時間:2022-11-24 22:28:50
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有機化學教學中小組討論模式以邢其毅的《基礎有機化學》(第三版)為例,該書的理論主要介紹了化學鍵、酸堿、立體化學等方面的理論,內容抽象并且學生知識基礎薄弱,因此這部分的內容用自學的方式進行學習比較困難。為了提高學生的主體性,讓大學課堂不再作為教師的一言堂,我們可以采用小組討論模式?!靶〗M討論”的模式是指經過預先設計與組織,在教師的指導下,學生經過獨立思考的基礎上,讓各小組成員圍繞某一中心問題,各抒己見,發表自己看法,并通過師生間、學生間的多邊交流,互相探討,以尋求獲取真知和全面提高學生素質的教學模式。[4]以酸堿的概念為例,教師可以根據教材內容分組,每組討論學習不同的酸堿理論即電離理論、溶劑理論、質子理論、電子理論[5](P20-22)。每個小組首先收集資料查閱文獻,其次就酸堿理論的提出、該理論認為何為酸何為堿、酸堿如何區分等問題展開討論,討論過程中教師給予指導、解釋。最后,以小組為單位進行匯報,由學生自己來講解,由教師進行點評指出有誤或者不準確的地方,并為學生進行新的延伸拓展、提供變式,將理論與目前科研或者生產實際進行聯系。這樣的教師為主導、學生為主體的教學方式,更有利于師生間、學生間的交流探討。其中,學生進行匯報講解的方式既培養了學生語言組織能力又促進學生邏輯思維能力的發展。同時,教師的拓展對大學生來說顯得尤為重要,目前知識更新很快,有機化學教材中介紹的知識大部分來源于百年前的科研結果,這些內容與目前的實際生產和科研有著脫節之處,這些新的內容需要教師拓展,學生查閱。
人本主義學習理論指導下高校有機化學實驗教學中“小組合作”與“問題探究”模式人本主義學習理論強調人在學習中的自主地位,強調學習中的情感因素,并試圖將情感和認知因素在學習中結合起來。因此,在教學中應充分考慮學習者的主體地位,調動其主動參與學習過程的積極性。[6]
有機化學實驗教學“小組合作”模式目前,有機化學實驗開始前由學生預習,書寫預習報告,教師檢查,大部分學生只是對書本內容進行摘抄沒有思考,有的學生甚至并不預習。為了讓學生真正做到在做中學,學會自主學習,我們可以嘗試小組討論的方法進行實驗預習。合作學習是指學生為了完成共同的任務,有明確的責任分工的互學習。合作學習鼓勵學生為集體的利益和個人的利益而一起工作,在完成共同任務的過程中實現自己的理想。[7]首先,根據學生的性格特點與學生特長對班級進行分組,每組成員明確分工,形成合作小組。其次,實驗前,由教師將實驗任務包括實驗目標,實驗參考資料,提供的藥品、儀器,實驗地點、時間等通知學生小組組長,由組長帶領組員進行資料查閱進行討論,完成預習報告,預習報告應包括實驗步驟,每一步預期目標以及實驗裝置圖。完成后交給教師,由教師審閱彌補不足。再次,實驗課過程,教師進行指導包括:實驗流程、藥品用量規定以及產物檢查回收要求,實驗中可能出現的問題、危險等。一小組為一排進行實驗,允許過程中討論,教師對學生的實驗操作進行個別點撥,及時糾正錯誤。教師對于實驗成功的小組,檢查產品并給予評價;對于實驗失敗的小組找出失敗原因并給予糾正。最后,實驗結束后,小組成員獨立完成實驗報告以后,進行小組討論完成實驗反思,反思內容包括實驗收獲,實驗中遇到的問題困惑。教師集中學生對實驗操作,實驗反思進行評價。有機化學實驗教學采用“小組討論”的模式,可以有效的提高有機化學實驗學生的自主性與主動性。充分發揮學生主觀能動性,有利于學生理解有機化學原理,培養學生對于知識的運用能力,激發學生創造性,讓學生在實驗中收獲成就感與自信心。
有機化學實驗教學“探究”模式當今世界科技迅猛發展,有機化學作為化學學科中最活躍的領域,發展非常迅速,在這樣的背景下,學生一味拘泥于實驗課本中的實驗內容是非常不利于學生創造性發展的。學生步入社會或者進入更高領域學習就會發現,課本中的內容遠遠不能滿足現實的要求。因此,啟發學生的創造性,提前讓學生體驗研發或者科研過程是非常有必要的?;A教育課程改革中探究式教學模式頗具借鑒作用。探究式教學是在教師的啟發誘導下,以學生獨立自主學習和合作討論為前提,以現行教材為基本探究內容,以學生周圍世界和生活實際為參照對象,為學生提供充分自由表達、質疑、探索、討論問題的機會,讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動,將自己所學知識應用于解決實際問題的一種教學形式。[8]在有機化學實驗教學過程中,以一學期為一個活動周期,學生以小組申報與生活有關并且以有機化學方法來解決的課題以及申請理由,教師對學生的課題意義及可行性進行評價和修改,每周定時開放實驗室,由學生小組進行實驗探究,教師可以提供咨詢和幫助。教師定期對小組研究進程進行跟蹤評價。學期末,以小組為單位進行匯報,總結與評價。這種探究學習模式,有助于學生主體性的發揮,同時讓學生在本科階段就能體驗到科研的成就感與樂趣。
有機化學實驗考核中的發展性評價實驗考核是對一學期有機化學實踐的總結和檢查,有助于檢查學生對有機化學實驗基礎知識的掌握及遷移的情況,檢查學生基本操作技能、實驗設計思路,檢查學生觀察實驗現象、處理數據、分析失敗原因的能力。[9]基礎教育課程改革所倡導的發展性評價方式在有機化學實驗考核很有借鑒作業。發展性評價理念是必須關注人和人的發展,而不是分數,必須體現出尊重關愛,關注個體;處境和需要;必須體現對人的價值的重視,促進人體價值的實現;必須關注人的主觀能力性,開發人的主體精神。依據這樣的理論,高校有機化學實驗過程應由重結果向重過程轉變,更加注重學生能力的培養;由單一的、終結性的紙筆評價方式向多緯的、發展性的、激勵性的評價方式轉變。(1)考核內容的轉變考核應該分為三部分,即實驗方案設計與綜合實驗操作以及平時實驗考核情況。1)實驗方案設計,由教師選取難度相似的不同設計題分配給各個學生,考核學生獨立設計實驗方案的能力,占20%。2)綜合實驗操作,每位學生進行相同課題的實驗,考核學生獨立進行實驗的能力以及結晶、抽濾、蒸餾、萃取等有機基本操作規范,占60%。3)平時實驗考核情況,教師根據學生每周實驗情況綜合評分,考核學生平時實驗態度、實驗報告書寫、是否愛護藥品儀器,保持實驗室整潔等,占20%。(2)評價方式的轉變科學的對學生成績進行評定,既是對學生學習成果進行檢驗又是對學生的鼓勵和鞭策。因此評價方式應包含三部分,即教師評價;小組成員互評;自我評價。教師作為整個實驗教學過程的組織者,對學生操作、思維方式等都有比較科學的評價,教師評價可以為學生的持續發展提供一條捷徑,教師評分占總分的40%。小組成員在共同學習的過程中交流討論,對各個成員的特點非常了解,教師無法指出每個學生的問題,而小組評價正是彌補這一不足更加有針對性的評價每一個學生,同時小組評價還可以增加學生的合作意識,小組互評占總分的30%。自我評價可以讓大學生對整個學習過程及未來如何深入發展作系統的思考,查漏補缺,真正實現評價的激勵功能,自我評價占總分的30%。每部分評價都應以結論性的等級或分數為基礎,與描述性的評價并重的方式指出學生不足,調動學生深入學習的積極性。這種評價方式的轉變使評價成為學生、同伴、教師等多主體共同參與和協商的活動,從不同的角度為學生提供學習、發展方面的信息,幫助學生更加全面的認識自我。
關鍵詞:分析化學實驗;混合式教學;改革探索
分析化學實驗是化學學科的一個重要分支,它與分析化學理論課程教學緊密結合。該課程所講授的基本原理和方法等知識是構成學生科學素養的重要組成部分,也是培養有關專業工程技術人才的整體知識及能力結構的基礎。通過學習分析化學實驗的基本技能,使學生對定量分析方法有比較系統的認識和正確的掌握,并了解學科領域的新成果和發展動態。培養學生靈活運用知識、分析和解決問題以及創新等科學思維能力。養成實事求是的科學態度和嚴謹的工作作風,使學生在科學方法上得到初步訓練,為后續課程的學習奠定基礎。
1分析化學實驗課程教學現狀
目前,分析化學實驗課程和理論課程存在脫節的現象,通常理論課才開始一兩周,實驗課就已經進行了,此時學生只了解分析化學的基本任務和作用等基礎知識,對具體的酸堿滴定法、氧化還原滴定法、配位滴定法等原理并沒有掌握,即使在實驗課上,由老師通過板書的方式為同學們講解相關實驗內容,學生對實驗現象和過程的理解也不夠深入,很難引起學生的學習熱情[1]。因此在實驗操作中,學生也因理解不透徹而導致實驗過程頻頻出錯,學生只是按照老師黑板的實驗步驟“按部就班”的完成,不懂的地方第一時間想到的是問老師,忽視了獨立思考及解決問題的能力。為了解決分析化學實驗中出現的眾多問題,分析化學實驗教學團隊利用超星學習通平臺進行了分析化學實驗課程的線上線下混合式改革探索。以期改變傳統教學的弊病,并遵從OBE理念撰寫教學大綱,以產出為導向,培養學生成為專業基礎扎實、環保意識強、有責任、敢擔當和有作為的新時代專業工程技術人才[2]。
2基于超星學習通的分析化學實驗混合式教學改革實踐
混合式教學是將傳統課堂教學與網絡教學相結合,利用二者的優勢開展的新型教學模式[3-4]。雨課堂、藍墨云班課等在近些年已經逐步成為網絡教學的重要工具,并取得了良好的教學效果[5-7]。超星學習通也是在網絡教學背景下孕育而生的一種網絡教學系統。該系統可在電腦、手機等多種電子產品端進行閱讀和學習,還開設有網絡公開課、資料圖書等資源。我校為方便教師開展線上教學活動,與超星學習通合作,開通了泛雅網絡教學平臺。通過該教學平臺,教師可以對原有課程進行改革,將線上教學與線下教學有機結合,更好的將混合式教學模式融入自己的課程體系中。為此,分析化學實驗課程也利用該教學平臺對課程內容、學習方式進行了改革,將混合式教學貫穿于整個實驗教學中[5],通過混合式教學改革,使學生能更好的掌握標準溶液的配制與標定,掌握定量分析的基本操作技能及各種典型的分析方法。
2.1教學資源建設
對照專業人才培養目標和畢業要求,以OBE理念為指導,體現應用型人才培養特色,在整合并優化課程教學內容的基礎上融入課程思政元素,制定課程教學大綱。針對教學大綱,并考慮學生的能力水平和不同實驗項目的難度,分析化學實驗課程組將容量分析器皿的使用和校準、滴定分析法的基本操作練習、有機酸摩爾質量的測定、HCl標準溶液的配制與標定、溶液中鉍和鉛的連續測定、I2標準溶液的標定及直接碘量法測定維生素C的含量等幾個重要實現項目錄制成微課,并上傳到超星學習通泛雅學習平臺。微課內容包括學習目的、實驗儀器、實驗藥品、操作步驟、實驗現象、數據處理、注意事項以及課后思考題。同時,根據不同實驗內容,課程組也制作了相應的實驗講義,供同學們書寫報告和預習使用。通過教學資源的建設,為實現分析化學實驗線上線下混合式教學模式起到了良好的鋪墊作用。
2.2分析化學實驗混合式教學模式實施
課前,教師通過超星泛雅學習平臺預習任務,教學任務中包括教學視頻和教學講義兩個部分,學生課前需要在規定時間內完成對應的任務點,并學習與該項目相關的實驗知識。從圖1中可以看到,26.67%的學生在網絡預習部分可以獲得滿分,此部分學生在規定時間內認真完成了網絡平臺上的預習任務。43.33%的學生成績在80~100分之間,證明絕大部分同學也取得了良好的學習效果。有23.33%的學生成績在60~80分范圍內,只有少數同學沒有按照規定的任務要求完成網絡課前預習部分。因此,在課堂教學中要更加注重對少部分沒有按時完成預習任務同學的實驗操作輔導,以幫助他們順利完成實驗項目。課上,根據學生課前預習成績分布圖,教師可以準確掌握同學們的課前預習效果。并根據學習效果適當安排課前提問,以鞏固、加深重點內容。在正式實驗操作前,老師在講臺前也要對微課視頻中容易出錯的步驟和關鍵操作環節進行演示,以加深同學們的印象。實驗過程中雖然是單人單組進行演示操作練習,但是每個實驗項目也安排了相應的學生助教,幫組同學們解決實驗過程中遇到的問題。特別是對線上預習中成績不高的同學,要更加關注他們在實驗項目的實施過程中,步驟和方法是否正確、規范,遇到問題時要及時幫助他們糾正操作中的錯誤。實驗過程中,每個同學也要記錄自己的實驗數據和實驗現象,并要求每個實驗項目都要重復操作三次,以保證實驗的準確率。課后,針對本次實驗項目中大部分同學遇到的問題,安排小組討論并總結改進計劃。討論內容包括課后思考題、實驗中易錯操作環節、實驗項目在實際生產和生活中的應用等熱點問題。教師將全班同學平均分成6組,每組選出一個組長,組織成員進行討論。最后每組以PPT的形式展示小組的討論結果,對于實驗項目在生產或生活中的應用,其他組同學如果有更好的建議,也可以提出相應的補充。最終的實驗成績不僅包括了課前預習,課上實驗操作,還將小組討論部分換算成分值計入總成績,這就有效避免了單一考核制度帶來的重結果、輕過程的弊病,將同學們學習的積極性充分的調動起來。總之,通過小組討論,加強了學生間的溝通和互動,同時也培養了學生關注與分析化學有關的食品安全、藥品分析、化妝品研究和環境監測等問題,使學生樹立了科學、公平的分析檢測意識。
3分析化學實驗混合式教學改革調查
有學者認為,不同班級、不同專業的學生基礎知識以及學習能力各有差異,單獨的通過行政班的成績來衡量和評價教學效果是不夠準確的[8]。因此我們對不同專業、不同班級的同學進行了全面調查,調查問卷采取無記名方式,在所有專業分析化學實驗課程結束后將問卷發送給學生,調查結果不影響學生的實驗成績。本次調查內容主要包括線上線下混合式教學改革對學生的學習效果和學習能力的提升等方面的影響,此次調查也為后期教學改革的進一步實施提供一定的參考。
3.1線上預習環節調查
線上預習調查見表1。從表1線上預習調查表和圖2調查結果分布圖中可以看出,81%的同學能夠按照任務點要求完成線上預習,只有4%的同學從來不預習,說明大部分同學對待課前線上預習有較好的學習態度和學習習慣。同時在調查中發現,96%的同學認為線上預習是有必要的,對課堂上的實驗操作也起到了一定的幫助,這個調查結果與參與線上課前預習的調查結果相吻合,說明能夠完成課前預習的同學都覺得線上預習對線下的實驗操作起到了一定程度的幫助。而在調查同學們是如何完成課前預習的結果中可以發現,有62%的同學不僅能完成老師在線上的預習內容,還結合了實驗教材進行有目的預習,說明絕大部分同學在預習的過程中并不是機械的觀看視頻和PPT,而是帶著問題和思考去完成課前預習部分,這就充分調動了學生的積極性和學習的主動性。
3.2混合式教學效果調查
混合式教學效果調查見表2。從表2混合式教學效果調查表和圖3調查結果分布圖中可以看出,有72%的學生認為,混合式教學對提高實驗過程中獨立思考和解決問題的能力是有幫助的,但仍有20%的同學認為,只是有少部分幫助而已。因此,通過問卷調查結果我們發現,雖然混合式教學能夠對學生獨立思考能力有所提高,但仍需進一步發掘混合式教學的優勢,以更大的限度幫助同學們提高自己獨立解決問題的能力。但值得慶幸的是,在調查中我們也發現92%的同學認為混合式教學模式有助于學習興趣的提高,這也更加激勵我們突破傳統教學模式的瓶頸,探索更適合的教學方式,從而引導學生,提高他們的學習熱情。最后,我們在混合式教學能否使學生的學習由被動變主動的調查中發現,78%的學生對該教學模式是持肯定態度的,認為混合式教學模式可以達到以學生為中心的教學效果,但仍有少部分同學持否定態度,這個結果與學生課堂的參與度和積極性有著密切的關系。
一、培養學生的觀察分析能力
俄國著名生物學家巴甫洛夫,在他的實驗室里貼上“觀察、觀察再觀察”作為座右銘。在化學實驗中,從藥品的顏色、狀態、氣味以及實驗中現象出現的全過程,都要求學生要細心觀察、思考這些現象出現的原因,每一個化學反應的化學反應式與我們學過的化學知識有哪些聯系等。在學生動手操作的過程中教師應適時指導,適時的提醒,以便學生沿著正確的方向達到最好的實驗效果。教師還要指導學生學會觀察、學會總結、學會評價實驗的優劣,從而實現由知識到實踐,由實踐驗證知識,從內到外的掌握知識,以便掌握實驗技能,更好地做好后面的實驗。
二、培養學生的動手操作和自主探究能力
在化學實驗中,由于有些藥品有毒、有些實驗帶有危險性如鋁熱反應等,學生可能不愿或不敢動手操作,教師要以身作則,卸去學生的心理負擔,讓學生輕松上陣,在細心、認真的操作中獲取科學知識,在實驗過程中通過化學藥品“量”的控制來培養學生的探究能力。蘇霍姆林斯基曾說過:“在人的心靈深處都有種根深蒂固的需要,這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者。”
三、培養學生的討論合作能力
學生在知識結構和認知水平上有一定的差異,通過小組討論合作充分展示自己的智慧,并進行交流,能達到取長補短的目的。更重要的是在討論中大家積極開動腦筋,各抒己見,思維之間的碰撞產生智慧的火花,學生的創造性思維被激活,能力也得到發展。同時,小組討論合作的形式也促進了學生觀察思維能力的提高。
四、培養學生的表達能力
眾所周知,牛頓第一定律是牛頓總結出來的,但是這個結論在牛頓總結之前,伽利略早已通過理想實驗推出,結果卻被牛頓命名為牛頓第一定律。可想而知,表達能力是多么的重要。在實驗討論過程中,要給學生足夠的時間去說,創設情境讓學生想說,提出問題讓學生分析后再說,不會說的學生,教師要鼓勵、引導他們增強信心努力去說,從而增強每一個學生的表達能力。
化學是一門以實驗為基礎的學科,一切理論都離不開實驗的證明。另外,化學實驗分為好多種,如,微型化學實驗、探究實驗、開放實驗等。其中微型實驗可以讓學生充分利用身邊的物品進行實驗,老師也可以根據身邊的事物組織實驗,在一定程度上不僅節約了時間、節約了藥品,還減少了污染。
在微型實驗中展示的是學生的觀察能力、動手能力及創新能力,而探究性和開放性實驗能夠喚起學生對知識的渴望,同時激發學習的興趣。開放性的化學實驗與以前的演示實驗有所不同,它更能充分地體現這一點。開放性化學實驗不僅能充分地發揮學生的動手能力、發散性思維以及創新能力,還能使學生對一些難理解的理論知識有了很清楚的認識。
在高一化學中,我們學過有關氯氣的性質及參與的反應,在這過程中,老師可以讓學生設計“關于新制氯水中含有哪些成分及檢驗”的實驗。首先讓學生用已學知識對該實驗進行分析討論:(1)新制氯水是如何制備的?并羅列出來;(2)新制氯水具有哪些性質?讓學生依據這些知識,提出合理的實驗方案,并選擇合適化學藥品及儀器,進行探究實驗。實驗進行時,老師可以隨意抽出幾個小組進行提問:詢問設計思路及依據、設計優缺點、注意事項等等;實驗結束后,先讓學生就探究性實驗談談自己的想法及有什么地方可以改進,隨后教師對各個小組進行簡短評價(不是評論哪一組的實驗設計得比較好),并指出有些小組失敗的原因及注意事項等等。在這樣的實驗中,學生在經歷“小組討論和分析實驗―設計實驗方案―自選實驗藥品及儀器―交流并反思實驗―總結探究實驗的步驟和思路”的小組合作探究過程,學生不僅明確了設計實驗的思路,還進一步熟悉了科學探究的幾大要素。通過實驗設計,不僅使成功的學生體會到創新的樂趣,還使失敗的學生思維豁然開朗,并達到了思想上的碰撞,提高了學生的發散性思維。
化學實驗不僅提高了學生的觀察能力和動手能力,發散性思維和創新思維,還促進了他們之間的團結,主動探究,幫助學生走出遐想的實驗室,在實踐中形成正確的科學觀、世界觀和人生觀。
關鍵詞:化學課堂;學生;自覺能動性
學生是學習的主體,教育的本質就在于學生的主動參與,發揮學生的自覺能動性。課堂教學過程就是學生在教師的領導下將知識轉化為能力的一個重要階段,在這個過程中,不僅僅是讓學生更好地消化書本上的知識,更要讓學生在課堂中提高獨立思考、自主探究的能力,掌握正確的學習化學的方法。
一、化學課堂的現狀
目前的化學課堂由于受傳統學習習慣因素的影響,存在諸多弊端:
1.通常教師為了讓學生更順利地掌握課本知識,過早地給學生灌輸理論知識,使學生感受不到獨立思考、實驗探究的樂趣。有的教師只是照本宣科地講授,讓學生死記硬背,沒有給學生留下獨立思考的時間和機會。僅僅依靠一只粉筆、一張嘴是無法讓學生感同身受地體會實驗存在的探究樂趣的。
2.由于化學的某些實驗比較復雜,可能存在危險性,比如高一的蒸餾實驗,加熱時燒杯中的液體會向上沖,從而造成一個個冒出來的“噴泉”,劇烈時甚至會濺出傷人,所以部分教師會采取回避的態度或是用計算機演示,僅僅讓學生看投影片和動畫播放,并不能讓學生對所演示的實驗透徹理解,而對化學實驗的感官刺激只停留在視覺和聽覺上,學生并沒有體會到動手、動腦的樂趣,會對實驗的真實性懷有疑慮,缺乏在實驗中自己發現問題、解決問題的體驗。
3.在化學實驗的課堂中,有些教師過于放任學生,讓他們隨意實驗、探究,對于自己研究探索的不知道怎么利用、總結及內化為自己的能力,缺乏正確的指導、交流和總結,雖然教師給了學生自主學習探究的機會,卻忽視了其自身對學生指導的重要性,不可避免地會使實驗存在盲目性,實驗教學效果比較低。
二、提高學生自覺能動性的三個措施
1.興趣是推動學生學習的直接動力,那么如何喚起學生學習的興趣呢?首先教師應該做好備課準備,精心設計一種引起學生學習興趣的導入方法,讓學生在化學課堂上被吸引,從而喚起學生對化學課堂的興趣,使其自覺主動地參與到化學課堂中,把課本上的知識轉化為自己的能力。比如,高一教學中的“焰色反應”,上課的時候,經過完善的準備,我點燃一根煙花爆竹,讓學生首先感受到“焰色反應”的現象,然后引發學生的好奇心,讓他們觀察這種情況是怎么產生的……就這樣,把學生對于“焰色反應”的興趣完全激發出來了,讓他們產生了求知若渴的學習心理。
2.恰當地組織學生分成小組進行討論交流,這樣不僅能促進學生之間互相幫助、互相啟發的團隊精神,而且能把學生個人的獨立思考轉變為小組共同的研究成果認知,對于學生的自主探索起到互補的作用。通過小組討論交流,充分鍛煉了學生對于課堂的參與意識和對于知識的探索、表達能力。比如,化學實驗中最基本的“蒸發”“過濾”,可以把學生分為若干組,然后通過自己動手做實驗,與同組學生交流,最后得出的結論就是他們這一組的學生各自獨立思考又相互補充的完美結晶。在課堂上,教師仍然占主導地位,但是通過小組討論交流,也讓學生培養了自主探究和團結合作的精神。
3.鞏固已掌握的知識,及時進行總結。對于學生已經掌握的化學知識,教師應該及時提醒學生鞏固,而課堂練習就是一種行之有效的方法。課堂練習不僅能促使學生對已學到的知識建立合理的結構體系,形成基本的能力,發展了思維,也是教師了解、檢查學生掌握知識的主要途徑之一。同時在課堂上教師對于化學知識的總結,能使學生的知識得到擴展、延伸,使新學到的知識有效地納入學生已有的知識結構體系中。比如,給學生布置課堂練習:如何用化學方法區分氯化鈉和硝酸鉀?運用三種不同的化學方法區分碳酸鈉和硝酸鉀,并設計出實驗方案。讓學生在思考課堂練習的時候,也鞏固了已學到的化學知識,而教師也檢查了學生對化學知識的掌握程度,最后,教師對這些知識做一總結,讓學生有一個全面的了解,并記憶深刻。
探究性實驗側重讓學生在實驗過程中對實驗進行自我設計、判斷、驗證和反思,能夠吸引學生的注意力,提高學生學習化學的興趣,提高學生的創造力和想象力.下面對探究性實驗教學的設計進行研究.
一、初中化學探究性實驗概述
初中化學的探究性實驗,是指在化學教師的引導下,學生將初中化學的課程內容或生活中遇到的化學問題進行分析,組織并且設計相應的能夠探究、分析和研究該化學問題的化學實驗.探究性實驗側重于學生對實驗的探究過程,而探究的過程包含了分析、設計、總結、討論和反思等一系列的過程.借助探究性實驗,學生可以在教師的指導下,獨自或合作對自己感興趣的知識點加以探索,認識和研究對象的性質、組成、變化特征,以及與其他對象或現象的聯系等.借助初中化學的探究性實驗,可以引導學生主動進行實驗設計、現象觀察,結果分析,從中發現科學概念或原理,達到獲得知識、形成概念、掌握技能、優化思維、培養情感體驗、提高綜合能力的目的.
二、初中化學探究性實驗教學設
計過程
1.教師引導學生初步認識探究性實驗
教師要循序漸進地加強學生對探究性實驗的認識.在課前,化學教師要精心準備探究新實驗教學的講稿設計,內容包括:發現問題―提出問題―作出假設―設計方案―進行實驗―交流討論―歸納總結―得出結論”.上課時,教師可以通過講解或演示實驗對學生進行引導,使學生了解探究性實驗的一般方法.
2.教師指導學生完成探究實驗方案的設計
當學生對探究性實驗有了初步的感知之后,自然就會有親自動手去嘗試探究性實驗的想法.在化學教學中,教師應與學生進行溝通,根據學生感興趣的知識點,引導學生選擇合適的實驗項目,組建合理的化學興趣小組,發揮集體的智慧,指導學生對實驗方案進行設計,并就實驗方案的可操作性和安全性與學生進行討論和研究,對學生設計的實驗方案中較好的一面進行表揚,對考慮不周全的地方要給予指正.學生要對所設計的實驗方案的每個環節的結果進行預判分析,以便在實驗結束后能夠結合實測數據進一步分析實驗的得失.
這是探究性實驗非常重要的一個環節,也是確定實驗內容、實驗器材和實驗測試數據的核心步驟.因此要確保探究性實驗方案設計的科學性和可操作性.
3.訓練學生在實驗過程中良好的科學素養
在完成了實驗項目方案的整體設計之后,接下來的任務就是開始做所設計的探究性實驗.首先要準備好實驗所必需的原料、耗材和器材等,將實驗器材清洗干凈,按照實驗方案設計搭建所必須的實驗平臺,并且進行檢查.
確保了安全的實驗環境之后開始按照預定的步驟來進行實驗.在實驗進行過程中要認真觀察,認真記錄數據,對任何在實驗過程中出現的細節都不能忽視.
在完成實驗后要指導學生對實驗過程中統計得到的數據進行測量分析,讓學生結合自己在實驗之前的預判與實測結果進行對比分析.如與預判結果一致,則說明自己在實驗前對實驗的預判是正確的.如果不一致則要分析自己在實驗前的分析是否合理,或者在實驗過程中是否有出現自己原來沒有考慮到的可能性,或者自己在實驗過程中有無出現遺漏之處,或者自己在設計實驗的過程中有無出現錯誤等.
要對實驗的結果進行認真分析,總結得失,必要時甚至需要重復多次同一實驗過程.
4.要指導學生對探究性實驗結果進行小組討論,甚至班級討論
【關鍵詞】高中化學;實驗;教學;策略
化學主要以實驗為中心,開展實驗教學可以為學生提供一種探究式學習的方法,教師通過演示實驗或組織學生親手實驗操作,能把書本知識由微觀變為宏觀,把抽象變為具體,把無形變為有形,使學摘要:實驗在化學教學中起著舉足輕重的作用。教師運生易于獲取多方面知識,鞏固學習成果,培養學生的各種能力。
1 發揮實驗的特性,激發學生的求知欲望
化學實驗中存在各種各樣新奇的化學現象,通過化學實驗可以很好的激發學生對未知現象的求知欲,從而更好的激發學生學好化學的愿望,同時化學實驗在培養學生的創造性思維方面也具有得天獨厚的優勢。例如,學生在“化學能和電能”這一章節的時候,需要學習電能和化學之間的轉換關系,這就涉及到原電池的原理。教師在實驗教學中可以先演示“西瓜原電池”(用到的實驗材料有銅片、導線、鋅片、音樂卡以及西瓜等)這一實驗,使學生在音樂聲中心中產生這樣的疑問:這是什么神奇的構造,為什么它能使音樂卡發出聲音。在學生學生好奇心和求知欲望的趨勢下,進一步引導學生:音樂卡發出聲音肯定有電流通過,這電流又是怎么產生的呢?這時學生思維高度集中,迫切的想知道這電流到底是怎樣產生的。教師可以組織學生進行討論,提出自己心中的想法。從而就順利的進入本課堂的教學內容:學生通過動手實踐了解原電池的工作原理,理解化學能和電能之間的轉換關系。通過化學實驗為學生學習設置了一個真實的問題情境,使學生產生探索真知的欲望,在通過學生自己的動手實踐,讓學生在實踐中加深對原電池的理解,從而對知識產生了深刻的認知
2 做好實驗演示
化學實驗本身就具有生動、形象、真實的特點,在課堂上教師要做好各項實驗的演示,這樣才能充分地喚起學生對化學的好奇心和對知識的求知欲望,實驗的演示不僅能讓學生獲得感性知識,還能促進學生將感性知識上升為理性認識;課堂上一個成功的化學實驗不僅能活躍課堂,還能形象地呈現出該堂課的教學重點,通常情況下,教師在選擇所要演示的實驗時,要突出重點,符合直觀、安全、可靠、簡單、規范的要求,以提升學生的實驗能力。例如,教師在講解溶解平衡這節內容之前,可進行以下實驗:首先在一杯飽和的蔗糖水中放人一塊不規則的冰糖,經過一段時間的溶解之后,將冰糖取出,然后觀察溶解之后的冰糖,待晾干之后稱其重量,實驗得出:形狀改變,質量不變,學生通過對實驗現象的觀察、分析、討論,得出結論:冰糖溶解是一個動態溶解平衡,通過直觀的實驗促使學生深刻地理解并掌握溶解平衡這一抽象的化學原理。創造具有美感的化學實驗可以提升學生學習化學的興趣,在課堂實驗教學中,裝置的整體美不僅能吸引學生的眼球,還能提升學生的求知欲;面對豐富多彩的物質世界,不僅要給學生色彩上的美感,還要帶給學生無窮的遐想;化學本身就是一種動態美,由一種物質變成另外一種物質,在反應的過程中,不僅帶給學生視覺美,還能充分激活學生的思維。例如,在兩個燒杯里面裝上等量的稀鹽酸,再將裝有純堿和小蘇打粉末的氣球分別捆綁在兩個燒杯口處,將球內的粉末抖入燒杯中,此時會產生現象:彩色的氣球就像是盛開的百合花,十分美麗,通過創造具有美感的化學實驗,讓學生在其中得到充分的享受,同時還能提升學生的興趣,消除對化學的誤解,最終產生積極、樂觀的情緒,大大提升了高中化學教學的效果。
3 發揮學生主體性作用
關鍵詞:思維導圖;學習力;思維模型;思維品質
一、化學簡答題教學中存在的問題
化學簡答題要求學生用簡練的文字表述來回答化學問題。它具有取材廣闊、內涵豐富、立意新穎、設問巧妙、思考容量大、能力要求高的特點,而且常把識記、理解、實驗、推論和計算等多方面、多層次的要求融于一題之中。在高考化學試題中簡答題已成為非選擇題中不可缺少的一個組成部分,是考查學生化學思維能力與化學學習力的一種形式。但從高考試卷分析數據來看,簡答題是歷年考生失分的“重災區”,也是高考拉分的關鍵題型。在教學中雖然教師也很重視化學簡答題的學生訓練與總結、講評,但學生的答題能力仍處于較低水平。主要原因有:教師在教學上只重視訓練與講評,缺乏有效的化學思維能力提升指導;學生在學習上只重視記憶、機械答題,缺乏化學思維。
二、化學簡答題類型與解決策略
化學簡答題涉及知識面廣、試題類型多,主要類型有:化學原理解釋類、化學實驗操作(設計)類、化學實驗方案評價類等。其解決策略是分類總結化學基礎知識、掌握問題分析方法、培養解決問題思維順序,運用思維導圖提升學生的化學思維品質和解答化學簡答題能力,從而有效提升學生的化學學習力。
(一)化學原理解釋類簡答題的解決策略
化學原理解釋類簡答題常用來考查化學基本理論和元素化合物知識,最常見的是分析說明和解釋一個化學現象或事實。分析時要運用由果索因的思維方法,先分析題中給出的結果,然后結合化學原理、物質的性質等知識,推測出產生結果的原因?;卮饡r側重于化學用語(如化學方程式、離子方程式,特別是應用平衡移動原理時,一定要寫出化學方程式),并配以必要的文字說明。
【案例1】氯堿工業中電解飽和食鹽水的原理示意圖如圖1所示。電解時用鹽酸控制陽極區溶液的pH在2~3之間,試解釋鹽酸的作用。
學生解答錯例解析如表1所示。
糾錯辦法:敘述時一般可使用因果表述法,不但要回答出“是什么”,重點還要回答出“為什么”,回答問題一般要體現“前提、理由、結論”的答題過程,切忌顧此失彼;最后聯系題意綜合分析、歸納,并進行語言的加工提煉,做到原理正確、回答切題、語言精練、意思完整,如表2所示。
筆者根據化學原理解釋類問題的考查方法、常見錯誤、思維要點、答題策略四個維度歸納出“學習導圖”,通過學習導圖使學生掌握化學原理解釋類試題的特點、思維方法和解答策略,如圖2。
(二)化學實驗操作(設計)類簡答題的解決策略
化學實驗操作類問題要求回答“怎么做”。常用來考查化學實驗知識,最常見的是實驗的基本操作及設計一個簡單的實驗。分析時要運用同中求異的思維方法,設計出簡便而可行的實驗方案。回答時,需用文字陳述實驗的操作步驟、所用藥品、現象以及結論。一般不必闡述 “這么做”的理由。圖3為化學實驗操作類學習導圖。
【案例2】圖4為對某混合樣品含量的測定實驗裝置,A、D瓶內所盛試劑是氫氧化鈉溶液,B瓶內所盛試劑是濃硫酸,連接好儀器后,如何檢查整套裝置的氣密性?
氣密性檢查學生錯誤解析見表3。
實驗裝置氣密性檢查是實驗前的重要環節,是化學實驗中重要的基本操作。學生在解答此類問題時暴露出缺乏思維有序性與實驗想象思維。在教學中可通過問題引導、分類研究、歸納方法、總結提升等策略,建立實驗裝置氣密性檢查方法學習導圖(如圖5),培養學生思維有序性與實驗想象思維。
【案例3】工業生產Na2S2O3產品中除了未反應的Na2SO3外,還可能存在Na2SO4。設計一個簡單實驗檢驗是否存在Na2SO4雜質。
針對此物質檢驗類題的答題思維訓練以及實驗設計常見思路如表4和表5。
心理想象練習(想象實驗操作)是解答好化學實驗操作類問題的關鍵。教師一方面要切實重視實驗教學,讓學生掌握準確而熟練的實驗操作,積累深刻的實驗體驗,為建立動作表象、進行心理練習奠定基礎;另一方面要注意學生心理實驗的習慣養成,加強心理練習方法的指導,讓學生學會實驗想象。學生需要憑借心理練習將試題設置的實驗在頭腦中“做”一遍,然后對題設問題做出應答。因此,心理練習的“真實性”和準確性,對于實驗簡答題的解題質量至關重要。
(三)化學實驗方案評價類簡答題的解決策略
評價一個實驗方案,必須符合設計原則,對于不合理的設計能指出存在的問題及原因,并能提出合理建議,對于不同的設計做出比較,實驗方案的評價要比設計實驗的難度稍大,要求稍高。一個實驗方案的優劣主要從實驗原理是否科學合理,操作與裝置是否簡單可行來評價,另外還要從綠色化學和安全性兩個角度去評價,圖6為化學實驗方案評價學習導圖。
【案例4】為了檢驗火柴頭燃燒后產生了SO2氣體,某學習小組討論后提出下列六種檢驗試劑選擇方案,通過對實驗原理分析,對不同的試劑選擇方案進行評價。
對這六種檢驗試劑選擇方案的實驗原理分析及可行性評價見表6。
如何將燃燒產物SO2收集,以便觀察實驗現象?以0.01mol?L-1KMnO4酸性溶液為檢查試劑,學習小組討論后提出表7所列六種實驗設計方案,通過對實驗設計方案比較,提出評價意見。
方案評價:方案2、3、4、5、6均可行,方案2、3、5基本原理相同,SO2氣體密度大于空氣,火柴燃燒產生的SO2氣體會下沉到試管或燒杯中與KMnO4酸性溶液反應而褪色;方案4操作最簡單、試劑用量少、現象明顯,為最優方案。
對給出的實驗方案做出選擇、評價或找出最佳方案,包含的知識點很多,能考查學生分析問題和解決問題的能力。
三、實踐效果與體會
化學簡答題要求學生通過外在的語言形式將解決問題的內在思維過程展示出來,而內在思維要借助于內部語言進行,又要通過外部語言將過程和結果表達出來,語言表達的質量實質上是由思維的內容和品質決定的[1]。筆者在高三化學復習中嘗試運用思維導圖提升學生解答化學簡答題能力取得了良好效果:通過建立化學簡答題學習導圖,明確不同類型化學簡答題的考查方向、思維要點;針對不同的簡答題類型構建不同的思維模型,有助于學生克服思維的無序性和非邏輯性;通過思維導圖將解決問題的內在思維過程展示出來、通過典型錯誤原因的分析揭示學生的思維缺陷,可有效減少思維的盲目性,提高思維的準確性和嚴密性;在教學中通過分類總結解決策略,通過會思、會說、會寫訓練來提升學生解答化學解答題的能力。
將思維導圖運用于化學專題復習,能有效地改變學生的認知方式,促進學生的意義學習、合作學習和創造性學習,提高學生學習化學知識的興趣,提高學生的思維品質和創造性思維能力,從而有效提升學生的化學學習力[2]。
參考文獻:
關鍵詞:新課程;生本理念;多媒體;實驗
《普通高中化學課程標準》指出:其課程理念是以提高學生的科學素質為主旨,因此教師在教學設計、教學策略、實驗教學上都要以此為宗旨,促進高中化學課堂的有效教學。
一、轉變教學理念――生本教育理念
新課程背景下,教師要促進高中化學課堂的有效性,首先就是要轉變自身教學理念,堅持“生本教育理念”,即在教學過程中,學生是學習的主人,使學生有興趣、快樂地學習而設計的教育。因此,針對化學學科性質,教師可以創設有效的問題情境,激發學生的學習興趣,采用小組合作學習、先學后教教學模式、開放式探究教學等教學方式,真正體現了生本教育理念。例如,在教學人教版高中化學必修一第二章第二節《離子反應》第一課時時,教師可以采用先學后教結合小組合作學習教學模式,讓學生充分發揮主人翁作用,首先讓學生以小組形式討論學習,給學生20分鐘讓學生結合初中所學化學知識,合作學習本課時,總結出自己不明白的地方,即小組總結出以下問題:(1)二氧化碳、氨氣是否屬于電解質?(2)BaSO4、CaCO3、AgCl等難溶于水的鹽是否屬電解質?等等。教師做好組織者和引導者,起輔助作用。自學過后,讓小組代表提出自己小組討論解決不了的問題,這些問題可以讓其他小組成員來回答,這樣的教學既可提高學生學習的主動性,也可促進學生間的合作交流,真正堅持生本教育理念,促進課堂有效教學。
二、多媒體輔助教學
新課程改革的提出是教育事業發展的必然趨勢,多媒體教學手段也是時代進步的產物。在新課程背景下,課堂教學離不開新的教學手段――多媒體。利用多媒體教學不僅可以豐富化學課堂教學,激活教材內容,而且可以激發學生學習興趣,促進學生自主學習,改變傳統學習方式,提高教學效率。例如,在教學人教版高中化學必修二第三章第一節《最簡單的有機化合物――甲烷》時,教師在進行課堂教學之前,可以先利用多媒體播放一段視頻資料,內容為甲烷的存在和用途,學生看著視頻資料,會對甲烷有初步了解,這樣學生就不會盲目地學習,而是帶有探索的意識去學習,極大地激發了學生的學習興趣。當然,此時教師也可以提出一些問題,讓大家帶著思考去學習。又如,利用多媒體展示出甲烷的比例模型和甲烷的球棍模型,讓學生更加直觀地、具體地看到甲烷的空間結構,根據圖片展示,給學生講解人們是如何確定甲烷是正四面體空間結構,而不是平面正方形結構。因此,這樣借助多媒體教學,師生都可以在一個輕松和諧的環境中學習,提高教學效率。
三、注重實驗教學――探究實驗
化學的學科性質要求教師一定要注重化學實驗教學活動。但在新課程背景下,要求化學教師打破傳統化學實驗教學的弊端,要把演示實驗轉變為探究實驗。傳統的化學實驗,都是教師一個人在講臺上講實驗、演示實驗,學生根本參與不到實驗過程中,從而不能真正體驗到化學實驗帶來的樂趣,更別說培養學生的科學素質了。因此,教師要利用好學校現有條件,積極組織學生進行化學實驗活動。讓學生做到自己動手、自己設計實驗、體驗實驗過程、總結實驗中應注意的問題,以學生為主體,教師指導實驗。這樣才能激發學生的學習興趣,開發學生的創新思維,提高有效教學。
總之,在新課程背景下教師應積極轉變角色,做學生的引路人,真正做到“以生為本”,促進課堂教學的有效性。