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无机化学教学案例精选(九篇)

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无机化学教学案例

第1篇:无机化学教学案例范文

物流设施规划课程涉及建筑规划、管理学、系统工程学等多个学科与领域,由于涉及的学科与知识点众多,采用传统的课堂讲授式教学方法,很难做到让学生系统性地理解和掌握。在教学中尝试引入案例教学法,可以充分调动学生的积极性,提升教学效果。

一、物流设施规划课程的主要教学内容与特点分析

物流设施规划课程属于物流工程专业最为核心的课程之一,是在物流工艺流程分析的基础之上,构建一个经济、便捷的物流系统以保障企业生产系统和销售系统的高效运行。课程的主要内容如下:生产系统的组成与平面布置、设施规划和设计、物流系统分析、物流搬运与仓储设计、物流系统仿真等。

该课程的主要特点是:第一,综合性。在设施的规划与设计中,要想构建一个完整可行的方案,必将多学科的专业知识加以综合运用才能够完成。第二,实践性。其中,物流设施布置的主要方法以及系统运行效果的检验需要通过反复的实践过程得来,解决物流系统中多种问题的方法来源于长时间的实践经验积累。第三,知识更新快。无论是从种类看,还是从技术方面看,物流设施与设备都属于发展极快的行业,技术与设备更新频繁,导致该课程的教材很难跟上最新科技成果的发展速度。

鉴于物流设施规划课程内容具有系统性和复杂性,课程具有综合性、实践性和技术更新快的特点,仅以课堂讲授的形式传授理论知识,势必晦涩难懂且枯燥乏味,学生很难做到真正掌握知识。而通过案例分析教学法,在课堂上结合真实的案例进行讨论和分析,可以使学生对现实中的物流设施和物流系统有个整体的概念和把握,为将所学理论知识运用于实践打下坚实的基础。

二、案例教学法在物流设施规划课程教学中的应用

(一)物流设施规划课程教学中案例的选择

无论是在何种学科的教学中,只要引用了案例教学法,就要求案例的选择应该尽量真实、形象、贴近生活,以便于学生能够对知识形成更深的理解,案例展示的实际问题要与本学科的研究内容相匹配。具体到物流工程专业的物流设施规划这一课程中,能够直接供教学引用的案例非常少,所以要想在该课程教学中引入案例教学法,教师应该精心选择与准备案例。对于案例的选取,可以通过如下几个途径:一是通过新媒体或者杂志的报道,从中提取有价值的案例;由于这些报道的内容属于社会中的真实事件,如果直接引用到课堂的教学中,可能无法与其中的理论知识相联系,这就要求教师对搜集来的素材进行加工,将与教学内容联系紧密的部分内容进行突出展示。二是通过对类似专业的案例进行筛选,得到能够应用于本课程中的案例,例如,物流经济地理、工业建筑设计等相关课程。然而,应注意到这些案例通常展示的是其他学科的理论与知识,如果直接引用,势必无法突出本课程的教学重点,因此,也需要教师进行系统地设计与改编,确保所用的案例与课程内容相吻合。

从物流设施规划这门课程的要求出发,课程组做出了几个比较有代表性的案例,目的在于通过案例设置来展示本课程特点,使学生体会到利用数理方法对多个备选方案进行评估以选择最佳方案的思维。例如,在对本课程中的重点教学内容设施布置规划进行教学时,为了切实提升教学效果,改善教学质量,选取了一个典型的连锁超市配送中心案例,主要讲述配送中心不同類别商品的存储、分拣、分货、包装、配送等各环节物流流程与衔接关系。为了体现物流设施规划的系统性和综合性,在理顺物流工艺流程进行初步规划之后,再考虑各部分的物流量大小,分析各作业单元之间搬运距离和强度,进而将计算出的物流强度与前面的非物流关系密切程度来设定各作业单元的相对位置,按照密切程度高的作业单元靠近布局,反之,应按隔一定距离的原则完成设施布置规划。其他的教学内容,也应该辅之以相应的案例展开教学,例如,在设施选址问题中,可以分别以仓库、货运站为例展开教学,在物料搬运系统分析部分,以某公司货物配送中心分拣库的物料搬运系统设计为例展开教学。在案例讨论过程中,要注重让学生分组讨论、集思广益,将教材知识运用到解决案例提出的问题上来,从而加深学生对知识的掌握程度。

(二)物流设施规划课程案例教学法的实施

案例教学法在课堂教学实施过程中,应注重如下几个环节:

首先,要安排参观学习。由于物流设施规划课程具有非常强的实践性,在课程教学开始之初,应安排学生深入物流企业现场进行认知实习,了解物流工艺流程安排、设施设备布局、物料的存储、库内搬运、仓库选址等,熟悉各种叉车、堆垛机等搬运设备的用法,认识托盘、大中小型货架、储物容器等物流设备,使学生对物流设施设备形成直观认知。安排参观学习时,应提前将重点要观察学习的项目以任务书的形式下发到学生手中,参观实习后要安排讨论环节,以确保参观学习的效果。

其次,要注重对案例的理解。教师在安排案例教学之前,应将事先制作好的案例发放到学生手中,由于案例来源于真实的生活,对学生有较大的吸引力,学生拿到案例后往往会认真研读,对案例中涉及到的相关问题进行初步了解,查询资料,进行适当的讨论,并要求若干代表进行发言,从而激发出学生思维的火花,对案例形成更为深刻的理解。为了确保学生分组讨论的效果,在本课程的第一堂课中,就应该把学生的分组工作做好。在课下,学生应以小组为单位展开合作探究,小组内每个学生明确分工,各自查阅不同的资料,然后共同分析,最终找到解决问题的办法。在这一环节中,学生以小组合作的形式展开学习,不仅能有效培养学生的团队协作能力,而且能够提升学生的自主探究能力、创新能力等。

再次,案例的课堂讨论。在课堂教学时间范围之内,对各小组探究的案例展开交流,这是案例教学最为关键的一步。各小组选派出一名代表,将本小组的讨论成果以PPT的形式展示出来,小组代表通过PPT讲述本小组的主要观点及问题的解决办法,小组内其他成员对此作出补充,其他小组的同学积极对这一小组答辩结果中的问题进行提问,讨论完毕后,教师针对本节课引用案例的讨论结果作出总结,对学生探讨问题的结果以及学生的努力程度等进行点评,并且及时纠正学生出现的不良状态,鼓励与肯定学生中呈现出的积极因素。

最后,结合设施规划软件形成规划方案。物流设施规划课程具有专业性和应用性的特点,通过该课程的教学要达到提出设计方案成果解决实际问题的效果,最佳的结果是学生能够提交设施规划方案的图纸。因此,在课程的实践教学环节中,最好能引入Flexsim等系统仿真软件,通过布置任务、建立物流运作模型、模型运行仿真与修正等方式,形成完整的物流设施规划最终实践教学成果。

(三)课程的考核

对于学习成绩的评价和考核,是学生学习情况的综合反映,能够在极大程度上促进学生的学习,为学生下一步的学习指明方向。由于物流设施规划课程采用案例教学与设计成果的教学方式进行教学,课程的考核评价制度也应该随之改变。在课程考核打分时,应将学生出勤率、讨论发言的次数、各组讨论方案的科学性、作業完成情况、最终设计成果完成效果等几个方面都考虑在内进行赋分。对学生在案例讨论过程中的表现以分数量化的形式记录下来,作为学生平时成绩的重要组成部分。可以将案例讨论的成绩一分为二,一部分是小组整体的成绩,是对学生小组的案例分析准备情况进行量化,对于同一小组内成员,该成绩都是相同的;另一部分是小组内学生个人在案例讨论中的表现。

第2篇:无机化学教学案例范文

    现代学习理论认为,知识不是通过教师传授得到的,而是学习者在一定的情境即社会背景下,借助他人(教师和学习伙伴)的帮助,利用必要的学习资料,通过意义建构的方式获得的。学习者能够批判性地学习新的思想和知识,并将它们融入原有的认知结构中,能够在众多的思想间进行联系并能够将已有的知识迁移到新的情境中,依据教学目标,提出问题、分析问题和解决问题。“目标导航、问题驱动”是建立在建构主义和现代学习理论基础上的一种教学方式。

    其中,“目标导航”遵循课程标准提出的“立足于适应现代生活和未来发展的需要,着眼于提高21世纪公民的科学素养,构建三维课程目标体系”的理念,围绕“认知性学习目标、技能性学习目标、体验性学习目标”开展一系列教学活动。目标决定着行动的方向。教学目标是教与学的灵魂,它支配着教学的全过程,统领着教与学的方向,并指导着学习结果的评价。准确把握教学目标是有效地“教”和有效地“学”的前提和关键。“问题驱动”是在新课程理念指引下,以问题解决为驱动方式,开展一系列的教学实践活动——将所要学习的核心知识转化为一个或几个具体的问题,让学生在特定的情境中围绕问题展开分析和讨论,寻求解决问题的方法和途径。“问题驱动”的目的,是让学生参与到课堂教学中来,由各种问题特别是化学知识体系中具有核心观念性的化学问题,引导学生逐步地学习化学知识,深刻理解所学内容的本质。“问题驱动”是站在教师和学生共同发展的角度,通过问题解决的思维模式组织教学,搭建一个师生互动的平台:于学生而言,学会学习,提高发现问题、分析问题、解决问题的能力;对教师来说,增强课程意识,树立新的教材观,重构对化学学科体系的认识和理解,发展专业素养。

    二、“目标导航、问题驱动”教学模式的基本程序

    “目标导航、问题驱动”教学模式打破了以讲授、灌输为主的封闭式教学体系,是以教学目标为引领,师生共同创设学习问题,学生在教师的点拨、启发下,自主探究、合作学习,从而解决问题。它以发现问题、分析问题、解决问题为线索,并贯穿于整个教学过程,基本程序如图1所示。下面试以苏教版高中《化学1》中“含硫化合物及其应用”一节内容为例,对“目标导航、问题驱动”教学模式的基本程序加以阐释。

    (一)教学目标设计

    教学目标是教学的出发点和归宿,它指导着教学内容的设计和教学策略的选择。教学目标设计要将教学内容、课程标准与学生的已有认知能力和生活体验进行有机地整合,使其成为具体的、可操作、可测量的“过程与方法”维度的教学目标。

    “含硫化合物及其应用”一课设计了如下教学目标:

    1.能说出二氧化硫的物理性质,初步学会通过实验探究分析二氧化硫的化学性质(酸性氧化物的性质、氧化还原性等)。

    2.列举实例说明二氧化硫在生产生活中的应用,知道二氧化硫与氯水等氧化剂的漂白原理。

    3.从氧化还原的角度认识硫酸型酸雨的形成,知道采取哪些措施可减少酸雨对环境造成的危害。

    4.初步认识化学物质在造福人类、推进社会文明进程中所起的作用,知道对物质的不合理应用也会引起危害生命健康、污染环境等社会问题,逐步树立应用化学物质的科学观。

    (二)自学尝试交流

    课前,教师要精心编制“导学案”,明确学习目标,围绕教学目标设计3~5个尝试练习。学生通过自学探究,培养自学能力、知识迁移能力、独立思考能力、解决问题能力。并通过尝试练习,自检自测,分析目标的达成情况,在此基础上提出需要解决的疑难问题。

    “含硫化合物及其应用”一课的尝试练习设计如下:

    2.“酸雨”的形成主要是由于( )

    A.森林遭乱砍滥伐,破坏了生态平衡

    B.工业上大量燃烧含硫燃料

    C.大气中二氧化碳的含量增多

    D.汽车排出大量尾气

    4.与的化学性质有许多共同之处,也有很多差异。请根据所学知识分析:它们具有哪些共性?又有哪些不同的性质?写出你熟悉的发生氧化反应和还原反应的化学方程式。

    (三)优化重组问题

    在自学尝试交流中,学生初步掌握了基础化学知识,同时也会遇到许多疑难问题。不同层次的学生存在的问题大相径庭。如何引导学生解决这些问题,体现的是教师的智慧。在教学过程中,必须围绕教学目标和教学重点,将学生提出的问题进行归纳重组,使问题得到优化。

    “含硫化合物及其应用”一课,需要着重探究的主要有如下四个问题:

    1.二氧化硫的漂白原理与氯水的漂白原理相同吗?如何设计实验进行验证?

    2.日常生活中我们经常见到削了皮的土豆、荸荠等露置于空气中很快变色,但把削了皮的土豆、荸荠浸泡水中就不易变色,这是为什么?菜场里的小贩常将去了皮的土豆等蔬菜用的水溶液浸泡后露置在空气中,半天甚至一整天都不会变色,这又是为什么?说明具有什么性质?请选择适当的试剂验证你的猜想。

    3.酸雨主要是大量燃烧含硫燃料释放出所造成的。

    (1)现有雨水样品1份,每隔一段时间测定该雨水样品的pH,所得数据如下:

    分析数据完成下列问题:

    雨水样品pH变化的原因________(用化学方程式表示)。如果将刚取样的上述雨水和自来水相混合,pH将________(填“变大”或“变小”),原因是________(用化学方程式表示)。

    (2)依据硫酸型酸雨的形成原理,你认为采取哪些措施可减少酸雨的形成?

    4.如何设计实验探究某气体是二氧化硫和二氧化碳的混合物?

    (四)探究解决问题

    上述需要探究的四个问题,涉及二氧化硫的漂白性、氧化还原性、酸雨及其他综合性问题,这些都是教材的核心内容,是教学的重点。创设这些有思维容量的问题情境,可以引发学生全面、深刻的思维活动,使学生进入主动学习的状态,认知得到最大化的发展。课堂上,经过生生、师生之间的双边或多边研讨,最终得出正确的结论。比如,问题4是一个综合性问题,涉及二氧化硫的漂白性、酸酐的通性、氧化还原性等,对学生的知识迁移能力、分析比较能力、灵活运用所学知识解决问题的能力要求较高。解决这一问题的关键,是启发、引导学生从二氧化硫与二氧化碳的差异性入手——二氧化硫具有漂白性,能使酸性高锰酸钾溶液褪色;而二氧化碳则没有这些性质。通过分析探究,学生的思维逐步引向深入,最终设计出合理的方案:首先,用品红溶液检验二氧化硫的存在;然后,通过酸性高锰酸钾除去二氧化硫;接着,通过品红溶液检验二氧化硫是否除尽;最后,通入澄清石灰水检验二氧化碳的存在。

    (五)提升所学知识

    通过上述问题的探究,学生掌握了二氧化硫的主要物理性质和化学性质,初步了解了硫酸型酸雨的形成原因,但此时学生获得的这些知识还是琐碎零散的。因此,教师要引导学生进行归纳总结,在理解的基础上,逐步建立起以二氧化硫为中心的知识网络(如图2)。

    三、“目标导航、问题驱动”教学模式的实施要点

    (一)目标设计要科学

    教学目标是课堂教学的灵魂,科学设计教学目标,需注意以下几点:

    1.富有弹性。设计教学目标要因材施教——既要注意班集体以及学习困难学生的特点,面向全体学生制订基本的教学目标;还要针对学有余力的学生提出适当的提高要求,使教学目标体系具有一定的弹性,使全体学生都能得到充分的发展。

    2.突出重点。一节课有多重教学目标,如知识目标、技能目标、情感目标等,而这些维度目标还有若干个子目标,每个目标相对应有一个学习结果。在设计教学目标时要权衡各目标,确定主要教学目标,并围绕主要目标进行设计,以突出重点。

    3.相互协调。在制订教学目标时,要注意各目标之间的相互联系、相互促进、相互制约,使它们组成协调、和谐、自然的教学目标体系——既要有知识与知识间的协调统一,也要有知识与精神、知识与能力之间的协调,还要有精神与精神、能力与能力之间的协调。

    4.符合实际。教学目标设计要符合学生的认知规律和认知水平。学生的认知规律是指学生学习知识、技能,获得方法的认知规律,符合从特殊到一般、从具体到抽象的认知规律。要分析学生现有的知识储备和能力,对新知识的学习应在理解的基础上学会应用;在技能提高上也应该从模仿到创新,由易到难、由简单到复杂,循序渐进。

    (二)问题设计有效果

    问题设计是课堂教学的关键,有效的问题设计主要表现为以下几个特性:

    1.科学性。即课堂探究的问题既要符合化学学科特点,又要符合社会和生活实际,不违反化学事实及其科学原理,不“闭门造车”、臆造杜撰,更不能出现科学性错误。

    2.针对性。即在设置问题时,“面向每一位学生”,针对学生的个体差异,尊重他们的学习方式和学习能力,设置不同难度、不同要求的问题,使每一位学生在原有水平上都能得到发展。

第3篇:无机化学教学案例范文

[关键词]金属有机化学;课程建设;人才培养

金属有机化学课程是有机化学和无机化学交叠的一门分支课程,它是在无机化学和有机化学相互渗透的过程中发展起来的,主要涉及金属有机化合物的合成及其相关反应。纵观金属有机化学的发展充满了大量的意外发现。早在1827年,丹麦药剂师Zeise用乙醇和氯铂酸盐反应而首次合成了金属有机铂化合物。之后,科学家们通过不同的方法合成了大量的金属有机化合物,并研究其在催化,材料等领域的应用。随着研究的深入,已经有许多科学家涉猎这方面的研究,自1963年以来,已有20多位科学家获得了金属有机化学方面的诺贝尔化学奖。由此可见,金属有机化学具有重要的科学意义,并不断推动人类社会进步和科学发展。这也体现了在高等院校开设金属有机化学课程的重要性。因此本文将从开设金属有机化学课程的作用,教学目标与任务,教学方法与手段及师资队伍建设等方面探索和分析地方高等院校开设金属有机化学课程的意义。

1金属有机化学课程的作用

金属有机化学作为有机化学和无机化学的交叉学科和分支学科之一,通常是普通高校高年级本科生的选修课程以及无机专业和有机专业研究生的必修课程。该课程涉及的基本理论较深,特别是一些理论需要借助无机化学理论来理解,同时也要有机合成功底,因此这就需要学生要正确掌握无机化学和有机化学的基础理论知识;如有有机化学中的各种合成策略及无机化学中的各种配位场理论,晶体场理论及十八电子规则等。因此,通常高校在制定本科生人才培养方案时将会首先开设无机化学和有机化学课程,而金属有机化学作为选修课程供有兴趣的同学学习,本科生对金属有机化学课程学习的要求不高,只要能够掌握基本的金属有机化学理论和相关化合物的制备方法即可,这能为他们今后考研打下基础。而对培养研究生而言,特别是对于金属有机合成及金属催化专业研究生,这门课程的开设能够极大地增强该专业研究生的专业理论知识,有利于学生利用相关知识解决科学研究中的具体问题,从而进一步培养了学生的学习兴趣。

2金属有机化学课程的教学目标与任务

金属有机化学课程教学主要完成基本的理论讲解,如配位化学,金属配合物的相关性质等,以及不同的反应类型与机理,金属有机化学的物理测量方法及其在有机合成及生物方面的应用,向学生讲授完这些知识后,希望能够达到以下的教学目标及任务:(1)提高学生的思想道德品质,文化科学知识和身心素质;(2)使学生掌握基本的金属有机化学知识和培养学生运用该知识的能力,从而提高学生学习该门专业课程的学习兴趣;(3)使学生掌握金属有机化学的实验技术,如无水无氧操作技术等;(4)使学生了解金属有机化合物的形成方式,金属配体的配位类型及一般性质;(5)了解金属有机化合物的类型及所发生的反应;(6)掌握氧化加成与还原消除反应以及插入反应这些典型的反应类型;(7)掌握均相催化的机理,包括烯烃的异构化、加氢反应、氢甲酰化、偶联反应等反应类型;(8)熟练掌握金属有机化学的相关应用,如烯烃的复分解反应、碳氢键活化及金属有机功能材料等方面的应用。

3金属有机化学课程的教学方法

在讲述这门课程之前,必须首先选定好一本教材,目前关于这门课程的教材很多,最近出版的是宋礼成院士和王佰全教授编写[1],这也是目前关于金属有机化学教材中最全面的教材。确定教材之后,形成各位教师独有的教学方法,需要老师们自己在教学过程中不断积累、创新和探索,在此,我通过浏览文献、并结合在学习金属有机化学过程中的心得以及地方高校的教学要求,对金属有机化学教学方法做如下总结:

一、以“激发兴趣”、“熟练掌握”、“形成系统”、“灵活运用”为目的的教学模式。以通俗易懂的教学案例激发学生的学习兴趣,比如学生通常喜欢老师给他们讲解关于某个反应类型的反应机理,开动学生的思维能力;以熟练掌握教材中的归纳性及总结性的反应类型、机理及相关应用。形成系统即在学习的过程中带领学生抓紧教材中的一条主线。;灵活运用即能够让学生利用所学到的相关理论解决金属有机化学问题。

二、强化和注重基础理论知识的讲解。作为交叉学科,金属有机化学涵盖无机化学及有机化学专业两方面的专业理论知识。使学生弄懂了基本理论,这样让学生在今后的学习过程中能够灵活地运用这些理论解决金属有机化学问题。从大的方面来讲,其基础知识分为两大类:金属有机化合物的合成及测量该类化合物在材料,催化剂高分子科学上的应用[2]。

三、注重基本问题及金属有机专业术语的讲述。在学习金属有机化学的过程中,往往我们会接触到很多新的问题及专业术语。基本问题主要涉及的是反应机理的讲述,如氧化加成与还原消除机理,亲电与亲核取代反应机理,插入反应机理及复分解反应机理等,这方面的教学,不能强迫学生去记忆,而是提醒学生今后碰到类似的反应能够抓住反应的本质。而对于金属有机专业术语主要可能涉及一些人名反应以及反应机理中描述的专业术语,有时描述金属配体多重键,如卡宾和卡拜等。四、借助现在教学技术为教学手段,启用网络教学模式[3]。在学习该课程的过程中,经常会接触到画图和反应图示以及反应机理的描述。这样可以提高教学效果。

4师资队伍建设方面

担任金属有机化学课程的教师可以是有机化学专业的老师,也可以是无机化学专业的老师,但必须在金属有机方面具有较扎实的理论基础,当然,教学经验是逐渐积累起来的。近年来,随着研究生招生人数的扩大,全国一流的高等学校为地方院校输送了大量金属有机化学专业方向的博士研究生,这样壮大了地方高校金属有机化学的教学队伍及科研队伍,为专业人才培养提供了有力保障。总之,地方高校开设金属有机化学这门专业课程,对高校提高人才培养质量,加强有机化学及无机化学两门专业课程的发展具有重要意义。今后,我们也将继续关注、重视和发展这门课程的硬件建设和师资队伍建设。

参考文献

[1]宋礼成,王佰全.金属有机化学原理及应用[M].北京:高等教育出版社,2012.

[2]高伟,伍乔林,罗旭阳.《金属有机化学》教学中的几点体会[J].高教学刊,2016,14:66-67

第4篇:无机化学教学案例范文

【关键词】 化学 学案 导学

【文献编码】 doi:10.3969/j.issn.0450-9889(B).2011.11.002

学科教学如何解决学生的学习困难,是学科教学的永恒话题。抓住学生学科学习过程的关键期,尽可能准确地分析预测学生在学习过程中会出现的困难或障碍,选择恰当的教学策略和教学方法,设计有针对性的学案,开发学案的导学功能,有目的地指导学生养成良好的学习习惯,鼓励学生积极参与学习活动,尝试不同的学习方法,能循序渐进地提高学生的学习能力,有效减少学习困难学生的人数。如高中化学学习就有4个关键期,下面通过教学案例,阐述在每个关键期,如何选择教学策略和教学方法,以确定学案设计重点和模式,有目的地解决学生在学习过程中的困难。

一、 让学生树立学好化学的信心

高一新生开始接触高中各学科课程时,感觉化学最难学,其主要的客观原因是:①高中化学章节知识容量大,初、高中化学知识“跨度大”; ②高中化学学习需要从宏观认识跳跃至微观分析,初、高中化学学习的能力要求“跨度大”; ③高中化学学习需要由被动接受式转变为主动积累式,初、高中化学学习的习惯转变“跨度大”。 这三个“跨度大”问题,就是学生上高中首先遇到的主要学习困难。

【教学案例】第一节氧化还原反应。

策略:培养学习习惯――为学生“开路”;进行学习方法示范――替学生“搭桥”(能力形成桥梁);拓展积累知识――使学生“自信”。

学习习惯养成:

课前预习――通过填写学案来完成;课中笔记――重组预习的知识;课后作业――适量布置、分层要求,检查到位。

学习方法示范:

(一) 预习学案设计――深入浅出地帮助学生建构知识

1. 知识主干网络:

这个知识网络,能直观反映知识之间的关系,让学生清晰地认识学习路径,激发出学习兴趣,树立学习信心。

2. 基本概念关系(高、初中知识衔接):

通过实例分析,学生以初中的知识能理解上述反应中MnO2“失氧”,被还原。而H2O虽然“得氧”,却不是氧化产物,这是一个新的学习问题,能让学生认识到初中所掌握的“形式上划分”氧化还原的方法是有限的,必须提升至“特征──化合价”“本质──电子转移”的角度,才能对氧化还原反应有新的认识。

以上学案的填空内容,能让学生通过类比,将新旧知识衔接,获得学习的成就感。

(二) 作业学案设计――帮助学生应用和归纳知识

作业主要针对化学方程式分类及其相互关系。

判断下列反应是否氧化还原反应,指出反应基本类型,分析推断两种分类方法的关系。

①实验室制取氧气:2KClO3[MnO2]2KCl+3O2氧化还原反应

②工业制生石灰:CaCO3[]CaO+CO2非氧化还原反应

③铁丝在氯气中燃烧:2Fe+3Cl2 [点燃]2FeCl3氧化还原反应

④生石灰溶于水:CaO + H2O [ ] Ca(OH)2非氧化还原反应

⑤实验室制氢气:Zn + H2SO4 [ ] ZnSO4 + H2

⑥铁与CuSO4溶液反应 :Fe + CuSO4 [ ] FeSO4 + Cu

⑦酸碱中和反应:HCl + NaOH [ ] NaCl + H2O

⑧硝酸银溶液滴入氯化钠溶液:

AgNO3 + NaCl = AgCl+ NaNO3

结论:置换反应一定是氧化还原反应,复分解反应一定不是氧化还原反应,化合、分解反应不一定是氧化还原反应。

在学习过程中,对每个知识要点都应当选择对应的习题,进行课堂讨论,讨论的形式应根据学生的整体水平而定。习题尽量在所用的资料中直接选择或者变式设问,要注意有梯度,知识和问题要对应。在上述反应③、⑤、⑥中,没有氧元素参加反应,却属于氧化还原反应类型,判断的依据是化合价升降,学生可以应用刚学到的知识对方程式的类型进行分析,并作出分类方法的总结。

知识建构的过程,是学生学会接收信息和整理信息的过程。师生互动的活动是通过讲练结合分析整理课堂学习笔记,梳理知识之间的关系,将抽象的知识转化为具体的感性认识。

二、 让学生认识化学反应计量的桥梁──物质的量

学生在初中化学反应的学习中只是认识宏观方面的质量守恒定律,而在高中学习中要通过“物质的量”这一新的物理量来将物质的质量、气体体积、溶液浓度等宏观量与微粒数(阿伏伽德罗常数)进行转换,这是学生在宏观与微观之间、抽象与具体之间进行思维转换的一个大跨越。

学生学习主要遇到困难的地方是:① “物质的量”这一新的物理量概念的理解――描述微粒的集体“阿伏伽德罗常数”;② 气体摩尔体积――阿伏伽德罗定律推理;③ 物质的量浓度――与质量分数的换算、电解质溶液中离子浓度与溶质浓度的关系、溶液的稀释计算;④ 物质的量在化学方程式中的应用――不习惯用新的物理量单位进行计算,不习惯将多个物理量同时代入方程计算。

【教学案例】 第一节物质的量。

策略:知识网络梳理──“形象理解概念”;桥梁作用分析――“工具实际应用”;定律规律推导──“感悟化学思维特点”。

学习习惯养成:

勤动手――无论是课前、课中、课后,思考问题时要“手、脑并用”。

勤尝试――这一章的学习侧重化学计算,许多常用的化学计算方法和技巧在本章出现,学生要勤于尝试不同的方法和技巧,才能真正领悟计算分析的思维特点。

勤交流――师生、生生之间的交流,有益于拓展思路,提升自身的表达能力。

学习方法示范:

(一) 预习学案设计――知识建构(抽象概念具体化)

物质的量(n)―― 用于衡量巨大数量的微粒集体的物理量

对具体实例进行描述:微粒 一定数目的微粒数目的认定

(板书)

(二) 课堂探究学案设计――知识积累与拓展(掌握物质的量的“桥梁作用”)

物质的量可以作为桥梁,将肉眼看不见的微粒个数与很大数量的微粒集体的可称量的宏观量联系起来。

微观(微粒个数)[物质的量(mol)(桥梁)]宏观的量

(原子、分子、离子、(质量、体积、

质子、中子、电子等)浓度、热量等)

1. 物质的量应用于微观状态n=[N(个)NA(个/mol)](mol)。

(1)描述物质的组成、微粒的结构。

(2)描述化学反应中,微粒间的关系或电子转移情况。

2. 物质的量应用于宏观状态。

(1)摩尔质量(M)。

定义:1moL物质的质量(阿伏伽德罗常数个微粒的质量总合)。

单位:g / mol(克 / 摩尔)。

(2)气体摩尔体积。

定义:单位物质的量的气体所占的体积。符号:Vm。

数学表达式:Vm=[V(L)n(mol)](L/mol)。

单位:L/mol或 m3/ mol。

阿伏伽德罗定律推论。

(3)物质的量浓度是以单位体积溶液里所含溶质B的物质的量来表示溶液组成的物理量。

单位: mol/L。

数学表达式:物质的量浓度c(mol/L)=[溶质的物质的量n(mol)溶液体积V(L)]。

知识积累与拓展的教学,注重让学生掌握“物质的量”这一计算工具的具体应用,理解物质各个宏观量与微观量之间的关系,以及在各量转换计算过程中“物质的量的桥梁作用”,提升学生的分析推理能力。学生积累的是知识,而拓展的是能力。课堂上的学案导学活动是:推断规律(或推导计算公式)―习题训练―总结归纳。

三、 让学生理解“化学平衡”的分析依据

化学平衡理论的学习强调分析思维、逻辑思维、发散思维、抽象思维以及空间象形思维等化学思维能力和学科研究素质。

学生在学习中主要遇到的困难地方是:① 外界条件对化学平衡的影响――勒沙特列原理(分析思维);② 平衡状态的判断――平衡移动、平衡状态 与 反应体系中物质的量、浓度、体积、平均摩尔质量、密度等之间的关系及等效平衡(逻辑思维与发散思维);③ 化学反应速率与化学平衡图像问题的讨论(空间象形思维);④ 化学平衡综合应用(综合思维)。

【教学案例】 第二节化学平衡,第三节影响化学平衡的条件。

策略:用图像梳理知识网络――空间象形思维训练;用表格类比知识――分析推理与逻辑思维训练;用习题应用与拓展知识――发散思维与综合思维训练。

学习习惯养成:

典型题例收集――学习化学理论知识对思维能力要求高,要通过从不同角度研究问题来提升思维能力,而养成主动收集典型题例的习惯,有利于提高思维能力。

提出假设问题――对有关化学平衡的综合习题,常要通过提出假设问题进行分析推断,通过变换角度进行对比思考,这样有利于熟练掌握解题方法。

重视数据分析――图像和数据的分析,有助于对抽象问题的理解。

学习方法示范:

(一) 预习学案设计――知识建构(整体组合式)

1. 化学平衡状态的图示:

2. 化学平衡状态定义中关键字词的涵义:“一定条件”――前提; “可逆反应”――对象;“V正 = V逆”――本质;“反应混合物中各组分的浓度不变”――现象。

平衡状态的判断依据(结合具体的习题进行讨论):微观――断键及成键,速率 ;宏观──颜色、压强、密度、平均分子量等。

3. 等效平衡:(1)判断是否等效平衡,可用极限法。(2)等同平衡一定是等效平衡,但等效平衡不一定是等同平衡。

4. 化学平衡的移动:本章的学案设计中,知识梳理部分包含知识的积累与拓展,其中课本基础知识的梳理只用2个课时,而知识的应用部分则主要通过5个课时的习题训练来强化知识的理解。这5个专题学案分别是:等效平衡、平衡状态的判断、化学平衡图像、化学平衡计算、化学平衡的应用等。

四、 让学生领悟有机物的性质衍变规律及其结构特点

学生学习有机化学时感到与学习无机化学时的思维方法和学习方法完全不同,进入了一个陌生的领域,从而形成了畏惧心理。在有机化学的学习过程中,有机物的空间结构、物质性质与微观官能团的关系、有机物之间的衍变合成等方面的学习,在学生看来,如同一座座难以攀登的大山,主要遇到的困难地方是:① 分子结构与同分异构体的关系(空间思维);② 有机物的制取――反应复杂、苛求条件、除杂提纯等知识多,难记;③ 有机物的性质――既要了解代表物的性质,又要了解同系物性质的规律,方程式和反应条件难记;④ 有机物的合成――有机综合知识的应用,主要障碍是推断物质的结构。

【教学案例】 有机化学复习。

策略:梳理知识框架──专题式复习,形成整体认识; 指导解题方法──通过专题式训练,掌握思维规律。

学习习惯养成:

学案复习自测 ―― 主动回归课本,回归笔记。

课堂练习自评 ―― 积极参与课堂练习及交流讨论,清楚认识自己的学习情况。

课后训练自省 ―― 通过专题训练,领悟思维方式、解题方法。

学习方法示范:

有机化学板块复习的教学设计,不只是关注课堂学习活动,还要整合课外学生的自学活动。学案应对学生的自学起到具体的指导作用。主要教学程序为:

1. 课前复习(或自测)。有机化学各专题(综合训练专题除外)都有相应的学案,这些学案一般都要求学生在课前自习时间“限时自测”,用填写的方式完成。要求学生学会应用表格、框图等,“对中学化学应该掌握的内容能融会贯通,将知识点统摄整理,使之网络化,有序地存储”,提升“正确复述、再现、辨认”的能力。

2. 课堂精讲精练。所谓“精”就是讲练不在多,而在于有针对性。复习阶段的重要学习目标是:让学生在具体的课堂训练过程中,掌握化学学科的思维方法;让学生在知识的应用过程中,记忆知识、理解知识,进而形成拓展知识、综合应用知识的能力。

3. 课堂讨论及课后互助交流。这是复习课不可缺少的学习活动。学生的综合能力不能只是限于通过做题训练来提升,还要对学生进行“讲解”的训练。同学之间的研讨有利于开拓思维。通过分析和综合、比较和论证,能有效提升对解决问题的方案进行选择和评价的能力。学习交流还能使学生体会学习的乐趣,品尝科学探索成功的喜悦,收获自信。

第5篇:无机化学教学案例范文

关键词:优化;实验教学体系;环境工程;应用型人才

近几年来,雾霾等环境污染问题越来越严重,社会对环境问题越来越重视。作为环境工程专业的学生,毕业后无论是工作还是考研,都需要一定的实验技能,可是大学的课程并不能满足他们的需求。那么怎么才能改善这种重理论、轻实践的教学体系而存在的学时不足、内容设置不合理、教学方法单一的问题呢?我们从以下几个方面进行了探索。

一、原有实验教学体系存在的问题

环境工程的专业本来就是注重实践的科目,但在普遍学校通常存在重理论轻实践的问题,引起社会更多的关注。

1.学时不足,教学内容不合理

专业的主要课程有:计算机基础、有机化学、无机化学、仪器分析、化工原理、环境生态学、环境监测等课程,关于实验的课程有十四门,都没有独立的实验科目。在理论课堂上,老师讲授的也一般都是经典的教学案例,没有新意,不符合当今社会的时代需要,而且,实验课堂上老师也是一步步地指导,把书上的经典案例重复一遍,验证课堂上的所讲过的例子,没有给学生独立思考的空间,不具备综合性、创新性。在我们专业的课程中,全部的实验课时仅占课程总学时数目的7%,学时实在太少,不能满足我们的需要。

2.教学方法陈旧

大学课堂老师最常用的实验教学方法一般都是:先讲述实验原理、实验步骤及注意事项,然后开始实验,教一步做一步地完成实验,记录实验数据,完成实验报告。这样的教学方法没有时代性,这样的教学方法会使学生与时代脱节,不能满足时代对应用型、创新型人才的需求。

3.考核制度

大学对实验课程的考核标准基本一样,学生的出勤率与实验报告册各占总成绩的30%和70%,而且实验报告的考核内容全专业一样,甚至几年不变。可想而知,这样的考核制度很难引起学生对实验课程重视,还会助长学生之间相互抄袭的现象。这就是考核制度的不完善带来的一系列的问题。

4.实验设备少

实验设备是学生做实验、完成实验课程的必需品。尤其是对于环境工程专业来说,实验设备更是不能缺少的学习物资,很多学校实验设备紧缺了,每次实验课基本上是2~3人一组,还时常出现实验设备不完备、损坏的情况。就需要更多的人使用一组设备来做实验。在这样的情况下,很难保障实验效果。所以,实验设备少,对于综合性强、实验课较多的环境工程专业来说是一个大难题。

二、实验教学体系的优化

实验体系的优化就是满足实验课程所需要的各种要求,例如,要适当增加实验学时,完善实验教学,改进教学方法,重新考量考核制度,添加实验仪器设备等。实验教学体系的优化,是作为教书育人、培养人才的教学单位的责任,也是对未来的国家栋梁负责,对国家负责。

1.优化实验课程体系

学校对环境专业的课程应作统一规划,把专业基础课程、专业实验课程和公共选修课程联合起来,把联系紧密的课程排在一起,有利于学生的学习,并且使学习更精准细致,有利于创新发展和下一步的学习。

2.更新、整合教学内容

环境工程专业的实验教学课本的内容有待更新、整合。课本里存在过多陈旧久远的案例,已经不适合现在教学。课本中应该减少验证性的实验,因为,这一类的实验无法给学生全面思考问题的机会,也给不了学生独立思考、创新的机会。而在创新型、综合性试验中课本中的原理都可以得到验证。

3.改进实验教学方法

在当今大力提倡培养应用型、创新型人才的社会,实验教学的方式、方法应该由“学生被动”改为“学生主动”,由老师提出问题,学生讨论解决问题,多给学生独立思考的空间。

4.改善实验教学条件

对于实验设备少的问题,学校应该在学校的财力能力允许的范围内,对学校的实验仪器设备进行改善,让学生在学校能够学到完备的知识,以及与时俱进的实验技术和试验方法。

三、总结

与时俱进,优化实验教学,培养社会需求的专业应用型、创新型人才。对于环境工程这种综合性、实践性强的科目,优化实验教学,不仅增加了学生的探知欲,也提高了学生的实践能力。

参考文献:

[1]肖敏,王英刚,张玉革等.浅议环境工程专业应用复合型人才的培养——以沈阳大学环境工程专业实践教学改革为例[J].沈阳教育学院学报,2011

[2]陈春钰.培养环境工程专业应用型人才的有机化学教学改革研究[J].科技资讯,2015

第6篇:无机化学教学案例范文

基于“三重表征”和“深度学习”理论,以鲁科版高中化学《化学2(必修)》“甲烷”教学为案例,探索在高中有机化学教学中运用“三重表征”教学模式,促进学生进行高中有机化学的深度学习。

[关键词]

三重表征;深度学习;有机化学

有机化学比较抽象,反应机理与反应呈现方式和无机化学不同,学生入门较难。甲烷是最简单的有机化合物,是学习有机物一个很好的切入点。通过对甲烷的学习,可以帮助学生认识有机物的一般性质;从甲烷的结构特点可以拓展到乙烷、丙烷、丁烷及其同分异构现象以及碳原子的成键方式的多样性,从结构的多样性初步认识种类繁多的有机物;从甲烷的取代反应认识有机反应的机理与特点。“甲烷”的学习过程及方法将对以后学习其他有机物起到“样板”的作用,相关的学习方法和策略将在以后的学习中得到迁移。本文以鲁科版高中化学《化学2(必修)》“甲烷”教学为例,探索运用“三重表征”教学模式,促进学生进行高中有机化学的深度学习。

一、理论基础

(一)三重表征

表征是现代认知心理学的核心概念之一,知识的表征是指“信息在人脑中呈现和记载的方式”[1]。化学在宏观层面上研究物质的性质及其变化,同时也要深入微观层面研究物质的组成、结构,为了方便交流与研究,就有必要设计一套独特的、系统的符号来表示物质的组成、结构、性质、变化过程等。因此,在化学学习过程中就形成了对物质及其变化的三种表征形式:宏观表征、微观表征和符号表征。

宏观表征主要是指物质的物理性质以及在化学变化过程中可观察到的现象等在大脑中记载和呈现。微观表征主要是指构成物质的相关微粒的结构、微粒间的相互作用、微粒的运动、变化等微观知识在大脑中记载和呈现。符号表征主要是指一系列具有特定含义英文或拉丁文字母组成的符号或图形在大脑中记载和呈现。

化学学习就是从宏观、微观、符号三重表征的水平上认识、理解、记忆并应用化学知识,同时建立三者之间的有机联系,形成化学学习的独特思维模式。

(二)深度学习

深度学习是当代学习科学理论提出的新概念。学习科学是20世纪70年代出现的新的一门综合性的科学,是研究教与学的跨学科领域(包括认知科学、教育心理学、计算机科学、管理学、社会学、神经科学和其他领域)。

深度学习是指学习者在理解的基础上批判性地学习新知识,将它融入原有的认知系统中,与认知系统中的其他知识进行联系,并将获得的知识迁移应用到新的情境中,决策解决相关问题[2]。深度学习倡导学习者积极主动地探索,强调理解与批判地学习,注重对知识的整合与建构,并在学习、生活中实践、迁移应用与反思。

二、基于“三重表征”的高中有机化学教学案例剖析

(一)教学内容

此教学案例选取鲁科版高中化学《化学2(必修)》中第3章第1节“认识有机化合物”第一课时“有机化合物的性质”为教学内容,以“甲烷”为例学习有机化合物的性质。

(二)教学目标

知识与技能目录:了解甲烷的物理性质;掌握甲烷的重要化学性质;认识甲烷的空间结构,初步具有空间想象能力;了解取代反应的概念及反应机理。

过程与方法目标:通过实验探究,培养学生观察能力、分析推理并解决问题的能力以及合作精神;引导学生运用观察、实验和查阅资料等各种手段获取信息;通过各种模型认识甲烷分子的空间构型;通过动画演示,理解甲烷发生取代反应的机理;通过“三重表征”教学模式,培养学生运用“宏观―微观―符号”的联系解决问题的化学思维。

情感、态度与价值观目标:通过甲烷的性质认识有机物的性质,培养从个别到一般的认识规律;通过实验激发和培养学生对有机物的好奇心和探究欲,提升学习兴趣;体会有机物与生活、生产、社会环境及其他科技领域的广泛联系和相互作用,确立可持续发展的思想和社会责任感。

(三)教学过程主要板块

教学板块1:创设情境――宏观表征

教师活动:展示一套“西气东输工程竣工”的纪念邮票。邮票分别为“气源开发”和“管道建设”,两枚组合在一起,并用一条鲜明的红线标示4000多千米的管道走向,是当代中国的“能源动脉”。请问“西气”的主要成分是什么?你对该气体有哪些了解?

学生活动:回顾初中学习甲烷的相关物理性质及用途。

设计意图:以“西气东输”为素材创设情境,学生对甲烷可作为重要能源这一宏观表征有了较为直观的认识,并回顾了甲烷的相关物理性质。

教学板块2:甲烷分子结构的探究――宏观表征微观表征符号表征

教师活动:请同学们设计实验证明甲烷含有C、H两种元素。

学生活动:分组讨论并汇报实验方案:验纯后点燃甲烷气体,并在火焰上方罩一个干冷的烧杯,若烧杯内壁有水珠生成,证明含有H元素;再往烧杯中加入少量的澄清石灰水,若澄清石灰水变浑浊,说明有二氧化碳气体生成,证明含有C元素。

教师活动:邀请一位学生共同完成实验。

学生活动:观察并描述实验现象得出结论:甲烷含有C、H两种元素。

教师活动:通过实验测出了甲烷分子中含C元素75%,含H元素25%。求甲烷的分子式。

学生活动:计算甲烷分子中n(C)∶n(H)=1∶4,甲烷的分子式为CH4。

教师活动:甲烷分子中一个碳原子与四个氢原子如何形成化学键?碳原子最外层有四个电子,氢原子最外层有一个电子,二者均不易得或失电子,一个碳原子最外层的四个电子。

以分别与四个氢原子形成四对共用电子对,即四个共价键。可表示为:

那么,甲烷分子的空间构型是怎样的?学生们用水果(橡皮泥)、牙签制作甲烷分子可能的空间构型。

学生活动:学生通过小组合作完成甲烷分子可能的模型。

教师活动:科学家通过研究发现,以上空间构型中正四面体型最稳定。我们把四个相同大小的气球绑在一起,发现四个气球分别指向正四面体的四个顶点,在外力的作用下四个气球间的夹角发生改变,但是取消外力作用后又恢复正四面体构型。

小结:

甲烷燃烧的化学方程式:CH4+2O2[点燃]CO2+2H2O

甲烷分子的电子式和结构式是在二维平面上书写的,四个碳氢共价键分别向上、向下、向左、向右,它们对应于三维空间上正四面体结构,注意“二维”平面与“三维”空间的转换,做到写在平面,想在空间。

设计意图:引导学生设计并观察宏观实验现象,探究甲烷的元素组成。通过计算分析甲烷的分子式,并探究甲烷分子中C、H原子的成键方式以及分子的空间构型,并用结构简式、电子式、结构式表示,实现了“宏观表征”“微观表征”“符号表征”的转换,形成“三重表征”的有机结合。

教学板块3:甲烷的化学性质――宏观表征微观表征符号表征

教师活动:演示实验:将甲烷气体分别通入盛有加入紫色石蕊试液的盐酸、加入酚酞的氢氧化钠溶液和酸性高锰酸钾溶液的三支试管中。

学生活动:观察实验现象:三支试管中的溶液均不褪色。

教师活动:通常情况下,甲烷的性质比较稳定,一般不与强酸、强碱、强氧化剂发生反应,但是甲烷的稳定性是相对的,在特定的条件下也会发生某些反应。

演示实验:取一个100mL量筒,用排饱和食盐水的方法收集体积比约为1∶4的甲烷和氯气,放在光亮的地方。一段时间后观察发生的现象。

学生活动:观察到的实验现象:①生成油状物;②试管内气体颜色变浅;③倒立于水槽的量筒内液面上升。

教师活动:在光照过程中,甲烷与氯气发生了反应生成油状液体,气体总量减小,且反应后生成的物质极易溶于水,量筒内压强减小,置于水槽中,液面上升。

教师活动:电脑动画模拟甲烷与氯气发生取代反应的过程。

球棍模型演示甲烷与氯气发生取代反应的过程,如图1、图2、图3、图4所示。

甲烷在光照的条件下能与氯气发生反应,生成多种含氯有机物和氯化氢,其反应方程式为:

在上述反应中,甲烷分子中的氢原子逐步被氯原子代替。有机化合物分子里的某些原子(或原子团)被其他原子(或原子团)代替的反应叫做取代反应[3]。

设计意图:通过对宏观实验现象的分析,进而深入研究反应的微观机理,最后用化学符号表示出甲烷与氯气的取代反应,引导学生从“宏观表征”入手,用多种“微观表征”手段逐步深入理解,最后用“符号表征”来表达化学反应,使学生将“三重表征”相互联系起来,并在头脑中形成对该反应的“三重表征”的相互转化。

教学板块4:知识归纳总结――“三重表征”总结及概念建构

教师活动:引导学生回顾本节知识,建构“三重表征”教学图,如图5所示。

图5 甲烷的“三重表征”教学图

设计意图:通过“三重表征”对知识进行归纳,并建立起三者之间的联系与转化,能够在一定程度生促进学生对相关知识的理解与应用,能够促进学生在头脑中更加有序合理地对知识进行组织和建构。

三、基于“三重表征”促进高中有机化学深度学习的思考

(一)丰富呈现方式促进深度学习

多元智能理论认为,每个学生个体的智能存在差异,每个人都有其特有的智能结构,因此每个学生的学习风格和学习倾向是不同。教师要使用各种不同的教学方法,使每个学生都能发挥智能强项以达到深度学习的目的。在运用“三重表征”教学模式进行教学时,由于“符号表征”有固定的形式与特定的含义,不能随意变更,但是“宏观表征”与“微观表征”可以选择不同的素材、呈现不同的方式以适应、发展不同学生的智能。

例如,在创设情境中对甲烷的用途进行“宏观表征”时,可以选择“西气东输”“可燃冰”“沼气”等素材为切入点,呈现时可以用图表、插图、视频等形式。再如,在对“甲烷与氯气发生取代反应”进行“微观表征”时,可以让学生观看甲烷发生取代反应机理的动画模拟视频,形成感性认识,接着教师提供球棍模型模拟反应过程,也可以让学生自己用球棍模型或水果(橡皮泥)模型来模拟甲烷发生取代反应的过程,体会反应中旧键的断裂与新键形成的过程,旧键断裂的位置等。

(二)强化微观表征促进深度学习

深度学习要求学生能够对物质的性质、变化、用途等宏观表征进行系统地学习,并深入微观层面理解、分析、思考其内在原理,形成基本的化学观念与化学思维方法,在相似的问题情境中能“举一反三”,并把微观表征抽象为化学符号。微观表征具有抽象性和复杂性,看不见,摸不着,学生在理解上存在很大的难度,微观表征的缺失将严重影响学生对化学反应微观本质的认识,不是建立在微观表征基础上的符号表征便只是一些僵化生硬的符号,无法实现“宏观―微观―符号”三重表征的有机融合。

例如,在模拟甲烷与氯气发生取代反应的动画视频中,教师要引导学生从以下几个方面进行观察:混合体系中分子在不断地做无规则运动;两种分子的空间构型不同,直线型的代表氯气分子,正四面体型的代表甲烷分子;两种分子在无规则运动中发生碰撞,有些碰撞促使甲烷分子中的一个碳氢键以及氯气分子中的氯氯键发生断裂,其中一个氯原子取代了甲烷分子中的一个氢原子生成一氯甲烷,被取代的氢原子与剩下的一个氯原子结合形成氯化氢分子;同样的机理,生成的一氯甲烷可以与氯气继续反应,逐步生成二氯甲烷、三氯甲烷、四氯甲烷以及氯化氢分子。在观看视频的同时教师进行引导与讲解,让学生对甲烷与氯气发生取代反应的历程有了全面整体的认识,并把画面保存在记忆中。对甲烷与氯气发生取代反应的机理的深度理解,为以后学习其他有机反应的反应历程提供了一个很好的范本,学生就可以做到举一反三、迁移应用。

(三)运用多重联系促进深度学习

深度学习关注知识的建构,强调知识的整合、迁移与应用。这就要求教师在教学过程中引导学生透过纷繁复杂的宏观现象获取有用的信息,深入微观层面深刻理解,并用固定的化学符号进行表征,方便交流。多重联系策略是指在化学学习过程中,有意识地将某一化学知识的宏观表征、微观表征具体化、形象化、可视化,并把二者精炼浓缩成抽象图形或化学符号,这些符号表征就赋予了特殊的意义,而不是将它当作孤立的符号去机械记忆,从而实现宏观表征、微观表征、符号表征的多重联系[4]。在教学中,教师要有意识地引导学生将某些知识的三重表征联系起来,并且形成对这一化学知识的不同表征间的相互转化,以促进对这一化学知识结构的自主建构,促进学生的深度学习。

例如:甲烷与氯气发生取代反应

宏观表征:甲烷与氯气发生取代反应的实验现象。

微观表征:通过动画演示、球棍模型或水果(橡皮泥)模型模拟甲烷与氯气发生取代反应的机理。

符号表征:甲烷与氯气发生取代反应化学方程式。

从宏观现象入手,透过一个特殊的“显微镜”――“微观表征”,放大甲烷分子与氯气分子,可以“看到”微观的反应过程。再把微观的反应过程通过符号抽象出来,形成了能表达反应过程,具有特殊意义的化学反应方程式。应用多重联系策略,可以将化学知识统一于结构化、模式化的框架中,有利于学生对知识的建构与迁移,深入理解知识的内涵,掌握化学研究的基本思维模式。

(四)深入交流体验促进深度学习

深度学习是一种基于深度的交流与体验的学习,它改变了传统教学中把学生看成“接受知识的容器”,缺乏对知识的建构、反思等思维过程。每个学生都是独一无二的学习个体,为了一个共同的学习目标走进课堂,教师要充分挖掘每个学生独特的学习经验,激发他们的学习热情,在课堂上通过与教师、同伴、文本及自我的平等对话交流碰撞思维、批判反思,对所学的知识充分理解内化,提升学习品质,促进深度学习。

例如,在“探究甲烷分子的空间构型”教学过程中,教师要给予学生充分的时间进行交流。甲烷分子中碳氢原子个数比为1∶4,一个碳原子可以与四个氢原子形成四个共价键,教师要鼓励每个学生充分发挥自己的想象力,预测甲烷分子可能的空间构型,并与学习小组的其他成员充分交流。在深入交流后,学习小组成员一起动手体验制作模型。学生经过头脑风暴后制作出的模型有三大类:平面正方型、正四面体型、不规则四面体型,最后教师引导学生通过动手制作气球模型,体验正四面体型的空间构型最稳定。如果没有经过以上的交流体验,而是教师直接把甲烷分子的空间构型告诉学生,那么学生只是死记硬背,既容易忘记也不利于后续的学习。例如,在讨论甲烷的二氯代物有几种结构时,很多学生根据二氯甲烷的结构式有两种形式,而认为二氯甲烷有两种同分异构体。如果学生对甲烷分子的正四面体型的空间构型理解透彻,就不会出现这样的理解误区。

总之,教师在教学中要积极探索应用“宏观-微观-符号”三重表征相结合的教学模式与策略,培养学生“宏观-微观-符号”三结合学习化学的科学学习观,有利于建构科学的知识体系,掌握化学研究的基本思路与方法,促进学生的深度学习。

[参 考 文 献]

[1]皮连生.智育心理学[M].北京:人民教育出版社,1996.

[2]王珏.杜威的教育思想与深度学习[J].教育技术导刊,2005(9).

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