高中化學大概念范文
時間:2023-06-25 17:06:36
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篇1
【關(guān)鍵詞】化學概念;分類;教學策略
高中化學教學中,化學概念的教學內(nèi)容十分抽象,學生需要通過系統(tǒng)的學習才能掌握。教師的教學重點不能只是理論知識的講解,應該采取有效的教學策略,先引導學生進行課前自主學習,收集與化學概念相關(guān)的資料,教學過程中,教師再通過實驗驗證理論知識,幫助學生直觀的理解化學概念。
一、高中化學概念的特征
高中化學概念具有抽象性、階段性、系統(tǒng)性的特征,由于化學本身就是微觀的,用肉眼看不見的東西,因此學生對于化學概念的理解存在很大的困難,需要教師通過收集相關(guān)的資料,進行科學的實驗操作,讓學生能夠直觀的了解化學的本質(zhì)屬性。理解化學概念需要一個學習的過程,在教師的指導教學中不斷的深入了解化學知識,化學概念是一個知識網(wǎng),教師通過構(gòu)建知識網(wǎng),幫助學生強化對化學概念的認識。
二、高中化學概念的分類
化學概念多種多樣,能夠反映物質(zhì)的組成、物質(zhì)的結(jié)構(gòu)、物質(zhì)的性質(zhì),化學變化、化學計量和化學用語,為了方便學生記憶,深刻了解化學概念的真正內(nèi)涵,教師需要對教學內(nèi)容進行分類,幫助學生構(gòu)建知識體系,增強學生學習化學概念的興趣。按照邏輯關(guān)系分類,可以分為從屬關(guān)系、并列關(guān)系、對立關(guān)系和交叉關(guān)系。從屬關(guān)系是按照大概念包含小概念的關(guān)系進行教學,例如,人教版高中化學中,電解質(zhì)包含強電解質(zhì)和弱電解質(zhì),物質(zhì)包含純凈物和混合物、化學鍵包含金屬鍵、共價鍵和離子鍵等?;瘜W概念按照并列關(guān)系分類,就是產(chǎn)生相同化學現(xiàn)象的不同概念。按照對立關(guān)系分類是指兩個概念沒有關(guān)聯(lián),并且對立。按照交叉關(guān)系分類是指兩個概念有重復的部分,但相互獨立。
三、高中化學概念教學的影響因素
對于化學概念的學習,需要教師引導學生完成化學概念的認知過程。影響學生掌握化學概念的因素有很多,例如,學生本身的推理能力、對知識的理解能力、教師的教學模式等。因此需要教師在教學過程中, 合理運用教學方法和教學手段,營造良好的教學氛圍,激發(fā)學生的學習興趣和求知欲望,幫助學習完成化學概念的學習內(nèi)容。
(一)傳統(tǒng)概念的影響
由于學生對于化學的定義還很模糊,不知道化學領(lǐng)域具體都包含什么內(nèi)容,對化學概念的認識不夠全面,影響學生對化學概念的理解。
(二)學生自身學習能力的影響
學生具備分析推理的能力,能夠幫助學生正確的理解化學概念。運用不同的推理形式推理化學概念,會影響推理的結(jié)果。
(三)教師的教學方式的影響
教師授課的方式直接影響學生對化學概念的認識,對于電解質(zhì)的教學,不同教師講課的方式就會有所差異,有些教師將電解質(zhì)的定義直接寫在黑板上,而有些教師為了能夠加深學生的印象,利用不同溶液的導電實驗,提出相關(guān)的問題:什么容易可能會導電?利用這種教學模式,激發(fā)學生的求知欲望,幫助學生在實驗中收獲對化學概念的理解。
四、高中化學概念的教學策略
教師為了幫助學生完成教學內(nèi)容,采取有效的教學手段和方法,結(jié)合學生的實際情況,進行高中化學概念的教學。
(一)結(jié)合學生的經(jīng)驗進行化學概念的教學
教學過程中,教師可以通過提問的方式了解學生對于化學知識的認識情況,例如,電解質(zhì)導電的實驗中,教師先讓同學進行小組討論,探討什么電解質(zhì)能夠?qū)щ?,引導學生對于問題進行大膽的猜想和假設(shè),并通過實驗幫助學生驗證討論的結(jié)果,培養(yǎng)學生發(fā)現(xiàn)問題、解決問題的能力,使學生通過實驗檢驗自己的猜想,完成對化學概念的理解。
(二)把握概念的內(nèi)容
人教版高中化學分為必修和選修兩種課程,課程的內(nèi)容不斷的深入,需要教師進行教學設(shè)計時,將教學內(nèi)容進行分類,根據(jù)學生對化學知識的認識程度,分階段的進行深入教學,有些概念可以進行深入教學,有些概念則需要和其他模塊的概念進行對比教學,這種方式更容易使學生理解。
(三)通過實驗,揭示化學概念存在的差異
有些化學概念可能導致學生理解的偏差,教師應該在教學過程中,將經(jīng)常出現(xiàn)的錯誤觀點例舉出來,使學生做到心中有數(shù),有利于化學知識網(wǎng)的構(gòu)建。教師在講解化學概念時,讓學生通過討論給出他們認為正確的觀點,再通過實驗的驗證,將學生“正確”的觀點,形成強烈的反差,有助于學生清晰的理解化學概念之間的關(guān)系。
五、結(jié)束語
綜上所述,化學概念的分類復雜,極具抽象性,不利于學生理解,需要教師將抽象的化學概念形象的講解出來,運用合理的教學模式和策略,營造良好的教學氛圍,激發(fā)學生的學習興趣,幫助學生樹立正確的學習態(tài)度,建立系統(tǒng)的化學知識網(wǎng),更好的完成化學概念的學習。
【參考文獻】
[1]王淑華.談高中化學概念的教學策略[D].東北師范大學,2004
[2]趙春芳.高中化學概念教學研究策略[J].數(shù)理化學習,2012,04:68-69
篇2
關(guān)鍵詞:化學;復習;誤區(qū);知識
復習是高中化學教學的重要環(huán)節(jié),教師要立足于學生的實際情況,結(jié)合化學教學目標及要求,制訂科學的復習計劃,引領(lǐng)學生進行高效復習,在高中化學復習中,一些教師陷入復習的誤區(qū),采用不恰當?shù)膹土暦椒?,降低了復習的效率。?chuàng)造有利的條件,改進復習策略,實現(xiàn)化學知識的鞏固和拓展,是每個高三化學教師的責任。
一、高考化學復習的誤區(qū)
許多教師在高三總復習時,忽視化學基礎(chǔ)知識,認為基本概念、基本實驗等基礎(chǔ)知識簡單,不指導學生回歸課本,大概羅列基本知識點,對重點的轉(zhuǎn)化沒有進行突破講解,直接呈現(xiàn)轉(zhuǎn)化網(wǎng)絡(luò)圖,課堂大部分時間在進行習題教學。造成基礎(chǔ)知識不扎實,缺乏知識的理解和知識之間的聯(lián)系能力。一些教師平均復習所有知識點,簡單重復舊知識,缺乏拓展和延伸。例如“原電池”復習課,教師把大量時間用在復習原電池的概念;原電池形成的條件;銅鋅原電池中電極反應式和化學方程式。學生對這些知識加深了記憶,但對知識的理解仍停留在原來的水平,沒有引領(lǐng)學生對原電池知識應用作進一步探討。復習過程缺少實驗操作,高三階段時間緊,很多老師為了節(jié)約時間,不進行演示實驗和學生分組實驗,用黑板或多媒體代替實踐操作,致使學生忽視實驗條件、操作中的注意事項等細節(jié),導致學生在高考中面對實驗題一籌莫展。很多學校為了取得好成績,提早結(jié)課,強化復習,長期緊張的復習,學生感覺疲憊不堪,一些心理比較脆弱的學生,不能調(diào)整好心態(tài),造成高考失利。
二、高考化學復習策略
為了提高化學復習的效果,教師要制訂完善的復習計劃,對化學復習進行正確的定位,研究學生,綜合考慮學生的智力和非智力因素,以人為本,制訂復習計劃,調(diào)動學生復習的積極性。重視實驗操作,適當?shù)夭迦牖瘜W實驗,避免紙上談兵。而且要加強人性關(guān)懷,訓練學生的心理素質(zhì),多與學生溝通,對學生進行心理輔導,有效地調(diào)節(jié)學生心態(tài),幫助學生樹立信心,保持良好的精神狀態(tài),讓學生適應高考時的緊張氛圍。
總之,在高中化學復習階段,教師要結(jié)合學科的特點,立足學生的知識水平,科學安排復習時間和進度,最大限度地提高復習效率。幫助學生以積極樂觀的心態(tài)面對高考,爭取高考取得好成績。
篇3
【關(guān)鍵詞】職業(yè)高中;化學課;情境教學模式
一、前言
對職業(yè)高中的學生而言,化學課程顯得比較深奧而抽象,所以難以調(diào)動學習興趣,在這種情況下,職業(yè)高中化學教師應該為學生實施情境教學模式,就是創(chuàng)設(shè)合適的情境,使學生置身于良好的氛圍中接受學習,降低學生對化學知識的抵觸情緒,自然而然地掌握知識與技能。如何創(chuàng)設(shè)情境教學,對職業(yè)高中化學教師的教學技能提出了挑戰(zhàn)。
二、職業(yè)高中化學課教學存在的問題
職業(yè)高中化學課教學存在的問題具體體現(xiàn)在以下幾點:1、教學方法比較單一職業(yè)高中的學生學習基礎(chǔ)比較薄弱,學習自制力差,化學教師為了使學生盡快掌握化學知識,所以采取“滿堂灌”、“一言堂”的傳統(tǒng)教學法,這種單向式的知識灌輸難以調(diào)動學生的學習興趣。2、實驗教學有所不足化學是一門建立在實驗基礎(chǔ)上的重要學科,實驗教學在化學課程中的重要性不言自明,但從目前來看,職業(yè)高中化學課沒有對實驗教學予以應有的重視,理論教學的比重遠遠超過實驗教學,就算教師安排了實驗教學,也只是讓學生模仿教師的操作,不利于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維。3、教學情境比較枯燥雖然化學教師也有意識地在課堂中為學生設(shè)置一些情境,但是這些情境沒有貼合學生的實際情況,所以難以激發(fā)學生的共鳴,他們在課堂上依舊是心不在焉,導致課堂氣氛沉悶不堪。
三、職業(yè)高中化學課實施情境教學模式的對策
職業(yè)高中化學課教學存在的一系列問題已經(jīng)影響到學生的全面發(fā)展,所以實施情境教學模式勢在必行,我認為可以從以下幾點入手:
1、創(chuàng)設(shè)生活情境
教育源自生活,高于生活,職業(yè)高中化學課要想調(diào)動學生的學習興趣,應該從學生的現(xiàn)實生活入手,結(jié)合學生的生活案例構(gòu)建生活化教學情境,使學生意識到化學學習與自己的生活息息相關(guān)從而感受到化學學習的實用性與趣味性,教師要多觀察學生的現(xiàn)實生活,從中提煉出化學知識點,培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng),使學生以飽滿的熱情投入到化學學習中。比如我在教學醫(yī)用生理鹽水的相關(guān)知識時,先對學生進行提問,引導學生思考人類為什么要每天攝取食用鹽。學生根據(jù)自己的生活經(jīng)驗說出了各種答案,然后我對這些答案進行歸納,引出醫(yī)用生理鹽水的話題,我告訴學生,普通成人每天大概要攝取4.5g的氯化鈉,如果一個人出現(xiàn)缺鈉性脫水,就要補充醫(yī)用生理鹽水了,接著,我通過一些案例引導學生認識醫(yī)用生理鹽水的攝取量。這樣的教學話題貼近學生的生活,很容易提升學生的理解度,使他們快速掌握這部分化學知識。
2、創(chuàng)設(shè)實驗情境
職業(yè)高中的化學課教學離不開實驗,實驗教學可以幫助學生進一步理解所學到的理論知識,幫助學生實現(xiàn)學以致用的境界。要想真正提升學生學好化學的興趣,培養(yǎng)學生的實踐動手能力,化學教師必須重視實驗教學,要通過實驗創(chuàng)設(shè)實驗情境,使學生探索化學的奧秘,事實上,化學實驗教學可以將化學知識變得具體生動化,可以使學生在良好氛圍中感受到大量的化學信息,也能初步培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng),為他們提供探索知識的路徑?;瘜W教師必須重視實驗情境的創(chuàng)設(shè)。比如我在講解血液緩沖作用這部分內(nèi)容時,先為學生介紹了一個常識:如果一個人血液中的ph值改變了0.1個單位以上,就會產(chǎn)生堿中毒或酸中毒的情況,直接威脅人體健康。但是血液ph值改變0.1個單位究竟是什么概念,則需要通過實驗來進行說明。我引導學生通過蒸餾水和氯化鈉溶液、鹽酸溶液、氫氧化鈉溶液的實驗,思考溶液對酸堿的抵抗作用。學生們有了理論知識的支撐,再通過具體的實驗,對這部分知識充滿了興趣,他們紛紛投入到實驗過程中,通過親自操作,掌握了緩沖溶液的組成和緩沖作用的原理。
3、創(chuàng)設(shè)信息化情境
21世紀是信息技術(shù)時代,現(xiàn)代教育技術(shù)已經(jīng)滲透到教育領(lǐng)域,將抽象的知識變得具體生動化,可以使學生盡快接受抽象的知識。職業(yè)高中的化學課程教學也應該積極應用信息技術(shù),使課堂教學變得富有趣味。教師可以利用信息技術(shù)為學生演示一些實驗難度較大的化學實驗,或者具有一定危險性的實驗,讓學生通過觀看這些實驗過程,了解化學原理和知識。教師也可以利用信息技術(shù)搜集一些與教學內(nèi)容有關(guān)的資料,拓展教學內(nèi)容,增長學生的見識?;蛘邽閷W生布置一個化學課題,讓學生自行上網(wǎng)查找資料、完成課題,這樣還能培養(yǎng)學生的自主學習能力??傊處熞匾晞?chuàng)設(shè)信息化情境。
四、結(jié)束語
對職業(yè)高中的學生來說,化學課程的知識確實不容易消化和理解,很多知識顯得晦澀難懂,導致學生存在一定的畏難情緒,教師在教學過程中要注意使用情境教學模式,為學生創(chuàng)設(shè)多樣化的教學情境,激發(fā)學生的學習興趣,培養(yǎng)學生的化學素養(yǎng),為他們的日后發(fā)展奠基。
參考文獻
[1]韓君偉.職業(yè)院?;瘜W課情境教學模式研究[J].中小企業(yè)管理與科技(中旬刊),2015(3):246-247.
[2]尹曉紅.職業(yè)院校化學課情境教學的探索與實踐[J].中國成人教育,2012(13):143-145.
篇4
【關(guān)鍵詞】化學核心素養(yǎng);感悟式教學;流程;策略
核心素養(yǎng)是學生在接受相應學段的教育過程中,逐步形成的適應個人終生發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力。核心素養(yǎng)的形成不是一蹴而就的,具有終生發(fā)展性,也具有階段性,即一些核心素養(yǎng)在特定的教育階段可能更容易取得良好的培養(yǎng)效果?;瘜W核心素養(yǎng)包含宏觀辨識與微觀探析、變化觀念與平衡思想、證據(jù)推理與模型認識、實驗探究與創(chuàng)新意識、科學精神和社會責任等五個要素?;诖?,我在高中化學教學中積極嘗試感悟式教學,激發(fā)學生學習興趣,促進學生轉(zhuǎn)變學習方式,通過引導學生參與宏觀辨識與微觀探析,進行證據(jù)推理和實驗探究等活動,著力提升學生的化學核心素養(yǎng)。
一、化學“感悟式教學”的基本流程
“感悟式”教學強調(diào)學生的“自悟”,“悟”的主體是學生。在整個教學過程中,教師的作用是提供學生“悟”的平臺,引導學生確立“悟”的感受點,激活學生思維,再給予學生自我感悟的時間和空間去再探索、再發(fā)現(xiàn)、再創(chuàng)造。所以我所實施的化學感悟式教學的基本流程是“讀――疑――思――悟”。具體做法如下:
1.組織預習,讓學生讀而感之
首先是強調(diào)預習,即通過“讀書”,讓學生對所要學的內(nèi)容有大概的宏觀辨識,為下一步“疑”打好基礎(chǔ)?!白x書”,用眼、用口、用耳,更要用心。心理學家實驗證實,人類獲取信息的83%來自視覺,11%來自聽覺,所以“讀”對于獲取基本知識是非常重要的。在化學新教材課本上,結(jié)論性的文字敘述少了,留白(包括實驗現(xiàn)象等等)多了,所以學生的預習難度加大。為了幫助學生學習,我采用了預習提綱的方式,有時也要求學生借助網(wǎng)絡(luò)等資源來完成預習。如對于電解質(zhì)、非電解質(zhì)的學習,我將預習提綱設(shè)計如下:
案例1:電解質(zhì)、非電解質(zhì)的預習
(1)閱讀教材關(guān)于電解質(zhì)與非電解質(zhì)的內(nèi)容,了解定義,發(fā)現(xiàn)兩者的區(qū)別和注意要點。
(2)嘗試練習:下列物質(zhì)中:①Cu ②液態(tài)氯化氫 ③氯氣 ④鹽酸 ⑤酒精 ⑥CO2 ⑦飽和食鹽水,屬于電解質(zhì)的為 ;屬于非電解質(zhì)的有 ; 既不是電解質(zhì)、也不是非電解質(zhì)的是 。(填物質(zhì)的序號)
2.設(shè)計問題,讓學生疑而問之
這一環(huán)節(jié)是通過收集學生在自主預習過程中出現(xiàn)的問題,創(chuàng)設(shè)真實的問題情境并加以設(shè)計,為進一步深入探究確定目標。比如上面講到的有關(guān)電解質(zhì)與非電解質(zhì)的預習作業(yè)。當學生在反復閱讀了“電解質(zhì)”與“非電解質(zhì)”的定義后,對其中的關(guān)鍵詞如“化合物”,一部分仔細的學生會抓住,但還會有相當多的同學沒能注意,所以在做練習時,錯誤會不可避免地出現(xiàn)。有的同學在解題過程中可能就會產(chǎn)生如:銅能導電,那它為何不是電解質(zhì)?二氧化碳的水溶液可以導電,那它為何是非電解質(zhì)?等問題;還有些同學自主糾錯后,也會提出諸如:“為何XX是電解質(zhì)?YY是非電解質(zhì)?”等問題。
雖然提出的問題比較淺顯,但對我所任教的多數(shù)學生而言還是很有價值的。因為大多數(shù)學生習慣于被動地接受知識,缺乏質(zhì)疑精神和問題意識,所以在教學中我積極創(chuàng)設(shè)寬松民主的課堂氣氛,培養(yǎng)學生勇于質(zhì)疑、敢于提問的科學精神。
3.啟發(fā)引導,讓學生思而知之
課堂上,學生在教師的啟發(fā)引導下,把自己已有的知識、經(jīng)驗與當前的學習活動結(jié)合起來,激發(fā)思維、動腦思考、解決疑問,從而獲取新知識、新方法。這里教師的啟發(fā)要注重層層引導,可借助遞進式、連環(huán)式提問技巧,幫助學生層層深入,直達核心。
案例2:電解質(zhì)、非電解質(zhì)的教學
思考1:Cu、鹽酸、飽和食鹽水能導電,其本質(zhì)是什么?
思考2:Cu、鹽酸、飽和食鹽水為什么不是電解質(zhì)?此組概念適用的物質(zhì)類別是什么?
思考3:為什么液態(tài)氯化氫是電解質(zhì)、酒精是非電解質(zhì)?
思考4:二氧化碳是非電解質(zhì)的本質(zhì)原因是什么?
思考5:電解質(zhì)、非電解質(zhì)概念判斷的注意點有哪些?
說明:這5個問題層層遞進,結(jié)合學生已有的知識,如導電的本質(zhì)、物質(zhì)的構(gòu)成與類別、物質(zhì)的電離等等,引導學生從宏觀辨識和微觀探析兩個不同的視角理解電解質(zhì)、非電解質(zhì)概念,最后通過學生小組討論再一次回顧,便于更好地建構(gòu)這一概念體系。
4.留有空間,讓學生悟而得之
留白是美的,美在能讓人去感悟,去揣摩。在教學中也需要講究留白的藝術(shù),給學生多一點思維的空間,讓他們自己去領(lǐng)悟其中的奧秘。比如在電解質(zhì)與非電解質(zhì)的教學片段結(jié)尾,適當?shù)亓舫鰩追昼姇r間,讓學生對所學內(nèi)容進行理解吸收,自主悟出判斷電解質(zhì)和非電解質(zhì)的有效方法,運用概念和原理解決實際遇到的問題。
高中化學新教材打破了以往老教材中嚴密的知識結(jié)構(gòu)體系和嚴謹?shù)幕瘜W概念體系,把本來完整、系統(tǒng)的知識,分幾個層次(按難度由淺到深),在不同的章節(jié)中出現(xiàn)。這符合學生對事物一般的認知規(guī)律,由易到難,但在實際的教學過程中也有不利之處:一是時間一長學過的知識容易遺忘;二是不利于學生對知識完整、系統(tǒng)地把握和認識。所以如何將新舊知識進行重組,作比較、找異同,進而總結(jié)、歸納,形成完整的知識網(wǎng)絡(luò)體系;或是將知識聯(lián)系生活實際,學以致用,真正地服務于生活等等,這些應該由學生自己通過感悟而獲得的,只有這樣,知識才能內(nèi)化為學生自己的財富,化學核心素養(yǎng)才能得到提升。
二、化學“感悟式教學”的基本策略
感悟式教學的關(guān)鍵是在教師有效幫助即引導下,學生對課本內(nèi)容“感受”、“自悟”以及由此而產(chǎn)生高層次的“悟得”。在這個過程中,教師的引導就格外重要,在引發(fā)學生自我“感悟”時,我主要運用了以下幾個策略:
1.情景再現(xiàn)
通過圖片、錄像等多媒體手段把情景直觀、形象地展示給學生,提供“悟”的舞臺。比如在講《酸雨》這個課題時,通過預習,在學生的腦海中會將文字敘述的內(nèi)容轉(zhuǎn)化為情景,是想象思維的過程;再布置學生分組協(xié)作,以《酸雨的形成、危害與防護》為題,上網(wǎng)查找相關(guān)內(nèi)容,做成PPT。上課交流過程中,在圖片、視頻影像等視覺的強烈沖擊下,學生深刻感受到酸雨對地球的破壞,從而感悟要“從我做起,從身邊的小事做起,為酸雨的防治盡自己的綿薄之力”,并影響號召身邊的家人朋友共同為此努力。這樣學生不但對相關(guān)知識點更容易掌握,作為一名公民的社會責任感更是油然而生,深刻領(lǐng)悟到保護環(huán)境、人人有責!
2.親身體驗
化W教學中,學生親身實驗就是最有效的體驗方法。新教材突出以學生為本、與社會實踐相結(jié)合的重視發(fā)展的教育理念,其中半數(shù)以上的實驗要求學生親手完成。很多實驗是以科學探究的方式呈現(xiàn)的,這對培養(yǎng)學生的證據(jù)推理和實驗探究能力提供了平臺。新教材在學習結(jié)果的描述上并沒有全部給出結(jié)論,而是讓師生一起通過觀察、實驗、思考,得出答案,讓學生把注意力放在應用知識解釋生活和實驗中的現(xiàn)象上,獨立地學習、實驗、探究。實驗中,學生主要通過實驗操作、現(xiàn)象記錄,收集證據(jù)進行推理等過程,在動手做、仔細看、動腦想等多種心理活動的交融、撞擊中,激活已有經(jīng)驗,并產(chǎn)生新的經(jīng)驗;最后,又使經(jīng)驗內(nèi)化為自我的感悟,并將感悟到的東西轉(zhuǎn)化為個性化的知識經(jīng)驗。
3.鑒別比較
有比較才有鑒別,有比較才有新發(fā)現(xiàn),比較也是引導學生感悟的有效手段。比如在進行化學鍵的概念教學時,在詳細講解離子鍵的知識點后,就進入到共價鍵的學習階段。有了離子鍵的學習作為基礎(chǔ),在學習共價鍵時,可要求學生在預習課本知識的基礎(chǔ)上,對離子鍵、共價鍵進行比較,從成鍵微粒、成鍵本質(zhì)、成鍵元素等多個角度進行深入地分析,并在此基礎(chǔ)上歸納,形成對離子鍵、共價鍵基本的認識。以上教學,從宏觀辨析和微觀探析兩個層面,通過比較的方式,對離子鍵和共價鍵進行了剖析,這也為更好地理解共價化合物和離子化合物電子式書寫的不同提供了鋪墊。
4.類比遷移
化學知識點既多又分散,且大量的知識需要識記,但它們并不都是孤立存在的。因此在學習過程中,可運用類比的思維方法,將相似、相關(guān)的知識點的學習方法遷移到新知識點的學習上來,尋找相似性、共通性,這不僅有利于新知識的理解,更會在相似類比中有所發(fā)現(xiàn)、有所感悟,從而構(gòu)建完整的知識體系。比如在金屬、非金屬元素及其化合物的性質(zhì)學習時,由于還沒接觸到元素周期表、元素周期律知識,缺乏這一內(nèi)容的指導,學習難度加大。此時類比遷移就是一個很好的策略,可以達到事半功倍的效果。例如溴、碘性質(zhì)的探究中,可由氯氣的性質(zhì)進行遷移,并從微觀角度剖析:原子最外層電子數(shù)均為7,可在宏觀上體現(xiàn)氯、溴、碘單質(zhì)的相似性;原子電子層數(shù)依次遞增,可在宏觀上體現(xiàn)氯、溴、碘單質(zhì)的遞變性。再通過氯氣及其化合物性質(zhì)實驗的探究,讓學生進一步感悟到結(jié)構(gòu)決定性質(zhì),性質(zhì)反映結(jié)構(gòu)這一重要原則。
綜上所述,在高中化學學科教學中合理運用相關(guān)策略,實施“讀――疑――思――悟”感悟式教學流程,能夠有效促進形成及發(fā)展學生的化學核心素養(yǎng),對學生逐步形成適應個人終生發(fā)展和社會發(fā)展需要的必備品格與關(guān)鍵能力是很有幫助的。
【參考文獻】
篇5
關(guān)鍵詞:學習進階理論;SOLO分類理論;中和反應;初高中教學銜接;認知模型
文章編號:1005C6629(2016)11C0024C06 中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B
1 基于SOLO分類理論研究化學核心概念的學習進階與教學銜接
1.1 基于學習進階理論探討化學核心概念的跨學段教學銜接
近年來,在國內(nèi)外科學教育領(lǐng)域中,學習進階理論已成為研究學生認知發(fā)展的熱點領(lǐng)域之一。學習進階理論[1]描述學生在不同學段學習同一核心概念時所遵循的連貫、典型的學習路徑。學科知識、技能和方法的學習是分階段和有明確路徑的,教師更應高度關(guān)注學生學習過程的方向、路徑和各階段水平要求。對學習進階的規(guī)劃是對學生在不同學段對概念的理解水平、迷思概念、進階目標及測評要求的描述,目前相關(guān)研究集中在學習、課程和評價領(lǐng)域[2],如Corcoran提出學習進階應具有5個構(gòu)成要素:進階終點、進階維度、多個相互關(guān)聯(lián)的成就水平、各水平預期表現(xiàn)、特定的評測工具[3]。學習進階理論可用于指導學科核心概念的跨學段教學銜接研究,對研制分階段、劃層級、系統(tǒng)性的學業(yè)質(zhì)量標準體系有重要指導意義。
圍繞學科核心概念的跨學段學習進階來組織教學內(nèi)容是當前科學教育的研究焦點。從2009年歐亞拉美七國學者聯(lián)合編著的《科學教育的原則和大概念》出版[4],到美國以學習進階形式將核心概念寫入國家課程文件《新一代科學教育標準》,再到近期我國教育部組織260多位專家修訂普通高中課標,以學習進階形式統(tǒng)整教學要求與學業(yè)標準,都體現(xiàn)了對學科核心概念的學習進階及其跨學段教學銜接的關(guān)注。
化學核心概念的形成不是一蹴而就的,而是學生通過不同學段的主題學習而不斷豐富與發(fā)展的,具有階段性、層次性和漸進性等特點。國內(nèi)外不同研究者對于化學核心概念學習進階的設(shè)計有不同的理解與研究方法:(1)美國Stevens基于實證測查和標準文件描述中學生在物質(zhì)結(jié)構(gòu)與性質(zhì)概念上的學習進階假設(shè),并通過實證研究進行修正完善;(2)林建芬按照初中、必修、選修和高三4個不同學段,通過分析考綱、課標、教材并結(jié)合教學實踐,根據(jù)學生思維層級和認知發(fā)展,梳理了同分異構(gòu)體、元素周期律、離子反應、化學用語等核心概念[5~9]的認知方式與角度、知識水平,劃分相應的學習進階路徑,提出各學段的學習目標、進階路徑與教學建議;(3)周玉芝[10]提取化學電源核心概念及相應學段的目標,進而劃分電化學的學習進階;(4)莊曉文[11]選取電離、離子反應和勒夏特列原理作為電解質(zhì)溶液領(lǐng)域的核心概念,從不同學段的概念理解水平分解、迷思概念、進階目標進行分析,以學習進階為統(tǒng)領(lǐng)設(shè)計教學過程;(5)諶秀云[12]、苗蘭[13]、雷才[14]、童文昭[15]則以“低-中-高階水平學習進階模型”分別呈現(xiàn)化學反應、反應熱、化學平衡、物質(zhì)結(jié)構(gòu)等化學核心概念與基本反應原理的學習進階路徑,提出跨學段教學銜接的建議。
綜上,學習進階理論揭示了學生對化學核心概念的理解、對某種技能的掌握隨時間推移連貫且逐漸深入的典型發(fā)展路徑,可用于指導化學核心概念的初高中跨學段教學銜接研究。
1.2 應用SOLO分類理論劃分化學核心概念在跨學段銜接中的學習進階
為了指導教師充分認識學生的學習周期和階段要求、評價學生的學業(yè)質(zhì)量水平,彼格斯[16]在皮亞杰認知發(fā)展階段論的基礎(chǔ)上提出SOLO分類理論(“可觀察的學習成果結(jié)構(gòu)”,見圖1),根據(jù)學生回答某一學科具體問題時的內(nèi)部結(jié)構(gòu)復雜性,將學生學習結(jié)果和思維結(jié)構(gòu)分類為前結(jié)構(gòu)、單點結(jié)構(gòu)、多點結(jié)構(gòu)、關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)和拓展抽象結(jié)構(gòu)5種層次。前結(jié)構(gòu)和單點結(jié)構(gòu)水平屬于低階思維,多點和關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)則為中階水平,拓展抽象結(jié)構(gòu)水平則屬于高階認知,SOLO分類理論對思維結(jié)構(gòu)的5個層級劃分與學習進階理論相融合、相映襯。SOLO分類理論根據(jù)學生思維方式的性質(zhì)和抽象程度,將個體認知方式依次分為感覺運動方式、形象方式、具體符號方式、形式方式、后形式方式5種方式,分別產(chǎn)生隱性知識、直覺知識、陳述性知識、理論知識、層次更高更抽象的理論知識這5類知識。學生認知發(fā)展方式和思維結(jié)構(gòu)層次共同組成一個螺旋式上升的認知發(fā)展階段體系:學生總體的認知發(fā)展具有階段性,學生對核心概念的認知發(fā)展也具有階段性。教師既要重視學生在不同學段的學習結(jié)果的數(shù)量(即掌握的知識點的多少),更要重視學生在不同階段的學習結(jié)果的質(zhì)量(即掌握知識點的相互關(guān)系)。
學習進階理論將化學核心概念的跨學段學習進階劃分為低階、中階和高階水平及相應等級的學業(yè)質(zhì)量標準,其界定過程要考慮學生化學認知方式發(fā)展,即對研究對象,認識角度、方式、思路的層級提升和進階路徑(見圖2);其中認識思路指個體對物質(zhì)和化學反應或相關(guān)現(xiàn)象或事實認識的有序性和思路性,認識深度指對于同一認識角度存在個體間水平差異或個體階段差異。學生可通過語言、文字、圖表、符號等各種形式表征化學核心概念。認知角度與思路的層級發(fā)展包括:宏觀微觀、定性定量、靜止孤立動態(tài)作用、文字描述符號圖像表征,可結(jié)合SOLO分類理論劃分化學核心概念跨學段學習中認知方式的學習進階(見圖2)。
2 基于跨學段學習的進階路徑建構(gòu)“中和反應”概念認知模型
中和反應是化學核心概念之一,因其重要性列入中學化學學科100個關(guān)鍵詞[17],對學生化學認知方式發(fā)展、化學概念的多重表征學習、化學核心素養(yǎng)的培育都起到重要作用。臺灣學者邱美虹[18]選取了溶液酸堿性、中和反應、弱酸和弱堿的稀溶液這3個主題研究初三學生關(guān)于酸和堿的認識方式與前概念,描述學生對核心概念的理解、推理或者解釋的動態(tài)過程(見表1),并對高中相應主題的教學提出建議。綜上,本研究將中和反應作為化學核心概念進行初高中教學銜接研究,采用文獻研究、文本分析、實踐研究法等,主要任務是基于學習進階理論劃分中和反應的認知層級水平與學習進階路徑,進而建立中和反應認知模型,基于SOLO分類理論對化學核心概念初高中跨學段教學提出分階段的教學建議與學業(yè)質(zhì)量標準。
2.1 學生中和反應概念跨學段學習的進階路徑
基于學習進階理論,結(jié)合SOLO分類理論對學生思維結(jié)構(gòu)水平的分類評價,通過課標、考綱、教材和教學實踐研究,劃分中和反應核心概念的跨學段學習進階路徑和階段層次水平。
(1)水平1(前結(jié)構(gòu)水平):學生在小學科學學習中初步認識酸和堿,在個人生活經(jīng)歷(如吃苦澀皮蛋等堿性物質(zhì)時可蘸食醋)形成了中和反應的前科學概念,思維處于前結(jié)構(gòu)水平。
(2)水平2(單點結(jié)構(gòu)水平):初三學生學習中和反應時,要聯(lián)系酸、堿的組成及溶液酸堿性檢驗,并從酸堿鹽的物質(zhì)分類認識中和反應的特點,較少涉及微觀分析,思維處于宏觀層面的單點結(jié)構(gòu)水平,為后續(xù)學習溶液酸堿度與pH、復分解反應、鹽的性質(zhì)與用途等奠定基礎(chǔ)。
(3)水平3(多點結(jié)構(gòu)水平):必修1模塊從電解質(zhì)角度認識酸堿鹽在水中的電離,從離子反應角度分析中和反應的微觀過程與變化規(guī)律,從微觀層面分析酸堿鹽電解質(zhì)溶液導電現(xiàn)象及酸堿中和反應的宏觀現(xiàn)象。必修2模塊從化學鍵的微觀角度分析酸堿鹽的組成及在溶劑水中的溶解、電離與中和反應過程,并通過完成定性實驗活動認識中和反應過程伴隨熱量變化,中和熱概念僅作簡單了解。該過程中學生思維層級處于宏觀和微觀結(jié)合的多點結(jié)構(gòu)水平。
(4)水平4(關(guān)聯(lián)結(jié)構(gòu)水平):選修4模塊通過定量測定中和熱的實驗理解中和熱概念,掌握中和反應的熱化學方程式;從水的電離、離子積常數(shù)Kw角度理解溶液酸堿性與pH的關(guān)系;通過酸堿滴定實驗理解用已知濃度的酸/堿測定未知濃度的堿/酸的實驗原理,通過測定酸堿滴定曲線分析中和反應過程的微粒變化;最后從鹽類的水解反應(即中和反應的逆反應)認識中和反應的限度、鹽溶液的酸堿性,基于勒夏特列原理應用中和反應原理來調(diào)節(jié)溶液pH的方法以改變沉淀溶解平衡,幫助學生認識中和反應在工業(yè)生產(chǎn)、環(huán)境保護上的應用價值。
(5)水平5(拓展抽象結(jié)構(gòu)水平):高考測評對學生在中和反應概念的認知層級要求處于拓展抽象結(jié)構(gòu)水平。全國卷高考考綱要求[19]如下:了解電解質(zhì)、強弱電解質(zhì)的概念;了解電解質(zhì)在水溶液中的電離、電解質(zhì)溶液的導電性;了解弱電解質(zhì)在水溶液中的電離平衡;了解水的電離、離子積常數(shù);了解溶液pH的定義與測定方法,進行pH的簡單計算;了解鹽類水解的原理與應用、影響鹽類水解程度的主要因素;了解離子反應的概念及發(fā)生條件;了解沉淀溶解平衡及沉淀轉(zhuǎn)化的本質(zhì);理解化學平衡常數(shù)的含義并進行簡單計算;了解化學反應的可逆性;了解定量研究方法;了解化學反應中能量轉(zhuǎn)化的原因;能夠?qū)⒎治鼋鉀Q問題的過程和成果,用正確的化學術(shù)語及文字、圖表、模型、圖形等表達并做出解釋(即多重表征能力)。
2.2 建構(gòu)中和反應核心概念的認知模型
從初高中化學核心概念學習進階的角度分析,學生在初三學習中和反應概念,到高中還會從電離、電解質(zhì)、離子反應、化學鍵、化學能與熱能、電離平衡、酸堿滴定曲線、鹽類水解、調(diào)節(jié)pH與沉淀溶解平衡等跨學段學習過程,定量認識溶液的酸堿性、中和熱、中和滴定原理、中和反應限度等,形成系統(tǒng)完整的中和反應概念體系。根據(jù)學習進階理論將中和反應的概念認知與發(fā)展過程劃分為初中階段、必修階段、選修4前期(即4-1)、選修4后期(即4-2)4個建構(gòu)階段,高三高階階段是在這4個階段的基礎(chǔ)上進行綜合運用與思維重整,進而建構(gòu)中和反應認知模型(見圖3),包括認知任務、認識角度、認知層級與認知對象4個維度。
3 基于中和反應概念認知模型探討初高中跨學段的教學銜接
3.1 初中階段“中和反應”概念的進階教學
初中新課標對中和反應的要求[20]如下:(1)知道酸和堿發(fā)生的中和反應;(2)理解酸堿性對生命活動和農(nóng)作物的影響及中和反應在實際中的應用;(3)了解中和反應的實際意義,培養(yǎng)和激發(fā)學習化學的興趣?!渡钲谑谐踔挟厴I(yè)生學業(yè)考試說明》考綱要求[21]如下:(1)掌握常見酸和堿的主要性質(zhì)和用途;(2)理解中和反應的特點,知道物質(zhì)發(fā)生化學變化伴隨能量變化;(3)初步形成正確、合理使用化學品的意識;(4)知道化學在環(huán)境監(jiān)測與保護中的重要作用。
在初中階段,學生在中和反應概念上的學習路徑發(fā)展經(jīng)歷2個轉(zhuǎn)變。
(1)個別到一般:由具體物質(zhì)反應到物質(zhì)類別間反應規(guī)律,如教材分別介紹NaOH與HCl、Ca(OH)2與HCl、NaOH與H2SO4之間的反應總結(jié)出“酸和堿反應生成鹽和水”的規(guī)律;
(2)一般到個別:從物質(zhì)類別間反應規(guī)律到具體物質(zhì)反應,利用酸堿中和反應原理解答課后習題中“書寫含Al(OH)3藥物治療胃酸過多癥的化學方程式”。
綜上,初中階段的教學內(nèi)容應選取鹽的定義、中和反應的概念與中和反應規(guī)律、實際應用等教學內(nèi)容,并將中和反應的概念、原理、應用等學習內(nèi)容設(shè)計成探究活動?;诔跞龑W生認知發(fā)展層級水平確定如下初中階段的學習目標:(1)認識酸和堿能發(fā)生中和反應,歸納物質(zhì)類別間反應規(guī)律,分析中和反應在實際中的應用;(2)通過微型實驗探究掌握中和反應實驗的操作方法,強化實驗安全意識;(3)通過探究活動分析酸堿中和反應的本質(zhì),加深對中和反應應用價值的認識,形成綠色環(huán)?;瘜W、合理使用化學品的意識。
3.2 高中階段“中和反應”概念的進階教學
高中階段,“中和反應”核心概念的學習涵蓋了宏微結(jié)合、分類表征、變化守恒、模型認知、實驗探究、綠色應用等化學核心素養(yǎng)[22]。在必修階段、選修4前期與后期、高三復習備考階段,學生對中和反應的認知層級經(jīng)歷了“宏觀微觀、定性定量、靜止孤立動態(tài)作用、文字描述符號表征圖表數(shù)據(jù)分析論證”等認知層級的提升與認知角度的轉(zhuǎn)型。
(1)必修1和2模塊:學生學習電解質(zhì)、離子反應時,從微觀層面的認知角度認識酸堿鹽的分類,建立起微粒種類和數(shù)量分析、微粒相互作用和動態(tài)變化的認知模式,理解酸堿中和反應的微觀本質(zhì)與發(fā)生條件。必修2則是從化學鍵類型的微觀角度認識酸堿鹽在水溶液中的電離,從中和反應放熱的定性實驗初步理解中和熱。這個階段,學生的學習路徑發(fā)展經(jīng)歷2個轉(zhuǎn)變:①從宏觀反應到微觀實質(zhì):由宏觀物質(zhì)反應到微觀實質(zhì)的認識方式,分析中和反應的離子變化;②從微觀實質(zhì)到類比遷移:由微觀實質(zhì)到宏觀物質(zhì)反應,學生根據(jù)酸堿鹽離子反應的微觀實質(zhì)和反應規(guī)律,遷移到陌生物質(zhì)間反應的方程式書寫,基于微觀本質(zhì)認識遷移到陌生情境中陌生物質(zhì)反應的推理與論證。
(2)選修4模塊:中和反應概念的學習進階經(jīng)歷3個轉(zhuǎn)變:①由定性到定量:選修4前期,記為選修4-1,學生從反應熱、能量變化曲線圖、熱化學方程式、中和熱的測定實驗、水的電離、酸堿滴定等主題學習內(nèi)容,定量認識中和反應過程的能量變化、pH變化和微粒變化,是學生思維層級由定性向定量提升的關(guān)鍵階段;②從正向到逆向:選修4后期,記為選修4-2,中和熱、水的電離與溶液的酸堿性、酸堿滴定實驗等學習內(nèi)容是學生從正向思維認識中和反應概念、能量變化、反應限度、微粒作用情況;而鹽類水解與沉淀溶解平衡則是從逆向思維認識中和反應的限度、能量轉(zhuǎn)化形式與實際應用價值,學生的認知層級經(jīng)歷了“正向逆向”的提升過程;③單一分析到多重表征:從宏觀現(xiàn)象-微觀變化-符號書寫-曲線圖像數(shù)據(jù)分析這四重表征[23]的認識角度形成完整的“中和反應”概念體系。
(3)高三備考階段:即便到了高三復習階段,學生的化學認知方式與化學核心素養(yǎng)的現(xiàn)狀水平仍不樂觀,一是沒有建立學科系統(tǒng)思想,對化學概念與原理間的關(guān)聯(lián)認識不到位;二是缺乏系統(tǒng)、有序、全面的分析思路,沒有將不同學段中化學核心概念與原理知識進行重整;三是未深刻認識化學核心概念的應用價值,因此在高三一輪復習階段,教師應通過主題式復習幫助學生建構(gòu)中和反應認知模型,深入分析認知對象、角度、層級與任務這4個結(jié)構(gòu)維度。
4 研究反思與未來展望
4.1 研究反思
本研究是建立在跨學段教學實踐后經(jīng)驗總結(jié)這一定性的視角,仍需要通過大數(shù)據(jù)測評,用翔實的數(shù)據(jù)報告和學生學業(yè)表現(xiàn)來完善修正本研究的認識。而化學核心概念的初高中跨學段教學,除了要根據(jù)不同學段的具體認知任務和研究對象,還要考慮化學核心概念的發(fā)展性和整體性,既要有不同學段延續(xù)發(fā)展的整體考慮,又要有不同學科滲透發(fā)展的整體考慮。筆者認為應從化學學科課程的整體來認識和理解化學核心概念的教學內(nèi)容與學業(yè)標準,從初三到高二乃至高三,要逐步深入和擴大對核心概念跨學段教學的研究,進行基于進階目標、評價標準的課堂教學實踐和學業(yè)測評活動。
4.2 未來展望
要定義某一核心概念或?qū)W科技能的學習進階,許多研究者所根據(jù)的現(xiàn)有文獻往往是研究者本人長期致力于某一領(lǐng)域的科學課程,而發(fā)展學習進階的證據(jù)需要超越學生想法與學生思維本質(zhì)特征的不同。我們一線化學教師身處在基礎(chǔ)教育課程改革風起云涌的時代,不斷面臨著理論和實踐上的問題和挑戰(zhàn)。未來應該加強實證研究,借助深圳市教科院在全市各個初中高中開展化學測評這一平臺,運用大數(shù)據(jù)學業(yè)質(zhì)量平臺進行跨學段的學生大樣本測試,形成大數(shù)據(jù)學業(yè)質(zhì)量診斷書,以深入了解學生化學核心概念在教學過程中變化的空間、路徑和關(guān)鍵因素,為選擇合適的教學方法和提高教學質(zhì)量提供學理上的支持和實踐中的指導。
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篇6
關(guān)鍵詞:元素及其化合物;認知結(jié)構(gòu);學習困難;教學啟示
文章編號:1008-0546(2017)02-0002-06 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.001
一、引言
元素及其化合物知識是高中化學課程的重要內(nèi)容。它是化學概念、化學理論在物質(zhì)認識層面的一種具體體現(xiàn),同時又為學生對相關(guān)概念和理論的學習提供了豐富的感性認識素材。此部分內(nèi)容具有瑣碎、龐雜等特點,因此學生在學習元素及其化合物知識時存在一定的困難和誤區(qū)。認知心理學表明,完善學生的認知結(jié)構(gòu),有助于發(fā)現(xiàn)和解決學生的學習困難。通過認知結(jié)構(gòu)的測查,可以幫助教師更好地了解學生頭腦中的先驗知識、迷思概念以及知識建構(gòu)與組織方式,從而能夠有針對性地設(shè)計更加合理的教學策略幫助學生將以前的知識經(jīng)驗與將要學習的新知識建立有效的聯(lián)系,更好地實現(xiàn)概念轉(zhuǎn)變[1]。因此,本研究采用流程圖法(Flow Map)測查學生在“鋁及其化合物”知識領(lǐng)域的認知結(jié)構(gòu)并分析其學習困難,并結(jié)合學生問卷調(diào)查探討其學習成敗的原因,為促進學生有意義學習及提高教師課堂教學效率提供參考。
二、研究方法與過程
1. 研究方法與對象
(1)問卷法
為了調(diào)查學生對于元素及其化合物知識的學習現(xiàn)狀,本研究編制了相應的問卷,以某校高一年級共102名學生為研究對象。發(fā)放問卷102份,調(diào)查完成后,共回收有效問卷100份。在問卷的編制過程中,分別與三位化學教師以及兩位專家進行討論, 以保證問卷的內(nèi)容效度。對30個學生進行試測,選用克倫巴赫Alpha系數(shù)計算一致性,信度系數(shù)達到0.801,說明問卷的信度較高。
(2)流程圖法[2,3]
流程圖法是指在研究人員向受試者提出可以自由發(fā)揮的問題,它是同時捕獲順序和人思維間的相互關(guān)聯(lián),探索學習者認知結(jié)構(gòu)的有效工具。 為了測查學生對于“鋁及其化合物”知識領(lǐng)域的認知結(jié)構(gòu)并分析其學習困難,本研究采用流程圖法,對該校高一年級某一班級中的30名學生進行訪談, 并繪制流程圖以展現(xiàn)學生的認知結(jié)構(gòu):采用箭頭將知識點依次列出,并對出現(xiàn)重復或者相關(guān)的知識點進行回歸連接。通過30名學生的流程圖,對其認知變量進行統(tǒng)計,并采用SPSS20.0軟件進行統(tǒng)計分析。關(guān)于認知結(jié)構(gòu)變量的內(nèi)涵及計算如表1所示。
2. 研究過程
(1)高中生元素及其化合物知識學習現(xiàn)狀調(diào)查
通過問卷法調(diào)查學生對元素及其化合物知識的觀念、學生學習元素及其化合物所常用的學習方法、學生的課堂效率來了解學生對于元素及其化合物知識的學習現(xiàn)狀。
(1)問卷調(diào)查設(shè)計情況如下[4]:
1.你認為元素及其化合物這部分內(nèi)容的特點是(學生對于元素及其化合物知識的看法)
A.內(nèi)容有趣,有大量演示實驗,貼近生活
B.內(nèi)容簡單,通過記憶就可以較快掌握
C.內(nèi)容龐雜,需要記憶大量知識點與方程式
D.內(nèi)容零散,很難找到內(nèi)在規(guī)律
2.相較于氧化還原反應、離子反應等化學理論,你認為元素化合物知識(學生對于元素及其化合物知識的興趣)
A.更喜歡,因為元素化合物知識更簡單、更有趣,演示實驗豐富
B.更不喜歡,因為元素化合物知識缺乏規(guī)律性,內(nèi)容太龐雜
C.沒有更傾向于哪一部分知識
D.都不喜歡
3.相較于此部分知識的新授課與習題課,你更喜歡(學生對于課堂類型的偏好)
A.新授課 B.習題課
4.你如何掌握大量的化學方程式及不同化合物的性質(zhì)(學生學習元素及其化合物知識所常用的方法)
A.羅列知識點并進行記憶和背誦
B.根據(jù)教師的講解與實驗現(xiàn)象去理解記憶
C.通過做練習題去記憶
D.總結(jié)規(guī)律,整理記憶
5.你認為課堂演示實驗對元素及其化合物的W習(實驗對于學生學習的幫助)
A.沒有幫助,浪費時間、效率低下,或?qū)嶒灛F(xiàn)象不明顯
B.沒有特定的幫助,更多的只是一種學習興趣的激發(fā)
C.有一定的幫助,可以幫助記憶相關(guān)的現(xiàn)象與性質(zhì)
D.有較大幫助,有助于相關(guān)知識的深入理解與思考
6.對于元素及其化合物知識,你在課堂上能夠掌握的大概程度是(學生課堂效率的調(diào)查)
A.能夠掌握80%左右,課堂上就能夠基本消化教師的講解
B.能夠掌握50%左右,教師講過后能夠掌握大部分知識,存在部分疑惑
C.能夠掌握30%左右,需要課后做題才能進一步掌握
D.課堂存在較多疑惑,需要課下進行多次復習才能掌握
(2)調(diào)查結(jié)果
完成調(diào)查后,將收回的100份有效數(shù)據(jù)利用Excel進行分析得到如下統(tǒng)計數(shù)據(jù),如圖1所示:
通過分析得出學生在元素及其化合物知識的學習現(xiàn)狀:在學生對于元素及其化合物知識的看法方面,絕大多數(shù)學生認為元素及其化合物知識內(nèi)容零散、龐雜、缺乏內(nèi)在規(guī)律,且缺乏對于元素及其化合物知識的學習興趣;在學習方法上,多數(shù)學生采取機械記憶或做練習題的方法進行學習,且不善于結(jié)合實驗現(xiàn)象進行相關(guān)知識的學習;在課堂效率方面,學生課堂效率較低,需要課下花費大量時間進行復習。 而在教學方面, 多數(shù)教師忽略了實驗在教學中的重要作用,在實驗教學中不注重對學生思維的引導;部分教師本末倒置,忽略新授課的教學,而將教學重點放置在習題課的教學中。
(2)認知結(jié)構(gòu)定性分析
根據(jù)訪談錄音繪制流程圖,經(jīng)過對比,選擇成績優(yōu)秀、中等、較差(參考當月月考化學科目成績)的三位學生的流程圖進行分析,流程圖分別如圖2、圖3所示。
①認知結(jié)構(gòu)的整體性:學生1回憶起的知識點明顯多于學生2與學生3, 并且知識點之間的網(wǎng)絡(luò)關(guān)系聯(lián)系較為緊密;而學生2與學生3在知識點的數(shù)目上以及知識點之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系上都較學生1差,尤其學生3,其認知結(jié)構(gòu)整體性較差,有待完善與優(yōu)化。
②認知結(jié)構(gòu)的層次性: 學生1在知識點上按照鋁、氧化鋁、氫氧化鋁、鋁鹽的順序進行敘述,又基本按照每種物質(zhì)的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、制備方法的順序進行描述,而且能夠按照先總體再部分的邏輯順序進行敘述,說明其認知結(jié)構(gòu)層次性較強。 學生2在每個知識點內(nèi)部的邏輯結(jié)構(gòu)不夠完整,認知結(jié)構(gòu)的層次性略顯不足。 而學生3在知識點的描述中缺乏層次性,有關(guān)不同物質(zhì)的性質(zhì)知識交替出現(xiàn)。
③認知結(jié)構(gòu)的深度與廣度:學生1所描述的知識點最多,深度較明顯。相較于學生1,學生2描述的知識點較少,其次,在認知結(jié)構(gòu)的深度上,僅對物質(zhì)的化學性質(zhì)進行描述, 未進行解釋與舉例說明。而學生3描述出的知識點數(shù)目較少,主要涉及物質(zhì)的物理及化學性質(zhì)且錯誤較多,在認知結(jié)構(gòu)的深度上,其描述也只停留在簡單性質(zhì)的復述水平。由此可看出,學生3對于鋁及其化合物知識的認知水平較低,需要進一步完善和優(yōu)化。
(3)認知結(jié)構(gòu)定量分析
對上述三位學生的認知結(jié)構(gòu)進行定量分析,結(jié)果見表2。表2中學優(yōu)生、中等生、學困生的廣度、豐富度、整合度、信息檢索率均呈現(xiàn)明顯的階梯性遞減,這與其紙筆測驗成績表現(xiàn)出良好的一致性,更加精確的相關(guān)性分析結(jié)果見表3??梢姡瑢W生的紙筆測驗成績與其認知結(jié)構(gòu)的廣度、豐富度、整合度顯著相關(guān),即學優(yōu)生在“鋁及其化合物”的學習中建立的知識點之間的聯(lián)系更為豐富,對知識的整合程度更高。
三、“鋁及其化合物”認知結(jié)構(gòu)的內(nèi)容分析
“鋁及其化合物”知識是高中化學“金屬及其化合物”中具有代表性和典型性的一節(jié),主要學習內(nèi)容包括:鋁、氧化鋁和氫氧化鋁的物理性質(zhì)、化學性質(zhì)、制備與應用;常見鋁鹽的化學性質(zhì)。通過對流程圖中學生所提及的知識點進行分類統(tǒng)計,結(jié)果見表4。
由表4可較為直觀地看出學生對于“鋁及其化合物”知識的掌握情況、錯誤概念等。
鋁:關(guān)于鋁的物理性質(zhì),大多數(shù)學生基本能正確表述(93.33%),但少數(shù)學生錯誤地認為鋁具有較高的硬度和較高的熔點(10%)。關(guān)于鋁的化學性質(zhì),較多學生提到了鋁可以與非金屬單質(zhì)(氧氣或氯氣)、酸、堿溶液以及鹽溶液反應(70%、80%、83.33%、50%),但只有較少學生提到“鋁具有較強的還原性”以及“鋁與堿溶液反應的實質(zhì)”(23.33%、6.67%)。說明對于鋁的化學性質(zhì),只有少數(shù)學生能夠從氧化還原反應等反應原理上對其性質(zhì)進行解釋與說明。而僅有少數(shù)學生提到關(guān)于鋁的制備方法以及實際應用(6.67%、13.33%),說明學生可能不夠重視這些知識。
氧化鋁:關(guān)于氧化鋁的物理性質(zhì),提及人數(shù)較少(16.66%)。而在化學性質(zhì)中,較多學生提到氧化鋁是一層致密的氧化膜,氧化鋁分別能夠與酸、堿反應,生成相應的鹽和水(76.76%、83.33%、80%)。部分學生提到兩性氧化物這一概念(43.33%),較少學生錯誤地認為氧化鋁與堿反應生成氫氧化鋁沉淀和水(30%),說明學生對于物質(zhì)性質(zhì)的掌握停留在某一具體反應樣例層面,而不能夠從物質(zhì)分類理論角度對其做出解釋說明。極少學生提到氧化鋁的實際應用(3.33%)。
氫氧化鋁:關(guān)于氫氧化鋁的物理性質(zhì),、較少學生提到其溶解性、吸附性(20%、6.67%)。而在其化學性質(zhì)的描述中,較多學生提到氫氧化鋁分別可以與酸和堿反應生成相應的鹽和水(86.67%、83.33%);部分學生能夠描述出“兩性氫氧化物”這一概念(46.67%);部分學生提及氫氧化鋁的不穩(wěn)定性(36.67%),較少學生卻錯誤地認為氫氧化鋁加熱分解的產(chǎn)物是氧化鋁與氧氣(10%);較少學生錯誤地認為氫氧化鋁與過量的堿反應先生成偏鋁酸根,再生成鋁離子(10%)。提到氫氧化鋁制備方法、氫氧化鋁膠體可用于凈水和可以治療胃酸過多的學生較少(13.33%、6.67%、3.33%)。
兩種鹽:較多學生可準確描述出X鹽可以與堿反應以及偏鋁酸鹽可以與酸發(fā)生反應(76.67%、63.33%)。而能夠說出鋁鹽與強堿反應以及偏鋁酸鹽與強酸反應并根據(jù)其量值的差異生成不同產(chǎn)物的學生較少(20%、13.33%)。能夠說出鋁鹽與弱堿反應以及偏鋁酸鹽與弱酸反應的學生也較少 (33.33%、36.67%)。在此部分的錯誤概念中,部分學生認為鋁鹽、偏鋁酸鹽既可以與酸發(fā)生反應又可以與堿反應(23.33%、13.33%);部分學生錯誤地認為偏鋁酸鹽可以與堿生成氫氧化鋁(16.67%)。說明學生在兩種鹽以及氧化鋁、氫氧化鋁等物質(zhì)的性質(zhì)中產(chǎn)生了混淆。
四、研究結(jié)論與啟示
結(jié)合學生的認知結(jié)構(gòu)定性定量分析、問卷調(diào)查結(jié)果及其內(nèi)容分析中相關(guān)的錯誤認知可以得出如下結(jié)論:
1.不同層次學生的認知結(jié)構(gòu)存在顯著的差異,學生的紙筆測試成績與認知結(jié)構(gòu)變量之間顯著相關(guān)。學習成績較好的學生其認知結(jié)構(gòu)的整體性、層次性、深度和廣度以及認知結(jié)構(gòu)變量中的廣度、豐富度、整合度都比學習成績較差的學生好。成績較好的學生,其頭腦中的知識點數(shù)目較多,且知識之間的網(wǎng)絡(luò)聯(lián)系較為緊密,認知結(jié)構(gòu)的整體性較好。
2.鋁及其化合物知識的教與學存在一定誤區(qū)。絕大多數(shù)學生認為鋁及其化合物內(nèi)容零散、龐雜、缺乏內(nèi)在規(guī)律,沒有學習興趣;采取機械記憶或做練習題的方法進行學習;課堂效率較低,需要課下花費大量時間進行復習。在教學方面,多數(shù)教師忽略了實驗在教學中的重要作用,并且在實驗教學中不注重對學生思維的引導;部分教師本末倒置,忽略新授課的教學,而將教學重點放置在習題課的教學中。
3.學生對于鋁及其化合物知識的掌握存在不足與困難。存在的主要問題:①多數(shù)學生對于知識的掌握處于識記水平,未能從原理上真正理解知識的內(nèi)涵,而只是通過機械記憶的方式記住了最終的結(jié)果;②學生的錯誤概念多為不同知識之間的相互混淆,未能建立起知識之間的相互聯(lián)系以及在不同知識之間產(chǎn)生了負遷移。
本研究得到如下啟示:(1)針對學生元素及其化合物知識學習現(xiàn)狀、鋁及其化合物內(nèi)容分析中“多數(shù)學生對于知識的掌握處于識記水平”的問題,教師應引導學生運用相關(guān)理論將復雜知識系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化[5];在教學過程中應注重知識形成的過程性;糾正學生不科學的學習方法,合理利用化學實驗,形成“結(jié)合實驗學知識”的意識;使用精細加工策略中的類比、聯(lián)想以及圖解等方式,以促進知識的有效內(nèi)化。(2)針對學生“鋁及其化合物的應用”的學習困難,可以倡導學生用化學的視角去觀察身邊的物質(zhì)和發(fā)生的事情,體會科學技術(shù)在社會生活中所起的重大作用,激發(fā)學習的熱情,培養(yǎng)社會責任感[6];針對學生“反應物量不同,產(chǎn)物不同”的學習困難,可以設(shè)置相關(guān)實驗(如圖4),培養(yǎng)學生觀察能力和描述記錄實驗現(xiàn)象的能力,并學會運用“宏觀―微觀―符號”這一化學學科特有的思維方式分析性質(zhì)實驗宏觀現(xiàn)象背后的微觀本質(zhì)。此外,分別以添加試劑物質(zhì)的量為橫坐標,以生成沉淀物的物質(zhì)的量為縱坐標作出兩者關(guān)系圖,可以加強學生對反應產(chǎn)物的理解與判斷,且有利于培養(yǎng)學生的數(shù)形結(jié)合思維方式[7](如圖5);針對學生“將不同知識相互混淆”的學習困難,可以采用物質(zhì)之間相互轉(zhuǎn)化的反應圖輔助教學,幫助學生從實驗事實中整理出鋁及其化合物變化的規(guī)律,更清楚地認識鋁及其化合物之間的相互聯(lián)系[8]。
參考文獻
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篇7
關(guān)鍵詞 網(wǎng)絡(luò)教師培訓;教師教育遠程培訓平臺;學習資源
中圖分類號:G650 文獻標識碼:A
文章編號:1671-489X(2014)14-0027-03
1 前言
問題提出 由于時代的發(fā)展,科技的進步,教育技術(shù)的課堂應用率有所提高,我國的各級各地教育主管部門都十分重視教師教育技術(shù)的培訓工作。2005年4月,教育部頒布了《全國中小學教師教育技術(shù)能力建設(shè)計劃》,以全面提高教師教育技術(shù)應用能力,促進技術(shù)在教學中的有效運用為目的,指導建立教師教育技術(shù)培訓和考試認證體系,通過開展以信息技術(shù)與學科教學有效整合為主要內(nèi)容的教育技術(shù)培訓,全面提高廣大教師實施素質(zhì)教育的能力水平。由于培訓對象為各地區(qū)的中小學教師,所以采取網(wǎng)絡(luò)培訓方式。
本研究基于遼寧省教師教育遠程培訓平臺,從平臺提供學習內(nèi)容呈現(xiàn)方式進行分析,通過訪談培訓教師了解到平臺提供的學習資源主要是文本形式。由于有些學習者感覺學習形式單一,無法獲取所需求的學習資源,難以吸引他們的興趣。因此,學習內(nèi)容應根據(jù)不同的教學內(nèi)容和教學目標層次將學習資源用直觀的圖像、動畫和視頻及恰當?shù)穆曇艚庹f來表現(xiàn)。同時,當前大部分網(wǎng)絡(luò)學習內(nèi)容的某個知識點僅以一種學習資源形式呈現(xiàn)出來,學習資源的文本形式提供的學習內(nèi)容主要照搬課本的內(nèi)容或文字,單一文本形式難以吸引學習者興趣。
為了解決這一問題,體現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)培訓中學習資源的充分性和必要性,促使中小學教師能夠更好地適應網(wǎng)絡(luò)學習,那么網(wǎng)絡(luò)學習內(nèi)容呈現(xiàn)方式成為當前的關(guān)鍵問題。
遼寧省教師教育遠程培訓平臺中學習內(nèi)容現(xiàn)狀 遼寧省教師教育遠程培訓平臺中學習內(nèi)容分為兩個模塊:課程作業(yè)、視頻課程。課程作業(yè)模塊是輔導教師通過上傳文本形式的教學內(nèi)容,培訓教師自主學習之后,提交自己所完成的作業(yè)。視頻課件模塊主要針對于操作教學內(nèi)容,如Word、Excel、PowerPoint等操作技術(shù)。該平臺的學習內(nèi)容主要包括教學設(shè)計,教學資源素材的獲取、加工與管理,信息化教學資源的集成與整合方面的知識。教師通過對平臺知識的學習,可以將技術(shù)應用于教育之中,促進教育領(lǐng)域不斷發(fā)展,提高教學質(zhì)量。
2 教育技術(shù)培訓平臺中學習內(nèi)容分類
網(wǎng)絡(luò)教師培訓的培訓內(nèi)容主要是教育技術(shù)學專業(yè)內(nèi)容,為了促進教師將技術(shù)應用于教學之中,提高教學效率。那么為了有效增強網(wǎng)絡(luò)培訓效果,筆者提出首先對平臺中的教學內(nèi)容進行分類,然后對不同類型的教學內(nèi)容采用不同的呈現(xiàn)方式,提高網(wǎng)絡(luò)培訓的效益。
當前很多研究者針對教學內(nèi)容進行分類。美國課程與教學論專家L.W.安德森把知識分為四類:事實性、概念性、程序性以及反省性。美國教學設(shè)計專家M.D.梅瑞爾將知識分為兩個維度:行為水平和內(nèi)容類型。行為水平維度是:記憶、運用、發(fā)現(xiàn)。內(nèi)容類型是:事實、概念、過程、原理。筆者通過對遼寧省教師教育遠程培訓平臺的實踐應用,針對平臺中的教學內(nèi)容,將培訓平臺中教學的內(nèi)容類型大概分為三類:基本原理、操作過程、理論基礎(chǔ)類。
基于成分顯示理論的“目標―內(nèi)容”對應關(guān)系 梅瑞爾認為,知識是由行為水平和內(nèi)容類型構(gòu)成的兩維分類。在成分顯示理論中,根據(jù)教學目標的要求進行了“目標―內(nèi)容”的設(shè)計,教學目標的性能動詞由低到高依次為記憶、運用和發(fā)現(xiàn);教學內(nèi)容類型包含事實、概念、過程和原理。梅瑞爾的二維模型,使教學內(nèi)容和教學行為的層次關(guān)系簡單化,具體了教學目標。
梅瑞爾的成分顯示理論進行了教學目標和教學內(nèi)容的設(shè)計,在此基礎(chǔ)之上,筆者將平臺中的教學內(nèi)容進行“目標―內(nèi)容”的設(shè)計,如表1所示。由于網(wǎng)絡(luò)教師培訓的教學目標為記憶、運用和發(fā)現(xiàn),教學內(nèi)容的類型為基本原理、操作過程、理論基礎(chǔ),那么將平臺中的學習內(nèi)容通過行為水平和內(nèi)容類型構(gòu)成兩維分類。
教育技術(shù)培訓平臺中學習內(nèi)容分類 由于遼寧省教師教育遠程培訓平臺中的教學內(nèi)容種類繁多,那么首先筆者對這些教學內(nèi)容進行分類,產(chǎn)生三級分類,如圖1所示。
第一級分類:年級和科目。將教學內(nèi)容按照不同年級和不同科目分類,如小學語文、初中數(shù)學、高中英語等。
第二級分類:將上一級分出來的每一學科根據(jù)知識點的內(nèi)容進行模塊分類,如小學語文分為兩個模塊:小學語文課程改革與現(xiàn)代教育技術(shù);信息技術(shù)環(huán)境下的小學語文教學設(shè)計。
第三級分類,將上一級分類的每一模塊找到相應的教學活動成分,確定教學目標。如小學語文課程改革與現(xiàn)代教育技術(shù)相應教學活動成分有A3、C2,教學目標是記憶信息技術(shù)與課程整合的概念,并能夠分析信息技術(shù)與課程整合的過程、目的。
3 教育技術(shù)培訓平臺中學習內(nèi)容呈現(xiàn)方式策略
遼寧省教師教育遠程培訓平臺主要針對遼寧省各地區(qū)中小學教師,培訓內(nèi)容是各學科與現(xiàn)代教育技術(shù)的整合運用,培訓目標是使教師將教育技術(shù)手段運用到課堂,增強教學效果。上述將培訓平臺中的教學內(nèi)容進行分類,那么每一類型的教學內(nèi)容通過不同的呈現(xiàn)形式表現(xiàn)出來。
網(wǎng)絡(luò)學習資源分類 學習資源是指學習者利用計算機網(wǎng)絡(luò)手段開展網(wǎng)絡(luò)學習活動的各種網(wǎng)絡(luò)信息資源。網(wǎng)絡(luò)培訓平臺中的學習內(nèi)容以文本形式呈現(xiàn)出來,有些學習者難以從中掌握所需要的學習內(nèi)容,那么不同學習內(nèi)容以相應的學習資源呈現(xiàn)出來,可以促進學習者的學習效率。
當前很多學者對網(wǎng)絡(luò)學習資源進行分類,根據(jù)學習資源與網(wǎng)絡(luò)的關(guān)系,將網(wǎng)絡(luò)學習資源分為在線學習型和非在線學習型兩類;根據(jù)加涅的學習結(jié)果進行分類,分為五類,即記憶型資源、應用型資源、方法型資源、動作模仿型資源以及態(tài)度型資源;根據(jù)網(wǎng)絡(luò)學習資源分為預設(shè)性資源、形成性資源、關(guān)聯(lián)性資源以及泛化型資源;根據(jù)學科將網(wǎng)絡(luò)學習資源分為語言與文學、數(shù)學、人文與社會科學、自然科學、技術(shù)、藝術(shù)、體育與保??;等等。此外還有些研究者從資源的呈現(xiàn)形式出發(fā),將網(wǎng)絡(luò)學習資源分成文本型、圖形/圖像型、音頻型、視頻型、動畫型,如表2所示。本研究以網(wǎng)絡(luò)學習資源呈現(xiàn)形式為依據(jù),對網(wǎng)絡(luò)培訓平臺中的學習內(nèi)容進行分類。
通過上述結(jié)論,可知對于平臺中大量的學習內(nèi)容,首先將學習內(nèi)容進行各年級和各學科的分類;然后從教學目標的角度出發(fā),針對具體的科目進行教學活動的分類;再根據(jù)教學內(nèi)容和學習者的認知特點選擇教學媒體,以視頻、音頻、圖形、文本等多媒體元素來展示知識信息,可以減輕學習者的認知負擔。
教育技術(shù)培訓平臺中學習內(nèi)容呈現(xiàn)方式策略 筆者在第二節(jié)將平臺中的學習內(nèi)容進行分類,接下來從培訓平臺呈現(xiàn)學習內(nèi)容的形式方面進行研究。根據(jù)每種知識點的具體需要,來分析該知識點應該以何種學習資源的呈現(xiàn)形式表現(xiàn)出來。
由于平臺中的學習內(nèi)容的教學活動分為九類,根據(jù)具體知識點的目標提出呈現(xiàn)方式的策略,如表3所示。
1)記憶原理其教學目標是表示事物之間的關(guān)系,采用圖表呈現(xiàn)形式可以清晰表示出不同事物之間的關(guān)系;
2)記憶過程其教學目標是陳述步驟,采用圖形呈現(xiàn)形式可以清晰列出過程的步驟;
3)記憶理論其教學目標是陳述定義,采用文本呈現(xiàn)形式可以表示出有關(guān)概念的定義;
4)運用原理其教學目標是把所學原理應用于教學,針對平臺中的學習內(nèi)容是指將技術(shù)應用于教學,采用動畫呈現(xiàn)形式;
5)運用過程其教學目標是演示具體過程,采用視頻呈現(xiàn)形式;
6)運用理論其教學目標是區(qū)別概念本質(zhì)與非本質(zhì)屬性,采用圖形呈現(xiàn)形式;
7)發(fā)現(xiàn)原理其教學目標是發(fā)現(xiàn)概念之間的各種關(guān)系,采用圖形呈現(xiàn)形式;
8)發(fā)現(xiàn)過程其教學目標是設(shè)計過程,采用視頻呈現(xiàn)形式;
9)發(fā)現(xiàn)理論其教學目標是發(fā)現(xiàn)事物之間的內(nèi)部聯(lián)系,采用圖形呈現(xiàn)形式。
以平臺中高中化學教學內(nèi)容為例,該教學內(nèi)容由兩個模塊構(gòu)成。
一是高中化學課程改革與現(xiàn)代教育技術(shù)。該模塊包括兩個知識點:第一部分知識點是現(xiàn)代教育技術(shù)定義,其教學目標是陳述定義,對應教學活動記憶理論(A3),平臺呈現(xiàn)方式采用文本形式;第二部分知識點是區(qū)分傳統(tǒng)教育技術(shù)與現(xiàn)代教育技術(shù),其教學目標是發(fā)現(xiàn)兩者之間的聯(lián)系,對應教學活動發(fā)現(xiàn)理論(C3),平臺呈現(xiàn)方式采用圖表形式。
二是信息技術(shù)環(huán)境下的高中化學教學設(shè)計。該模塊包括兩個知識點:第一部分知識點是教學設(shè)計的流程,其教學目標是陳述步驟,對應教學活動記憶過程(A2),平臺呈現(xiàn)方式是流程圖形式;第二部分是教學設(shè)計的制作,其教學目標是演示過程,對應教學活動運用過程(B2),平臺呈現(xiàn)方式是講解演示型視頻。
4 結(jié)束語
本研究以遼寧省教師教育遠程培訓平臺為例,對培訓平臺中的教學內(nèi)容進行分析,以梅瑞爾的“成分顯示理論”為理論依據(jù),將培訓平臺中的教學內(nèi)容以“目標―類型”二維模型分成九類。以網(wǎng)絡(luò)學習資源從呈現(xiàn)形式角度的分類為理論依據(jù),根據(jù)不同教學目標將教學內(nèi)容以不同的學習資源呈現(xiàn)形式呈現(xiàn)在培訓平臺之中。本研究為培訓平臺的建設(shè)提供了參考建議,培訓平臺中不同的教學內(nèi)容通過不同形式呈現(xiàn)出來,有助于學習者的有效學習,提高教學效率。
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篇8
關(guān)鍵詞:認知負荷;概念教學;思維臺階
文章編號:1008-0546(2017)06-0013-03 中圖分類號:G632.41 文獻標識碼:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2017.06.003
化學是一門以實驗為基礎(chǔ)的自然學科,課堂上教師在展示化學教學魅力的時候,常常以實驗為背景進行學科思維的構(gòu)建,充分體現(xiàn)化學學科的特點。在概念教學中通過化學實驗探索概念的形成,更能提升學生對化學概念本質(zhì)的理解。但并不是所有的課堂實驗都能順利地引導學生思維,有的實驗思維臺階過高,超過聽課學生的認知負荷,使學生的思維能力不能跨上教師設(shè)置的臺階,就會讓本應是學生發(fā)揮的課堂尷尬地成為教師個人的演講臺,本應是概念探索的過程生硬地成為記憶的流程。為了更好地發(fā)揮實驗在概念學習過程中的作用,應用認知負荷理論,通過搭建實驗思維臺階,減低課堂無效認知負荷,提升有效認知負荷,達成思維能力目標,無疑是一種很好的嘗試。
一、認知負荷理論與教學的相關(guān)性
認知負荷理論(Cognitiive Load Theory)是由澳大利亞新南威爾士大學的認知心理學家John Sweller于1988年首先提出來的。所謂的認知負荷是指學習過程中學生完成所給認知任務而需要的心理資源的數(shù)量,即工作記憶必須注意和處理的信息總和[1]。認知負荷在教學中的指向關(guān)系如表1所示。
三種類型的認知負荷是相互疊加的,使總的認知負荷不超出學習者個體能承受的認知負荷,在準確分析內(nèi)部認知負荷的基礎(chǔ)上,實施教學的過程中增加合理的教學設(shè)計,可以盡可能減少外在認知負荷,增加相關(guān)認知負荷,提升實驗教學的功效。上述過程如圖1所示。
二、概念教學中實驗思維臺階策略分析
從認知負荷理論的有效負荷來看,教學過程中需要提升相關(guān)認知負荷,因此,對實驗過程能夠運用合理的化學符號進行連續(xù)完整地描述,是實驗思維訓練的重要目標之一。當實驗內(nèi)容與學生的已有認知差距較大時,作為教學的設(shè)計者,就應當設(shè)計搭建思維的臺階,讓學生能夠順利完成實驗過程的連續(xù)性思維。
在概念教學中通過化學實驗的方式進行解析,是探索概念本質(zhì)的重要方式。化學實驗在教學中是與其他教學目標共存的,實驗教學除了支持物質(zhì)性質(zhì)的學習,以及達成某一實驗目標進行的技能訓練,還需要承載著學科思維品質(zhì)的訓練功能。實驗思維不單是對實驗現(xiàn)象的觀察、對實驗過程的模仿式操作、對實驗結(jié)論的記憶,更應該包括對實驗過程的設(shè)計和推演,對實驗結(jié)論的合理預測和驗證,其完整性、科學性和嚴謹性能夠反映出學生實驗思維能力的真實水平。概念的本質(zhì)在實驗思維的訓練中自然建構(gòu)形成,而能否在新的實驗環(huán)境中應用學到的知識是檢驗概念的內(nèi)化效果,這一目標的實現(xiàn)取決于相關(guān)認知負荷的形成。如果前一環(huán)節(jié)未達成相關(guān)認知負荷的思維終點,就會對下 一環(huán)節(jié)的知識提取造成影響。因此,以實驗為基礎(chǔ)的概念教學應經(jīng)過創(chuàng)設(shè)環(huán)境、探尋本質(zhì)、內(nèi)化提升三個環(huán)節(jié),并且反復提升,如圖2所示。
三、教學案例分析
離子反應是蘇教版“從海水中獲得的化學物質(zhì)”中的內(nèi)容,海水是一種水溶液環(huán)境,水溶液環(huán)境是中學實驗最重要的反應環(huán)境,在水溶液中,離子是微粒的主要存在形式,因此,掌握好離子反應的概念,是學生認識化學反應實質(zhì)的完善和鞏固,也對學生后續(xù)的學習(特別是水溶液中的化學反應)打下了重要的理論基礎(chǔ)。更重要的,本節(jié)課是學生構(gòu)建微粒觀的重要契機。同時離子反應及其方程式的書寫是重要的化學用語,貫穿于中學化學教材的始終。因此,在高中化學的核心概念中,離子反應占有非常重要的地位。
1. 教學目標分層――明晰內(nèi)部認知負荷
內(nèi)部認知負荷是指工作記憶對認知任務本身所包含的信息元素(如概念、 規(guī)則的基本成分的數(shù)量)及其交互性進行認知加工活動所產(chǎn)生的負荷。內(nèi)在負荷源于認知任務本身[2]。
本節(jié)課的認知任務有三個層面:
(1)基A知識層:能區(qū)分強弱電解質(zhì),并能書寫電離方程式;知道離子反應的本質(zhì),學會用離子方程式表示溶液中的離子反應。
(2)問題解決層:通過觀察實驗的現(xiàn)象,對物質(zhì)的變化進行預測、分析、解釋。用語言、圖式、符號表達自己的觀點。
(3)學科思維層:建立宏觀――微觀――符號的思維模型。
在認知難點上除了弱電解質(zhì)和離子反應這兩大概念外,宏觀――微觀――符號之間的聯(lián)系也是貫穿整節(jié)課的思維主線。即使高一的學生已經(jīng)具備一定的分析問題能力和一定的實驗探究能力,但抽象思維能力仍較薄弱,同時這些知識元素交互性很強,因而在教學初期需要減少這些元素的交互活動。
2. 多臺階思維鏈――降低外部認知負荷
外部認知負荷是屬于無效負荷,在實際教學中過高的外部認知負荷會嚴重降低學生的學習效率,依據(jù)Sweller 等人研究總結(jié)的6 個效應以及本節(jié)課的教學內(nèi)容,為有效降低外在負荷的教學設(shè)計,綜合考慮其中的自由目標效應、樣例效應、注意分散效應,通過教學設(shè)計的優(yōu)化、知識信息的重組,搭建多思維臺階鏈,分解復雜認知任務,簡化學生認知加工,降低外部認知負荷。
本節(jié)課需要在學生比較困難的宏觀與微觀之間的思維轉(zhuǎn)換上,明確實驗目標,促進學生關(guān)注實驗過程的狀態(tài)和思維角度的選擇,在實驗結(jié)論交流中歸納出思維模型,作為學生思考的樣例,以形成宏觀――微觀――符號的三重表征主線。
例如,在溶液導電能力與離子濃度大小的關(guān)系上,由教材的一個實驗拆為3個實驗,分別將溶液中的離子是溶液導電的原因、燈泡亮度反應出溶液的導電能力、溶液的離子濃度大小影響著溶液導電能力這三個問題用實驗的方式呈現(xiàn)出來;在溶液中離子的反應關(guān)系上,設(shè)計pH和電導率的手持技術(shù)實驗,通過技術(shù)實現(xiàn)離子變化可見,讓學生從實驗過程性數(shù)據(jù)曲線分析離子的變化。
3. 強化連續(xù)思維――提升相關(guān)認知負荷
相關(guān)認知負荷有利于學生把大量復雜無序的信息組合成簡單有序的知識體系, 實現(xiàn)學生認知結(jié)構(gòu)的優(yōu)化, 有效降低工作記憶的認知負荷。 相關(guān)認知負荷的增加還有利于意義的建構(gòu)[3]。在高中,多數(shù)學生能夠很快地接受物質(zhì)、方程式等簡單的化學符號,但是連續(xù)性描述過程還是顯得困難。在過程的應用中,各種成分間的交互關(guān)系增強,對知識意義的認知超過對知識內(nèi)容的記憶。對知識意義的加工是一種能力,需要學生自身的悟性,也需要學習過程的訓練。
形成相關(guān)認知負荷是思維臺階的目標,每一個重要的知識點在經(jīng)過多個思維臺階,形成多個已有知識和現(xiàn)有現(xiàn)象之間的聯(lián)系之后,需要整理無序的知識碎片,借助樣例效應,建立有序的連貫性思維。本節(jié)課有“兩概念一思路”需要通過相關(guān)認知負荷的建立進行建構(gòu)和鞏固,兩概念指強弱電解質(zhì)的概念和離子反應概念,一思路指宏觀――微觀――符號思維主線。
例如關(guān)于強弱電解質(zhì)的概念有三個相關(guān)認知負荷提升點,一是借助等濃度的氨水和NaOH溶液導電性實驗對比,從宏觀――微觀――符號說明強弱電解質(zhì)的概念;二是借助等濃度的醋酸溶液和鹽酸導電性實驗對比,再次從宏觀――微觀――符號鞏固強弱電解質(zhì)的概念;三是在氨水與鹽酸反應的pH和電導率變化圖像的預測、分析、推演中,應用強弱電解質(zhì)的概念。
四、搭建思維臺階的教學設(shè)計
基于以上分析,在本節(jié)課的教學設(shè)計優(yōu)化之后,設(shè)“三環(huán)節(jié)六實驗一討論”的思維臺階,逐級增加材料元素的交互性,降低學生對認知加工的壓力,增強學生對微粒觀的認識,從本質(zhì)上理解離子反應的概念,提升學生實驗思維品質(zhì)。
五、案例反思
1. 認知負荷理論與思維臺階整合教學效率
實驗是直觀的,但是實驗現(xiàn)象背后的思考才是課堂交流的重點,課堂的交流就是教師與學生思維的對接,思維跨度就是學生外在認知負荷主要體現(xiàn),合理的課堂交流能夠引導學生的思維一步步地達到能力目標。當前課堂上學生注意力的重心是在實驗現(xiàn)象的觀察和實驗操作細節(jié)的掌握,而忽視實驗整體思維能力的塑造,我們應該反思如何有效培養(yǎng)學生在實驗中的思維能力。因此,必要的思維臺階能夠幫助學生形成正確的實驗探究觀念。搭建思維臺階的方式有多種,閱讀、語言、文字、視頻、動畫、實驗都能成為思維的臺階,它們都能發(fā)揮各自不同的教學功能,達成學習的知識目標,但是從整體實驗思維能力的培養(yǎng)角度來看,動手實驗有其檢驗的真實性,無疑是解決實驗思維的最好辦法。
2. 重視概念的建構(gòu)與應用過程
概念不是簡單的記憶,應該是一個思維探索的過程。北京師范大學的姜忠提出利用探究實驗建構(gòu)概念的設(shè)計結(jié)構(gòu)應包括4個部分:以新概念為基礎(chǔ)設(shè)計實驗、學生以原有概念去解釋實驗、利用認知沖突探究實驗、利用探究結(jié)果形成新概念。這一結(jié)構(gòu)能夠加深學生對概念形成過程的體驗,能夠使學生更加深刻地體會概念的含義[4]。
3. 重視相關(guān)認知負荷的形成
教學的過程中往往產(chǎn)生很多的知識碎片,學生需要從中獲取有助于形成實驗探究整體思維的部分,教師應當增加學生在這一過程的認知負荷,在課內(nèi)或者課外,培養(yǎng)學生形成連續(xù)性思維的能力,這是實驗思維臺階搭建的最終目標。提升相關(guān)認知負荷可以在階段知識的小結(jié)或者是概念建構(gòu)的小結(jié)中,還可以在知識或思維模型的應用中,以檢驗學生的認知目標是否達成。
實驗既是引發(fā)學科興趣的基礎(chǔ),也是引發(fā)學生思維的起點,概念是思維達到一定階段的精華概括,教師需要引導學生從知識表面的認識到知識本質(zhì)的認識。充分利用認知負荷理論將實驗作為概念教學的思維情景,設(shè)計合理的思維臺階,是能夠符合學生的認知發(fā)展規(guī)律,順利達成概念的建構(gòu)和思維能力培養(yǎng)的目標的。
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篇9
孩子們真的是不想學了嗎?不是的,是時代變了,學生的口味變“刁鉆”了,他們渴望的是課堂形式的互動新穎、課堂氣氛的輕松活潑,渴望的是老師教學手段趣味化、教學內(nèi)容生活化。
我是化學教師,化學本身就是一門有趣的科學,無論是觀察到的豐富多彩的實驗現(xiàn)象,還是不斷探索神秘的微觀世界;無論是和生活千絲萬縷的聯(lián)系點,還是層出不窮的創(chuàng)新物質(zhì),無一不是趣味盎然。如何最大限度地發(fā)揮化學學科的特點來吸引學生的注意,讓學生喜歡化學、熱愛化學,讓學生盼望上化學課,讓學生愉快地度過45分鐘化學課呢?我想,作為教師首先應該愉快教學,簡單地說,就是在課堂上通過教師的引導,能夠調(diào)動學生的內(nèi)在學習動力,而取得良好的教學效果。
愉快教學是個大概念。凡以學生全面發(fā)展為目的,而讓學生在輕松愉快中掌握知識、技能的教育教學方法,都屬于愉快教學。英國教育家斯賓塞于1854年就提出了“快樂教育”的思想。他認為學習如果能給學生帶來精神上的滿足和快樂,即使無人督促,也能自學不輟。接下來,我將自己在教育教學一線的一些實踐經(jīng)驗和大家分享一下,有的并不是原創(chuàng),也是借鑒了其他優(yōu)秀教師的做法,僅供大家參考。
一、重視每一節(jié)課的開頭,通過一些提出的疑問、創(chuàng)設(shè)的情境或者一些生動的小故事等吸引學生的注意
很多教師開始上課后都是開門見山式,比如,今天我們學習第三章第一節(jié)……這樣雖然很簡潔,但是比較平淡,抓力不夠。老師們可以嘗試一下以下的開頭,說不定會有意想不到的效果。例如,在學習高中化學必修2第三章第2節(jié)“來自石油和煤的兩種基本化工原料”中的乙烯這一部分知識時,我是這樣引入的:“同學們,人類可以用語言來交流,動物們可以用叫喚聲來溝通,那么植物會說話嗎?(此時學生都非常不屑一顧地說不會)生物學家們發(fā)現(xiàn),植物尤其是同類植物之間是完全可能進行‘語言’交流的。那么,植物之間究竟是怎樣實現(xiàn)‘對話’的呢?美國華盛頓大學的生態(tài)學家發(fā)現(xiàn),在一片柳樹林中,一旦某一棵樹遭受蟲害,其新葉中的石炭堿的分泌量就會大量增加,以降低新葉對害蟲的適應性。奇怪的是,在這棵遭受蟲害的柳樹周圍約70米范圍的其他柳樹葉片中的石炭堿含量,均有不同程度的增加,而且越靠近被害之樹,葉片中的石炭堿濃度越高。它們是通過何種方法來傳播‘預警信息’的呢?起初,科學家懷疑是通過樹根傳遞的,但挖開樹根發(fā)現(xiàn)。這些樹根并沒有實際的接觸,顯然樹根不是‘語言的樞紐’。經(jīng)過多方面的研究才發(fā)現(xiàn),受害之樹所釋放的乙烯,要比正常情況下多得多,由此認為傳遞‘語言’的物質(zhì)很可能是乙烯。乙烯通過風的媒介作用,給鄰近的柳樹發(fā)出危險及預防信號,使其各自采取防衛(wèi)措施。”(此時的學生對乙烯這個陌生物質(zhì)的名稱開始產(chǎn)生了興趣)接下來我又繼續(xù)問:“如果把青桔子和熟蘋果放在同一個塑料袋里,系緊袋口,這樣一段時間后青桔子就可以變黃、成熟,你們知道為什么嗎?”(學生已經(jīng)開始私下小聲討論了)這時我很得意地告訴學生原因,是因為蘋果表面會釋放出乙烯氣體。通過這樣的開場白介紹,學生立刻被帶到了一個乙烯的情境,充滿了對乙烯的好奇,覺得這是一個多么神奇又神秘的物質(zhì),接下來的學習也就效率很高了。
再介紹一個引入的例子,在必修一第四章學習氯氣的時候,有的老師是這樣引入的:“1915年4月22日,德軍在比利時的伊普爾戰(zhàn)役中首次大規(guī)模使用毒氣。當時戰(zhàn)場出現(xiàn)了有利于德軍的風向,德軍打開了早已在前沿陣地屯集的裝滿氯氣的鋼瓶,一人多高的黃綠色煙云被每秒2~3米的微風吹向英法聯(lián)軍陣地。面對撲面而來的刺鼻的怪味,英法守軍一陣大亂,陣線迅速崩潰,部分士兵用濕毛巾捂住嘴巴,甚至有的士兵用自己尿液浸濕的毛巾捂住嘴巴,他們逃往地勢更高的地方,幸免于難。這次攻擊,英法守軍共中毒15000人,死亡5000多人,德軍亦有數(shù)千人中毒和死亡。這是戰(zhàn)爭史上的第一次化學戰(zhàn),從此,化學戰(zhàn)作為最邪惡的戰(zhàn)爭被寫入了戰(zhàn)爭的史冊?!比缓缶o接著可以趁熱打鐵引出氯氣的一些相關(guān)性質(zhì),可以接著讓學生思考:“為什么濕毛巾在一定程度上可以防止氯氣中毒?”“士兵為什么要逃往地勢更高的地方呢?”“為什么氯氣可作為生化武器?”“這些分別說明氯氣具備哪些性質(zhì)呢?”這樣銜接也很自然,不是嗎?
二、充分利用化學學科的自身特點,通過化學實驗吸引學生的注意力,加深對知識的理解和記憶
各種各樣神奇的化學實驗、豐富多彩的實驗現(xiàn)象,這正是化學學科的魅力所在,再不喜歡學習的學生凡是遇到做實驗,一定會立刻抬起頭、瞪大眼、昂起脖子夠著看,教師一定要充分抓住學生這本能的好奇心,將學習熱情持續(xù)蔓延。盡管實驗的準備工作很繁瑣,但是老師們還是應該盡可能地完成教材上的演示實驗。
三、課堂上的教學語言可以風趣一些,幽默一下,這些并不會影響教學的嚴肅性,反而會抓住學生的心,讓學生更有興趣地聽下去,自主地去學習
教師站在講臺上其實就如同一個演員,所以有時候確實需要一些演技。用風趣的語言、材料和與眾不同的思維,就能將繁重沉悶化為輕松活躍,將繁雜化為簡潔,單薄化為豐富。比如,在展示實驗現(xiàn)象時,如果僅是干巴巴地直說,那會顯得索然無味,不妨套用一下近年來十分紅火的著名魔術(shù)師劉謙的口頭禪――“接下來,就是見證奇跡的時刻!”學生會哈哈大笑,但是注意力已經(jīng)全部集中到老師這里了。
四、將有趣的圖片和視頻資料穿課堂教學
盡管一堂課的時間有限,播放視頻會占用大量的時間,但是從效果來看,有趣的視頻可以對學生的視覺、聽覺產(chǎn)生很大的刺激。比如,在學習堿金屬性質(zhì)的遞變性時,我在網(wǎng)絡(luò)上搜到一個國外的科技電視節(jié)目,節(jié)目中的研究人員做了一組鋰、鈉、鉀、銣、銫金屬單質(zhì)分別和水的反應對比實驗,所不同的是,他們?yōu)榱耸沟眯Ч鋸垺⒚黠@、有趣,將洗澡的浴缸作為反應容器,滿滿一浴缸的水,然后放入一大塊的堿金屬單質(zhì),人們躲在旁邊的安全房里,瞬間巨響、浴缸爆裂、水花四濺,學生看得異常興奮,幾種金屬的金屬性強弱顯而易見,學生印象十分深刻,就連下課后我還聽到學生在談論著這個有趣的視頻,甚至還有許多學生來我這里用U盤下載這個視頻。再比如,在學習氮氣時,我穿插了液態(tài)氮氣的用途視頻,其中有一段是用液氮瞬間冷凍小金魚,然后再將小金魚放在水中解凍復活的例子,學生都覺得非常神奇,如同看科幻電影一樣,但其實這是真正的科學,學生學習的熱情被大大提高,更有興趣去學習接下來的內(nèi)容。
五、不要輕視每節(jié)課的最后1分鐘,這會給學生留下好印象,并會讓學生期待下一節(jié)課的到來,從而形成良性循環(huán)