角度多練學生易錯、易模糊的知識點。另外,還應考慮到一個班的學生在方方面面的差距,對完成情況定出不同的標準,讓每一個學生都能根據自己的程度獨立完成自己能夠完成的作業,實現學習過程中真正意義上的"躬行"。
學生做完練習后,教師應針對性地對一些題目進行評析。題解后的評析,不僅能及時清理學生的解題思路,引導學生反思解題過程。同時對訓練思維,提高分析問題、解決問題的能力,有特殊的功效。高一化學習題講評的核心內容應該是規范解題步驟、提高解題能力、突出抓好分析。以培養學生良好的審題習慣和規范嚴謹的完成解題過程的習慣。
總之,學習的方法有千萬種,適合自己的方法就是最好的方法。以上是本人在高一化學教學中的一點經驗總結,望能給予高一年的學生一點指導,進而更快、更好地適應高中的化學學習。
參考文獻
[1]吳星、走進高中新課程-化學教師必讀南京師范大學出版社
[2]葛獻峰、化學探索性實驗教學的實踐[G].中學化學教學參考
“物質的量”一直是高中化學教學中的重點,更是難點。而本節內容被編排在人教版第一章第二節,正是學生從初中到高中的過渡時期,學生在初中化學中沒有這些內容的基礎,加上本節內容理論性強、難理解,很多學生學不好、學不會,從而失去了學習化學的興趣。筆者根據這節內容的特點及多年的教學經驗總結出學習“物質的量”的一些方法和建議。
首先,“物質的量”是一個物理量,它表示含有一定數目粒子的集合體,符號為n。這里要特別強調理解“一定數目粒子集合體”的意思。比如,我們平時生活中接觸最多的一雙是兩個,一打是12支,人為地把一定數目的物體定為一組,而這一組就是一個集合體。對于“物質的量”,把約6.02×1023個微粒(包含分子、原子、離子、中子、電子等肉眼看不到的粒子)分為一組,也就是一個集合體,把這個集合體稱為一摩爾即1mol。因此,摩爾就是“物質的量”的單位,簡稱摩,符號mol。把1mol任何粒子的粒子數叫做阿伏伽德羅常數,符號NA,這里就有了n=N/NA(N表示粒子的數目)。根據這個公式只要知道了粒子的數目就知道了它的“物質的量”;反過來,知道了粒子的“物質的量”就知道了它的個數。
通過上述分析,我們知道了1mol微粒的數目是NA個,即6.02×1023個,那么1mol微粒的質量又是多少呢?
在初中我們學習過,相對原子質量是以一個碳-12原子質量的1/12作為標準,任何一個原子的真實質量跟一個碳-12原子質量的1/12的比值,稱為該原子的相對原子質量。例如,碳原子的相對原子量=碳原子的真實質量/一個碳-12原子質量的1/12,氧原子的相對原子量=氧原子的實質量/一個碳-12原子質量的1/12。由此可推知,兩種原子的真實質量之比就等于其相對原子量之比。由實驗證明,1mol碳-12含有約6.02×1023個碳原子,其質量是0.012kg。那么我們很容易就能得出1mol氧原子含有約6.02×1023個氧原子,質量是0.016kg。在此得出結論:1mol任何粒子集合體都含有約6.02×1023個粒子,而1mol任何粒子或物質的質量以克為單位時,其數值都與該粒子的相對原子質量或相對分子質量相等。單位物質的量的物質所具有的質量叫做摩爾質量。在這里,要強調相對原子量與摩爾質量的區別。一般情況下,相對分子質量是沒有單位的,而摩爾質量是有單位的,其單位為g/mol。例如,我們可以說1molH2O的質量是18克,H2O的摩爾質量是18g/mol,而H2O的相對原子量是18。“物質的量、物質的質量和摩爾質量”之間的關系可表示為:n=m/M,這三個量中可以把“物質的量”認為是一個常量,而其它兩個量只要知道其中一個就能求第二個。
當物質處于氣體狀態時,我們往往是通過測量其體積進行計算,那么1mol氣體的體積是多少呢?
我們知道,氣體體積受溫度和壓強的影響,在一定的溫度和壓強下,由于氣體分子之間的距離很大,影響其體積的只有分子的個數。也就是說,在溫度和壓強確定的情況下,如果再確定了分子的數目,那么體積就是一個定值。經過實驗測得,在標準狀況(零攝氏度,一個大氣壓)下,任何氣體(包括混合氣體)的體積約為22.4L。我們也可以說,單位物質的量的氣體所占有的體積叫做氣體摩爾體積,符號為Vm,單位為L/mol。即n=V/Vm(標況下,Vm約為22.4L/mol)。這樣我們就可以把Vm看作常數,從而進行計算。
[關鍵詞]小學科學;知識點;高效;記憶法
小學科學教學中,知識點的教學是必不可少的一個重要環節。由于小學生年齡小、好玩,不愿把更多的精力花費在記憶知識點上,因此,對知識點的掌握情況并不理想。這就要求我們科學教師在平時教學中采用科學高效的教學方法,激發學生的學習興趣,充分調動學生的學習積極性,使每個學生的學習潛能都得到充分發揮。筆者從事多年小學科學教學工作,總結了一些高效記憶知識點的方法,運用這些方法開展教學活動能使抽象的知識變得通俗易懂,從而有效提高課堂教學效率。
一、自編故事記憶法
自編故事記憶法就是把要記憶的科學知識點用故事連貫起來,將故事情節存儲于大腦中,再通過回憶情節素材達到記憶知識點的目的。在科學學習中,經常會遇到一些枯燥的學習內容,讓學生望而生畏。在這種情況下,教師可以嘗試采用編故事的記憶方法來消化學習內容。
例如,在教學圍繞太陽運行的行星的名稱以及位置關系時,我就自編了一個故事:水星(水星)上的一群人,為了尋找金子(金星),他們來了地球(地球)。為了方便尋找金子,他們放火(火星)燒毀了大片森林(森林是木頭――木星),森林燒完后露出了大片土地(土星),這件事很快就被天王(天王星)知道了,他便派遣海王(海王星)來處理這件事,這件事最后才被平息。故事講完了,學生對行星的名稱和位置關系也基本上記住了。
二、口訣記憶法
把記憶材料編成口訣來提高記憶效果的方法,叫做口訣記憶法。這種方法把記憶材料分成組塊來記憶,不但能夠減輕大腦負擔,而且記得牢靠。對于口訣記憶法學生并不陌生,如乘法口訣、珠算口訣、百家姓、三字經等。小學科學知識點的教學也可以運用口訣記憶法。
例如,月相的變化規律對于小學生來說很抽象,記憶起來難度大,而且容易遺忘。為了幫助學生記憶,教學中我采用了前人總結的口訣:“上上西西,下下東東”,即上半月時出現上弦月,月亮西半面亮,而且只出現在西面的天空;下半月時出現下弦月,月亮東半面亮,而且只出現在東面的天空。又如,教學顯微鏡的操作時我采用了順口溜:“一取二放,三安裝;四轉低倍,五對光;六上玻片,七下降;八升鏡筒,細觀賞;看完低倍,轉高倍;九退整理,后歸箱。”除此之外,像酒精燈和滴管的使用方法等都可以采用口訣記憶法幫助學生記憶。
在口訣記憶法中還有一種是農諺記憶法。教學氣象知識時,可以引導學生借助一些農諺來判斷氣象的變化,如“喜鵲枝頭叫,出門晴天報”“朝霞不出門,晚霞行千里”“雨中聞蟬叫,預告晴天到”等。
三、聯想記憶法
聯想是由當前感知或思考的事物想起與之有關的另一事物,或者由頭腦中浮現的一事物想到另一事物。一般來說,互相接近的事物、相反的事物、相似的事物之間容易產生聯想。用聯想來增強記憶是一種很常用的方法。
例如,在教學同種電荷相互排斥、異種電荷相互吸引時,學生很容易聯想到磁鐵磁極間的相互作用,即同極相互排斥,異極相互吸引。這兩條性質由于十分接近,所以學生可以將其關聯起來記憶,只要記住了電荷或磁極任何一個的性質,也就能聯想記住另一個的性質。再如,學習小電機和發電機的工作原理,小電機的工作原理是把電能轉化為動能,而發電機的工作原理是把動能轉化為電能,兩者的能量轉化雖然相反,但是內部構造卻基本一致,了解這些之后學生記憶起來就可以做到由此知彼。
四、經驗總結記憶法
總結經驗是在教育理論的指導下,按照科學研究的程序,將感性認識上升為理性認識的思維加工過程,是一種創造性的腦力勞動。總結經驗可以總結自己的經驗,也可以總結他人的經驗。利用自己或者他人總結的經驗引導學生記憶的方法就是經驗總結記憶法。
例如,學習電路連接的兩種基本方法――串聯與并聯時,對于初學者來說識別串、并聯電路有一定的難度,我結合串、并聯電路的特點以及自己在教學實踐中積累的經驗引導學生用以下方法區別兩種電路。1.路徑法:直接根據所給電路,從電源的正極出發,沿開關、用電器等元件“走”回電源負極的路徑中,若只有一條通路即為串聯電路,如果有兩條或兩條以上的路徑即為并聯電路。2.拆除法:從電路中若拆除一個用電器,另一用電器也不工作,說明這兩個用電器是串聯的;如果另一用電器仍然工作,說明這兩個用電器是并聯的。3.支點法:只要電路中沒有出現分支點的,用電器肯定是串聯的;若出現分支點,用電器可能是串聯,也可能是并聯的,此時還需運用路徑法和拆除法進一步加以判別。
科學知識點的記憶方法還有很多,教師在教學中要多揣摩、多積累、多總結,通過改進教學方法提高學生科學知識點的記憶效果,進而提高科學教學的有效性。
參考文獻:
[1]趙永春.顯微鏡操作規程口訣[J].中學生物教學,1998,(5):36.
[2]孫明軍.淺談高中化學知識的高效記憶法[J].快樂閱讀旬刊,2013,(15):116 .
關鍵詞:化學實驗;開放性問題;特征;類型;教學策略
文章編號:1005C6629(2015)9C0007C04 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
在化學教學中,化學實驗中的開放性問題為科學探究提供了豐富的素材。開放性問題的解決過程通常含有很大的探究成分,對學生假設能力和發散思維的培養具有獨特的作用。因此,在化學實驗教學中注重利用開放性問題促進學生學習有著重要的意義。《普通高中化學課程標準(實驗)》指出,要注意增加開放題的比例,鼓勵學生綜合運用已學知識,從不同角度、不同層次進行思考,創造性地解決問題[1]。為此,本文擬對化學實驗中開放性問題的特征、類型及教學策略進行研究。
1 化學實驗中開放性問題的特征
目前對于開放性問題的界定尚未達成一致,梳理已有的研究成果,可將化學實驗中開放性問題描述為化學實驗中的那些結構不良、允許學生個性解答的問題。化學實驗中開放性問題有以下特征:
1.1 問題呈現情境化
杜威的實用主義知識觀特別強調問題情境的作用,認為真誠的困惑與真實的問題情境是教學的根本。化學實驗中的開放性問題往往源自學生的化學學習、社會生活實際情境,不僅能激發學生學習興趣,還可以幫助學生更好地體會化學實驗的本質和價值,讓學生在知道和理解化學知識的基礎上,能夠清楚所學的知識能用來做什么和怎么做。
1.2 問題結論多樣化
化學實驗中的傳統問題多是化學性質的判斷、化學事實的驗證、化學結論的應用等形式,往往結構單一,思路單一,結論單一。而化學實驗中開放性問題結構則呈現多樣形式,問題的初始條件、解決途徑、問題結論等都具有不確定性,有的是追溯多種條件,有的需找尋多種操作,有的要探究多種結論等等,需要學生充分發揮其能動性和創造性,尋求問題的多種解答。
1.3 問題解決探究性
化學實驗中開放性問題的解決過程通常呈現非線性狀態,在問題解決過程中會遇到挫折、失敗或停頓等,需要不斷提出猜想,不斷驗證,多層次多角度地尋找解決問題的方法。其中元認知成分和非認知成分在開放性問題解決中發揮重要作用。格拉斯(Class,1984)的問題解決過程模型很好地詮釋了化學實驗中開放性問題解決的探究性[2]。
1.4 解決思維發散性
發散性思維是創造性思維的核心組成,也是開放性問題解決的必要條件和最終目的。發散思維要求學生能從已知條件中篩選有用信息,以個人相關經驗為基點,從不同角度出發,采用多種方法解決問題。化學實驗中的開放性問題解決需要學生多角度探索問題解決的方向,多層次推進問題深入,探究多種結果并選擇最佳途徑。
2 化學實驗中開放性問題的類型
化學實驗中開放性問題的解決過程通常是圍繞研究問題設計解決問題的實驗體系,并在實驗實施過程中選擇正確的操作方法,不斷探究問題的結果。根據化學實驗問題解決過程中各要素開放程度不同,可以將化學實驗問題劃分為開放層次不同的問題類型:驗證型、實驗結論開放型、實驗操作開放型、實驗裝置開放型、實驗方案開放型、開放探究型,其中實驗操作開放型、實驗裝置開放型和實驗體系開放型為同一層次,屬于實驗體系開放型問題,具體情況見表1。
2.1 實驗結論開放型
實驗結論開放型問題屬于開放型問題的第一個層次,開放性程度很低,具有給定的研究問題和實驗體系,探究實驗的不同結論。
例1 有一包固體粉末可能由KCl、K2CO3、Na2SO4、FeCl3、Ba(NO3)2的一種或幾種組成,某同學做了有關實驗檢驗其成分。下表是他的實驗報告的一部分,請你根據自己的分析和判斷將實驗報告填寫完整(假設各步恰好完全反應),并寫出固體粉末的可能組成。
該問題是典型的實驗結論開放型問題,在該情境中學生要思考解決問題的步驟,根據不同的實驗現象,得出不同的結論,問題的最終答案也各不相同。固體粉末可能組成為:Ba(NO3)2、K2CO3;Ba(NO3)2、K2CO3、KCl;Ba(NO3)2、Na2SO4;Ba(NO3)2、Na2SO4、KCl;K2CO3、Na2SO4、Ba(NO3)2;KCl、K2CO3、Na2SO4、Ba(NO3)2。
2.2 實驗體系開放型
宋心琦教授曾對化學實驗體系做了要素分析并指出:一個化學實驗,不論是演示實驗還是教學實驗,都可以歸納為:作為實驗對象的物質體系(若目的在于探究化學變化過程,也可以稱作化學體系);適當的儀器裝置和必要的安全措施;合理的實驗步驟和規范的技術操作等三個方面[3]。實驗體系開放表現為根據一定實驗目的選擇適當的化學體系、合理的實驗裝置等,設計可行的實驗方案;根據實驗體系中各要素開放性不同,又可對實驗體系開放進一步分類:實驗操作開放、實驗裝置開放和實驗方案開放等類型。
2.2.1 實驗操作開放型
實驗操作是根據實驗要求進行的程序性設計,合理的實驗操作是實驗順利實施并得到正確結論的保證。實驗操作的開放表現為對一個研究問題,可以設計不同的實驗操作來完成實驗要求。
例2 (2003年江蘇)(1)無水乙酸又稱冰醋酸(其熔點為16.6℃)。在室溫較低時,無水乙酸就會凝結成像冰一樣的晶體。
請簡單說明在實驗中若遇到這種情況時,你將如何從試劑瓶中取出無水乙酸。
欲使冰醋酸晶體熔化,其方法可以多種多樣,如:在實驗室中用水浴加熱,水浴溫度容易控制,且可使試劑瓶受熱均勻;也可以先打開試劑瓶蓋,在瓶下墊熱毛巾,待晶體熔化后,再傾倒出其中的乙酸。應注意的是,不論使用什么方法,都要注意安全原則,如不能直接將試劑瓶放在酒精燈上加熱,也不可以用玻璃棒或其他硬物去硬戮等。
2.2.2 實驗裝置開放型
實驗裝置是化學實驗發生的場所,是不同實驗儀器的合理連接,實驗裝置的開放性往往體現在實驗裝置的選取和改進。對于特定目的的化學實驗,往往有多種實驗裝置可以選擇,如何選擇最佳的實驗裝置需要考慮實驗的物質體系、反應條件等對裝置的要求。
例3 Fe(OH)2是一種白色沉淀,在空氣中或在含有氧氣的水溶液中很容易被氧化而變色,難以觀察到它本來的顏色。如何設計實驗裝置才能制備純凈的Fe(OH)2?
在制備Fe(OH)2時需要保證反應在無氧條件下進行,對于同一物質體系,可以設計多種裝置,下圖展示三種不同設計:
裝置(Ⅰ):不能避免試管溶液中O2對實驗的干擾。
裝置(Ⅱ):苯(或汽油)的作用是防止空氣中的O2進入亞鐵鹽溶液中。
裝置(Ⅲ):打開止水夾使產生的H2充滿C管(趕去試管溶液中O2)中,再關閉止水夾,使FeSO4溶液壓入NaOH溶液中,再打開止水夾。
2.2.3 實驗方案開放型
實驗方案設計是根據一定的研究問題,選擇合適的物質體系,設計合理的實驗裝置和可行的實驗步驟的過程。實驗方案開放型是一種開放程度較高的形式,包含多種實驗要素的開放。
例4 (2003年上海)實驗室有CuO和Cu粉的混合物,請你利用給出的實驗儀器及試劑來設計兩種測定該樣品(已稱得其質量為m g)中CuO質量分數的方法,并填寫表格中的有關內容。
實驗中可能用到的主要儀器:①托盤天平②啟普發生器③硬質玻璃管④泥三角⑤燒杯⑥坩堝⑦酒精燈⑧玻棒漏斗⑨干燥管
實驗中可能用到的試劑:a.鋅粒b.稀硫酸c.氯化鈉溶液d.濃硫酸
該題要求學生自行設計實驗方案來測定樣品中CuO的質量分數,需要學生根據不同的化學體系,選擇儀器組成實驗裝置并說明實驗操作,開放性很強。供選擇的設計方案設計如表2所示。
2.3 開放探究型
開放探究型問題是化學實驗中開放程度最高的問題,從研究問題到實驗體系再到實驗結論都是未知的。學生通過對化學現象的觀察從而發現問題,收集實驗證據提出假設和預測,設計實驗方案并進行實驗,運用各種手段來分析和解釋數據,最終提出答案和解釋,而且在實驗過程中要不斷修正實驗方案,需要把研究結果與其他人交流。開放探究型問題最接近學生生活、學習實際,是一種多方面、多層次的活動,不僅在內容上開放,更需要開放的思維,在培養學生科學素養方面有重要作用。
例5 學生在做乙醛的性質分組實驗時,常會因為加入的乙醛的用量不同,得到沉淀的顏色分別為黑、褐、紅三種。為什么會出現這種現象?請設計實驗進行驗證。
利用控制變量法,可設計兩組對比實驗,研究異常現象的原因,如表3、表4所示。
(注:等量的質量分數為2%的新制氫氧化銅溶液6滴)
這是一個典型的開放探究型問題,學生觀察實驗中的異常現象,發現研究問題,提出假設并設計實驗方案進行實驗,從而找到問題的答案。
3 化學實驗開放性問題的教學策略
開放性問題的解決是非線性的,不僅需要學生綜合其先前經驗和外部環境來共同建構開放性問題解決的圖式,還需要個體情感、意志的參與,這就決定了開放性問題教學的復雜性。以下策略可以有效幫助開放性問題在課堂中的實施:
3.1 鼓勵可能方案的設想
羅杰斯說過:“創造活動的一般條件是心理安全和心理自由,只有心理安全才能導致心理自由,也才能導致學習的創造性。”開放性問題的教學需要師生之間不同聲音的碰撞,在課堂上去質疑,去辯論,去發現問題,學生不同的思維有效催生創造性的想法;教師尊重和鼓勵學生的好奇心和想象,鼓勵學生去發現問題,創造性地提出多種問題解決方案。
3.2 促進小組深入的探討
開放性問題解決是一個不斷深入的過程,需要學生在問題解決過程中進行深層次的思考和互相交流。通過小組合作,學生之間相互啟發,整合問題信息,進行思維的碰撞,多層次多角度探究問題解決路徑,不斷深化問題解決;在小組合作中,教師要適當進行學習策略的指導,例如,問題表征策略、小組合作策略、化學建模策略、認知監控策略等等。
3.3 實施客觀有效的評價
教師在開放性問題教學中不能簡單對最終結論進行評價,同時要注重問題解決過程的評價,對學生具有創造性的嘗試應給予鼓勵;另外,通過學生自評、小組互評等方式協同進行評價,全面客觀地評價學生在開放性問題解決中的表現。
3.4 注重基于評價的優化
開放性問題的解決是一個不斷完善的過程,學生不能僅僅停留在得出答案,要通過評價反饋,對自己的方案設計進行完善,反思自己的思維歷程,并逐步掌握監控和調整問題解決過程的元認知方法,強化認知監控,促進學生高品質思維的發展。
開放性問題在整個化學教學中都有著重要意義,教師要加強對開放性問題的理論探索和經驗總結,在化學教學中合理設置開放性問題,使課堂成為思維碰撞的場所。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部制定.普通高中化學課程標準(實驗)[S].北京:人民教育出版社,2003.