论文部分内容阅读
世界课程改革的焦点是学习方式的变革。钟启泉认为“一部教学发展史,就是‘系统学习’和‘问题解决学习’此消彼长的历史”。当前化学教学存在的问题之一是:学生以系统学习为主,缺少实践,问题解决的能力锻炼不足。因为传统教学重知识,轻情感、轻实践、轻创造,当然系统讲授并非不重要而是在教学中所占比重过大。因此,我们尝试在日常教学中让学生动起来,开发设计实践活动,以此为载体提升学生的实践能力和创新精神,构建理想的化学教育形态。目前我们已开发实验类、制作类、文献类、考察类四种类型的实践活动,本文具体谈谈前三类实践活动的做法。
一、实验类实践活动
如何指导实验类活动?2011年,美国国家研究理事会融合各方面成果提炼的科学教育框架(见图1),我认为对指导科学学习具有普遍适应性。“框架”提出“作为实践的科学”这一概念,认为“将科学作为实践来看待,体现了学科学和做科学的统一”。从哲学角度,就是让学生亲历“实践——理论——实践”的过程。我以两个实践课例说明。
课例1:《弱电解质的电离平衡》
浓度、温度对电离平衡的影响一般通过理论推导。我设计这一课例的创新点是:学生课前亲自测数据,课堂分析数据。用数据说话,用实验说话。学生实验发现,用精密pH计可测得温度对电离的影响。第一步,用pH计和温度传感器测得醋酸不同温度的pH值,在真实的世界收集数据;第二步,对数据进行分析、讨论;第三步,得出结论,温度越高电离越容易。学生分析数据,发现规律,转换为知识,再将结论迁移——氨水也是温度越高电离越容易。
课例2:《气体摩尔体积》
这一课的创新点是设计了两个学生实践活动:1.课前用废旧纸板制作气体摩尔体积模型,课堂展示,学生体验到动手制作、合作学习的成就感;2. 课前设计实验装置,验证“同温同压下,等物质的量的不同气体其体积相同”,实验小组经历了“设计装置—选择原理—选择用量”的过程。活动二的具体过程如下:
(1)设计实验装置
我们先后设计了四套实验方案。第一套:产生等量二氧化碳和氢气,利用两个气球膨胀的体积相等来证明。实验失败。反思:1.气密性不好——气球三个小时之后瘪了。2.铁粉和盐酸反应太慢。3.难以保证两个气球的膨胀系数相同。学生设计的第二套实验由于气密性不好也失败了。第三套(见图2)和第四套(见图3,将两个针筒改为一个针筒)现象明显,效果不错。
(2)选择实验原理
制CO2 用碳酸钙粉末和盐酸。制取H2的实验原理我们进行了四种尝试,通过尝试,最终我们选择了盐酸和锌粉反应生成氢气。
(3)确定实验方案
如图2所示:在两个广口瓶中分别加0.085g锌粉和0.130g碳酸钙(等物质的量),兩个小针管分别注入10mL浓盐酸(等量且过量),下压小针管且保持不动。产生的二氧化碳和氢气会充入大针管,弹开的体积相等。证明结论。
如图3所示:所加物质相同,大小针筒合二为一。用50mL针管加盐酸,将盐酸压入广口瓶后,产生的气体体积也用该针管测量。
本实验的关键点是两个收集气体的针管摩擦系数相同。图3的检验方法是:先凭手感找到摩擦系数近似的两个大针管,再分别将两个小针管拉到20mL,此时两个小针管中有等体积空气,塞上塞子,同时将小针管下压,若两个大针管弹开的体积接近,则两个大针管摩擦系数接近。
二、制作类实践活动
制作类实践活动主要是课外活动或作为化学社团活动。例如,我指导学生用牙签和太空泥制作氯化钠、氯化铯、硫化锌等晶体模型(见图4),这一活动成本低,可推广。又如,赵嵘老师将化学与艺术融合,指导学生用氢氟酸雕刻玻璃(见图5)。再如,付敏、任开莲老师指导学生以皂基、精油、牛奶为原料,用模具制作肥皂(见图6)等。
三、文献类实践活动
网络是个巨大的资源库。学生可借助网络自主学习。我设计《合成氨》一课,创新点是让学生在课前查阅化学史《哈伯与工业合成氨》,课堂展示并撰写诗歌。学生的信息获取、加工、表达、创造能力在此过程中得到提升。擅长表达的学生展示说:“哈伯是一个充满争议的人物。有人认为他是天使,是用空气制造面包的圣人,所以获得诺贝尔化学奖。有人认为他是魔鬼,他第一次将化学武器用于战争。”甚至还有擅长文学的学生通过总结资料,撰写了《合成氨》一诗:
小小氢氮合成氨,苦苦探索上百年。
哈伯实验到生产,要靠实践来检验。
温度压强比翼飞,速率平衡要兼看。
经济环保连理结,实惠绿色来发展。
人口增多食困难,要靠化肥来增产。
风流人物今犹在,试看今朝我少年!
四、反思:开展化学实践活动的价值和原则
强调“动手做”和“作品呈现”的活动学习有着不可替代的价值:一是知识价值。学生在活动中建构概念和原理,应用知识,知识活了起来。二是方法价值。学生深刻体验发现问题、提出假设、解决问题的探究过程,以及掌握控制变量等方法。三是情感价值。能激发师生对化学的兴趣,增进师生、生生之间创新思维的深度碰撞,形成学习共同体。围绕学科开发实践活动,能实现“手—脑—心”统合的学习,加深师生的课程履历,创造自己的课程故事。
我认为开展化学实践活动应遵循五项原则:1.目标导向原则。2.联系实际原则。联系学生、学校、教师的实际情况,降低活动难度,不要过多加重学生负担。设计实验、制作、表达等分工时,可基于多元智能理论,发挥和强化学生智能的强项。3.自主性原则。学生参与的积极性很重要。如果学生自主提出研究选题就更好。4.合作性原则。差异就是学习资源。合作中学生之间差异共享,让学生带动学生。5.指导性原则。实践活动是基于资源的学习。教师的身份从权威的传授者,转变为指导者、倾听者、支持者。
实践活动能够点亮化学课堂,但活动需花费时间、调动资源、组织指导,因此,教师、管理者、家长、学生观念的转变以及高考改革、教师评价改革尤为重要。后期我们计划开展被石墨厂污染的水硬度的测定、化学史研究、自制润唇膏、自制口红等活动,让化学教育更加理想。
参考文献:
马明宇. 美国科学教育发展的新阶段——作为实践的科学[J]. 外国教育研究,2012,(7):35-42.
一、实验类实践活动
如何指导实验类活动?2011年,美国国家研究理事会融合各方面成果提炼的科学教育框架(见图1),我认为对指导科学学习具有普遍适应性。“框架”提出“作为实践的科学”这一概念,认为“将科学作为实践来看待,体现了学科学和做科学的统一”。从哲学角度,就是让学生亲历“实践——理论——实践”的过程。我以两个实践课例说明。
课例1:《弱电解质的电离平衡》
浓度、温度对电离平衡的影响一般通过理论推导。我设计这一课例的创新点是:学生课前亲自测数据,课堂分析数据。用数据说话,用实验说话。学生实验发现,用精密pH计可测得温度对电离的影响。第一步,用pH计和温度传感器测得醋酸不同温度的pH值,在真实的世界收集数据;第二步,对数据进行分析、讨论;第三步,得出结论,温度越高电离越容易。学生分析数据,发现规律,转换为知识,再将结论迁移——氨水也是温度越高电离越容易。
课例2:《气体摩尔体积》
这一课的创新点是设计了两个学生实践活动:1.课前用废旧纸板制作气体摩尔体积模型,课堂展示,学生体验到动手制作、合作学习的成就感;2. 课前设计实验装置,验证“同温同压下,等物质的量的不同气体其体积相同”,实验小组经历了“设计装置—选择原理—选择用量”的过程。活动二的具体过程如下:
(1)设计实验装置
我们先后设计了四套实验方案。第一套:产生等量二氧化碳和氢气,利用两个气球膨胀的体积相等来证明。实验失败。反思:1.气密性不好——气球三个小时之后瘪了。2.铁粉和盐酸反应太慢。3.难以保证两个气球的膨胀系数相同。学生设计的第二套实验由于气密性不好也失败了。第三套(见图2)和第四套(见图3,将两个针筒改为一个针筒)现象明显,效果不错。
(2)选择实验原理
制CO2 用碳酸钙粉末和盐酸。制取H2的实验原理我们进行了四种尝试,通过尝试,最终我们选择了盐酸和锌粉反应生成氢气。
(3)确定实验方案
如图2所示:在两个广口瓶中分别加0.085g锌粉和0.130g碳酸钙(等物质的量),兩个小针管分别注入10mL浓盐酸(等量且过量),下压小针管且保持不动。产生的二氧化碳和氢气会充入大针管,弹开的体积相等。证明结论。
如图3所示:所加物质相同,大小针筒合二为一。用50mL针管加盐酸,将盐酸压入广口瓶后,产生的气体体积也用该针管测量。
本实验的关键点是两个收集气体的针管摩擦系数相同。图3的检验方法是:先凭手感找到摩擦系数近似的两个大针管,再分别将两个小针管拉到20mL,此时两个小针管中有等体积空气,塞上塞子,同时将小针管下压,若两个大针管弹开的体积接近,则两个大针管摩擦系数接近。
二、制作类实践活动
制作类实践活动主要是课外活动或作为化学社团活动。例如,我指导学生用牙签和太空泥制作氯化钠、氯化铯、硫化锌等晶体模型(见图4),这一活动成本低,可推广。又如,赵嵘老师将化学与艺术融合,指导学生用氢氟酸雕刻玻璃(见图5)。再如,付敏、任开莲老师指导学生以皂基、精油、牛奶为原料,用模具制作肥皂(见图6)等。
三、文献类实践活动
网络是个巨大的资源库。学生可借助网络自主学习。我设计《合成氨》一课,创新点是让学生在课前查阅化学史《哈伯与工业合成氨》,课堂展示并撰写诗歌。学生的信息获取、加工、表达、创造能力在此过程中得到提升。擅长表达的学生展示说:“哈伯是一个充满争议的人物。有人认为他是天使,是用空气制造面包的圣人,所以获得诺贝尔化学奖。有人认为他是魔鬼,他第一次将化学武器用于战争。”甚至还有擅长文学的学生通过总结资料,撰写了《合成氨》一诗:
小小氢氮合成氨,苦苦探索上百年。
哈伯实验到生产,要靠实践来检验。
温度压强比翼飞,速率平衡要兼看。
经济环保连理结,实惠绿色来发展。
人口增多食困难,要靠化肥来增产。
风流人物今犹在,试看今朝我少年!
四、反思:开展化学实践活动的价值和原则
强调“动手做”和“作品呈现”的活动学习有着不可替代的价值:一是知识价值。学生在活动中建构概念和原理,应用知识,知识活了起来。二是方法价值。学生深刻体验发现问题、提出假设、解决问题的探究过程,以及掌握控制变量等方法。三是情感价值。能激发师生对化学的兴趣,增进师生、生生之间创新思维的深度碰撞,形成学习共同体。围绕学科开发实践活动,能实现“手—脑—心”统合的学习,加深师生的课程履历,创造自己的课程故事。
我认为开展化学实践活动应遵循五项原则:1.目标导向原则。2.联系实际原则。联系学生、学校、教师的实际情况,降低活动难度,不要过多加重学生负担。设计实验、制作、表达等分工时,可基于多元智能理论,发挥和强化学生智能的强项。3.自主性原则。学生参与的积极性很重要。如果学生自主提出研究选题就更好。4.合作性原则。差异就是学习资源。合作中学生之间差异共享,让学生带动学生。5.指导性原则。实践活动是基于资源的学习。教师的身份从权威的传授者,转变为指导者、倾听者、支持者。
实践活动能够点亮化学课堂,但活动需花费时间、调动资源、组织指导,因此,教师、管理者、家长、学生观念的转变以及高考改革、教师评价改革尤为重要。后期我们计划开展被石墨厂污染的水硬度的测定、化学史研究、自制润唇膏、自制口红等活动,让化学教育更加理想。
参考文献:
马明宇. 美国科学教育发展的新阶段——作为实践的科学[J]. 外国教育研究,2012,(7):35-42.