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【关键词】高中化学 基于设计的学习 教学策略
【中图分类号】G 【文献标识码】A
【文章编号】0450-9889(2015)12B-0057-03
一、问题的提出
化学是一门以实验为基础的科学,这意味着化学知识来源于实验设计、实施、观察与推理;化学又是一门实用的富有创造性的科学,人类的生命、生长、生计、生活、生产都离不开化学。人类依存的自然世界和人工制品世界说到底是化学物质,而化学知识是促进这两个世界协同发展的重要基础。基于这样的认识,近10近来的化学基础教育课程与教学改革着眼于让学生在真实的现象、事实和问题情境中学习化学,并运用化学知识解决实际问题,即实验问题与生产实际问题相结合,实验室与社会实践相结合。要使学生具备这种能力和素养,一种有效的教学方法就是让学生在“做中学”,即在参与各类化学设计中学习。
这种思想不仅体现在课程标准对日常教学的要求上,而且还体现在各类考试命题的导向之中。例如,2015年高考化学试题全国2卷第28,36,38题,均为基于实验与工业设计的问题探析,广西考生的考试数据如下:
第28题为必考题,考查二氧化氯(ClO2)生产工艺流程及实验室检验方法。平均分3.7033,难度0.2469,标准差2.8711,区分度0.3271。
第36题为《化学与技术》选考题,考查用异丙苯氧化法生产苯酚和丙酮的工艺流程。选答的考生人数为24570,占考生总数的16%。平均分5.7914,难度0.3861,标准差2.8292,区分度0.2554。
第38题为《有机化学基础》选考题,考查聚戊二酸丙二醇酯(PPG)合成路线的相关分析。选答的考生人数为53071,占考生总数的35%。平均分3.8896,难度0.2593,标准差3.1016,区分度0.3255。
从考试数据可看出:(1)学生在实验与工业相结合的问题情境中,运用化学知识解决问题的能力总体偏弱;(2)选考《化学与技术》的考生得分率高,而且这些考生往往来自二、三类普通学校,这表明基于化学工业设计、化学实验室设计的化学学习,其难度并不是高不可攀,关键在于我们是否集中精力,聚焦于基于化学设计的学习。(3)有机化学合成路线解析是传统意义上的难题,原因之一是学生亲历实验与工艺设计的经验基础比较薄弱。
再从现行的中学化学课程来看,课程所安排的化学实验,多是演示实验和验证实验,极少有创新实验,更没有设计实验,学生没有接受创新与设计的学习、训练的机会,没有经历创新与设计的实践体验,这是学生解决此类问题能力缺失的重要原因。
基于上述理论与事实,笔者认为,在化学教学实践中,应当重视基于设计学习的教学实践,探寻相应的教学策略,提升学生解决实验与工业生产相结合的情境中的问题的能力。
二、设计学习的理论基础
基于设计的学习(design-based learning,以下简称设计学习),最早由美国加州州立理工大学多林・尼尔森(Doreen Nelson)教授提出。设计学习是学生为解决问题而设计产品和方案的过程,在这个过程中学生主动学习学科内容、分析问题、建立标准、探索问题、最终创造性地解决问题。设计学习能够较好地促使学生把学习和现实生活联系起来,从而获得直接的经验和知识。用自己的亲身体验来掌握科学和社会知识,并从中体会到学习的乐趣和重要性,与他人一起分享自己的知识、学习经历及对生活的感悟。学生创作作品的过程不仅是他们建构自己知识的过程和解决问题的过程,而且也是学生将多门学科知识进行整合的过程,是培养学生的设计能力、合作能力、问题解决能力以及创新能力的过程。通过设计学习,学生学会在设计中进行学习,学会全面思维,学会依据设计作品表达自己的思想,最终优化课堂教学结构,提高学习效率,优化教学效果。
J.L.Kolodner等人构建了“基于设计的学习循环模型”(如图1所示),为教学设计与实施者提供了有实际意义的实践路径:
图1 基于设计的学习循环模型
在该模型中,“需要做……”是工作目标,指向即将开发的设计作品;“需要知道……”是新知学习,指向已有知识的回顾、新知识的理解与内化,以及新技能、新方法、新经验的获得。设计作品的开发过程是一个“设计―展示―解释―反思―再设计……”的螺旋式的进步过程。新知学习的过程是阅读、调查、观察、实验、验证假设、形成确定性结论等过程,这是一个自主的、探究的学习过程。这一模型体现“知做合一,知行并进,知做耦合”的教育思想,在同一教学中,既让学生的实践能力得到提升,又让学生体会到所学知识的实用价值。
例如,在“化学变化”概念教学中,通过交流与讨论,学生基本认同化学变化就是我们日常所说的“变质”“变味”“蜕变”等现象,并确立了判断化学变化的标准是“看看是否有新的物质生成”。因此,接下来的学习任务应进入基于设计的学习:设计实验说明以下过程是否发生了化学变化――醋中加糖、醋中加草木灰、醋加氢氧化钠、醋中加盐。在设计学习中,学生对化学变化的本质更为深入地了解,还查阅相关知识,找到可以判断物质变化的“指示剂”,同时也感受到化学的实证思想、化学实验设计的趣味性和挑战性。
三、基于设计的化学教学策略
(一)明确导向
每堂课都有需要完成的教学任务,因此就有与之相应要达成的教学目标,因此能有效完成课堂教学目标是课堂的基本要求。基于设计的化学学习,固然要在一定程度上尊重学生的自主性,设计一定的任务让学生亲身参与,从而促进化学知识在生活实践中的应用。但过于宽泛、杂乱的“设计任务”使学生的实际操作存在一定的不可预测性,结果使得教师变成“无头苍蝇”,教学偏离预设目标,最终失去设计学习的意义。因此设计学习的“设计”应具有导向性,这就要求教师在备课时需查阅有关的化学实验、化学实践资料,确立与知识目标相匹配的“设计任务”。如学习HClO的漂白性时,可以让学生设计探究HClO加入紫色石蕊试液的实验,让学生通过观察实验产生的现象来理解和掌握相关知识。如果仅仅是为了观察现象,那么在设计时将Cl2通入紫色石蕊试液,也能得到明显的效果,但很多同学会产生疑问,到底是Cl2还是HClO具有漂泊作用。这样就会使得整个课堂的负荷增加,教学主题也由探究HClO转变为探究Cl2。最终因为设计任务导向不够明确,不能及时完成教学任务。在设计学习中,教师要对整个教学任务有宏观把控,对课堂活动要有一定的经验性的预测,并在此基础上平衡学生的主体性和教师的主导性,提升“设计任务”的导向作用和针对性,从而提高教学效率。
(二)系统规划
教学实践虽然具有灵活多变的特点,但每节课都是相对完整的体系,有着明确的教学目标、教学方法、教学活动等,因此设计学习也要与之相吻合,而不是简单地将一个或者几个设计任务生硬拼接。与之相反,教师要在整合学生特点、教学任务、教学情境等因素的基础上进行系统规划,使得整个设计学习成为有机统一的整体并更好地服务于化学教学。在系统的设计任务驱动下,学生积极参与,从而获得全面发展。在化学教学中具体体现为由单一设计、局部设计到整体设计。如实验装置设计,应充分考虑反应、收集、尾气处理等细节,强调学生对化学知识的宏观把握;由简单设计到复杂设计,如溶液中离子检验,通过缜密的论证、推敲,设计严谨的检验步骤,促进学生更高的思维能力发展;由模仿设计到独创设计,如从实验装置的改进过渡到实验方法的改进,培养学生的创新能力;由课内设计到课外设计,如用化学知识解决生活实际中的问题,提升学生对化学知识的应用能力;由必修课渗透到选修课,如从化学理论延伸到化学史的发展,拓宽学生的学科知识视野。要想做好这些系统性的规划,教师应在课前调查学生兴趣、知识水平等,并根据调查结果分析并找出学生亟待解决的问题,进而有针对性地设计任务,让学生参与,在参与中再设计。
(三)营造文化
各类设计探究活动,其目的是让学生参与并有所提高,而不是为了设计而设计,否则将导致结果只保留了空壳和形式,失去真正意义。因此设计要在科学的框架下,不断丰富,鼓励学生积极广泛参与,形成一种学生喜闻乐见的教学形式,才能获得预期效果,实现设计学习的目的。要让学生积极参与,对于中学生而言,最重要的是兴趣,因此课堂教学要营造设计文化氛围。具体可以从两方面着手,一方面,教师在教学过程中尽量设置科学合理的设计任务,让学生积极参与,并定期给学生留下探究问题,让其用所学知识设计解决方案。在这样长期的训练中,学生逐渐适应,设计能力有所提升,从而获得更多的兴趣和信心。另一方面,为了强化学生的化学设计学习能力,学校可以设置化学知识设计大赛等活动,加强设计成果展示交流活动的组织,以竞赛的强度和力度促进学生发展。在举行竞赛活动时,班级通过黑板报、海报等形式积极宣传,教师在课堂鼓励学生将自己的设计作品投稿参赛,形成竞赛氛围。特别是基础较差的学生,要消除他们内心的怯怵与不自信感,提倡小组合作,通过互帮互助、互补互促、以强带弱,让基础较差的学生有勇气参与。通过教师潜移默化的影响和化学设计竞赛活动的强化,可有效营造设计学习文化,让学生在富有趣味性、挑战性和创造性的设计活动中主动学习,有所收获并增强自信心。
(四)检测反馈
任何实践活动,只有及时反馈并总结活动取得的成效和不足,才能便于后面有针对性地改正、提高,才能更有效地突显活动的成效。化学设计作为化学知识的实践应用活动,同样需要及时有效地反馈。如何反馈?可以通过当面谈话、问卷调查等获取反馈信息。面对数量大、情况复杂的中学生而言,最直接可行的方法就是进行检测。具体方法是教师将学生设计作品转化为能力测试题,让学生重新回顾自己的设计作品。例如化学实验装置设计,原理是否科学、药品使用是否恰当、操作步骤是否可行和实验过程是否安全等。让学生进行自我检查以发现新的问题,然后总结改进,使自己的化学知识有一个新的飞跃;或者将师生设计过程中遇到的问题转化为测试题,利用生成性资源,有效调动学生兴趣,在发现问题―解决问题―发现新问题―再解决问题的循环中螺旋上升;或者邀请经验丰富的教师、专家、技术工人构建开放设计实验能力测试活动,通过多元、开发的测试,及时掌握各个层次学生的学习状况。(下转第66页)(上接第58页)通过多种渠道检测以后,教师应针对反馈信息及时汇总、整理、总结,从而调整教学重点、进度、深度等,并根据反馈结果设置有针对性的设计任务。这样也就能便于有计划、有针对性地安排下一次的设计学习任务,为随后的检测、指导提供依据,从而提升设计学习的价值。
在设计中学习化学,事实上已经在中学化学教学实践中普遍存在并频繁使用,但我们却较少对之进行理论研究和经验提炼。设计学习涉及的主要内容为化学实验与工业设计。本文所举例子主要为实验设计,而工业设计主要为工业模型设计。除此之外,还涉及其他领域的设计,如化学学习进程设计(学习计划)、化学调查研究设计等。在后续研究中,我们将进一步实施案例研究和准实验研究,探寻有利于提高学生化学学习成效的教学法。
【参考文献】
[1]R・布里斯罗(美).化学的昨天、今天和明天:一门中心的、实用的和创造性的科学[M].北京:科学出版社,1998.
[2]Seel.N,Dijkstra.S.Curriculum,Plans,and Processes in Instructional Design:Inernational Perspectivers.Lawrence Erlbaum Associates,Inc.,Publishers.2004
现代教育技术的发展尤其是计算机技术的发展是影响科学教育改革的重要因素之一,通过研究计算机信息网络环境和传统的化学课堂教学模式,将促进现代信息技术和化学学科进行整合,构建出适应学生身心特征和时代特征的教学模式。使得课堂教学更加直观、生动,课堂教学容量增大、教学效果大大提高,学生学习的主体地位、主观能动性、学习视野、思维的开拓得到充分发挥,为初中化学老师提供优质的、丰富多彩的教学参考资料,为学生提供有利于智力发展的各种各样的学习资料。这是初中化学教学研究的一个重要方法。在此我谈以下几点认识:
一、信息技术与化学课堂教学整合的措施
对于课程整合,应该把它分成两个层面。一是技术层面。表现为数字化、媒体化、智能化、网络化。在信息化社会,数字化通讯将成为主流,各种各样的通讯媒体将更加支持这种整合;媒体化主要在于媒体技术的成熟,媒体技术之间的无缝链接;智能化是最重要的,它不但使整合的课程内容更加具有人性化,更重要的是能满足每个学生的个性学习需要,使每个人都能在智能化学习的环境中制定适合自己的学习内容、学习计划以及学习进度等等;网络化则更加表现在让每一个学生都能获得全球最丰富最精彩的学习资源,都能方便快捷而有效地进行着高效率的学习行为,使得合作交流成为一种全球化的趋势。
二是课程层面。整合后的课程主要表现在教材电子化(多媒体教材、网络教材)、知识体系化(形式多样化、学习动态化)、资源广泛化(分布式网络提供各式各样的学习资源,资源无处不在无时不有)、学习自主化(更多是以小组学习为主,合作与协作将做到优势互补的学习,独立学习将得到加强)、人力资源网际化(在网上所有人都将成为学习者和教育者,知识是在活动和互动中获得,师生角色可以交换)等方面。
1.创设情境,启迪思维,使课堂教学理论与实际联系
化学是一门密切联系实际的基础性实验学科,学习化学离不开化工生产过程,利用多媒体教学可以模拟化工生产过程、工业流程,如水的净化、炼铁、炼钢、煤加工、石油的分馏等;也可以根据工业生产实际模拟实物及反应器中的反应现象,可以播放实际生产过程的影片,使学生感受到贴近生活,犹如身临其境,激发学生的学习兴趣。
2.以“学生为中心的化学网络课堂教学模式”的建构
(1)模式建构的理论基础
建构主义学习理论认为,知识不是被动地接受而是由认识主体积极地建构,认识的功能是适应外部世界而不是发现客观事实。在教学上,它强调学生的主动性,重视学生的已有知识对学习的影响,提倡学生之间、师生之间的交流和对话。学科教学中尽量让学生有时间和有机会表达自己的见解,提出自己的观点,通过讨论、争辩形成统一的认识。在吸收建构主义学习理论,充分考虑网络资源与化学教学相整合的基础上,提出“以学生为中心的网络课堂教学模式”。从而突出学生的主体性,让学生在对知识的建构中完成综合能力的提升。
(2)“以学生为中心的化学网络课堂教学模式”的教学流程
“以学生为中心的化学网络课堂教学模式”的教学流程可表述为“创设情景―提出课题―自主探究―网上协作―课题小结―网上测试―课堂延伸”七个环节。其教学流程如图所示:
3.把微观粒子变成宏观图示来表达,变抽象为形象
在化学中,有许多抽象知识,如分子、原子、离子、物质的溶解等等,它们是中学化学教学中的重点,也是教学中的难点,由于分子和原子等看不见,摸不着,学生没有一个具体的感官形象,仅靠教师讲述,学生难以理解,若将这一类抽象知识形象化、直观化,既可大大降低其难度,又可引起学生的好奇心和浓厚兴趣,从而提高学生对感性材料的认识,简化其由感性认识上升到理性认识的中间环节,建立科学的理念,而多媒体在这一方面则可收到意想不到的效果。如在学习研究离子化合物NaCl的形成时,用计算机模拟出钠原子和氯原子(含最外层电子),然后利用动画使钠原子最外层的一个电子转移到氯原子的最外层电子层上,同时,钠原子失去了一个电子成为了钠离子,并伴随着电子层由三层变为两层,氯原子在得到了一个电子后成为氯离子,最外层电子数由七个增至八个,形成的钠离子和氯离子相互作用,形成了离子化合物――NaCl。这一过程既能形象地描述钠离子和氯离子的形成过程,又能让学生明白阴阳离子相互作用就形成了离子化合物。
4.模拟各种化学实验,突破重点,化解难点
许多化学实验具有一定的危险性,如果操作不当,就有可能发生意外事故。如:①向燃着的酒精灯里添加酒精;②用高锰酸钾制氧气,用排水法收集氧气时,先移开酒精灯,后才将导气管移出水槽;③点燃没有经过验纯的氢气;④稀释浓硫酸时,将水往浓硫酸里倒等等。这些操作都具有一定的危险性,有的甚至会造成严重后果,若能将这些违规操作过程及产生的严重后果通过多媒体计算机动画模拟给学生看,可让学生对这些违规操作及危害形成深刻的印象,使他们彻底改正这些违规操作行为。因此,化学实验中一些错误操作,只能靠教师讲其错误的原因,以及错误操作可能带来的危害,却不能用实际操作实验证明,否则会造成危险。而利用多媒体,这种问题就迎刃而解,用计算机动画模拟这些错误操作,它可将步骤分解,放慢动作,不仅把错误的原因演示清楚,而且可以喧染气氛,学生看后印象深刻,加深对错误原因的理解。
二、信息技术与化学课堂教学整合中应避免的误区
由于信息技术中很多课件它的灵活性和交互性都比较差,有着不可避免的局限性,如果盲目应用,必然会走进误区。如有的教师完全抛弃了黑板和粉笔,叙述也被大段的文字课件代替,整屏整屏地展示课堂内容,让学生目不暇接,无法消化吸收,更谈不上思考,一节课基本上变成了操作计算机,导致课堂上没有活泼生动的气氛,更没有师生间的良性互动。这样就把教师生动的课堂活动――语言、动作、演示等都变成课件上冷冰冰的文字,就显得苍白无力,起不到现代教育技术应有的作用,甚至适得其反。因此,用信息技术完全取代传统教育手段并不是可取的好方法,应当根据教育内容的实际将二者有机地结合起来。
要恰当地在教学中运用信息技术,我认为要把握以下两点:
1.屏幕不能完全取代板书
信息技术运用于教学的目的是通过计算机和网络,把各种媒体信息加以整合,展现给学生生动形象、富于启发、促进思维的画面。但这决不意味着传统板书被淘汰的时代的到来,绝对不能利用媒体上课就是怕写太多的板书,过分依赖多媒体,没有多媒体就无法上课或无法把课上得踏实,相反,传统板书的某些作用是屏幕无法替代的。
2.用模拟实验替代全部的科学实验
利用现代信息技术和网络资源,可以把学科教学中的实验过程以虚拟的方式展现在课堂中。通过这一方式,我们可以把一些难于观察的、抽象的、微观的、危险的化学过程模拟出来,从而使抽象问题具体化、复杂问题简单化,避免了许多烦琐的讲解过程。然而,任何一门自然科学,都是以实验为基础的,无论信息技术发展到何等程度,都无法取代实验在自然科学教学中的基础地位。这其中的许多现象,如放热、吸热等是课件难以真实描述的,这就影响了学生的分析、探究。何况,计算机模拟完全是按照老师的意志、知识水平进行设计、制作的,这种实验的结果是一种理想状态下的结果。但现实中的许多外因都会对实验的现象与结果产生影响,从而使实验产生异常现象,这种异常现象的出现,是提高学生探究能力,增强学生科学品质的极好契机。同时,课堂教学的演示实验,学生可以参与其中,在保证安全的前提下还可以由学生亲手完成整个实验的过程,不仅可以增强学生的动手能力,而且可以使学生体验科学探索的途径,分享成功的喜悦。所以不能用模拟实验替代全部的科学实验。
因此信息技术应用于优化初中化学教学中,只能做为教学手段优化的一种,不能一味追求全过程化。
三、信息技术与初中化学教学整合的展望
对于这一新生事物,我们不能盲目接受,也不能一味排斥,而应根据教学的实际需要,使现代信息技术在课堂教学中有着巨大的优势,不但保证学生能够对科学概念和技术进行探索和创新活动,也孕育和发展学生之间合作学习的方式,教师由传统的管理者和解释者的地位转变为技术助理、合作者、和帮助者,并且他们的教学责任也因之发生变动。学生也由原来被动的接受者转变为主动的探究者和积极的合作者,顺应了现代教育改革发展的方向,使学生真正获得了智慧,而不仅仅是知识。
因此,在实际的教学过程中,每位化学教师就应根据自身的特点、学生的特点和教学内容的不同,对课堂教学模式进行不断的调整和完善,弥补现代信息技术的不足,随着教师本身素质的不断提高就会在实践中将现代信息技术与中学化学教学恰如其分地整合,使得化学教学进行得更加完善,使得我们传统的化学教育思想与教学模式得以改变,这将成为21世纪学校初中化学教育教学的主要方法。化学教学也将插上腾飞的翅膀,得到长足的发展,现代信息技术也能发挥出最大的教育教学职能作用。
参考文献:
[1]刘杰、李正滋主编《研究性学习解读与实施》 中国人事出版社
[2]傅道春主编《新课程中教师行为的变化》 首都师范大学出版社
摘 要:本文从化学分析中级工技能教学中死记硬背实验步骤、过度追求速成等现状出发,提出并尝试在化学分析中级工技能教学中实施细节教学,以此进一步提升学生的操作技能水平,培养学生严谨细致的工作态度,为以后实习就业打下良好基础。
关键词 :化学分析中级工 技能教学 细节教学
化学分析中级工考试作为职高化工专业学生基本技能水平的考试,是检验师生教学水平的标准之一。从以往考试情况来看,学生通过率高,但是高分少,这与技能教学中死记硬背理论知识、训练时不注重细节、操作动作不规范娴熟、数据处理马马虎虎、遇到问题不认真思考只记实验步骤等问题的存在是密不可分的。并且由此导致学生毕业离开学校后,在从事化工产品检测、三废检测等工作岗位实际操作中,工作态度不够严谨细致,无法成为合格乃至优秀的化工分析操作人员。
有鉴于此,笔者尝试在化学分析中级工技能教学中实施细节教学,让学生掌握扎实的相关基本概念等理论知识,正确识别各类分析仪器设备和药品,同时掌握它们的用途和正确使用方法,又能学会分析方法的原理,数据结果处理和操作技能。在技能教学中实施细节教学,尤其在提高技能层次上显得更为重要。在练习训练的各个环节,教师和学生在细节上下工夫,不做“蜻蜓点水”式的技能练习训练,把技能训练教学落在细处。只有这样,学生才能不但学会正确的操作技能和步骤,而且能在知识理论和操作技能细节上精益求精,从而提升专业技能水平和全面素质,也为学生社会实践、实习和工作打下严谨细致的工作态度的基础。
一、在学生学习理论知识环节中实施细节教学
化学分析中级工技能训练包含了很多概念、规则、原理,如滴定分析法的基本概念、等物质的量反应等规则、金属指示剂作用原理等等。教师要把这些抽象的知识理论具体化,再把具体化的知识落到细节处,从而实现在学生学习理论知识环节上实施细节教学。
配位滴定法中的金属指示剂的作用原理是化学分析中级工技能考试的相关内容之一。如果像以往一样,在训练中让学生死记硬背:铬黑T一开始是酒红色,到了纯蓝色,就是滴定终点,就基本可以结束操作了,这样可能也会通过技能考试。可是在以后学习或工作中碰到其他的金属指示剂时,因为不知道它的作用原理,实验将无法进行。所以教师需要把金属指示剂的作用原理知识进行细节处理,把金属指示剂的作用原理分成稳定性、配位剂、游离态等知识,一个个详细地教会学生。在等物质的量反应规则的理论教学时,教师实施细节教学,细致到让学生知道用EDTA标准溶液物质的量与待测溶液物质的量相等来理解公式,而不是把公式给学生,让学生带入实验数据蒙混过关。学生只有真正地理解和掌握等物质的量反应规则,才能正确分析实验结果偏高或偏低的原因等实际问题,才能在以后做其他实验时得心应手。
在教学中对金属指示剂这部分内容时,笔者用电脑动态PPT演示金属指示剂颜色变化的原理,是稳定性强的配位剂可以夺取稳定性弱的配合物中的金属离子,从而置换出配位剂,使溶液的颜色发生改变。之后,笔者再用细节教学把理论细化到稳定性、配位剂、游离态等知识,宁肯多用几节课,也要把每个知识细节讲深讲透,让学生更好地掌握金属指示剂的作用原理。
教师对理论知识内容学习环节中实施细节教学,应在整个化学分析中级工知识教学中贯穿始终,使学生关于化学分析中级工的知识,储备到每一条,每一点,每一个细节,为观察细节,动脑分析细节,动手操作细节,提升细节打下知识基础。
二、在学生观察模仿环节中实施细节教学
在教学中,教师要对学生强调技能训练时注重细节的重要性,就要在平时的教学中注重细节,潜移默化。教师的榜样和主导力量是不可忽视的。教师在训练具体操作技能时,宜采用示范的方法,让全班学生观察教师技能操作时的细节。教师可以一边示范一边讲解操作动作的细节部分,让学生更好掌握,也可以请几名学生上台操作,让其他的学生评价操作学生的细节得分。教师同时要营造良好的注重细节的氛围,可通过多赞许在技能操作中注重细节的上进学生,来达到营造氛围的目的,同时着力培养有注重细节潜力的学生,以点带面。教师在实验台上把仪器从高到低的摆放,把仪器和药品分开放置,对水龙头的关闭程序等,都是在做榜样。
一般情况下,实验操作时间较长,不适合学生上台操作展示,教师可以只选取一个小技能让学生操作展示。选出3名学生只对样品的转移这一小技能进行操作展示,其他学生拿着细节评分表进行评分。笔者把样品的转移共赋5分,操作分成几个细节,各赋分值,即烧杯口靠在玻璃棒上1分,玻璃棒下端碰容量瓶内壁1分,玻璃棒居中1分,转移快结束时玻璃棒的上拉动作1分,全部溶液转移没有滴落流出1分。在滴定管读数这一小技能上,共赋值4分,由滴定管垂直1分,两指捏滴定管无刻度处1分,眼睛视线与液面最低处相切1分,正确读出数据正确书写1分组成,由参评学生拿着技能细节赋分表格进行打分。这样,不管是台上的学生,还是台下的学生,都对细节更加注重。与此同时,多赞扬注重细节展示的学生和评分学生,这样操作粗糙的学生也会有压力,从而达到营造注重细节的氛围的目的。
大多数情况下在化学分析中级工技能训练中,一个教师要面对一整班的学生明显感到力不从心,可以让一些操作细节学得快学得好的学生作为小老师,带领4名左右的学生组成一组一起训练,让其他学生观察这位小老师的操作技能细节。训练教学一般2~3周以后,学生的操作中的主要动作、流程应该基本掌握了,但细节上的娴熟优美准确还有差距。这时可以通过同伴示范,引导其他学生寻找差异,发现自己的不足,推动自己进一步关注操作技能细节。这也是在学生观察模仿环节中实施细节教学的另一个方法。
三、在学生动手操作环节中实施细节教学
一个完整的化学分析中级工技能训练和考试,共三个小时,其中两个半小时的时间是动手操作。这些动手操作技能要求学生正确规范,熟练流畅,注重细节。化学分析中级工的基础操作包括滴定管的使用操作、容量瓶的使用操作、玻璃容量仪器的校准以及玻璃仪器的洗涤、转移、溶解、滴定操作等等,虽然基本动作容易学会,但熟练准确优美的要求就不一定能到达。
滴定速度的控制,要求连续逐滴加入,以及半滴的加入,这都需要细致入微的手部动作才能完成。左手的力度过小,逐滴就有可能变成滴与滴之间相隔时间太长;左手力度过大,又有可能变成水龙头连续流水状态,只有下面这样的细节才能做到逐滴连续加入,即左手小指和无名指向手心弯曲,拇指与食指及中指握住活塞,转动活塞,不要往外拉时才逐滴连续加入。教师在操作时,应该一个个小细节讲解示范,甚至教师可以手握着学生的手,一步步纠正改进,进行细节教学。
吸耳球与移液管的配套使用时也要注意细节。它是由很多小细节组成的,这个细节做不好,可能下一个细节操作就会出问题。并不是移液管只要插入液面以下,就不会有气泡产生,如果手抖也可能使吸耳球与移液管没有压紧密封,紧接着就会出现气泡。如果手抖,还有可能出现移液管尖端离开液面,把空气吸入移液管,造成气泡,从而减小了移液体积,最终影响结果数据。这里需要用左手持洗耳球,排去其中气体,再用右手持移液管插入待移的溶液中,用洗耳球吸取溶液在刻度线以上,调到刻度线后转移溶液。
在教学过程中,常常碰到这样的学生,认为操作技能流程和动作基本会了就可以,不在意某些小细节也没什么关系,教师提醒了学生,学生反而觉得老师啰唆。其实在训练中教师发现学生的某些操作细节不到位时,不提醒,等到误差很大的结果出现时,再和学生分析是由于动手操作的细节不对造成的,学生就能更注重动手操作的细节了。在动手操作技能的教学中,教师要反复强调操作细节,学生在动手操作的过程中只有感知操作细节的重要性,才能主动自觉的完成操作技能细节,去掉习惯的多余动作,不断改善操作动作,从而促进技能的进一步完善。
四、在学生动脑分析环节中实施细节教学
化学分析中级工的学习是学生由书本上的理论知识运用到实际应用当中的过程。在这个过程中,常常会出现这样那样细节上的小问题,这些问题看似“小”,其实“大”,往往蕴含着理论知识和操作技能上的大问题。在学生动脑分析环节上实施细节教学,就是让学生重视细节上的小问题,动脑进行分析,推理、对照、类比,归纳和演绎,得出正确的判断和结论,重新操作实验,才能取得良好的训练效果。同时,这些小问题大道理也是注重细节很有力的证明,让学生更加喜欢注重细节,主动在细节上动脑。
学生做完实验后,发现实验结果数据偏差很大,就会思考哪里出了问题。这时,学生可能会想到简单的原因,比如是由于在滴定管读数时,出现了俯视,使数据变大,也就是消耗的EDTA体积变大,那么最后的数据变大。职高化工专业的学生能这样动脑一步步分析,推理已经很不容易,教师在肯定的同时,也要趁热打铁再提醒学生,在其他的操作细节上多动脑。可以引导提醒在溶解过程时,用盐酸溶解碳酸钙时,因表面皿没有挡牢,和烧杯之间缝隙较大,有碳酸钙随盐酸飞溅出,损失掉,造成结果数据偏大。或者滴定时,学生急躁不认真,手势不对,手力过大,造成EDTA滴定速度过快,致使到达滴定终点,手还没有马上停止滴定,消耗EDTA的体积过大造成了结果数据偏大。或者在转移溶液时,移液管里的溶液过多造成消耗EDTA溶液过多所致。学生在这样多个细节上动脑分析,就会更好地解决出现的问题,从而完成技能训练。
在教学过程中,学生的某些操作错误,会导致实验结果误差大,甚至不能通过技能考试。教师可利用这些小的错误误差,和学生仔细琢磨推敲,运用理论知识多角度多方面的分析,让学生动脑用理论知识分析技能上的欠缺,使技能更精湛,这也是动脑分析环节中实施细节教学的效果。
五、在学生技能精练提升环节中实施细节教学
有些学生操作稳定性不好,准确性不高,不拘小节,技能粗糙,这是学生细节不到位的结果。教师要帮他们克服不规范的细节动作,甚至可以手把手的教学。化学分析中级工要求学生的操作动作连贯、流畅、高度协调并去掉多余的习惯动作,教师可以在刚一开始技能教学时就能严格要求学生按操作规范去操作。教师也可把动作的关键特征,动作的结构编成顺口溜,让学生记住要领,通过巡视和个别辅导的方式来解决关键动作的细节要领,进一步提升技能本领。
在滴定管读数这一教学过程中,发现学生只知道滴定管垂直才能准确读数,可是却不能仅达到这样的水平,即读数时要等待滴定完毕后1至2分钟让管壁溶液流下后再读数。教师可以让学生在2分钟前读一次数,2分钟后再读一次数,让学生去发现其中的问题,从而使滴定管读数技能提高到一个新的层次,并且让学生进一步提炼出每次滴定读数都要从“0”刻度开始,以防因刻度不准带来误差。学生在滴定管洗涤试漏过程中,常出现不试漏的现象,原因是学生认为这个滴定管是自己专用、常用的,漏不漏自己心里清楚,不用麻烦。这时教师要和学生一起分析,经过长时间的使用会出现松动的现象导致漏液,因此每次使用滴定管之前都要试漏。同样学生也可以想到容量瓶的试漏问题,学会举一反三,使相关技能得到进一步提升。
这样的精练提升需要细节教学,从课前准备,到观察课堂中的情况,到课后的由浅入深,由简到难的分析应用,把理论知识运用到新的高度,把技能操作练到日臻完善的程度。学生在以后的操作、应用、实践中就可以自己探索提升。
总之,在化学分析中级工技能教学中实施细节教学,可以促使学生将教材知识运用到实际应用中,通过分析、推理、对照、类比、归纳和演绎,得出正确的判断和结论,深刻理解教材知识,最终解决每一个操作技能细节的实际问题。化学分析中级工技能教学中的细节教学也可以引导学生专心操作、仔细观察,培养严谨细致的科学态度。化学分析中级工技能教学中的细节教学还可以让学生在实践中积极思考,在思考中提升技能水平,发展并提升岗位能力。
参考文献:
[1]曾鸽鸣.化验员必备知识与技能[M].北京:化学工业出版社, 2011.
[2]袁祖社,高长梅.学习能力培养全书[M].北京:中国物资出版社,2005.
一、紧扣教学大纲,设计合理的教学过程
1.突出绪论部分的介绍,使学生对无机化学有一个大概的认识。在介绍无机化学研究对象与任务的基础上,重点介绍各章节的主要内容:四大平衡、两大结构、元素化学。其中四大平衡(电离平衡、沉淀溶解平衡、氧化还原平衡、配合平衡)占主要部分;两大结构即原子结构与周期系、分子结构;元素化学即s区、p区、d区、ds区元素、f区元素等。各章节间循序渐进,是一个有机联系的整体,通过这样的介绍使学生听后思路清晰,印象深刻,从而明确学习无机化学的目的,掌握学习方法。授课前先介绍每章节的主要内容、基本要求及授课思路,让学生有个完整的整体轮廓印象。
2.教学大纲要灵活运用。一方面应符合大纲的要求,以保证课程的基本规格和教学质量,另一方面又要在深入钻研大纲的基础上,结合学生的实际水平,以课程教学的基本要求为依据,灵活地掌握。
3.灵活组织教材顺序,合理安排课时。教学过程中,在紧扣教学大纲,围绕教学目标的同时,根据学生的具体情况,还可调整教材内容次序。教师设计教学过程时应注意与中学教材的衔接,鉴于大学和中学某些教学内容相同,只是深度和广度有所不同而已。而且无机化学大纲经过修订,课时都有所减少,因而要在规定学时内完成一门课程并使学生完全接受和掌握,教师必须妥善处理与中学的相衔接的内容,可以以提问的方式了解学生对这部分知识的掌握情况,然后概括总结加以引用,不必详细解释。
二、探索灵活多样的教学方法,培养学生综合能力
1.无机化学原理部分概念、公式的处理。针对这部分多而复杂的特点,在授课时可以采用启发式教学方法,如提问式出示材料,先有计划地向学生引入教学的内容,然后有步骤地向学生提供诱发、引导性的线索(有关的知识或相关的经验),运用科学方法对化学现象加以分析,使学生的认识由感性上升到理性,最后则引导学生得出有关的概念、公式或原理,并且教师加以总结和完善并及时设置不同的练习加以巩固。
2.采取精讲、当堂达标测试方法。课堂讲授内容有主有次,主要解决教材的重点难点。如无机化学计算重点在于四大平衡的计算,针对学生平时作业时习惯于看书后的答案,不熟悉解题过程,导致考试时一些学生对于计算题部分总是似懂非懂,无从下手,或随知道方法但不能保证解题完全正确。因而在课堂中要让学生明确目标:牢记四大平衡的有关公式、现学现用。可选针对性、综合性强的题目进行当堂测试。解题时强调独立完成,先分析后做题,然后要归纳总结此类习题的解题方法和步骤,达到触类旁通的效果。针对学生的薄弱环节,教师做必要的补充和总结。这样既活跃了课堂气氛,又培养了学生分析和解决问题的能力。
3.理论和实际相联系,增强学生学习的积极性。在无机化学的教学中,不仅要讲清楚基本概念与原理的内涵,还应联系它们的实际应用情况,如合成氨工业的工艺条件,就是化学反应速率与化学平衡原理的综合应用,可以让学生利用所学知识结合生产实例进行分析。学生就不会觉得所学内容空洞抽象了。
三、扩大知识面,锻炼学生获取知识的能力
在无机化学的教学过程中,要求学生们自学或选修文献检索课,学习利用检索工具查阅有关化学文献的方法步骤,动员学生去图书馆查阅。这样,学生除从课本上和课堂上学到知识外,还可以掌握利用文献资料,了解学科的前沿和发展动态。为扩大学生的知识面,找到一条获取知识、解决问题的途径,为将来的教学科研工作打下良好的基础。同时也促进学生热爱专业、热爱科学、活跃思维扩大知识面的作用。
课堂教学不是大学教学的惟一形式,自学是在教师的指导下进行,“丢”给学生自学的内容,还必须要辅助一定的检查手段,如作业、课堂提问、课堂练习等,并言明自学内容也纳入考试范围等,督促学生自学到位,而不是教师“丢”而不管,学生自而不学。通过这种“丢”适当的内容让学生自学,避免了课堂讲授内容重复化,学生听课疲劳化,使学生的思维随时处于准备接受新知识或探索新问题、解决新问题的状态,提高了教学效果。同时能激发学生的求知欲,培养学生进行研究性学习的能力。
利用课余时间,开展综合实践活动。让学生运用集体的力量,通过调查研究,亲自发现问题、分析问题,最终解决问题,使学生既能学到新知识,又能了解知识的发展过程,掌握学习的策略和方法,养成科学精神和科学态度,提高利用化学知识分析和解决化学问题的能力。如针对学生现有的知识设计了“餐具洗涤剂去油力和对豆类植物生长影响的比较”实践活动。
四、对学生评价方法多元化
用单一的笔试方式作为教学的唯一评价方式,显然是有失偏颇的,对学生也是不公平的,教学评价应该走向多角度和多维度全面客观地评价。加重平时成绩的比重。平时成绩占40%(包括提问、作业、实验操作、考勤小测验、学习态度、笔记等方面),学期考试占60%。化学考核的方法很多,笔者结合学生的实际,采取以下方法进行考核。
1.观察了解。时上课时教师注意观察学生听课是不是全神贯注,课上是不是积极发问和答问,课后访问学生,了解学生对学习有没有兴趣,课后喜不喜欢阅读化学读物,并认真作好记录。利用观察了解的记录,可以从中探索到具有重要价值的学生学习化学的心向,一但发现问题,及时纠正。学习方法和学习态度对化学成绩有重要的影响。
2.灵活提问。天上新课之前进行方式灵活多样的口头提问,既活跃课堂气氛,又培养了学生的口头表达能力和思维能力,也不增加学生的负担。
3.考核方式和目的要明确。行单元测验和学期考试,命题时要着重考学生对教学内容的理解程度、知识的灵活运用,考学生分析和解决实际问题的能力,不要考学生对书本的死记硬背。经过形式多样的考核,不仅能够使教师了解学生对知识的理解程度、知识的灵活运用、分析和解决问题的能力,而且能够使学生自己找出不足之处,对于提高学生的化学成绩有裨益。考核学生化学成绩的主要目的是帮助学生更好地理解和应用所学的知识和技能,强化他们的学习效果,有利于及时自我调整学习进程。通过考试成绩同样可以检查教师的教学效果如何,教学目标完成得怎样,学习中有哪些缺漏和薄弱环节等。随着素质教育的整体推进以及培养学生的科学素质、创新精神和实践能力在学科层面的有效实施和落实,现有的教材、教法等方面与高等技术应用性人才的培养目标已不相适应,高职教育既不能等同于中等职业教育,也不能把它办成高等学校的压缩饼干。因此,高职化学教学改革势在必行。高职化学教学的改革不能单独改革某一项,而必需教材改革和教法改革同步进行、教学教法多样化。
关键词:几何画板;初中数学;教学分析
几何画板在初中数学的教学过程中是一个比较实用的数学软件,因此,数学教师越来越青睐这一短小精悍的软件,甚至个别学校还将其归为校本课程,逐渐被开发成帮助学生探究数学的工具。近几年,来由于实验教科书在各地的实施,使几何画板逐渐在数学教材中得以应用,随之几何画板渐渐走入学生和老师的视野。几何画板作为一款比较优秀的动态数学工具软件,它以点、线、圆为基本元素,通过变换、构造或者计算这些基本元素,从而准确地显示或构造出较为复杂的图形。这种几何画板的应用极大地便利了数学教师的教学,也更易于学生理解。
一、几何画板的主要教学特性
与高中数学知识相比,初中数学对学生逻辑以及运算能力的要求还不算高,但由于初中数学中仍有很多类似的概念或者图象很容易混淆,因此,为了避免学生由于失误太多而丧失对学习数学的兴趣,为学生以后高中的数学学习奠定基础,初中数学课堂上需要借助几何画板加深学生对于这些概念的理解,接下来我们将首先对几何画板的特性进行分析。
1.动态画面展示
由于学生在几何数学的学习中常常会由于不能对图形的移动、变换情况做出合理的想象,从而降低了教师的教学进度,也增加了教学的难度。由于几何画板具备动态画面展示的优势,如果在几何教学中应用几何画板,这一教学难题便可以迎刃而解,从而提高数学教学的质量和效率。
2.具有软件的便捷性
几何画板是现代网络科技背景下诞生的一款图形软件,具有与其他软件相似的便捷性,从而为教师轻松掌握和使用这一软件提供保证。尤其是近几年来,随着经济和科技的发展,几何画板软件各方面的性能也得到了完善,提高了其实用性、快捷性以及数据全面性。使用者只需要最简单的菜单栏选择操作,就可以获得可靠的教学帮助。
3.充分表现图形的细节
由于几何教学受制于数学教材的平面展示,难以对一般图形进行缩放以及多角度观察等操作,从而还原为立体的实物,在分析这些几何图形尤其是那些结构复杂、体积庞大的图形时,由于几何画板具有多角度、多比例图形表现性,便可以使学生更直观地感受图象的细节规律,从而降低学科难度,增进学生的理解。
二、几何画板在数学教学中的应用
1.在数学概念中的应用
数学知识体系包括公式、运算以及概念等教学内容。但由于很多初中数学概念都比较抽象,尽管学生能够记住这些概念,但是却很容易对一些性质类似的概念造成混淆,若想解决这个问题,便要让学生学会作图,通过形象的图形将抽象的概念具体化,从而加深理解记忆。利用几何画板,学生不需要死记硬背便可以轻松记住这些晦涩难懂的概念,完成图形和各种条件的转换。
2.在函数教学中的应用
由于函数的变化性比较强,一个条件的变化便会导致最后结果的不同。因此,要轻松解决函数类的问题,我们需要运用数形结合的解题思想,尤其是在遇到一些复杂的函数时,在一个坐标系中找出数值与图形的关系就更难了。而相较于其他图形处理软件,几何画板在绘制函数图像和图形规律探索问题上具有独特优势,它的绘图和变换功能可以使绘图变得更加简单准确,提高学生学习数学的兴趣。
3.在平面几何教学中的应用
几何画板可以直观准确地展现一些图形,因而作图的准确性对平面结合的学习具有非常重要的作用,现下很多学生由于试卷作图比较粗糙而缺少正确的解题思路,在遇到通过变换图形再证明结论和得出结果的这种题型时,作图的准确性就更重要了。比如,教师在对轴对称图形这块内容进行讲解时,便可以通过利用几何画板将生活中的轴对称事物以图象的形式展示给学生,从而使学生通过这些贴近生活的图象对抽象的图形有更深的理解。
综上所述,由于数学知识中经常含有一些比较抽象的图形以及比较概念性的内容,使很大一部分学生在数学学习中遇到瓶颈。而几何画板的操作简便快捷,只依靠工具栏和菜单栏便可完成数学模型的制造,省去了编制复杂程序的过程。几何画板不仅制作工具少、制作过程简单易掌握,它作为一种准确生动的作图软件,可以通过电脑技术化抽象为具体,从而使复杂难懂的知识通过图象展示给学生,从而使学生的积极性、主动性得到充分的发挥,不仅如此,几何画板在初中数学教学中的应用,还有利于学生数学思维和能力的培养。
参考文献: