基于CPUP模型的化学课堂结构分析

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  摘要: 选择2014年全国高中化学优质课大赛全国一等奖有关“铝的重要化合物”教学课,结合课堂观察法和统计分析法进行研究。运用CPUP模型主要分析了Al(OH)3两性实验中教学内容的组合及重要性程度、实验教学总时间、实验教学方式,比较了教学行为中师、生活动时间的分配特征。运用CPUP模型进行课堂结构的分析,不仅更加细致清晰,且分析结果可信度较高,可以帮助教师进行有效的教学分析和反思。
  关键词: CPUP模型; 课堂结构; 优质课; 铝的重要化合物
  文章编号: 1005-6629(2018)4-0026-05 中图分类号: G633.8 文献标识码: B
  新课程理念下的教学观,要求教师进行合理、科学的教学设计,确保学生在交往互动的教学过程中充分发挥其主体作用,从而提升课堂有效性,提高课堂教学质量。分析课堂结构是合理分配教学时间与监控教学行为的重要方法,对于提升教学质量和促进教师成长有重要作用。CPUP模型通过对化学课堂中教师、学生、教材三者关系的分解和重构,将课堂结构分析变得更加量化、细致。
  目前,教学评价模式相对宏观,教学评价工具在系统性、可操作性方面还有较大提升空间[1]。由于缺少课堂的细致分解和观察,一部分教师仍以半经验的质性评价和学业测试作为教学评价的标准。CPUP模型则以一种微观的、量化的评价方式,用数据统计的方法对课堂结构做出定量分析,使课堂结构清晰明了。其鲜明的技术性和逻辑性特点,为解析课堂教学行为,提高课堂教学有效性和学生参与度开辟了新的思维和方法途径。笔者以“铝的重要化合物”课堂教学为例,探讨如何运用CPUP模型分析化学课堂结构,更加合理的设计并进行化学实验教学。
  1 化学课堂结构的界定
  现有的研究中尚没有对化学课堂结构做出明确的定义和划分,因此我们需要对化学课堂结构做出界定。化学课堂结构是为了达到预定的教学目标,课堂教学中各要素间相互组合、衔接、作用的动态呈现形式,课堂结构的平衡、完整、合理是顺利完成教学的基础。
  教育者、学习者、教育影响是教育的三大要素。将其细化到课堂教学中,即为教师、学生、教学影响,其中教学影响包括教学内容、教材等,形式包括教学方法、组织形式等。各要素间是有机结合的,它们既相互独立又相互规定,共同构成一个完整的教学实践系统。
  2 CPUP模型理论
  CPUP模型是由盖立春[2]、娄延果[3]等人在CPCP模型基础上,分别从教学内容和课堂活动的维度,对化学课堂结构做出的分析模型,模型框架如图1所示。
  图1 CPUP理论模型框架图
  2.1 教学行为链是课堂活动的脉络
  从课堂活动的维度出发,娄延果提出化学课堂(Class)中教师的教学行为和学生的学习行为总是成对出现的,通过教学行为对(Pair)的相互连接、组合构成化学课堂中的“链节”即教学行为链(Chain),同理每一个基本的教学行为链都可以组成一个化学学习情景,而每一个学习情景都是构成化学课堂的一个教学板块(Plate)。表1为5种常见教学行为链。
  表1 教学行为链分类
  2.2 基元内容是教学内容的根基
  从教学内容的维度出发,一堂完整的化学课中,教学内容(Class Content)包括一定数目的板块内容(Plate Content),而每一个板块内容包含一定数目的单元内容(Unit Content),同样每一个单元内容又由一个或多个独立的基元内容(Primitive Content)构成,既简称CPUP。其中,基元内容是整个教学内容的最小单位,而不同的基元内容具有不同的重要性程度即CID(Content Important Degree,简称CID)。CID共分成5个等级如表2所示。
  表2 基元内容重要性程度划分
  3 CPUP模型理论对课堂教学的解构和重建
  将CPUP模型运用在教学评价和教学设计中,可以促进课堂和教学的双向转化。在教学评价中,将一堂完整的教学课进行逐级拆分,分析每一个板块里单元内容的组合,以及每一个单元中基元内容的编排和选择。通过对内容组织和衔接的剖析,可以帮助教师自我监控、互相学习。同理,在教学设计时,从每一个基元内容入手,划分教学时间,设计适量问题并预设答案,选择相应的教学方法和手段。帮助教师整理教学设计思路,明确重、难点,合理安排各个教学环节,逐步组合成一堂完整的化学课。
  文章中笔者运用CPUP模型理论,结合所选优质课即“铝的重要化合物”教学课进行分析,具体步骤如下:
  (1) 反复观看优质课教学录像,将课堂影像转化为师生对话的文字实录。
  (2) 节选出课堂中实验教学部分,即Al(OH)3的两性。结合CPUP理论模型,从教学内容的角度将实验教学内容划分出板块内容、单元内容和基元内容,并根据表2判断其重要性程度,将结果绘制成表3。
  (3) 结合教学视频和课堂复盘的文字实录,将课堂教学行为对进行配对、组合,根据表1找到相对应的教学行为链类型和具体环节。
  (4) 统计各环节活动时间,细化至每一组师生对话,时间精确到分秒,将结果绘制成表4。
  (5) 按照实验教学总时间、教学活动中师、生各活动时间的比例,对分散的时间进行累加和统计分析,绘制成图2、图3。
  4 CPUP模型在课堂结构分析中的应用
  本文选择2014年全国高中化学优质课大赛中一等奖有关“铝的重要化合物”教学课进行分析,比赛中该节课受到评委的一致好评。本节课中教师的教学设计层次清晰,逻辑严明;教学过程符合认知规律,衔接紧凑、过渡自然;演示实验及学生实验选择恰当、设计合理、操作熟练规范、效果良好。整堂课符合新课标教学理念,坚持学生的主體地位,充分发挥教师主导作用,引导学生经历探究过程,着力培养学生问题意识和独立解决问题的能力。   4.1 课堂教学内容分析
  “铝的重要化合物”是新课标人教版化学必修1中第三章第二节的内容,在知识结构上承接离子、电离方程式的书写,为常见非金属及其化合物的性质和元素周期律等知识学习打下基础。同时,本节内容是初步引导学生掌握以实验现象为基础,探究、总结物质性质的化学学习方法,形成解决问题的程序化思路。
  结合CPUP模型,从教学内容的角度将铝的重要化合物中实验教学内容即Al(OH)3的两性进行分析,结果如下表3所示。
  表3 优质课课堂内容划分
  从表3中可以看出该教师进行教学设计时,教学内容的重要性程度分布错落有致,交替出现。在讲解CID为A级的知识[即Al(OH)3的酸性]之前,选择B级知识进行铺垫,之后又相应举例、延伸。使课堂结构稳定、合理的同时,有助于学生主动调取已有知识结构中的相关信息如Al(OH)3的碱性、复分解反应本质等,促进学生对新知识即Al(OH)3制取和酸性的理解、掌握和同化。教学时间的分配与教学内容的难易度基本匹配,将大部分的教学时间放在学生小组实验和教师演示实验上,保证实验的完整性,将实验任务的完成融入问题解决的程序,循序渐进,逐步引导学生形成独立解决问题的能力。
  4.2 课堂教学行为分析
  一堂高效的化学课是由教师和学生共同努力完成的,因此仅仅分析课堂教学内容不足以全面体现课堂结构。因此我们需要对教师教学行为和学生学习行为做进一步的分析。
  4.2.1 课堂教学中实验教学时间分析
  对该节优质课中实验教学总时间进行分析、统计如图2。
  图2 课堂中实验教学总时间统计图
  经过统计,该节优质课中实验教学时间为22分18秒,占课堂教学总时间的56%,说明该教师对实验教学较为重视,本节课的教学内容为认识铝及其重要化合物的性质,教学内容本身就具有理论和实验相结合的特点。因此,教师合理、适量地讲解原理和概念,有效地引导学生顺利总结出物质性质,是课堂教学完整性和高效性的重要保障。
  4.2.2 优质课中教学行为链分析
  针对本节优质课中,教师在Al(OH)3的制取和酸性的教学内容部分,进行的教学设计和采用的实验方式进行分析,结果如表4。
  表4 优质课中教学行为链分析
  从表4可见,探究并确定如何制取Al(OH)3的实验方案时,教师在提出问题和布置任务环节简洁、明确,要求学生以小组讨论的形式对教师提供的药品进行自由选择。在合作研究环节则充分发挥学生的主体性,引导学生汇报交流,从理论上分析Al(OH)3制取原理,确定最优的实验方案,为接下来的实验操作打下了良好的理论基础。制备Al(OH)3时,学生的实验操作活动和实验汇报占据了绝大部分的时间,教师则仅仅进行简单的任务布置和规范操作的指导,充分发挥了学生实验探究过程的自主性,也保证了学生实验操作的完整性。
  在学生实验结束后,针对学生制备Al(OH)3过程中出现的不同实验现象,教师以直授型教学行为链进行演示实验,将教学重点放在讲解原理、总结规律环节上。当Al(OH)3和NaOH溶液完全反应,沉淀消失后,以问答形式逐步引导学生进行知识的梳理和结论的呈现。不仅解决了学生实验中产生的问题,而且直观、有条理地讲解了Al(OH)3的酸性。
  4.2.3 各教学行为链中师、生活动总时间对比
  教师的教和学生的学是教学行为链的两个重要组成部分,通过分析课堂中教师行为时间和学生行为时间,可以清晰地反映课堂结构时间分配。针对本节优质课中师、生行为总时间的分析如图3所示。
  图3 优质课各教学行为链中师生活动时间对比
  对本节优质课中师、生活动总时间的对比分析可以看出,在进行Al(OH)3的制取实验之前,教师引导教学时间和学生自主学习的时间基本相同(即A6链),既不赘述,又有助于学生整理思路,对要解决的问题清晰明了。在实验教学环节(即B4链),学生活动时间远多于教师教学时间,充分保证了学生完整的实验操作和实验探究过程。同时在理论教学部分(D4链),教师的讲解适量、高效,借助演示实验展示Al(OH)3的酸性,引导学生基于实验事实逐步分析物质性质,保障了学生在实验过程中的学习体验。
  4.2.4 实验方式的分析
  本节优质课中,教师针对Al(OH)3的制取和Al(OH)3的酸性设计了两个实验,结合课堂教学视频和教学行为链分析其实验方式,如表5所示。
  表5 优质课中实验方式比较
  在进行实验之前,教师选择先提出探究性问题,并由师生共同设计实验方案,可以帮助学生在实验操作前运用已有知识,分析实验原理、明确实验目的,为实验操作起到事半功倍的效果。以良好的实验体验为基础,进行物质性质的探究、归纳,使课堂中实验教学的设计更加合理,课堂结构较为平衡,实际教学效果较好。在实验操作部分,选择师生共同实验,教师的辅助不仅可以帮助学生明确实验操作步骤、规范实验操作,还可以有效地降低学生实验失败的概率,提高课堂教学效率。
  5 结论与启示
  根据CPUP模型对该节“铝的重要化合物”优质课进行解析,主要分析实验教学内容的组合及重要性程度、实验教学总时间、实验教学方式,比较了教学行为中师、生活动时间的分配特征。得出如下结论:
  (1) 实验教学内容选排合理,有助于学生自主完成新知识的建构。本节优质课中实验教学内容的组合及重要性程度分布,在内容的安排上较好地与学生已有知识相关联,引导学生自发思考并设计实验,难易适中、循序渐进,有助于培养学生用实验解决问题的能力。
  (2) 实验教学设计和实验方式的选择,直接影响学生课堂参与度和课堂教学有效性。本节课中采用的实验教学方式学生参与度较高,教学节奏紧凑,在整个实验过程中很好地体现了学生的主体作用。
  (3) 微观、量化的课堂结构分析方式,有助于教师进行自我监控和成长。在运用CPUP模型进行课堂结构的分析过程中,笔者认为,该理论从教育者、学习者、教育影响这三大课堂教学要素出发,分析其相互作用的呈现方式。分析信度较高,使教师不仅能够运用该理论对优秀教师的课堂进行精细划分,学习其教学设计和教学行为中的优点,还可以及时而准确地发现自身教学中的问题,从而优化教学设计,促进自身成长。
  参考文献:
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