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机械波概念的教学是概念教学的一个典型例子,在此之前,学生接触的只是单个质点的运动,而波动是多个质点同时又不同步的运动,机械波的学习对学生来讲难度较大.让很多教师感到困惑的是,尽管在机械波的教学中给予了很多关注,但仍然没有达到所期望的教学效果.为了了解学生感到困难的症结在哪里以及在教学中如何改进教学方法,我们采用访谈的方法围绕机械波的概念从几个方面进行了研究.
2学习困难的表现
2.1机械波概念心理模型表现为相关概念、概念原型和概念碎片的堆积
访谈的第一个问题是请学生表达、解释机械波的概念,可以不拘于教材中的表达方式,发现学生有表达困难时,鼓励他们用实例解释.参加访谈的四位学生都认为机械波是在介质中传播的波,学生清楚地知道纵波和横波这两种形式.但是当谈到多少个质点参与波动时,有的同学说“参与波动的质点不是一个质点,至少有两个质点”.有的同学提到“横波是质点上、下运动、纵波是质点左、右运动”.学生对机械波概念的表达是由一些相关概念、概念原型或者概念碎片“堆积”而成的,例如,“机械波就是可以在介质中传播的波,水纹,横波、纵波、无数个质点、某一些粒子”等术语出现在学生表述中,甚至有的学生告诉访谈者说,我不会用语言表达机械波,但是,我会把题目计算正确,事实上,这个学生在测验中也得到了很高的分数.
机械波是由质点、振动、振幅、周期、频率、波长、位移、速度、能量、叠加等等概念支持形成的一个概念,它的内涵十分丰富,这一概念不容易被学生所掌握,但是我们发现,在访谈中学生说出的相关概念、概念原型和概念碎片越多,则对机械波概念的理解越接近准确.
2.2对波形图理解的误区
访谈者给出一列沿着x轴正方向传播的机械波的波形图,引导学生表述波形图所富含的物理意义,以探查学生对机械波的理解.
问题以询问图1中各点振幅展开,学生都明确表示A、B、C和D点的振幅都是5 cm.对于E点的振幅,有的同学认为“E点没有振幅,”有的同学则认为“目前时刻E点振幅为零”,理由是E点没有参与运动,或目前没有参与运动.他们认为在以后的时刻波形曲线移动了E点在曲线上时它的振幅就是5 cm了.也就是说他们认为随着波的传播,曲线在移动,曲线画到哪里,哪里的质点就运动.例如,访谈者与一位同学的交流片段:
师:什么叫一列简谐波呢?请说出图1中A、B、C、D、E、F各点的振幅.
生:就是许多粒子按着这一个特定的方式运动, E点振幅是5 cm,A、B、C振幅都是5 cm,因为它们都在一列简谐波上,F没有振幅,因为它没有参与.
师:你觉得哪些地方的质点参与了运动呢?
生:嗯,应该是这个水平线上的吧.
师:E点在水平线上吗?
生:不在,但是它在这个范围内,也就是说,这个能量会传到它这里.
师:你看这个波形图,当前时刻,E点是运动的还是静止的?
生:在这个时刻应该是静止的.
师:当前这一时刻哪些质点是运动着的?
生:这条线上的点 (指图).
师: 是曲线上的点还是x轴上的点?曲线上的点,曲线上的点就是直线上的点?这是这些点的图像.
对于F点,所有学生都认为没有参与振动,振幅为零.
在访谈中学生也谈到波形图反映某时刻各质点的位移.但是对波形图的理解是有局限性的,他们能认识到它反映参与波动质点的位移分布的含义,但丢失了一列波不仅是一条直线上的点在振动,而是波传播到的地方所有质点都在振动的含义,他们曲解为波形图上振幅大小范围所限定那些点才有可能参与振动,而且波形曲线上的那些点才会运动.
2.3波速、波长和周期概念的理解和表达
访谈的第三个问题是关于波速、波长和周期的概念以及用波形图表达上述物理量的问题.对于这三个内涵比较简单的概念,虽然有的学生不能够用教科书中那么严谨的语言来概括,但是,能用自己的语言来表达它们,比如,“它是周期性的,从一个点的运动到下一个点的运动跟它相同的话,就是一个波长.”再如,“它是周期性变化的.我觉得从质点振动开始,质点一振动波就传播了,波的周期和振动周期一样的.”访谈过程中,学生语言表达的困难显而易见,但是在这些概念上没有出现明显的心理模型的异构,学生的心理模型和概念模型是基本一致的.
3访谈的主要结论及其给我们的启迪
访谈发现,学生对内涵较为简单的概念如振幅、波长等掌握较好,能够顺利构建相应概念的正确心理模型.
学生对机械波的概念理解不透.没能从众多的概念原型中抽取出本质特征,形成稳定正确的心理模型,而是构建了因人而异的、不稳定的心理模型.学生对机械波概念的表达是由一些相关概念、概念原型或者概念碎片“堆砌”而成的.由于机械波概念丰富的内涵和概念原型丰富的属性,若教学素材单一或呈现时间不当,都会导致学生在形成心理模型过程中,附加上或遗失掉部分非本质属性纳入认知结构,导致建构机械波概念模型时出现异构.
关键词:积件;微课;微课程;线上课程
随着信息化进程强烈地激发教育教学的理念和方法变革,基于教学网络平台的线上课程,以其具有大规模的学习人数、开放的学习空间、在线实时互动和智能评价等优势引发了教育史上的再次革命。目前,国内外大量优秀的线上课程远程开放为学习者提供学习课程,如MOOC(慕课)、Moodle(魔灯)、超星数字课程资源学习中心等,为广大学习者提供大量的线上课程资源。近年来笔者主持开发了国家中职示范校数字化资源电子电器专业共建共享课题建设,践行“互联网+”的教育新模式。本文以C51单片机数字化资源建设为例,从最小的具有独立性的知识点积件入手,以微课为知识片段,系统开发微课程;再阐述应用互联网教学平台,对微课程进行组合开发,形成优质的线上课程。
一、线上课程与微课程
1.微课与微课程的概念
微课及微课程在推动教育教学改革、变革课堂的教学模式、提高自主学习的能力和效率方面独具优越性,且顺应了信息时代中学习者的惯方式。
(1)微课概念。微课是微型课的简称,来源于现实的课堂教学模式,是课堂教师授课的浓缩、搬迁与改版,是一种情景化、趣味性、可视化的数字化学习资源包。
(2)微课程概念。微课程是微型课程的代名词,其灵感来源于可汗学院的翻转课堂实验,是将原有课程按照认知学习规律,分解成为一系列具有目标、任务、方法、资源、作业、互动与反思等在内的微型课程体系。某一微课程是多个微课程单元组成的微课程体系;其核心要素包含知识点体系、教学方式、短小精悍的完整知识内容、辅助学习资源包;它是一个完整的教学模式,有参与、有反馈、有作业、有讨论和评价、有考试与证书,是将学习内容与学习资源整合为一体的新型课程体系。
2.线上课程概念
近年来“大规模在线开放课程”在全球迅速兴起,这种网络上在线开放课程即为线上课程,特点是改变了学习者传统的学习模式,使不同受众群体共享优质教育资源,由此使开展大规模和个性化学习成为可能;线上课程本质上由微课程组成,依托于不同的互联网平台,展现给受众群体以自由选择的海量线上学习资源,从而形成了一个高度综合的集成资源环境。因此可表述为:线上课程=互联网+平台+微课程。
线上课程具有开放的学习环境,自主的学习控制,交互的学习内容,完整的学习跟踪、互动和评价,方便快捷实现了课堂教与学的翻转。
二、线上课程开发平台解析
实现“互联网+”的关键基础是平台。目前已有的优秀开发或应用平台,主要有三类八种,第一类为MOOC平台,包含Coursera、Udacity、edX三种;第二类为e-Learning开源网络教学平台,包含Moodle、Sakai、Drupal三种;第三类为商业网络教学平台,包含Blackboard、THEOL两种。比如MOOC平台,以视频公开课资源为主题提供在线和开放教学,实现自主学习的网络模式,是“翻转课堂”概念的延伸,它有师资、课程材料、也有开课和结课时间,学习的过程包含了沟通和合作;Moodle网络教学平台,属于e-Learning(网络教学平台)的开源免费平台,是模块化面向对象的动态学习环境,Moodle具有强大的课程开发、学习管理、交互、评价等学习功能,教师可以设定或开发个性化的学习环境或学习课程;Blackboard平台,类似地支持在线学习和在线教学,教师能够根据实际教学环境在平台上在线开发课程。
三、线上课程的开发实践
1.碎片化的知识点积件制作
开发线上课程需事先对课程进行规划和设计,结合课程的性质以模块、项目、任务的形式规划和细化课程,将课程体系碎片化,再把碎片化的知识点制作成“积件”,使其能够采用积木式的知识学习、组合或二次开发修改;积件是线上课程的最小单元,常用的Flash、Dreamweaver等工具制作,资源形式多为微视频、微动画、交互式试题、知识点文档、PPT等多种媒体组合。
在C51单片机线上课程的开发中,首先对课程进行项目设计,按项目―任务―知识点积件进行分解。如图1,项目九“简易数字电压表设计与制作”,划分两个任务,其中任务1“ADC/DAC”有两个知识点积件ADC和DAC,每个积件的内容包括知识点文档、微视频、微动画、PPT、试题各一个,构成线上课程开发的最小单元。
图1知识点积件内容
图2Moodle平台的三大管理功能图
2.微课程的设计与制作
微课程的制作就是融入先进的教学理念,采用恰当的教学方法和表现手段对知识点积件的整合,以描述一个相对独立知识点学习为原则,综合知识准备、检索、教学设计、资源应用、管理、评价等教学信息资源,并封装成一个可独立运行也可组合的知识点积件;经平台再次封装后的积件就是一节相对完整的微课程单元,通常设计时控制学习时间为15~25分钟。而后再将一系列微课程单元组合成微课程,即:积件―微课程单元―微课程。
对上述C51单片机中“简易数字电压表设计与制作”微课程的制作,是根据ADC/DAC积件教学内容,经再次封装后形成包含“知识点资源包”“微课程教学规划”和“实训规划”三部分的微课程单元。“知识点资源包”是各个相关知识点积件组合;“微课程规划”内含课程设计、教学评价、实施要求;“实训规划”内含实训计划、任务书、实训原理、程序包、演示视频。然后对应地加载到Moodle平台上的课程区、论坛、测验、资源下载、投票、问卷调查、作业、聊天室、Blog和Wiki等,成为线上课程的一部分。
当然,线上课程除微课程的知识点外,需要有紧密结合知识点并为之服务的配套资源,如案例、方案、试题、拓展资源、竞赛方案等,称之为通用主题素材。
3.互动功能开发及课程管理
线上课程开发过程中课程的互动功能非常重要,可根据平台功能开发如“导航、检索、分组、评价、学习跟踪、教学讨论”等功能,互动功能开发越全面,线上课程提供的学习和应用功能也越强大。
以Moodle平台为例,应用该平台强大的课程管理、教学管理和学习管理等功能,如图2。
在各功能模块中都可以构建相应的互动,课程选择、知识导航与检索、学习分组、测试与评价、进度与成效跟踪、专题讨论、热点论坛、维基百科等。C51单片机线上课程构建好后可分权限给任课教师,教师根据任课班级设定学习者的身份管理,分组分项目,对指定群体设定学习内容,跟踪学习情况,定期开展主题活动或更新知识内容。学习者登录课程会看到老师单独的授课或指导内容,以及课程完成情况;教师根据学习进度和效果开放下一个学习或互动环节。
四、线上课程的应用研究
线上课程=互联网+平台+微课程,对教师而言颠覆了传统的备课模式、教学组织模式、授课模式、评价模式,开放了学习者的时间、空间和学习自主性;可依照实际学生情况利用丰富的资源制订个性化的授课模式,实现一对一教学,达到“翻转课堂”的目的。教师是作为授课者、管理者、经营者、学习者等多重角色参加线上课程的开发和应用。
从线上课程的研究和应用中我们发现,其助力并推动教育变革后,我们的教与学出现了如下新的趋势:①信息技术能力是教学能力的重要支撑;②传统的备课、教学、课堂等模式要颠覆;③开放式的教学将使教师的知识和能力得到挑战;④对知识的管理、非正式学习和终身学习非常重要;⑤随时、随地、随需、个性化自主学习将是今后学习的主要模式。
通过对线上课程的应用与研究我们发现,微课、微课程、线上课程三者之间是紧密关联的,而积件是其最小的元素;微课作为数字化资源包中的内容,表现为知识的“短、小、精”;微课程则是把这些优质的数字化资源包通过教育教学理论和方法进行整合设计,形成一个个分开时相对独立,融合时构成完整课程的知识点;线上课程是将一门课程系统地数字化设计,形成微课程后,利用教学平台引入互联网,在平台上开发课程管理、教学管理、学习管理的微课程。
参考文献:
[1]韩锡斌,葛文双,周潜,等.MOOC平台与典型网络教学平台的比较研究[J].中国电化教育,2014(01).
[关键词]YxtCMF;VFP;混合学习;教学研究
doi:10.3969/j.issn.1673 - 0194.2017.06.155
[中图分类号]G642 [文献标识码]A [文章编号]1673-0194(2017)06-0-02
Visual FoxPro数据库程序设计课程是很多大学开设的计算机基础课之一,课程主要学习美国微软公司开发的数据库管理系统软件――Visual FoxPro,也会讲授关于数据库通用的结构化查询语言――SQL(Structured Query Language),这也是一门理论性、操作性和实践性都较强的课程。在课程实际教学中,授课教师会发现学生易于掌握感官性较强的操作性内容,而较难掌握要求概念性、逻辑性的表达式、编程等内容。本文在Visual FoxPro数据库程序设计课程中应用基于YxtCMF的混合学习模式,使学生成为整个学习过程中的主体对象。令其在课堂下借助YxtCMF系统学习较y理解的理论性、概念性、逻辑性内容,课堂上在教师指导下进行上机操作练习。这种混合学习模式有利于提高学生自主学习能力、主动探究意识和创新精神,充分利用信息技术给师生更多教与学的自由,丰富Visual FoxPro数据库程序设计课程的教学方法,搭建高效的师生交流通道,有效提升教学效率和教学效果。
1 YxtCMF和混合学习
1.1 YxtCMF
“易学堂在线学习系统”(YxtCMF)由易学堂开发,是一个采用PHP 5开发,使用MySQL数据库,以ThinkPHP+Bootstrap为框架的在线学习平台系统。YxtCMF秉承E-learning设计理念,具有简单直观的界面,截至2016年12月,最新版本更新到v 3.1.0。YxtCMF系统提供免费版和授权版两个版本,两个版本都提供“线上课堂”“在线题库”“交流论坛”等基本功能,收费的授权版还提供了“直播课程”和“技术支持”功能。两个版本功能对比见表1所示。YxtCMF免费版提供的功能可以满足大学VFP课程混合学习模式的大部分教学需求,在其官方网站还提供了源文件下载。
1.2 混合学习
混合学习在印第安纳大学教授柯蒂斯・邦克(Curtis J.Bonk)的著作《混合学习手册》中定义为:面对面教学和计算机辅助在线学习的结合(a Combination of Face-to-face Instruction with Online Learning),混合学习也被一些学者定义为:是对所有学习要素进行的合理选择和组合,是学习效果及所有学习要素进行的合理选择和组合,使学习效果和学习项目的成本达到最优的理论和时间。时至今日,混合学习已经成为高校改革的重要内容,基于网络教学平台的混合学习模式的应用,将为高校教学改革提供一个新的思路。
1.3 YxtCMF混合学习的可行性分析
1.3.1 YxtCMF系统安装
YxtCMF系统需要安装在PHP环境的服务器当中,比如常见的Linux+Apache+PHP+MySQL或者Windows+IIS+MySQL+PHP环境的云服务器、校园网服务器或者机房服务器。出于经济性和学生登录YxtCMF系统所在场所的考虑,最佳选择是安装在校园网服务器中,和云服务器相比,这节省了租用费用,和机房服务器相比,这提供了更大的服务范围。
1.3.2 YxtCMF系统提供了线上教学功能
YxtCMF系统提供的功能可供教师和学生完成线上的教与学。
①线上课程:教师通过该功能可VFP课程教学资源;学生可查看教学资源,自学课程的重、难点内容。
②在线题库:教师通过该功能可编辑和试卷;学生使用该功能可进行线上答题,检验自学的效果。
③交流论坛:提供了教师和学生讨论交流的空间。
2 基于YxtCMF的VFP课程的教学设计
2.1 教学活动设计
2.1.1 线上教学
线上教学的主要目的是解决Visual FoxPro数据库程序设计课程中的概念性、逻辑性问题,例如“面向过程的程序设计”中的“选择结构程序设计”“循环结构程序设计”部分的内容,学习这部分知识需要较强的逻辑思考能力和一定的理解吸收时间,在传统课堂的教学实践过程中,学生常常会反馈难以理解或时间不够。教师将这部分知识使用Flash软件或录屏工具制作成视频素材,再使用Premiere等软件进行字幕、声音元素的后期处理,制作成教学视频在YxtCMF平台的“线上课程”中。学生观看该视频进行学习、思考和理解,再使用“在线题库”功能答题,通过YxtCMF系统自动生成的答题成绩和结果分析检测自学效果。若还有疑难问题可以通过站内信或者“交流论坛”与教师和其他学生进行线上探讨交流。
2.1.2 课堂学习
课堂教学的主要目的是解决Visual FoxPro数据库程序设计课程中的操作性问题。例如课程“面向对象的程序设计”中的“表单控件”内容,学习这部分课程需要了解每个表单控件的添加、选定、改变大小、移动、复制和删除的方法。在课堂教学中教师可以细致讲解和演示每个操作步骤,学生通过观看教师的操作学习课程内容,并通过实际上机操作加深体会,与教师面对面地交流,解决出现的问题。
2.2 评估和反馈设计
学习评估和反馈是混合学习的重要内容之一,基于YxtCMF的大学VFP课程混合学习效果的价值评估需要综合考虑线上和课堂多种因素,并及时反馈给学生。
2.2.1 线上评估和反馈
基于YxtCMF的大学VFP课程学习效果的线上评估,主要基于系统提供的学习记录功能,系统会自动记录每个登录的学生账号的学习活动,比如观看线上课程的时长、次数;在线答题的成绩,如果多次答题还会记录其最高成绩和最低成绩;此外,教师也可以根据学生在“交流论坛”中提出问题的层次,评估学生的学习进度。教师还可以将评估的结果通过站内信的方式发送给学生个体,或者在平台首页成绩公告。
2.2.2 课堂评估和反馈
课堂评估方法和传统课堂相同,教师根据上交的作业评估学生的学习效果。作业情况的反馈方法与线上反馈方法相同,可发送站内信给学生个体或者公告在平台首页。
3 结 语
基于YxtCMF的大学Visual FoxPro数据库程序设计课程的混合学习模式,能够弥补传统课堂教学中存在的不足之处,线上形式多样的教学内容能够引起学生的学习兴趣,促使学生主动思考,提高学生自主学习的能力。因为有了线上教学的先期理解,学生在课堂上能够深入体会每步操作的意义,容易更深入地理解课程内容,做到知其然也知其所以然。YxtCMF系统提供的线上交流功能使师生交流更为顺畅,促进了教学活动的顺利开展。基于YxtCMF的混合学习模式同样也适用于其他学科的教学,值得教育工作者进行深入研究和推广应用。
主要参考文献
[1]詹泽慧,李晓华.混合学习:定义、策略、现状与发展趋势――与美国印第安纳大学柯蒂斯・邦克教授的对话[J].中国电话教育,2009(12).
关键词:立体几何;直线与平面;基本概念;教学方法
立体几何中的概念、公理、定理是进行逻辑推理的基础,尤其是“直线与平面”这一章的内容,它系统地研究了线线、线面、面面的位置关系及判定、性质,是整个立体几何主要的基础知识。因此,掌握好这一章内容是学好立体几何的关键。为了加强学生对基本概念的理解、记忆,为整个立体几何学习打下坚实的基础,现就以下几个方面谈几点个人的教学体会。
消除思想顾虑,激发学习兴趣
近几年来,技工学校的学生数学基础普遍较差,缺乏空间想象力与逻辑推理能力,由平面几何转入立体几何,学生会感到很不适应,总是习惯于用平面图形的思维来考虑空间图形,对学好立体几何信心不足。针对这些情况,在教学中首先要鼓起学生学好立体几何的勇气,向学生介绍立体几何的研究对象、学习方法,指出立体几何与平面几何是紧密相联的,很多立体几何的问题,都可以转化为平面几何的问题来解决,鼓励学生只要认真学习,抓住每个概念的本质,做到深刻地理解就能学好立体几何,从而消除学生学习中的顾虑。为了引起学生的学习兴趣,充分认识学习立体几何知识的现实意义,可以列举一些现实生活中的实例,并提出一些有启发性的问题,如三条腿的凳子为什么是平稳的?怎样判定墙面与地面垂直?怎样检验钻床的钻头是否与工作面垂直?等等,使学生认识到立体几何知识在日常生活中无处不在,原理无时不用,从而产生学习兴趣,激发求知欲望。
用生动、形象、有趣的语言讲清概念
教师的语言要直观、生动、形象,既活泼有趣,又浅显易懂、深入浅出。这样才能把抽象的事物具体化,把深奥的理论形象化,使学生易于理解、易于产生联想。例如“平面”是一个原始的概念,无法下定义,只能举实例给出“平面”的形象。数学中的平面在空间是无限延展的,让学生体会到平面的延展性往往很难。有的学生总会误认为桌面、镜面等就是数学中的平面,把生活中的平面与几何中的平面混为一谈。教师可以先从“直线”的概念讲起,提出类似“直线有端点吗?你能否画出一条完整的直线?”等问题,引起学生的兴趣,接着教师可进一步指出:直线是没有端点的,一个人从生下来就开始,直到死为止,也画不出一条完整的直线。画不出完整的直线那么我们怎么表示直线呢?只能用直线上的一段来表示,决不能认为直线就是这么长,直线是向两方无限延伸的。趁学生的兴趣正浓,教师可紧接着指出:“平面”的概念也是如此,数学中的平面在空间是向各个方向无限延展的,它很平,没有厚薄、没有边界。而日常生活中常见到的玻璃面、黑板面、平静的水面等,只是数学里“平面”的一部分。既然平面是无限的,它也无法画出来,只能用有限的图形——平行四边形来表示。生动有趣的教学语言,调动了学生学习的积极性,加深了对平面概念延展性的理解与记忆。
抓住关键性的词汇
在学生作业中,常会看到这样的推理:
AB在平面α内,AC在平面β内
∠BAC是二面角α-MN-β的平面角。
这位同学推理错误,对二面角的平面角的概念没有理解,缺少条件“ABMN,ACMN”。每个定义中都存在着关键性的词语,抓住了关键词就抓住了事物的本质属性。因此,在讲述概念的过程中,要着重分析定义中的关键词,使学生明确地掌握概念。如二面角的平面角定义,经过分析,可以分解为三个要点:(1)过棱上一点;(2)在两个面内;(3)垂直于棱。并指出这三个条件必须同时满足,只要有一条不满足,就不是二面角的平面角。随后画出各种图形或举实例,让学生判定哪些是二面角的平面角,学生在充分理解的基础上按照上述三条可以做出正确答案。
用反例图形澄清错误的认识
图形是用来描述几何原理最直观的形象语言,几何中多以图形的正面形式来刻画点、线、面之间的结构关系,而反面形式不易被人们重视。反例图形就是用来说明某种关系或结论不成立的特殊图形。恰当地举出反例,对明辨是非、纠正错误会起到重要作用。例如“不共面的两条直线称为异面直线”,学生会误认为不同在某个特定平面内的直线是异面直线,为了让学生理解“不共面”的含义,教师可以提出问题:“分别画在两个平面内的直线是异面直线吗?”部分学生会认为答案是肯定的,当教师画出反例图1时,学生会立刻明白,画在两个平面内的直线不一定是异面直线。又如针对学生立体几何与平面几何容易混淆的知识,可以通过反例图形加强它们性质的比较,使学生加深对知识本质的区别,强化对知识的理解。如“平行于同一条直线的两条直线互相平行”在平面几何中成立,在立体几何中也成立。“垂直于同一直线的两条直线互相平行”,在平面几何中成立,而在立体几何中不成立,要说明这一点画一个反例图形就可以了。可见指出错误最有力也是最有效的办法就是画出反例图形。转贴于
借助模型和实物
数学中的许多概念都是从实际生活、生产中抽象出来的,但数学化了的概念与实际感受有较大距离,所以在立体几何教学开始阶段困难很大。克服困难的办法是遵循教学规律,使立体几何的教学尽可能与学生的认知过程靠近,注重直观思维的作用,逐步把直观思维引导到分析思维。因此,教学中充分利用模型与实物,为学生获取知识创造条件。例如要讲清楚公理“不在同一条直线上的三点确定一个平面”,可以举例:一扇门有两个合页和一把锁,门可以看作一个平面,两个合页和锁看作三个点,当打开时门转动一个位置,就可以看作是一个平面,可见经过两点有无数个平面,当门锁上时门被固定不能转动了,观察这三点是不在同一直线上的三点,因此得到:经过不在同一直线上的三点能作也只能作一个平面。这样,学生对公理容易理解与接受。再如公理“如果两个平面有一个公共点,那么它们有且只有一条经过这个点的公共直线。”学生对两平面相交为什么会是条直线不易理解,可以用硬纸板演示给学生看,如图2,就可使学生明白了这一道理。接着可以提问学生,若平面有两个公共点A、B,是否它们有两条公共直线呢?突出强调两个平面相交只有一条交线,这条交线就是通过A、B的直线,从而使学生加深了对公理的理解。
1. 基本概念的变式
数学概念变式主要包括概念的深化变式和巩固变式
(1)概念深化变式
所谓概念深化变式,就是探求概念的等价形式或变式含义,并探讨等价形式及变式含义的应用,达到透彻理解概念,灵活应用概念的目的。针对概念的内涵与外延设计变式问题,在弄清其内涵与外延的过程中,进行深刻思维,从而培养思维的深刻性。
(2)概念巩固变式
概念引入辨析的同时要明确概念的应用,并通过练习巩固概念。所谓概念巩固变式,就是设计直接应用概念的练习变式题组,并通过题组的讨论解决达到熟悉概念、巩固概念、应用概念、提高解决问题能力的目的。
例如,抛物线定义应用的变式题组。
在抛物线定义的应用教学中,可设计下面的变式练习:
变式1:抛物线y2=2px上的一点M(4,m)到焦点的距离等于6,则p=?m=?
变式2:动点P到直线x+4=0的距离减去它到点M(2,0)的距离所得的差为2,则点P的轨迹是?
变式3:己知抛物线顶点在原点,焦点在y轴上,又抛物线上一点M(m,3)到焦点的距离为5,则m=?此抛物线的方程为?
变式4:己知抛物线x2=4y,点P是抛物线上的动点,点A的坐标(12,6),则点P到点A的距离与点P到x轴的距离之和的最小值是?
变式5:抛物线y2=2x的焦点弦的端点为(A1,B1),(A2,B2)且x1+x2=3,则|AB|=?
2. 数学命题的变式
对数学命题进行变式教学,不仅能使学生对所学内容与练习保持浓厚的兴趣,而且可以让学生体验到运用知识与技能解决问题的乐趣。关于数学命题的变式也分为定理、公式的变形变式;定理、公式的巩固变式。
(1)定理、公式的变形变式
引导学生对一些重要公式进行变式应用,掌握其潜在的意义,使之不局限于原有的表面现象,而是透表求里,运用其思想实质来解决问题,从而有利于学生更深刻地理解数学定理、公式的本质有利于培养学生的逆向思维、发散思维、联想思维和辩证思维,形成良好的思维品质有利于培养学生简捷思维,快速解题的能力。
(2)定理、公式的巩固变式
定理、公式的教学过程中,很重要的一个环节就是明确定理、公式的应用,如正用、逆用、编制相关习题等。所谓定理、公式的巩固运用变式,就是设计直接运用正用、逆用定理、公式的练习变式题组,并通过变式练习强化定理、公式的应用要点,或者应用定理、公式编制习题,达到巩固、应用提高的目的。
3. 问题解决的变式
(20XX——20XX学年
第X学期)
(本文档共
【
6
】页/【
2273
】字)
单位
姓名
20XX年X月
高二下学期物理
线上教学和返校开学的教学衔接计划
一、指导思想
结合此次线上空中课堂和科任教师直播教学内容和以及本班学生掌握情况,致力于构建开放而有活力的物理教学体系,促进学生学习方式的改变,全面提高每一个学生的物理素养,为孩子的终身学习、生活和工作奠定坚实的物理基础。
二、班级学生情况分析
高二年级学生基础薄弱,物理思想不够深刻;然而,高中物理定量问题较多,考试题目的思维量较大,能力要求也较高。因此根据新课标的要求,只要求学生掌握基本的概念和规律外,对大多数学生应定位于激发学生学习物理的兴趣,掌握基础知识和基本技能,加强对物理思想与基础知识的训练是工作重点。积极检查督促学生完成相应的基础过关。
本班现有学生X人,其中男生X人,女生X人。经过本学期为期几周的线上“空中课堂”和科任教师线上直播教学,根据学生平时上交作业和家庭作业上交情况来看,有的同学对语文的兴趣较浓,基础知识和能力掌握较好,能主动学习,但有个别学生自制力较差,无论是听课还是作业都不够认真,甚至出现应付的情况,由于线上教学老师不在身边,家长也有自己的工作要做,个别情况下不能及时陪同孩子观看空中课堂,这就导致拉大了学生之间掌握知识情况的差异。
三、教材分析
高二本学期期采用的教材为人民教育出版社出版的《高二物理选修3-1和选修3-2》。这一部分的学习,有利于培养学生的分析物理情景和物理过程的能力,对学生抽象思维能力、动手能力、逻辑思维的加强以及自然唯物主义人生观的培养都有着举足轻重的作用。
四、教学目标及教学任务
(一)
认真学习《高中物理教学大纲》,深刻领会大纲的基本精神,以全面实施素质教育为基本出发点,使每一个学生在高中阶段都能得到良好的发展和进步,是每一个教师的基本职责,也是搞好高中物理教学的基本前提。
(二)
认真钻研教材内容,深刻体会教材的编写意图,注意研究学生的思维特点、学习方法以及兴趣爱好等因素。要依据教材和学生的实际情况深入研究和科学选择教学方法。特别注意在高二学习阶段培养学生良好的学习习惯和思维习惯,切忌要求过高、死记硬背物理概念和物理规律。提高学生的基本素质和基本能力。要逐步地纠正学生在初中物理学习中的不良学习习惯和思维方法,要切合实际的以我们的学生现阶段的基本情况为主。
(三)
对高二学生来讲,物理课程无论从知识内容还是从研究方法方面相对于初中的学习要求都有明显的提高,因而在学习时会有一定的难度。学生要经过一个从初中阶段到高中阶段转变的适应过程,作为教师要耐心地帮助学生完成这个适应过程。首先要积极培养和保护学生学习物理的兴趣和积极性,其次要注意联系实际,为学生搭建物理思维的平台。第三,要注意知识与能力的阶段性,不要急于求成,对课堂例题和习题要精心选择,不要求全、求难、求多,要求精、求活。同时要强调掌握好基础知识、基本技能、基本方法,强调对物理概念和规律的理解和应用,这是能力培养的基础。
(四)
加强教研研究,提高课堂效率。要把课堂教学的重点放在使学生科学地认识和理解物理概念和规律方面,掌握基本的科学方法,形成科学世界观。要充分利用现代教育技术手段,提高教育教学质量和效益。
(五)
本学期开始要重视实验,重视实验能力培养。实验探究的过程,有利于培养学生的动手能力,能再现知识的发现过程,对学生科学的思维方法方式的培养有着不可替代的作用,以学校的物理实验仪器为主,给学生做课堂实验,让学生相信物理,相信知识的正确性。
五、开学安排
(一)
对“空中课堂” 讲过的知识运用课堂时间进行回顾复习,不放过任何一个知识点,使学生对已经掌握的知识进行复习巩固,还未掌握的知识达到掌握的状态,缩小学生之间的差距,为后续教学工作的展开打好基础。
(二)
根据学生学习情况,利用一定的时间和精力,以测试的方式了解学生在线上教学阶段对每一课每一个知识点的掌握情况,加强指导,严格要求。
(三)
学习新知识的同时,坚持不懈地抓好学生良好学习习惯的培养。对学生多一些宽容,以欣赏的眼光看待他们,对学困生多鼓励,提高他们的学习兴趣,消除学生在“空中课堂”线上教学活动中未掌握知识而产生的消极心理,增强他们的学习信心。
(四)
严格执行教务处的集体备课制度,提高集体备课质量,制定教学进度。为实现给全体学生奠定一个扎实的物理基础提供合理的时间保证。
(五)
提高课堂的教学效率,加强对课堂教学模式的探索。细化每一章每一节的教学要求,明确课时分配及每一节课的课时目标。对每一节课的重难点内容作更深入的分析、探讨,确立突破的方法和途径。加强对各种课型的研究,尤其是探究课。
(六)
充分开发教学资源。加强实验教学,能充分利用实验室提供的器材,利用身边资源开发有价值的小实验为学生提供更多的感性认识。搜集多媒体素材,制作课件,提高教学容量与效果。
(七)
精选习题。针对每一节课的课时目标,精心选择典型习题,做到知识点与习题的对应。分类编排课堂例题、课外巩固习题、小练检测题、章节复习题。注重学生能力的提高过程。
(八)
强化作业批改。通过作业批改督促学生端正课外学习的态度、了解学生对知识的理解与掌握、规范学生的答题。为课时目标的确定和分类教学指导提供依据。
(九)
着力培养。对优生要多给予思想上的帮助,使之树立热爱集体、热心为大家服务的思想,鼓励他们大胆工作,并提供发挥他们想象力、创造性的机会,肯定他们的成绩,让他们把科学的学习方法传给大家,达到全体同学共同进步的目的。
(十)
(一)优质教学资源难以共享我国环艺专业起步较晚,最早是从20世纪50年代原中央工艺美术学院装饰专业发展起来的,后期又有中国美术学院和无锡轻工业学院等相关艺术院校开设室内装潢专业,经过半个多世纪的发展,现已形成了较为完备的教学体系。但目前优质的教学资源都集中在全国少数知名院校中,大部分院校的教学资源还相对落后,如何让优质的教学资源传递到每位学生的手上,成为现今传统教学体制下的难题。(二)学生之间缺少互动交流平台传统体制下的环艺专业教学模式中,教师与学生之间的交流时间非常有限,课堂上教师现场教学首先要完成教学任务,在完成教学任务后课堂上仅留下的一点时间,没有办法满足学生和教师之间的充分交流。而利用互联网教学将颠覆传统教学模式,翻转课堂教学,将彻底改变传统教学模式中师生之间缺少互动交流的弊端,通过互联网,学生在课堂上课之前可提前进行线上学习,在线上教师与学生、学生与学生之间可提前对预先学习的知识进行讨论,学生预先将在线上学习过程中不懂的知识点记录下来,等到课堂上带着问题针对性地有效学习。线下课堂以讨论问题为主,大大提高了学习效率,同时也培养了学生解决问题和沟通的能力。而课堂后再进行线上反馈,从线上—线下—线上这种模式,强化学生的主动性,巩固知识点,延长了师生之间的交流时间,更重要的是互联网搭建了师生之间、学生之间、学生与企业之间互动交流的平台。(三)教学信息、市场咨询传递缓慢传统体制下的环艺教学模式,教师和学生的教学信息来源及市场咨询渠道比较单一。教学信息相对滞后,对市场现状缺乏了解,是目前我国环艺教学中普遍存在的现实问题。例如,一些家具设计教材,教材中讲解的家具材料及家具制造工艺都早已被市场所淘汰,教材中由于没有及时更新,所以还一直沿用,导致学生学习的知识和市场实际需求严重脱节,毕业后的学生普遍感觉在校期间学习的内容落后于市场,满足不了设计市场对人才的需求,也必将导致大学生就业难的问题。在教学中要解决上述问题,一要及时调整跟进教材内容,不能长期不变,尤其是设计专业的教材更是如此。二要利用互联网,为教师和学生提供大量教学资源和信息,并通过网站让学生及时了解市场行情。(四)实践教学空洞,缺少环境场景模拟环艺专业的实践课程,教师通常先对课程中的某个实践环节进行理论讲述,再进行实践操作和步骤讲解,但这个过程通常学生对知识的理解和吸收并不理想,主要因为缺少场景环境的真实模拟和认知体验,很多学生对实践环节普遍感到空洞乏味。例如,《景观建筑构造设计》课程中对于斗拱、雀替等古建筑部件的学习,如只给学生讲解理论和图纸,学生认知感不强,且空洞枯燥。若结合互联网媒介,教师在实地现场对斗拱、雀替部件进行现场讲解(包括细部构造、现场测量),并录制视频,随后教师将视频课件上传至网站,学生可以提前到网站上学习,学生看到视频中真实的古建筑部件,有了直观的视觉感受和清晰的现场演示步骤,使得原本需要讲述的大量文字内容通过视频录像演示,直观、清晰、明了。课堂上,教师针对教学中的难点和疑点,帮助理解和消化,互联网的介入使得学生学习效果更加明显,学习变得更加有趣。
二、互联网应用于环艺专业教学的优势及影响
(一)不受时间地域限制,随时随地学习互联网教学模式相比传统的教学模式最大的优势在于互联网教学不受时间地域的限制。随着无线网络信号的覆盖面越来越大,网络速度的不断提升,上网学习越来越便捷,越来越被广大的学生所接受和青睐,在线学习也逐渐成为一种习惯。互联网教学方式最大的特点除了不受时间和地域的限制外,相比传统教学模式还具有以下优势:第一,传统教学模式的教学时间相对集中,教师和学生集中在某一时间段进行教学。除集中授课的时间外,剩余的课外时间,特别是像乘车、等候等一些琐碎的时间,学习利用的可能性不大。而利用互联网教学,教师将课件、视频录像、试题、图库等教学资料上传至网站,平时学生可通过手机、ipad等媒介上网,随时随地地学习,这就将生活中大量琐碎的时间利用起来,延长了学习时间,使得学习更有效率。第二,具有重复学习的优势。教学视频可上传至网站,学生课后对教师课上讲授的知识点可打开视频重复学习,帮助学生复习,加强记忆。而传统教学模式,教师除在课堂上讲授外,课后学生遗忘知识点无法通过媒介帮助回忆。互联网具有强大的技术平台,可以充分发挥优势,弥补传统教学的不足。(二)实地现场教学,录制视频教学课件,提高学习效果传统的教学模式,教师在课堂上讲授的知识点,学生有时认知不清,尤其是对于施工工艺和家具制造工艺流程等方面的知识点,由于专业性实践性较强,学生听完课后没有清晰的概念,甚至出现有些学生在课堂上听完课以后更加混淆不清,在脑海中形成错误的概念。而由于第一次学习没有彻底弄清知识点,形成错误概念,导致学生在进行第二次学习时要花费更多的时间和精力来更正第一次学习形成的错误概念,这就使得学习事半功倍,降低了学习效率。对于实践性操作性较强的专业课程,如室内装饰工程、景观建筑构造设计、家具制造工艺学等相关课程,此类课程动手实践性较强,以纯理论的方式教授此类课程显然不符合教学规律。但教师如能到施工工地或工厂厂房进行现场教学,并录制教学视频,后上传至网站,学生在线上看到教师在施工现场录制的视频课件,有了形象生动的视觉感受,对施工和工艺流程也有了直观清晰的概念。
三、互联网教学对环艺专业传统教学模式的变革
(一)线上线下相结合的方式,打破传统被动式教学无论是传统的线下教学模式还是新型的线上互联网教学模式,两种教学模式都有其优势的一面,比如传统的教学模式教师和学生可面对面直接交流,这种教学模式互动性强,具有生动活泼的课堂气氛,并且教师可充分发挥个人的亲和力,对在教学中存在的问题可当面直接解答,有立竿见影的效果。但这种教学模式同样也存在着一定的局限性,如优质教学资源难以共享,实践教学课程效果不明显。而利用互联网教学模式具有覆盖面广,教学资源和市场咨询传播迅速,不受时间地域条件的限制。以上无论哪一种教学模式都无法完全取代一方,即使是具备较多优势的互联网教学也无法完全取代传统的线下教学模式,而最佳的教学方案是将两种教学模式进行结合,取长补短,以线上教学作为入口导入线下教学,将两种教学模式的优势和长处充分发挥,彻底打破传统的被动式教学模式。在具体实施教学的过程中,教师可利用互联网让学生提前上网学习,学生在网上学习的过程中会产生问题和疑问,等到课堂上学生会带着上网学习过程中遇到的问题有目的性地听教师讲解,解决网上学习过程中所遇到的问题。由于带着问题去听课,学生上课的注意力自然会更加集中,学习的效果自然会更好,同时也培养了学生自主学习的能力。线上线下相结合的教学模式促进了现有环艺专业传统教学模式的改变,也必将全面推动环艺专业的教学改革进一步向前迈进。
四、江苏农林职业技术学院环境艺术设计专业互联网教学的实践探索与建设
江苏农林职业技术学院人文艺术系环境艺术设计专业在互联网教学上进行了一定的教学实践探索。其主要网络教学实体为易居句容网(),在此教学网站中,设置了六大特色网络教学版块,分别为“装修建材”版块、“案例欣赏”版块、“装修服务”版块、“寻找装修”版块、“精品家园”版块以及“专业论坛”版块,这六大版块分别发挥着不同的特殊作用。“装修建材”版块主要为学生上网积累基础知识搭建网络平台;“案例欣赏”版块主要为学生在设计前进行设计前期调研搭建平台;“装修服务”版块主要为训练学生基本技能训练搭建平台;“寻找装修”版块为学生进行实际项目操作搭建平台;“精品家园”版块为学生进行实践教学成果提供了成果展示平台;最后一个“专业论坛”版块,为学生提供了相互学习交流的公共平台。总体而言,它是一种教学与商业相结合的网络实战平台,以校内工作室为基础,以学生为主体,整合和利用各种专业与行业资源,为学生、教师、企业、客户四方搭建平台,进行“信息”的传递,通过咨询与实战,改变学习方法、扩展教学内容、扩大教学范围,最终形成产学研一体的独特的实践教学模式。
五、总结
关键词:高中数学;教学质量;模式
21世纪以来随着知识经济社会的到来,对人才素质的要求越来越高,除了专业素养外,更注重人文修养,数学教学在高中生人文素质教育中起到非常重要的作用。而传统的数学教学出现的问题越来越突出,这就要求对数学教学按照新课改的要求进行改革。在新课改下需要对教材的处理,对学法或教法的一些做法,从而培养学生的能力。
一、高中数学教学质量的影响因素
很久以来,数学课堂基本是众多学生面对教师,教师依次完成对数学原因、过程、结果的分析讲解,其间添加师生谈话或一问一答,最后做一个课堂小结。教师在本质上处于君临一切的状态,而学生充当老师的配角,总体上依旧是老师进行“满堂灌”教学,学生进行单一接受性学习。这种传统教学模式虽然有利于学生整体知识框架的形成,但是却忽视了课堂上学生的主体地位,容易使学生形成“接受――记忆――再现”的思维定势。久而久之,学生模仿有余,创新不足,自主探究问题的能力受到限制,学生的“主体”作用发挥不出来,以致培养的学生无法满足社会的需要。更有甚者,这种一灌到底的教学方式导致部分学生产生了厌学情绪。活生生的学生甚至成了被窒息的人。这就是传统课堂教学的根本缺陷。传统课堂教学以课本知识为本位导致学生读死书,“课本知识一般表现为概念、原理、定律所组成的系统,主要是一种理论知识,是比较抽象、不容易理解的东西。学生要把这种抽象的理论知识转化成自己的知识,就必须有自己在以往的活动中积累的或在现时的活动中获得的直接经验作为基础。教师就是知识宝库,是活的教科书,是有学问的人,没有教师对知识的传授,学生就无法学到知识。所以教师是课堂的主宰者,所谓教学就是教师将自己拥有的知识传授给学生。教学关系就是:我讲,你听;我问,你答;我写,你抄;我给,你收。学生在教学活动中的主体地位丧失了,教师也不是教学的主导者,而是扮演了教学活动的主宰者的角色。在提高现代公民的科学素养方面有重要作用,更违背了《高中数学课程标准》规定的教学目标,与新课改的要求背道而驰。
二、新课改下提高高中数学教学质量的对策
(一)教学设计的高效性
例如,高中二年级第二学期《圆锥曲线》总体的教学设计建议:1)曲线与方程的概念,既是对直线方程等数学知识的深化,又是学习圆锥曲线的理论基础,贯穿于整个章节的全部内容。根据已知条件,选择适当坐标系,借助形数的对应关系,建立曲线方程,把形的问题转化为数的问题来研究;再利用代数方程的特性来研究几何图形的性质。这种数与形的结合与转化是数学思想的华彩乐章,应贯穿全章的始终,使学生逐步掌握数形结合的思想方法。2)学生应全面、准确地掌握椭圆、双曲线、抛物线的定义。圆锥曲线的定义不仅是导出圆锥曲线标准方程的依据,而且也是圆锥曲线其他几何性质之“源”。因此,利用定义解决问题是一种最基本的方法,我们应该探求解决问题的思路,总结解决问题的规律,化繁为简。3)在教学中,可以将重点放在椭圆的定义、标准方程、几何性质的探索与研究上,以展示思想方法;然后引导学生通过类比,将对椭圆的研究方法运用于双曲线、抛物线的有关内容的研究上。这样既有利于学生从整体上把握圆锥曲线知识,又有利于学生掌握研究问题的方法。4)为了充分利用学生的直观感知,应尽量利用圆锥曲线的图形特征。建议在教学过程中运用动态几何软件或图形计算器等多种工具。
(二)加强课堂教学的评价工作
例如在讲授《曲线和方程》时教学内容分析:1)掌握直角坐标系中曲线与方程的关系,会验证点在曲线上,会证明方程是曲线的方程。2)会求已姗曲线的方程。3)会求两条曲线的交点坐标,会判断直线与曲线的交点的个数。重点、难点:1)掌握“曲线的方程”和“方程的曲线”的定义。2)会根据曲线的几何性质,求较简单的曲线的方程。3)会求曲线的交点。
教学效果检测:课内检测题知识梳理:1)曲线和方程一般地,在坐标平面内的一条曲线C与一个二元方程F(x,y)=0之间,如果满足以下两个关系:(1)曲线C上的点的坐标,都是方程F(x,y)=O的解;(2)以方程F(x,y)=O的解为坐标的点,都是曲线C上的点。那么,方程F(x,y)=O叫做这条曲线C的方程;曲线C叫做这个方程F(x,y)=0的曲线。2.求曲线方程的一般步骤(1)建立适当的平面直角坐标系。(2)设所求曲线上任意一点的坐标为(x,y)。(3)根据条件,列出关于x,y的等式。(4)把关于x,y的等式进行化简、整理。(5)证明以化简后的方程的解为坐标的点都是曲线上的点(说明)。
通过以上一系列的数学知识梳理并给出相关的例题,对教学的课堂进行有效的评价。
(三)让学生多角度地理解数学概念多角度地理解概念,有一个很重要的方法,叫做顾名思义。数学概念的名字往往比较概括,比如说斜率:斜,理解成倾斜;率,就是一种程度。既然要研究直线倾斜的程度,那么我们只用两点纵坐标的差X是不够的,还需要除一除X,那才能表现它的这种倾斜程度。总之,概念教学中应该注意的地方很多,不同的概念都有它不同的特定的教学方法。按照客观规律,在过了一段时间后,学生往往会记不清曾学过的概念,这会影响到他的后续数学学习,导致他在解决问题过程中容易发生错误。所以,还需要学生在概念的记忆上有一个凝缩的过程,只有记住了概念的本质特征,才能够在需要运用概念时,通过凝缩的记忆对概念进行还原、再认。
结论
通过以上分析,在新课改下如何加强高中数学高效课堂教学模式是高中数学教师必须要面对的课题,因为它与教学效果密切相关,只有处理好了课堂教学与效率的关系,教学起来就会得心应手,学生学习起来也会很轻松。
参考文献:
赵岚.高中数学课堂学困生的影响因素与转化策略探讨.中国校外教育,2013,S2:78.
万连飞.对高中数学教学的思考.才智,2013,28:80.
关键词:溶解度;初中化学;概念教学
文章编号:1008-0546(2016)04-0008-02 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.04.003
一、对溶解度概念的认识存在的问题
溶解度和溶解度曲线是九年级化学“溶液”部分重要内容之一。溶解度是表示物质溶解能力大小的物理量,溶解度曲线表示该物质的溶解度随温度变化的曲线。该部分内容包含表格法和作图法等数据处理方法、将数形结合的思想应用在化学学习中。新授课学习两个月后,学生大脑中还留下些什么呢?一轮复习“溶液”时,收集分析溶解度相关习题,并针对“什么是溶解度”,“如何理解溶解度曲线”以及“曲线的应用”等内容进行的问卷调查和学生访谈,发现不少学生对知识掌握不理想:①溶解度的概念认识不全面,关注点放在溶质在水中溶解的质量上,缺乏温度限定、溶剂认识及最多溶解量的限定;②能说出溶解度随温度变化的趋势,但溶解度曲线上的某点无法清晰解释;③能说出温度改变或溶剂质量改变时溶液的成分的变化,但如何借助溶解度曲线来对应现象,表现出低效能。通过上述研究发现,学习溶解度一段时间后,学生对该概念印象逐渐模糊,对溶解度曲线意义理解不全面,溶解度曲线的应用上存在困难。
二、影响学生认知的因素分析
1. 溶解度概念特殊,常规教学方式显不足
在日常概念的教学过程中,不少教师沿用以下模式进行:展示概念的课本表述;根据概念表述,列举出关键点;针对关键点,特别是易错点强化练习。该教学模式环环相扣,全在教师掌控中,知识点训练的针对性强,教学步骤中规中矩,实验似乎也成了多余的。这种教学方法方便,效果立竿见影。确实,对于一般定义性概念,抓关键点,反复强化可使学生对概念短期内获得较深印象。溶解度概念表面上是一个很简洁表述,如果用上述关键词法,学生很容易记住该概念,通过对“一定温度下”这个前提,“在100克溶剂里”、“达到饱和时”等关键词强调,学生不难记住,特别刚学时印象深刻,且可按图索骥地进行运用。但由于该概念未引起学生深层认知重组,随着时间增长,学生的短时记忆未能转化成长时记忆,对概念的理解变得模糊。
2. 溶解度学习过程速成,相关知识有干扰
化学是一门以实验为基础的学科,实验不仅为提供建构知识的素材,也为学生探索科学规律提供空间。初三课时相对紧张,溶解实验花费时间较长、实验现象相对平淡,于是部分教师以黑板实验来代替实验探究,通过讲实验、记现象、得结论,使得原本就缺乏生活经验的学生来说,更缺少建构该概念的基石。特别是将溶解度概念运用到溶解度曲线中时,由于该概念的抽象性,加上学生对图像认知比较薄弱,一部分学生出现信心不足,畏难情绪增加。溶解度相关问题的解决过程中,往往融合了溶质的质量分数等知识。溶质的质量分数与溶解度的融合使得难度进一步加大,成为学习的难点。教师在解决这方面问题时也往往是将题就题的评讲,学生无法形成科学思维方式,不能从概念的本质上解决问题。
3. 学生科学思维不足,尚需要专门的训练
科学课程不仅能促进学生探索科学规律,运用规律解决问题,同时在问题解决过程中锻炼思维能力。溶解度概念学习的过程中,要比较两种物质的溶解度,蕴含着变量控制的思想;溶解度在图形中的运用,需要一定推理能力。观摩了多节溶解度公开课,我们发现仅有少数教师进行思维能力集中训练。多数教师就题讲题,缺乏对学生思维系统的训练、有针对性的归纳。学生解决问题不能举一反三,最终影响了学生对溶解度的理解与应用,如溶解度曲线线上和线下的点的意义与变化,包含了饱和溶液与不饱和溶液之间的转化,再与质量分数联系时,学生感觉难度特别大。
三、解决对策探索
溶解性是粗略地、定性地表示物质的溶解能力。为进一步研究物质的溶解能力,精确地、定量地表示物质的溶解性,引入溶解度的概念。通过溶解度的学习,学生要体验到为什么要引入溶解度,如何表示溶解度,如何应用溶解度来解释现象、解决问题。由于该概念的限定比较多,学生学习时易产生非胜任感,进而丧失继续探索的勇气。因此我们必须重视学生的认知经验,重新组织形成新概念,特别要着重分析学生在学习过程的难点,有针对性地进行强化训练。为此,我们从以下几点改进教学:
1. 深入开展活动探究,获得足够素材为概念形成作准备
溶解度学习需要基于以下认识:多数物质在溶剂(水)中都有一定的溶解限度;不同物质在水中的溶解限度不同;溶解限度(固体)不仅决定于固体物质的性质,还受温度的影响;在不同质量的水中,固体物质溶解达到最大限度时,所溶解的质量也不同;因此,人们定义,在一定温度下、一定质量溶剂中(为测量方便,通常取100g),溶解固体物质达到饱和时的质量,称为固体物质的溶解度。这些知识如果通过教师口头讲解或黑板实验,学生无法获得体验,易感到厌烦。针对现在的学生生活经验贫乏的现状,通过设计探究活动来充实学生的溶解体验。我们的做法是:①先抛出问题:如何用所给仪器和药品,比较氯化钠和硝酸钾的溶解能力的强弱;②学生独立思考,尝试设计实验方案;③学生合作,进一步完善设计实验方案,教师引导,引发学生深层次思考;④实验验证,得出结论。该设计需要达到的目标是建立溶解度概念的必要的条件是:温度一定,溶解在相同质量的水中,且都达到饱和。接着要让学生转向,怎么才能获得这些数据,为什么要这样做?引导学生将100g水中溶解的最大量计算出来,同时考虑到温度变量,让学生通过实验来验证溶解度与温度的关系。该过程其实还原了人们引入溶解度概念的目的,为了方便、定量的研究某种物质的溶解能力,或比较溶解能力,这符合学生的认知过程。
2. 适当思维训练,逐步厘清概念内涵与外延
溶解度概念在学习和应用过程中,需要学生具备一定的思维深度。通过一定量的思维训练,进一步加深理解概念的内涵和外延。这对于学困生而言,似乎是一个很难逾越的难点,但这恰恰是锻炼学生思维的机遇。我们应用控制变量的方法进行探索:不同的溶质在同一溶剂中(通常为水)中,溶解度往往不同。要比较某温度时两种不同溶质的溶解度时,需要通过实验测量或信息提示进行判断。如提供了溶解度表或曲线,可寻找溶解度相同时的温度(曲线寻找交点),再根据区间划分来比较溶解度的大小,低于交点温度和高于交点温度分别比较。同时,对于不同溶质进行比较时,既可以根据一定温度下,相同质量的水(常取100g)中最多溶解溶质的质量来比较。也可以转变思维,相同质量的溶质(如10g),在一定温度下,不断加入溶剂(水)至恰好完全溶解,加入水的质量越少,溶解度就越大。这种类似的变式思维训练,可使学生加深对溶解度概念理解,学会科学思维的方法。
3. 多重表征切换,切实提高学生问题解决能力
通过溶解度概念的学习,我们的目标是学生能利用溶解度的相关信息判断和预测实验现象,解决实际问题。这在中考中也常以能力题的方式进行考查,难度较大。我们采取图像、数据和实验多重表征切换,让学生在概念的判断和推理过程中,切实提高解决问题能力。对于溶解度随着温度升高而增大的物质,我们可以根据实验数据画出溶解度曲线,然后针对曲线上某一点进行判断。对于多数物质而言,其溶解度随温度升高而增大,线上的点表示该温度下的饱和溶液,如果升高温度,溶解度增加,此时溶液就具备继续溶解该溶质的能力。如果没有增加溶质,则质量分数保持不变,溶液的成分不改变。同理,如果降低温度,溶解度减小,溶液就会转变为过饱和溶液,体系中很可能有溶质析出,当固体析出时,溶液中溶质的质量分数减小。接下来,我们用硝酸钾饱和溶液进行实验验证,让学生在实验中验证自己的推理。这样,数据表征转变为图形表征,再通过实验验证,学生的能力得到多方面锻炼,解决问题能力得到提升。接下来再对氯化钠和硝酸钾溶液溶解度数据进行比较时,学生一致提出采用图形表征的方式进行判断,虽然数据表征比较精确,但不如图形表征直观。此时,教师顺势抛出问题:如何提纯混有少量氯化钠的硝酸钾?如何提纯混有少量硝酸钾的氯化钠?最后,让学生动手实验,在实验中解决实际问题,感受学习的有用性,享受学习成就感。
四、教学启示
教学理念是教师教学的灵魂。在日常教学过程中,特别是时间紧、任务重的初三化学教学中,我们更要坚信学生虽然有差异,但通过恰当问题情境能够激发学生的学习热情。学生是课堂的主体,需要在和谐的气氛中主动参与,亲自实验,切身体验。多种感观的调动,学生更愿意参与,认为更有趣,体验更加丰富。自然教学目标更易达成。事实上,氯化钠与硝酸钾混合物的提纯,学生之所以无法理解,往往是学生无法进入实验操作中的问题情境,而学生一次亲自实验,远远超过教师十次苦口婆心地反复解释。另外,教学管理者对于教学的评价不应只盯着短时间的考试成绩,而应在学生一个阶段后再全方面的考量,综合考虑学生的各方面能力提升。
参考文献