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关键词:科学素养;新课程;生活常识
高中化学课程以进一步提高学生的科学素养为宗旨,培养学生的科学实践能力,而这种能力不再仅仅是对知识的记忆、理解和应用的能力,而是对已有知识的整理和改组能力,对未知知识的探究和发现能力。事实证明,绝大多数学生学习高中化学的目的不是将来去“研究化学”,而是去“用化学”,即用学过的化学知识和技能去理解和解释身边的化学现象,去解决与化学有关的社会、生活问题,并通过学习化学课程来提升自己的科学素养和基本素质,形成自己的个性、完善人格。高中化学教育的目的就应该是满足学生的这种需求。
化学是研究物质的组成、结构和性质的关系以及物质转化规律,它作为一门重要的自然科学,来源于生活、来源于社会。因此,化学在我们的日常生活中无处不在,我们的衣、食、住、行都要用到化学制品,我们的生存环境到处可以看到化学现象。既然生活中处处渗透着化学,我们就能够把化学知识同生活常识联系起来,使学生掌握知识并利用它去解决一些生活中遇到的问题,解释生活中的许多现象,这样使他们感觉到学有所得、学有所用,不仅掌握了化学知识,而且提升了学生学习化学的积极性,增加了学习化学的兴趣。因此,在化学教学过程中应该把化学知识与生活常识紧密结合,关注生活、关注社会。
我们把化学学科的特点、新课程标准教科书、新课程教学目标、学生发展规律综合起来,让“化学教学与生活常识相结合”的原因可以从以下几个方面具体分析:
一、化学课程标准与关注生活、关注社会实际相统一
课程标准所涉及的空气污染及防治、水资源保护、无土栽培、金属冶炼和利用、废弃金属回收、化肥鉴别、酸雨的来源及危害、土壤改良、石油加工、海水淡化、合成材料、微量元素等方面的化学知识和相应的活动要求被有机的分布在不同的章节,这样的安排大大的开阔了学生的视野,教材努力从化学的视觉去展示社会的可持续发展,培养学生对自然和社会的责任感,用科学技术和社会相联系的观点引导学生熟悉材料、能源、健康、环境与化学的关系,逐步培养学生形成综合的科学观,并对有关社会问题做出判定决策的能力,帮助学生理解化学对社会发展的作用,能从化学的视角去熟悉科学、技术、社会和生活方面的有关问题。了解化学制品对人类健康的影响,懂得运用化学知识和方法去治理环境污染,合理地开发和利用化学资源,增强学生对自然和社会的责任感,使学生在面临与化学有关的社会问题的挑战时,能做出更理智、更科学的决策。
二、教材内容与生活常识联系密切
教科书中从必修1“丰富多彩的化学物质”起让学生们从生活中的多种多样的物质开始走进化学,到必修2“化学科学与人类文明” 各章节中都渗透着化学与生活的息息相关,如:生活中铝制品的正确使用,灭火器的使用原理,氮肥的使用,硫酸的生产工艺,汽车尾气的处理,自然资源的合理利用等无不体现化学科学与人类的生活有非常紧密的联系,同时也指出现代科学技术的发展离不开化学,化学与信息、生命、材料、环境、能源、地球、和核科学等新兴学科也有紧密的联系。课本内容通过生动、具体、与学生生活密切相关、具有一定综合性的课题,以点带面的引导学生认识化学科学,运用化学知识,把重视常见生活现象、化学知识、学生经验兴趣、科学过程和方法综合统一起来,让学生在解决实际问题的过程中认识化学科学,提高学生的科学素养。这些能够体现和反映化学科学与个人生活、社会发展、工农业生产以及科学技术之间的相互影响和相互联系的课程内容有着重要意义。一方面,要强调化学在生产、生活和社会可持续发展中的重大作用,让学生体会到当代社会面临着诸多问题,如化石能源日益枯竭、水资源紧缺、生态环境遭到破坏等,这些问题的解决有赖于科学技术和环境保护事业的发展,需要化学科学的支持。另一方面,是希望培养学生学以致用的意识和能力,养成学生关心社会和生活实际的积极态度,增加学生的社会责任感,发展学生的创新能力和实践能力,再有就是有利于学生从更加开阔的视野、更加综合的视角,更加深刻地理解科学的价值、科学的局限和科学与社会、技术的相互关系。
三、时代要求每一个人都要有服务于社会、服务于生活的化学意识
了解化学,懂得生活。化学与人们生活越来越密切,在人类的生产和生活中发挥了不可估量的作用。一方面,化学给人类的生活带来许多方便,例如洗衣粉和肥皂是家用去污的好产品,啤酒是人们喜欢的饮料,蒸馒头时放些苏打,馒头又大又白又好吃等等。另一方面,化学给人类也带来了一定的危害,比如汽车尾气排放,造成大气污染,温室效应带来的气候异常,酸雨在破坏着人类生存的环境等。我们从学生做起,从课堂做起,在日常教学过程中强调环保意识,使环境保护成为未来公民的自觉行动。例如:当学生在做制取Cl2,NO2,H2S等有毒气体实验时,应强调学生注意对制取气体装置气密性的检查、化学药品用量的适当(尽量采用微量,只要达到实验效果明显即可)、以及设计吸收尾气的装置等。实验完毕,还应将废液集中倒入废液缸中,可回收的尽量回收,以养成保护环境的良好习惯。
四、与生活实际联系,培养学习化学的兴趣
在新的教育教学理念下,如何将生活中的知识与教学活动结合起来,使学生更好的学好知识,学活知识,是我们在新课标教学中必须要深思的问题。生活与化学是密切相关的,生活离不开化学,化学离不开实际,只有把生活实际与化学教学联系起来,才能使化学更有趣、更易懂。我们在教学中引入一些通俗的生活实例,教学效果能达到事半功倍,而且学生也会越来越有兴趣。例如在学习“化学反应中的热效应”时,让学生亲自调查家庭使用的煤气、液化石油气、煤等的热能利用效率,在交流的基础上提出提高能源利用效率的合理建议。再有,通过各种媒体的资料,让学生自己总结人类面临的能源危机以及未来的新型能源。化学就在身边,在生活中就能知道化学,这样学生的兴趣越来越浓,在实际中培养了化学意识,在生活中学到了化学知识。
新课程教学树立了新的教材观,变“教教材”为“用教材”。在化学教学过程中,引导学生提出问题、寻找思路、制定方案、分析错误、辨别是非,真正体现以学生为主体和教师为主导的教学原则,把化学知识与社会生活实际联系在一起,注重知识的社会性,强调学生的主动参与,培养学生自己动手、动脑的能力,体现学生的主动学习,使学生感到化学的学习与工农业生产、与日常生活是贴近的,当学生看到化学知识在各个方面都有很多的应用时,就会产生强烈的求知欲望,在化学的学习中表现出前所未有的自觉和主动。真正做到“从生活走进化学,从化学走进社会”和“科学探究”相结合,把知识从课堂引向课外,引向家庭,引向社会,形成多渠道、多层次、多方位、多手段的综合、立体大课堂。
综合以上观点,我们的化学教学应该与生活常识相结合,注意从学生已有的经验出发,让学生在熟悉的生活情境中学习新的知识和技能,感受化学的重要性,了解化学与日常生活的密切联系,提高对化学的学习兴趣,逐渐学会分析和解决与化学有关的一些生活中的实际问题。
参考文献
[1]柳若芍.走进高中化学教学现场[M].首都师范大学出版社,2008.
【关键词】高中化学 有效设问 课程教学 教学应用
应该说,高中化学,它本身不同于其他一些学科。当前的化学教材当中不仅含有丰富的理论知识,同时也包括了大量的化学实验。因此如果采用平常的教学方法以及教学手段,不仅不会加深学生对化学知识以及化学实验的理解,有时甚至会导致学生产生一些厌学情绪。导致整个高中化学的教学效率以及教学质量不佳。因此这就要求教师在现阶段的高中化学教学过程中,应采取科学、合理的教学措施以及教学手段来切实做好相应的化学教学工作。
一、在高中化学课堂教学中应用有效设问的教学措施
(一)努力地营造出一种和谐的教学氛围
老师在教学的过程中要改变以前高高在上的姿态,要与学生建立一个平等的师生关系,师生之间要坦诚相见,师生之间无拘无束的交往可以调动学生们的学习积极性。老师在教学的时候要保持真诚的态度去深入学生生活底层,要平等的去对待每一位学生。要经常的去适当地鼓励学生,提高学生的学习兴趣及自尊心等,使师生之间能够相互理解,课堂气氛更加融洽。根据有关资料显示,一个学生要喜欢上一门课首先是从喜欢上这门课的老师开始的,而后才会喜欢上这门学科,所以,老师一定要认清自己在这个过程中的作用,合理的去采用情感教学法,不断地去引导学生们学习高中阶段的化学知识。
(二)创设问题情境
应该说,化学作为一门同人类日常工作和生活息息相关的学科,包含了大量的我们常见的一些自然现象以及发生在生活里的生活常识。在高中阶段,学生自身已经积累一定的生活经验,因此经常见到他们对一些自然现象非常感兴趣,又很熟悉,却不知道其中缘由,这就如一个一个很难解开的谜团一样,给他们带来了很大困扰。这就对他们带来很大的诱惑,如果这时,教师懂得如何利用这种“诱惑力”,找准化学和我们日常生活中的结合点,并将其很好的融入教学中,就能够很好地调动学生的积极性以及主动性。因此教师在化学教学过程中,通过更深层次地去挖掘和搜集化学教材中的生活元素,并将学生经常见到的一些生活现状融入教学中,就很容易引起学生的注意力,进而实现激发学生学习兴趣和调动学生积极性的目的。例如在学习高中化学“溶液性质”这一章节内容时,教师就可以通过结合一些生活现象来实现新课导入:“我们都知道在夏天,有时会看到一些物体自己就燃烧起来了,像稻草之类的,那为什么木头不会自燃呢”学生听了之后,就会开始发表自己的见解“那是因为它们的燃烧点不同”“那是因为它们的密度不同”……应该通过这种教学方法,能够很快地引起学生们的好奇心以及注意力,并激发了学生自身的学习兴趣,这时教师再通过采取其他一些措施,来努力地营造出一种轻松、活跃的教学情境,这样就能在调动学生积极性的同时,实现了课堂教学效率以及教学效果的有效提高。
(三)结合化学实验,进行有效设问
高中化学是一门比较特殊的学科,它不仅包含了丰富的理论知识,同时也含有大量的化学实验,而且实验在教学过程中也占有相当大的比重。再加上化学实验一般都拥有着非常鲜明以及形象的实验现象,可以很好地培养学生自身的观察能力以及实际操作能力,但由于在我国传统的教育体制之下,教师在进行化学教学时,往往比较注重理论知识的传授,而忽略了对学生动手能力,特别是实验能力的开发和培养,而只是将这些化学实验简单地演示给学生,从而将亲自实践的化学实验变成了“讲实验”,这不仅使得学生很难理解实验的操作步骤以及实验原理,同时也使得学生对化学这门学科逐渐丧失了兴趣。基于新课程标准理念之下,要求树立学生的主体地位,也越来越重视对学生实践能力的培养,因此这就要求教师在现阶段的教学过程中,应多去组织一些化学实验来切实调动学生自身的积极以及主动性,并在调动学生自身积极性的同时,实现学生实践能力以及解决问题能力的有效提高。比如在学习高中化学“探讨物质燃烧的条件”这一章节内容时,教师可以去组织以下几个实验:烧不坏的绢布、对比木条以及木屑等物质的燃烧程度、将玻璃杯罩住蜡烛等等。通过这几个简单化学实验,让学生从中获得一些感性认识,进而有效地指导和引领学生去自己思考一下当物质在燃烧时往往需要哪些条件。通过结合实验提出问题的情景教学法,能够将学生自身的注意力集中到问题上来,进而在实现调动学生自身积极性以及主动性的同时,也有效地增强了学生的实际动手能力。
总结
综上所述,我们不难发现,有效设问在现阶段的高中化学课堂教学过程中有着重要作用,它不仅能够在学习中进一步地培养学生自身的思维能力以及创造性,同时也能够有效地激发学生的学习兴趣,调动学生的积极性以及主动性,并在实现课堂教学效率有效提高的同时,实现教学质量的有效提高。
【参考文献】
[1]刘向海. 探讨高中化学教学中“问题情境”的创设[J]. 中国校外教育(理论),2007(02) .
关键词:自主学习模式;高三化学;复习实践
高三复习阶段,提高学生的化学复习效率与高考成绩直接相连。重视“自主学习模式”在课堂中的应用,提高学生学习的积极性,主动引导学生学习,营造民主的学习氛围,让学生自觉、主动地去学习化学概念、原理、公式等,而不是单纯地死记硬背,从而提高学习效率,增强学生的学习能力,提升学生的综合学习能力。
一、“自主学习模式”理念的分析
“自主学习模式”倡导学生是学习的主体,尊重学生的主体地位,转变教师的“教”与学生的“学”之间的关系,不再是灌输式的教学方法,而是学生能够积极主动地参与到课堂之中,做课堂的主人,通过自身不断学习、发现和探索,自主合作,寻求创新的学习方式,最终解决问题,以提高课堂效率,增强学生的自主学习能力,使学生从想学、能学的层次达到会学、学会的境界,从而达到温故知新的目的。
二、“自主学习模式”在高三化学复习中的应用研究
在高三化学复习课上运用“自主学习模式”,有利于提高学生主动学习的意识。综合高中化学复习实践活动,使学生自主复习化学基础知识,构建自己的知识结构,具体内容如下:
1.教师导出线索,学生自主搭建框架
高三化学复习中,教师首先要转变传统的接受式教学方法,调动学生的学习主动性,增强学习动力,提高学生学习意识和热情,使学生从心理上愿意接受所要学习的内容,从而产生兴趣,主动学习。其次,要根据学生所掌握的知识情况,分清主次,找出学习重点和难点,积极引导学生串联新旧知识之间的关系,让学生真正动起来参与到课堂复习之中,培养学生系统归纳知识的能力,从而建立自身知识体系,构建框架,清晰线索,以利于理解,加深印象,清楚学习目标,更好地掌握复习要点。
2.教师指导学法,学生自主回顾储备
教师在学生已有知识体系的基础之上,要注意指导方法,充分调动学生自己的知识储备,在现有概念的基础上,填充知识,丰满内容。通过播放多媒体资料、实验活动、制作表格、分类总结等方式展示化学公式、原理和实验成果,教会学生预习阅读的方法,查阅资料的能力以及独立获取信息的手段,重视课外阅读,再次深度挖掘知识点。另外,教师可以把化学知识与现实生活中的化学现象相结合,教会学生如何利用化学知识来解决实际问题,使学生在掌握现有化学知识基础之上,了解生活常识,加深对课内知识的理解,从而丰富知识体系,增强知识储备。
3.教师设计问题,学生自主探究提升
在化学复习过程中,教师需要提前设计一些教学问题,设置悬念,引起学生好奇心,激发学生的兴趣,使学生产生质疑,让他们带着问题去学习,提出问题并想办法解决问题,使其发散思维,大胆创新,主动思考,互动交流,深入探究,从而很好地提升学生分析问题、解决问题的能力,增强学生创新意识和应变能力。此外,教师还要充分利用学校资源,为学生提供一切可以学习的资源,创造学习环境,通过互联网、多媒体资源等播放图文并茂的化学知识,满足他们对于学习的氛围需求,开放课堂,构建一个宽松的自主学习的良好氛围。
4.教师及时检测,学生自主归纳反思
在课堂复习之后,教师要及时检测学生的学习成果,通过检查习题、作业,开展化学活动等方式来查漏补缺,及时发现学生学习过程中存在的问题,分析错误原因,归整学习思路,让学生自己总结知识点和出题意图,反思困惑,重视自我反思和自我评价,以加深印象。另外,还需适时点拨、鼓励学生,随时调动他们学习的积极主动性。
“自主学习模式”在高三化学复习中的实施,能够使高三复习达到事半功倍的效果。在教学实践活动中,教师处于主导地位,同时也要尊重学生的主体地位,激发学生学习化学的兴趣和内在动力,充分调动学生学习的主动性,创设自由情境,让学生自主参与到课堂复习之中,适时引导,强化巩固知识,发散创新思维,从而提高学生的学习、应变能力,提升整体学习效率。
参考文献:
一、化学平衡
什么是化学平衡呢?化学平衡是指“如果在外界条件不发生变化的情况下,任何可逆反应进行到一定程度时,正反应和逆反应的反应速率是相等的。反应物和生成物的浓度不再发生任何变化,这一刻反应物和生成物的混合物(简称反应混合物)就处在化学平衡状态中。”化学平衡是高中化学中的重要知识点,但因为化学平衡的知识点学习起来相对比较复杂难理解,所以造成学生的学习和教师的授课都遇到了一定的困难。然而化学平衡又是学生学习和理解一些知识的基础,比如弱电解质的电离平衡、酸碱中和反应、氧化还原反应、难溶物等等。并且化学平衡的学习和理解对学生的后续学习也是十分重要的。
二、化学平衡教学现状
(一)学生角度
从学生的角度来讲,虽然学生们都具备一定的抽象思维和想象的能力,但是在面对看不见,摸不到的化学反应过程时,如果还仅是借助于化学教师的言语及学生们自己普通的思维方式去理解,是很难掌握和理解的。而化学平衡作为高中化学的重点及难点,其表现的理论又是十分的抽象复杂,很容易使学生在学习化学平衡知识时遇到一些困难,甚至对其产生一定的心理阻碍。
(二)化学平衡知识特点
从化学知识特点来讲,因为化学平衡知识点抽象并复杂,造成了学生对化学平衡知识缺少认知,学生不能清楚的认知知识的宏观和微观。在传统的化学平衡教学过程中,教师往往是通过讲解理论知识,学生通过对知识点进行练习,这样传统的教学方式很难让学生有一个深刻的印象,只是靠死记硬背的方式很难达到有效的教学效果。同时也造成了化学教师授课辛苦,学生学习痛苦。
(三)化学平衡教学的解决方案
为了解决这样的化学平衡教学的现状,化学教师要在化学平衡教学的过程中主动地了解学生对化学平衡知识点的掌握和认知的基础,并且和知识的特点相结合,对化学平衡知识点中的难点对症下药。事实证明,通过实际的操作和同类已知事物的共同特征来对另一个事物的认知,往往更能容易理解,并容易加深印象。这也就是概念形成理论,它包括赫尔和布鲁纳代表的联想理论和假设检验理论,以及认知心理学家所倡导的范例理论。
1.从学生角度。
特拉弗斯对以上的理论进行了总结,从而总结出学生学习化学平衡知识学习的几种方式:一是,学生需要通过对正例和反例来对概念进行学习和理解。在关注反例的同时对正例做出恰当的组合。二是,学生在学习化学平衡概念时,要把重点放在整个的知识的系统中,结合横向的日常生活常识和纵向的学习过的相关知识对概念进行整体的理解。
2.从化学平衡知识的概念角度。
在对抽象概念的学习过程中,因为抽象概念的特点就是抽象、复杂、难理解,所以对抽象概念的学结两点学习方法:一是,要对化学平衡的概念特征进行简化,减少一些不需要的因素干扰,这就需要对表征有更高要求。使用简单明了的表征,可以避免错误理解化学平衡知识的概念。二是,学生对于抽象概念的习题应该了解更多的相关实例,这样可以帮助学生建立具体和抽象的概念表征。
【关键词】新课改 高中化学 高效课堂 构建策略
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2013.12.001
《普通高中化学课程标准》明确提出:“新课程要全面提高学生的科学素养、促进学生全面发展”“积极倡导自主、合作、探究的学习方式”“努力建设开放而有活力的化学课程”。新的课程标准、教学理念,应该在课堂教学这块主阵地中得以落实,获得体现,这就需要我们教师构建一个新课标指导下的高效课堂。
一、激发兴趣,活跃课堂气氛
好奇是学生的天性,而探究又是人类进步的原动力。化学课中的实验对于学生来讲,是很新奇的事物。在教学中恰当地运用实验教学,可以激发学生浓厚的学习兴趣,而实验的过程和原理又将会成为学生讨论探究的热点,为什么会有这样的结果呢?为什么不是另外的结果呢?到底发生了什么变化呢?一系列的疑问,让学生在课堂上更加专心地听讲,对于问题也会积极地提问、追究,从而达到活跃课堂气氛的目的。
例如,家里所用的天然气,其成分大部分为烃类。我们知道,绝大多数的烃类虽稍有气味,但在天然气泄漏时,却会有一种很臭的刺鼻的味道,相信很多学生都有亲身体会的。那这股臭味来自哪里呢?通过课前让大家上网查询,可以得知,这股臭味是硫化氢的特别的气味。那么为什么要在天然气中加入这个成分呢?是因为有了这股气味,人们才能及早地发现天然气的泄漏,才能及时处理,防止中毒或者火灾的发生。通过这样的教学,学生不但对所学知识加深了了解,更增加了生活常识。
二、适当拓展学生的知识领域,在知识运用中深化认识
例如,如果学生只掌握了某种气体的制取方法和有关装置的设计,那他们的知识结构还只是片面的不完整的。因此,完成了二氧化碳的制取实验后,还要适当拓展学生的知识领域,让学生能够把学到的知识运用到其他气体的制取上,一方面可以巩固刚学到的知识,另一方面学生能够学以致用,把知识学得更灵活。为此,我在课后补充了一道练习:在通常状况下氢气是一种无色无味的气体,密度比空气小,难溶于水,实验室常用锌粒和稀硫酸在常温下制取氢气,请你根据已学过的知识设计一套制取氢气的装置。通过练习,学生对本课题的知识就掌握得更牢固,思维也更开阔。经过实验,通过教学经验总结,得出了化学课堂教学模式:激情设疑,设置探点一一实践探索,发现新知一一尝试分析,形成结论一一迁移运用,反馈矫正。通过改进教法、注重学法指导,从而“唤醒了学生的主体意识,落实了学生的主体地位,发挥了学生的主体作用”,学生找到了自信,尝试了成功,提高了学习质量。
三、运用多媒体,辅助化学实验教学
在化学实验中,有很多实验是无法完成的,如,CO气体的毒性实验、硫化氢的实验等。还有的实验可能因为操作不当,而产生危险。这时,教师就可以借助多媒体教学,采用动画演示等方式,展示实验过程,可以取得不错的教学效果。在学习《一氧化碳的性质》时,在实验前播放动画显示点燃不纯的混合气体而爆炸的情境,真实而形象地反映出点燃一氧化碳气体前一定要验纯,否则可能引起爆炸。这比教师口头反复强调要印象深刻的多,这样既加深了学生对点燃可燃性气体前一定要验纯这一原理的直观理解,又使学生认识到在以后做可燃性气体实验时以及家里的煤气泄露时要注意的事项。
另外,在化学实验中,有一些化学反应的过程是很快的,借助多媒体手段,模式实验过程,对实验过程进行“慢放”,可以加深学生对实验过程的了解,从而更好地掌握知识。
四、刨设有效的提问
著名教育家陶行知先生曾经说过“创造始于问题”,有了问题,才会想办法解决,才有了思考,才有问题解决的办法,才有找到独立思考的可能。因此课堂提问是一种有效的教学组织形式,更是重要的教学手段。所以课堂提问能够激活学生的问题意识,形成基于问题解决的学习任务,从而展开提出问题、分析问题和解决问题的学习活动‘在教学过程中,课堂提问还是一项设疑、激趣、引思的综合性教学艺术。它是联系教师、学生和教材的纽带,是激发学生学习兴趣、开启学生智慧之门的钥匙,能引导学生一步步登上知识的殿堂。在教学实践中如果教师善于发问,课堂气氛就会活跃。学生学习积极主动,如果教师不善于发问,或问得不得法,课堂气氛和教学效果就会相对差一些。所以只有对提问进行艺术设计,巧妙使用,恰到好处,才能产生积极作用,达到良好的效果。
另外要重视总结平时的教学情况,我认为教师在课堂提问中要注意以下几个方面:1.课堂提问要做好充分淮备,从形式到内容,从时间到人选,从收听反馈信息到讲评,都要心中有数。切不可有口无心,随意而问,把提问流于形式,把课堂当做过场。2.学生答错或回答离题太远如何往回引导等等,都需要精心策划,认真考虑,特别是课堂应变提问,更应该有的放矢,绝不能随意发问,仓促上阵。3.只管提问,不管效果如何,那么设计地再好的问题都会大打折扣。4.课堂提问应该面向全体学生,内容要有梯度,要有层次:要不拘一格。总的说,课堂提问要让每个同学都有启迪,要使人人主动进取,使课堂变成学生施展才华、相互竞争的场所。
总之,基础教育课程改革是在原有教育课程基础上的重大突破。随着教育工作者深入的理论研究和实践,随着课改实验的实施和推广,将给我们的教育改革带来活力和生机。
参考文献
一、新课程背景下高中化学课堂教学的有效性
老师的抱怨:“这类题目我在课堂上讲了好几遍了,怎么学生还是不懂,只是条件略加改变,就不会啦,真是让人难以理解。” 学生的困惑:“老师在课堂上讲的时候听得明白,也很认真作笔记了,但轮到自己动手解题的时候,怎么都找不到突破口,无从下手,该怎么办?”
教育部课程改革专家组余文森教授对此现象作了精辟的概述:“课堂教学有效性是指通过课堂教学活动,使学生在学业上有收获、有提高、有进步。具体表现在:认知上,从不懂到懂,从少知到多知,从不会到会;情感上,从不感兴趣到感兴趣,从不喜欢到喜欢,从不热爱到热爱,但最最核心的一点是看学生是否愿意学、主动学以及怎么学、会不会学”。
教学的有效性要关注学生的发展,从时间上来说,学生的发展有当下发展和终身发展。新课程教学要求老师即关注学生的当下发展又要关心未来发展,可持续发展。有效的课堂教学活动沉淀下来的是一种思维方式和精神”。“一切为了每一位学生的发展”是新课程的核心理念,而“兴趣”和“收获”,就是衡量高中课堂教学效益的两个主要依据。
二、兴趣是课堂教学有效性的前提, 收获是教学有效性的体现
兴趣是驱使学生去学好功课的内在动力。抓住学生的兴趣点精心设计,能够激发学学习兴趣,集中学习注意力,促进学生理解知识点。思维从疑问和惊奇开始,利用学生强烈的求知欲望,从而激发出学习的积极性。
案例:《原电池的工作原理》
[课前思考]――生活常识导入,吸引学生的注意力。
设疑:你能解释下列现象吗??富有经验的木工在向木器中钉钉子时,习惯用唾液把铁钉尖部湿润,然后钉入木器;电工操作中规定,不能将铜线和铝线拧在一起来连接电路;实验室用锌粒制取氢气时,常用粗锌代替纯锌。
[知识回顾]――承上启下――由化学必修2中所学及水果电池实验(分组实验)共同回忆探讨构成原电池的条件, 让学生体会到化学与生活的和谐美。通过对Cu-Zn原电池原理的探索,进一步明确:①原电池的定义:将化学能转化为电能的装置。②构成原电池的先决条件、基本条件。③盐桥的作用④电子的流向⑤电流的流向⑥学会书写两极电极反应式,电池总反应式。
[活动与探究]――自主设计;学生动脑设计、动手制作Cu-Fe原电池,通过实验小组成员间的相互协作,不同组间相互交流、评价,提供展示作品的舞台,尽可能调动学生的学习积极性,达到学以致用,并在愉快的活动中更深刻地认识原电池的构造特点和工作原理。
[反馈练习]――学而实践;有针对性的精选5道例题,留1题作为课后思考题,以巩固本节所学的知识和内容。
[课后延伸]――课堂内外;视频(原电池的发展),提供相关的网址,有意识地引导学生正确利用学校的网络资源。
爱因斯坦说过:“提出一个问题远比解决一个问题更重要”。一个经过精心设计,恰当而富有吸引力的问题,往往能拨动全班学生的思维之弦,奏出一曲耐人寻味,甚至波澜起伏的动人之曲。探究过程本身就蕴含着创造思维,产生了探索和创新的欲望,教师应因势利导,鼓励他们设计出实验方案,学生的兴趣自然会提高,由不懂到懂,由懂得少到懂得多些,由不会探究到尝试探究,收获也更明显,这正是课堂教学有效性提高的表现。
三、帮助学生学会学习,体验有效的学习生活
教师的工作包括了解学生的需要和发展方向的可能性,予以指导、帮助;创设学习情景,组织学习活动;提供学习工具,参与学习过程给予帮助、指导。师生要共同创造美好的有生命力、有创造力的教学生活。要求教师在教学中必须探索如何提高课堂教学的有效性。
抓住知识的疑难点。学生学习的疑难点也是教学的重点难点,特别要对学生容易出错的地方设疑。教师要让学生充分“暴露问题”,然后顺其错误认真剖析,不断引导,使学生恍然大悟,留下深刻印象。
抓住思维的发散点。培养学生的创新能力是新时期对人才的要求。创新能力的培养需要在求同思维的基础上,强调并重视求异思维、发散思维的训练。这种发散思维会使课堂增添了许多生动和精彩,使学生的思维得到多向发展。
精心创设情境,把握提问契机;“不愤不启,不悱不发”充分说明了提问契机的重要性,包括提问的课堂时机,创设问题情境和提问后的等候时间。
2008年注定要在外高的辉煌发展史上留下浓墨重彩的一笔,因为有课改,整个学校的面貌焕然一新。回首近一年来走过的课改实验之路,有很多不足和收获 !通过不断的学习和摸索,初步走出了具有本学科的课改之路。现将我的体会作一总结与反思与大家交流:
1 走进课改,认识课改
高中化学课改的宗旨是要求学生更主动、更积极地投身到化学学习中。让学生多实验、多思考、多探究、多开展研究性学习应该是高中化学教学的最鲜明的时代特征。首要的任务是学习课改理论,提高自身素质。为此我参加了一系列学校统一的备课、听课、评课。通过培训对课改有了比较初步的认识,基本树立了新的课改理念,初步具备了实施新课程的能力。
2 在课改实践中探索前进
课改实验运作一年以来,我真切地感到课改真的走进了校园,走进了课堂。随着教学的进行,对于课改的体会和领悟也一天天的积累起来。下面是我在新课改中得到的一点启示和感悟:
2.1 认真钻研教材,抓好教学过程的每个环节
课改要求给了学生更多的自主空间,评价方式多样化、习题类型多样化、获取资源的方式多样化等,为突出课堂的开放性创造了良好的条件。在实践中我们总结归纳出:备课是提高教学质量的关键,上课是提高教学质量的核心,作业批改是检查教学质量的手段,我的具体做法是:
①备课是教学工作的主要环节,是上好课的前提和提高教学质量的关键
作为青年教师,经验不足,这就要求我们要立足教材,进行深层次、多维度研究,不要轻易否定自己对教材的独到见解。为了更好地进行教学,为了备好课,实现教材的知识结构与学生认识结构的最佳结合,我每周必须保证两次集体备课时间,在备课中中心发言人不仅完整的把本节课的知识体系进行分析整理,提出教学建议,同时还提前准备这一节课的学案、练习。大家在备课活动中积极发言,共同研究需要解决的问题,有时为了搞清一个问题,不仅要查阅教参、各种教辅资料及大学资料。
②课堂教学是教学过程的中心环节,上课是提高教学质量的核心
在提高课堂教学效率上,我的做法是:进一步解放思想,树立课改理念,并把这些新的理念渗透到教学的全过程。“预习,展示,反馈”成为了每堂化学课的主旋律。
2.1.1预习:最重要的编制预习学案,要编制适合学生自身特点的学案,变教案为学案。编制学案的原则是:知识问题化。学案四原则:①有利于学生掌握解题方法;②有利于学生掌握规律和解决问题的窍门;③有利于学生激发求知欲,调动学生的学习积极性。学案的编制方式:创设情景,编制错例,由易到难,由简到繁。
2.1.2 展示课:展示内容中学生都会的不展示,要展示出错大的,一提多解的,和现实生活联系的重点展示。
展示形式:分期讲解,不同方法的反馈,点评。展示老师要做的是及时追问,点评,拓展,提升规律,评价。这样可以充分体现老师的课堂驾驭能力。
老师重点备:①每组的展示形式;②预见困难;③被追问的问题;④备点评语;⑤备解决这一问题的方法和技巧。
2.1.3 反馈课:当成一个环节。①一个做法:反馈就相当于板面作业。老师用十分钟的时间看学生板演,板演采用ABAB式,避免抄袭,没有书面作业,板演相当于作业,书面作业改成板面作业。②两个重点:重点学生,化学差生,选择12名化学差生直接在老师的监督下达标测试。重点问题,重点学生做重点问题。③三个目标:a、达标测评作用b、帮扶作用c、集中点评。
结合教材的特点,我们摒弃在传统的教学过程中,教师把一些活的动态知识总结为现成的结论直接告诉学生,让学生注重对知识点的识记的教学方法,而是大胆的让学生去探究、去思考,提高探究能力,当然这也需要教师创设问题情景,创设科学的探究活动。分析课堂教学存在的问题,目的是为了更新观念,明确方向,以学生为本,面向全体学生,立足学生发展,体现科学本质,突出科学探究,改革我们的课堂教学。首先教师的教育观念要进一步解放,课堂教学要以学为主;以创新为主、以探究为主;以学生的发展需要出发,要把以说教为中心转到以活动为中心上来。这样才能把课堂变成“学堂”;把教师的讲授过程,变成为学生的学习过程。在教学方式上要倡导学生主动参与、乐于探究,让他们自由、自主地讨论和学习。在教学环境的创设上,要把课堂作为师生互动的舞台,师生是平等的,要强调师生之间的交往、对话和沟通,师生共同完成课堂教学的目标和任务。
2.2 作业的布置和批改是检查教学质量的重要手段
由于和教材所对应的教辅资料大多不能令人满意,而教材上的练习又远远不能满足学生课后练习的需求,所以课后作业的合理布置就变得非常重要,为此我们花了不少精力为学生编写了每一课时的学案,编制贴近学生思想和生活实际的作业思考题,以方便学生的课前预习和课后对课堂知识的及时复习。当然为减轻学生过重的课业负担,我们对学生作业要求限时、分层次完成。
在评价作业的方式上,一改以往的那种生硬的评语。我们采用了多样化的语言,如:“再仔细一些吧”“这个问题想的好”“正确、整洁”“你的作业做的越来越好”等,强调激励、关注过程的评价,提高了学生的主动性、积极性和创造性。学生看到自己成长中的进步,会有一种成功的喜悦。2.2.1 重视学习方法指导
古人说得好:“供人以鱼,只解一餐;授人以渔,终生受益。”因此,教师指导学生掌握科学的学习方法十分重要。
①从听课、实验、观察、提问、记忆、总结等多方面进行指导。其目的是引导学生主动参与教学过程,教给学生主动探索、获取知识的方法。
②引导学生自我反省。要求学生及时对自己的学习活动进行反思,监控自己的学习行为。要求学生每人都记“错题集”,记下平时作业及考试中的错题,并要求分析错误原因,逐个订正,到下次考试前再拿出来翻翻、看看。实践证明,有了“错题集”,考过的内容再错的机会少了,对提高教学效果非常有益。学生每天对自己的学习活动进行回顾与反思,及时纠正自己学习中的问题,形成良好的学习习惯与学习能力。
③知识建构网络化、类比化,提高记忆效率。化学知识是零散的,只有多整理建构有效的网络,才能使知识活化为自己的内存,而且记忆更加牢固。类比不但可以在知识系统内部进行,还可以将许多化学知识与其他知识如数学知识、物理知识、哲学知识、生活常识等进行类比,常能起到点化疑难、开拓思路的作用。
④知识联系社会,提高解决问题的效率。首先要重视实验现象、方法、装置、原理等知识的积累;其次要求学生注意观察生活中的各种现象,并争取用学到的知识予以初步解释;再者是提倡学生通过课外书、电视、科教电影的观看来学习、应用。
3 课改给我们带来的思考和困惑
在课改中,我深深地体会到,它已经与协作、创新、探究、激情、希望、未来这些滚烫的字眼紧紧联系在一起,教育是学生的教育,课程是学生的课程,教育应向学生生活世界回归,教育的根本任务是把学生培养成幸福的人。升华教育理念,保持与时俱进,为教师的发展而学,为学生的发展而教。
关键词:自主学习;合作探究。
文章编号:1005-6629(2008)07-0041-04中图分类号:G633.8 文献标识码:B
化学是一门实验科学,实验教学是中学化学教学中的重要组成部分。探究实验设计能够让学生亲身经历和体验科学探究活动,激发对化学学习的兴趣和创新欲望,理解科学本质,学习科学探究的方法。本文以“浓硫酸的性质”教学设计和实施为例,介绍作者所作的探索和有关认识。
1教学设计基本思路
采用“问题―设计探究实验―发现新知识”的教学方法。在教学中,通过创设问题情境,让学生通过对问题情境的体验,发现问题,自主探究、设计实验方案、评价实施,去体验和感受运用旧知识解决新问题和发展新知识的过程,培养学生的创新思维能力和探索精神。
2教学过程记要
2.1联系旧知识,设置情境
[教师] 同学们,在初中化学里学习了铜不能与稀硫酸反应,那么铜能和浓硫酸反应吗?
[学生]老师试试。
(起初学生表现有疑惑,稍后突发兴趣高涨)
[演示实验-1]铜丝与浓硫酸加热反应。(快速演示)
[学生描述实验现象] 有刺激性气体生成,取少量溶液加水稀释溶液变蓝色。
[学生讨论、推测]刺激性气体可能是SO2,溶液变蓝色可能有CuSO4生成。
[教师] SO2会污染空气,你们能设计一套既能检验SO2,又能控制实验的方案吗?
[学生设计验证方案]
(1)检验SO2可以用品红溶液,吸收SO2用NaOH溶液。
(2)检验CuSO4: 反应液冷却后取出部分,通过溶液稀释,加入Na2S溶液或过量的NaOH溶液,观察现象。
(3)为控制实验设计出如下装置(学生画草图,投影、略)。
[学生评价设计方案]
[异议]:因为反应后的溶液中还有大量的硫酸,加入Na2S溶液会生成H2S气体,而看不到黑色CuS沉淀生成。
[演示实验-2] 向CuSO4和H2SO4混合溶液中滴加Na2S溶液。
[实验现象] 黑色沉淀。
[教师] 因为生成的CuS沉淀既不溶于水,也不溶于酸,故可以用Na2S溶液检验Cu2+。
(对学生的疑惑,要借助实验等手段,及时给予释惑,以利于学生探究活动进一步顺利开展)
[一致]:溶液呈蓝色或加入Na2S溶液有黑色沉淀生成或加入过量NaOH溶液先中和硫酸,最后会有蓝色沉淀生成。
(让学生自主设计,自我评价、互相激励,不仅锻炼学生运用已学知识解决实际问题,还调动了学生探究学习的积极性,为学生进一步学习新课创设了饶有兴味的意境)
[部分学生上台组装、实验探究] (略)
实验现象、结论1:品红溶液退色,生成的气体是SO2。
实验现象、结论2:反应前后溶液由无色变为蓝色,说明有CuSO4生成。
[教师] 请写出反应的化学方程式。
[学生板书] Cu+2H2SO4 ( 浓)CuSO4+SO2+2H2O
[教师] 问题一:该反应中浓硫酸的作用有哪些?该反应能进行到底吗?
[学生自由讨论] 浓硫酸具有氧化性(硫元素化合价降低)和酸性作用(生成了CuSO4和H2O)。由于随着反应的进行,溶质减少(H2SO4消耗),溶剂增加(反应生成H2O),浓硫酸逐渐变为稀硫酸,铜和稀硫酸不反应,所以反应到一定程度会停止。
(巩固探究成果)
[教师] 问题二:从反应中可知浓硫酸具有氧化性,常温下,稀硫酸能与活泼金属(铁、铝等)反应,也具有氧化性,二者的氧化性一样吗?常温下把铁、铝投入到浓硫酸中会有什么现象?
[学生]不一样,稀硫酸的氧化性是H+氧化性,浓硫酸的氧化性是+6价S的氧化性,稀硫酸不能与铜反应,而浓硫酸能氧化铜单质,说明浓硫酸具有强氧化性。
[板书]一、强氧化性。
[演示实验-2]分别向稀硫酸和浓硫酸中插入一根铁丝。
[学生观察现象、自学、讨论]铁和稀硫酸反应放出气体,而铁在浓硫酸中没有现象。原因是常温下,浓硫酸使铁、铝表面发生“钝化”,但加热则会发生进一步的反应。
(创设问题情境、实验使学生在比较中学会知识的归纳和总结)
2.2 巧妙过渡深化探究学习活动
[教师]问题三:浓硫酸有强氧化性,能氧化不活泼的金属铜,请从还原性的强弱分析碳能被浓硫酸氧化吗?如果能,推测其反应产物是什么?
[学生议论后提出自己的推测结论]
能,因为初中学过C+2CuO2Cu+CO2, 从中可知碳的还原性比铜强。从化合价的升降可推测碳和浓硫酸反应的产物可能是CO2、SO2和H2O。
[教师] 能设计一套实验装置检验这三种产物吗?
[学生设计验证方案](略)
[学生讨论] 因为后续实验要用溶液,要先检验水,SO2对检验CO2(用澄清石灰水)有干扰,故先检验SO2,最后检验CO2。
[学生设计所用试剂上有以下几种方案,整理后投影]
方案一:用无水硫酸铜检验水,品红检验SO2,澄清石灰水检验CO2。
方案二:无水硫酸铜检验水,品红检验SO2,先用NaOH溶液除去SO2,再检验CO2。
方案三:除去SO2后,再用品红溶液检验SO2是否已除完全,其余同上。
方案四:用溴水除去SO2,其余同方案二。
方案五:可以用氯水除去SO2,可以用酸性高锰酸钾溶液除SO2,其余同上。
(引导学生对实验现象的鲜明性、安全性等进行评价,然后选择最佳方案。使学生通过对比、筛选和全面考虑,应用生活常识和化学知识解决实际问题)
[学生评价设计方案]
方案一:SO2也能与澄清石灰水反应,但会干扰检验CO2。
方案二:SO2和CO2都能与NaOH反应,所以不能用NaOH。
方案三:合理。
方案四、五:考虑到氯水颜色较浅,用溴水、酸性高锰酸钾溶液除去SO2较好,只要用过量的溴水、酸性高锰酸钾溶液,颜色变浅就说明SO2完全被除去,不需再用品红溶液检验SO2。
(学生经过激烈地讨论、反复修改,最终他们自主分析、合作完成了设计方案)
[教师总结] 通过讨论,我们确定了较为合理的方案。下面同学们通过自己的探究寻找答案。
[分组组装、实验、观察实验现象] (略)
[板书] C+2H2SO4(浓)CO2+2SO2+2H2O
[教师] 请比较Cu、C分别与浓硫酸反应中硫酸的作用?
[学生] 前者反应中浓硫酸既体现强氧化性,又起酸性作用;后者浓硫酸只起强氧化性作用。
2.3在知识的运用中完善探究学习成果
[教师] 以前的学习中遇到过哪些浓硫酸的应用?
[学生] 制取HCl;干燥气体......
[追问] 这说明了浓硫酸具有哪些性质?
[学生] 难挥发性、高沸点;有吸水性。
[学生实验] 向蓝色硫酸铜晶体上滴加浓硫酸。
[学生](这时有同学兴奋地提出)在初中第一节化学绪言课上,老师曾用浓硫酸做“黑面包”,其原理是什么?
(经过近一年的探究教学、问题意识的培养,学生已能主动提出学习、生活中的问题了!)
[学生分组实验] 向白色矿泉水瓶中,加入适量白蔗糖,然后加入浓硫酸,在瓶口盖一张湿润的品红试纸(留一条缝)。
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[实验现象] 蔗糖变黑;体积膨胀;矿泉水瓶变形、发烫;湿润的品红试纸退色;有刺激性气体放出。
[教师] 问题四:以上现象说明了什么?能用以上学习的知识解释吗?
[引导学生自学课本、分析讨论、交流总结]
浓硫酸使蔗糖脱水变黑,有脱水性。
(及时投影,为学生进一步打开思路开辟道路)
C12H22O1112C+11H2O
[学生] 对了,浓硫酸使蔗糖脱水,形成黑色的碳,同时吸水放出大量的热致使浓硫酸与碳反应(有刺激性气体放出,使湿润的品红试纸退色证明生成了SO2),再从以上学习,可知正是碳与浓硫酸反应生成的SO2和CO2气体膨胀产生了疏松的“黑面包”。
(针对学生的知识还不能解决的问题,及时引导,提供进一步探究的思维平台,让他们经过自学去发现解决疑问的新知,在学以致用中培养其知识迁移能力。)
[教师] 很好!同学们通过认真实验、仔细观察,并学会了利用新学习的知识解释新的现象和问题,老师感到很欣慰和高兴。
(及适时地给予赞扬,让学生在鼓励中产生对学好化学的信心,增强学生的信心,激励他们钻研科学知识的热情)
2.4发展探究学习成果
问题五:请同学们向两张蓝色石蕊试纸上分别滴入稀硫酸和浓硫酸,观察现象,对比,并解释产生现象的原因。
[学生实验、描述现象] 稀硫酸使石蕊变红;浓硫酸使石蕊试纸中心变黑,边缘变红。
[学生自由讨论、结论] 浓硫酸有酸性和脱水性。
2.5小结、整合有关知识
[教师](过渡)很好!同样是硫酸,浓度不同其性质也明显不同。请同学们列表比较二者的性质。
[学生自由讨论]
[投影](略)
2.6 课后探究作业
1. 为什么皮肤上不慎沾上浓硫酸,不直接用水冲洗,而要先用干布迅速擦去,再用水冲洗?
2. 浓硫酸的吸水性和脱水性的区别是什么?
3. 现欲用Cu和浓H2SO4为原料制取CuSO4, 请设计尽可能多的实验方案,并从原料利用率和环保的角度选择最佳设计方案。
3 讨论
本节课的设计以探究学习为基本学习方式,为了保证探究学习能取得较好的效果,采取了下列措施:
(1) 设置情境,激发学习兴趣,在学生处于兴奋和困惑的双重情境中,营造学习新课的良好开端和贯穿整节课的探究背景。
(2) 让学生作为探究学习的主体。在教学中引导学生提出问题并通过分析确定适宜的探究课题;让学生在猜想的基础上自己设计验证方案,评价和选择探究方案,实施实验方案,观察并分析实验现象,直至得出结论,体验知识的生成过程,培养学生的科学素养和实验探究能力。
(3) 注意强化基础训练,要求学生写化学方程式并进行分析,引导学生开展实验思维。
(4) 适度拓展、发展探究学习,让学生在初步获得的探究知识和技能的基础上自我检测,运用新达成的知识解决新问题,培养其知识的迁移能力,深化探究成果,强化探究欲,联系生产、生活实际,让学生体验学以致用。
(5) 通过迁移、小结、比较、整合等活动,让学生在对比中进行前后知识的联系,深化和巩固知识的理解,巩固探究学习的成果。
(6) 教师积极地发挥引导作用,包括做出适当的评价和鼓励,营造和谐的学习氛围。
参考文献:
[1]孙夕礼.论高中化学探究学习的课堂案例设计[J] .化学教学,2003(3),20~22.
[2]邹庆松.化学课堂教学中开展探究性学习的实践与探讨[J] .化学教学,2005(7-8),50~53.
[3]吴俊明,倪志刚主编.新课程理念下的创新教学设计(初中化学)[M],长春:东北师范大学出版社,2003.
[4]徐承波,吴俊明.化学教学设计与实践[M],北京:民主与建设出版社,1997.
摘要 相似思维是根据事物间的相似性,确认不同的事物是相同的结构或性质,从而认识主体的一种思维方式。它要求在不同的事物之间认识它们的相同,是一种异中求同的思维方式。在化学教学中通过相似思维的推理过程来展开“体系、素养、能力”三个层面的教学,有助于构筑扎实的知识体系,培养良好的科学素养,提高科学理论的分析归纳能力。
关键词 思维 相似思维 探究能力
一、研究背景和研究意义
进入高中新课程实验以来,化学教学逐渐摆脱传统教学的框架,形成以学生的学为核心的教学模式。因此,高中化学教学,更加关注培养学生良好的思维品质和科学探究能力。在高中新课程的实施背景下,笔者对相似思维在“体系、素养、能力”三个层面的教学中的运用,进行了一些实践。
相似论的观点认为:科学规律寓于相似性之中。门捷列夫研究了化学元素的相似性,创立了元素周期表,对后续的研究直至今天都有着重大的指导意义。这给了我们启示:相似思维是一种独特的科学的思维方式与方法,通过相似性分析,既可以发现表面上互不相关的事物之间有多方面内在联系,又可以在事物的多样性与统一性之间架起桥梁,还可以进行多层次和多方位的类比与推论,概括出事物的共同属性与本质,从而找出规律并形成理论。
新课程苏教版必修教材突破了以学科知识为中心的结构体系,更关注学科线索和社会实际的结合,每一单元的知识点之间都有着相互的关联和良好的逻辑结构。在教学中利用相似性,能帮助学生掌握认识事物的科学途径,构筑系统的知识体系;能使学生在学习过程中将经验和行为转化为习惯,逐步养成良好的科学素养;还能成为总结、归纳和发现科学规律的认知基础与先导。
二、相似思维的推理过程
人们在学习和实践活动中积累起来并贮存在大脑中的知识单元就叫“相似块”。“相似块”是一种重要的刺激信息,而学生学习的过程就是相似块迁移的过程。西蒙在《认知心理学》一书中提出,选择刺激信息极为重要,因为作用于人的信息,在大部分时间内超过了人所能处理的限度;选择适当的处理策略,对满足完成任务的要求极为重要,故反复应用加工策略,可出现较为稳定的认知结构,从而导致认知结构的发展。
运用相似思维来达到认知目的可以看成是这样一个推理过程:有A和B两个认知对象,A是在我们已认知的范围内的对象,B是我们没有达到本质性认识的对象。但是,我们通过联想、思考、分析发现B与A之间有相似点N。据此相似之点N,我们就认为B具有某种与A一样的性质,从而把原有知识范围扩大,形成新的知识体系。
运用相似教学,就要求我们在教学中,首先要知道学生已经了解了什么,在此基础上,找准“相似块”来引发思考过程。相似思维方式的推理过程如图1所示。这一过程体现中学生思维由经验型向理论型过渡的质变。
三、“知识体系、科学素养、学习能力”――相似思维教学的三个层面
(一)利用相似思维,学习元素及化合物知识,构筑扎实的知识体系
零碎、不成体系的知识,就如一堆没有装配起来的机器零部件,只有整合在一起,才能发挥其功能。化学学习中,要及时将零散的知识串联起来,纳入认知结构中,才能构筑扎实的知识体系。
新课程标准下,元素化合物知识的教学目标和方法与传统教学有着较大差别,从过去“结构决定性质,性质决定用途”这条明线,转变为通过科学研究的方法,学习物质的性质及在自然界和生活、生产中的存在、应用和影响。教材不再采用线性结构编排这些知识,但将“物质的组成与分类”穿插其中,隐含渗透了比较的方法和相似思维。因此,利用物质组成、性质等方面的相似,从已知联系未知,由点及面、层层铺开、循序渐进,可实现新旧知识的整合,由感性到理性再到实际应用,形成扎实、牢固的知识体系。这样,才能对社会生活、生产中的问题进行综合分析,真正地由化学走向社会。
如苏教版必修化学1中《碳酸钠的性质与应用》的教学中,学生已经在初中学习过碳酸钠的性质和用途,在此基础上,从碳酸钠和碳酸氢钠组成上的相似(都属于碳酸盐和钠盐)人手,探究性质上的相似性,同时发现并探究其差异,再归纳总结碳酸钠和碳酸氢钠的物质类别和性质,将有利于掌握和区分这两种重要的钠盐。教学中可分为4个阶段循序渐进(如图2所示):
首先,学生从已有知识“钠盐均可溶”出发,推测碳酸钠、碳酸氢钠这两种组成相似的盐应均可溶解于水,为验证推测并比较两种盐溶解性是否有差别,进行溶解性实验,观察这两种盐的溶解度大小,通过实验可得出“相同条件下,碳酸钠溶解度大于碳酸氢钠”的结论(step1)。
然后,引导学生从学过的知识及生活常识回忆、归纳碳酸钠具有的化学性质,并由此预测碳酸氢钠可能具有的化学性质,要求设计实验来验证。学生从苏打的用途分析了碳酸钠的酸碱性,从碳酸根的检验方法分析了能与哪些物质发生化学反应等,他们推测碳酸氢钠可能也呈碱性,也能与酸反应,但不确定是否也能与澄清石灰水反应等。于是,设计了实验对比这两种可溶性盐的化学性质(step2),以验证预测的结果是否正确,同时解决了预测中出现的困惑。学生设计实验如下:
1.用pH试纸测定碳酸钠溶液的pH值。
2.碳酸钠、碳酸氢钠粉末加入到盐酸中,观察实验现象。
3.在两支洁净的试管中分别加入2~3ml澄清石灰水和氯化钙溶液,再分别向上述两支试管中滴加碳酸钠溶液,振荡,观察实验现象。
4.与沾有油污的铜片作用,比较效果。
最后,再组织学生从物质类别、物理性质、化学性质及用途各方面对碳酸钠和碳酸氢钠进行归纳(step3)。
在对碳酸钠和碳酸氢钠相似性质对比的探讨过程中,学生可能会得出这样的预测:
(1)从组成来看,两种盐都属于钠盐,应该能够溶于水。但是不知道溶解性哪个更好。
(2)从组成来看,两种盐分别属于碳酸相应的正盐和酸式盐,水溶液应该都呈碱性。但是不知道哪个碱性更强。
(3)从组成来看,两种溶液中分别有CO2-3和HCO-3,能与酸反应生成二氧化碳。但不知道反应的速率和放出气体的多少有何差别。
(4)碳酸钠中含有CO2-3,能与氢氧化钙溶液中的钙离子形成白色沉淀,而碳酸氢钠中主要含有HCO-3,所以不能与氢氧化钙溶液反应形成沉淀。
通过,实验(1)(2)(3)均得到了验证和确定。通过该过程的思考和学习,加深对碳酸钠和碳酸氢钠的性质的了解。但是实验4的现象却与推断(4)矛盾,两溶液中均出现了沉淀。经过进一步的讨论明确:碳酸钠中含有CO2-3离子,能与氢氧化钙溶液中的Ca2+形成白色沉淀;而碳酸氢钠中主要含有HCO-3,它进一步电离出少量的H+与氢氧化钙溶液电离出来的OH-中和,从而不断促进HCO-3电离出H+和CO2-3,溶液中则形成浓度较大的CO2-3,与Ca2+反应形成沉淀。这也为今后学习化学平衡的知识时,搜寻可利用的信息做了铺垫。
该学习过程可以归纳为:提出问题――设计方案――搜集证据――解释归纳――反思评价,在这个过程中,学生从已知的物质性质出发,推断相似物的性质,发现相似,找寻差异;发现问题,分析原因。在该过程中运用了相似思维,不仅将知识提高到新的层面,又在思维的碰撞中激发了灵感和创新意识,对提高教学效果起到了良好的促进作用。可见,将相似思维运用于以构筑知识体系为主要目标之一的课堂教学中,能取得良好收效。
(二)利用相似思维,开展实验探究,培养良好的科学素养。科学素养和能力有什么区别?对“科学素养”如何界定?
笔者认为,化学教育的意义在于使学生在探究的过程中获得知识,新的知识同时又作为新的探究起点,在新的探究中不断获得、积累和延续。新课程标准中明确提出,在化学新课程的实施过程中,应发挥实验的教育功能,重视探究学习活动,发展学生的科学探究能力。那么,如何更好地“发挥实验的教育功能”,从而“发展学生的科学探究能力”呢?可以说手段是多种多样的。利用相似思维,如以“实验现象”中的相似点为切口,通过实验对比和分析,来发现问题并解决问题,对培养良好的科学素养,如观察、发现问题、实验、推理、归纳、论证结论、交流、合作等,都有着积极的促进作用。
在苏教版必修1专题2中关于“氯水的性质探究”有一定的难度,在教学中,笔者借助学生已学习的或熟悉的物质氯气、盐酸、氯化钠溶液设计了这样的实验要求:请自行探究氯水和盐酸、氯水和氯气、氯水和氯化钠溶液在性质上有何相似?表1是某组学生完成的实验过程的记录报告。
可见,该内容在设计上突出了在实验中利用实验现象的相似性求同求异并展开探究。实验过程中,对组成、结构或性质相似的物质在进行对比实验时,有意识地培养了观察能力,如滴有稀盐酸的蓝色石蕊试纸是变红,而滴有氯水的蓝色石蕊试纸却是先红后白等。对组成、结构或性质相似的物质在进行对比实验时,学生也更容易发现问题,如“氯水为什么有酸性?”“氯水中的哪种物质使花瓣褪色?为什么?”“氯水中究竟有哪些成分?”自己发现的问题,在搜集实验证据,并进行推理后,又能自行解决。在由实验确定了HCIO的漂白性之后,又进一步主动对该信息进行处理,即为什么HCIO具有漂白性。学生从化合价的角度便可以做出合理的分析和解释。
笔者任教高一(3)(4)两个平行班的化学。自2007学年第一学期以来笔者一直对高一(3)班进行相似思维教学实验,表1是高一(3)班某组学生完成的实验过程的记录报告。同样是只给出了本节课学生要通过2人小组实验达到的三个实验目的,请学生自行设计完成的前提下,高一(3)班与高一(4)班学生相比,完成得更好更顺利。统计数据如下表2:
(完成得更好更顺利,应在表格的基础上进一步说明)利用相似思维进行实验探究的设计和实验,既能掌握相关的知识,又能体验实验探究的过程,既提高了教学的效率和目标达成度,又有利于培养学生良好的科学素养。
(三)利用相似思维,学习科学概念及规律,提高分析归纳能力
科学的概念和规律是十分精确且有条理的,然而有些“形”近而“意”不同的概念或知识,很容易混淆。对理论或概念在学习或复习时,要着力挖掘它们的相似点、不同点及联系,以活化基础。比如在高二会考复习时,我把同位素、同素异形体、同系物、同分异构体等概念集中在一起做比较,学生先回顾它们的研究对象、同异之处,再将概念全部呈现,最后归纳整理成表。另外,请同学讨论,结合所学知识,至少说出一种相关的应用,并对应用的原理做出解释,教师补充或给出相关提醒。如表3所示。
诸如此类容易混淆的概念或知识还有很多,如:电离与电解、置换与取代、酸的氧化性与氧化性酸等等,都非常值得我们探讨。可以尝试在引入新课或复习过程中,采用相似思维的推理过程,通过已有知识进行整合,从而形成稳固的理论知识系统,最后通过应用得以巩固。
四、在教学中运用相似思维要注意的问题
1.养成运用对比分析的习惯
化学用语中有不少字眼相似、容易混淆,知识点之间容易混乱。如“溶”与“熔”,“氨”与“铵”,“和”与“合”,“酯”与“脂”,“原电池”与“电解池”,“挥发”与“升华”等等,所以要培养学生养成主动对比分析学习中遇到的那些相似易混淆的知识点的习惯。比如,在教学中充分挖掘相似物质或相似概念,并引导学生自己联想,可以用列表对比的方法做成分类小卡片,建立个人资料库;以学习小组为单位,对某些相似对象,每个成员各自搜集一种资料,交流共享;每节课新课前的预习都要求任选学习目标中的某一个内容和已学过某个相似物建立联系,复习已有知识――找出与新学习内容的“相似块”――根据“相似”设疑、推测――解决问题获得成功。
2.在运用“相似性”的同时,关注“差异性”