绪论:写作既是个人情感的抒发,也是对学术真理的探索,欢迎阅读由发表云整理的11篇化学学科教学设计范文,希望它们能为您的写作提供参考和启发。
合理的教学设计流程为:确定课堂方针确定学生的行为和特征选择教学资本和教学体例设计教学流程评价与反思。
一、课程设计的重要性及内涵
高中化学教材特点有:一是鲜明的时代性。教材中有一些对大家发展有用的化学研究中的新成果、新进展。突出的时代特征还体现在“以人为本”的发展理念上,师生的关系将构建为一种新型的民主、尊重、教学相长的关系;突出的时代特征还体现在对我们“终生学习意识”的培养上。因此要求同学更主动、更积极地投身到化学学习中。多实验、多思考、多探究、多开展研究性学习应该是高中化学学习的最鲜明的时代特征。高中化学课堂教学设计在培育学生的科学素养方面起着越来越重要的作用。
二、高中化学课堂教学设计的要求
1.以让每个学生全面自由的成长为前提
在教学过程当中,“全人成长”显然是其焦点理念。“全人成长”的理念是指教育要使每个学生周全而自由地成长。这里的“周全”,指的是培育和成长学生方方面面的素质,它搜罗道德素质、心理素质、科学文化素质以及身体素质等,而“自由”,则指在培育学生方方面面素质的基本上,鼓舞激励他们养成精采的个性,形成自己的拿手。这就要求我们所设计的一切教学勾当都应为学生的成利益事,应着眼于学生可持续成长能力的培育,着眼于学生化学综合素养的构建。
2.设计过程
应遵从三维理念,通过多样化的学习方式培养学生的各方面能力现代高中课程积极倡导多样化的学习方式。在内容标准的“活动与探究建议”栏目中设置了大量的探究课题,引导学生运用观察、实验、调查咨询、查阅资料、交流讨论等多种途径获取信息,提出具有探究价值的问题,结合有关的线索做出假设和猜想,自主设计实验和其他实践活动方案,借助模型、图表、反应式和定量方法等描述化学变化过程,使学生在探究实践中获得知识和技能,体验学习化学的乐趣。因此在设计过程中有效的把这几种结合起来,可以对学生的各种能力得到充分的提高。
3.过程教学是教学设计的实施过程,也是教学设计好坏的重要体现
常识是人们熟悉的功效,是已经获得的功效,也是已经由去的功效。常识的进修和教学无疑是需要的,但太注重熟悉功效的教学就无法跟上时代的成长。我们倡导终身进修,而传统的教学难以知足人的成长的需要。所以,我们的教学不仅但愿学生把握现有常识,更但愿学生把握剖析常识、选择常识、更新常识的能力,即教给他们聪明,聪明比常识更主要,过程比功效更主要,常识是启发聪明的手段,过程是功效的动态延长。所以,在教学设计时,应尽可能地把有关的概念、事理、纪律等常识融入具有必然情境的过程性探讨中,以培育学生自立获得常识的能力。
三、新时代要求教师要树立新的教育观念
1.增强课程意识,树立新的课程观
教师要不断增强自己的课程意识,在大课程观的指导下进行教材研究和教法研究。教师要正确认识自己在课程实施中的地位和作用,自觉实现角色的转变,即从单纯的课程的执行者和使用者,转变为课程的开发者和研究者。
2.树立正确的创新人才观
我们的教学改革,已经进行多年了,各种新观点、新方法可以说如雨后春笋,层出不穷。但是,教学改革仍然是少数精英们的事,大多数学饺,大多数教师还是按照旧有的教学模式按部就班的教学,固守着他们传统的家园。这对中央提出的全面推进素质教育,特别是素质教育的重中之重———创新教育的实施,必然造成巨大障碍。创新新教育的主渠道是教学,创新教育必须要有创新的教学。教学本身没有创新,谈何教学生创新。如果机械地理解创新教育,教条地贯彻创新教育原则,生硬地使用创新教育的方法,那么,创新教育就不会达到理想的效果。因此,我们在研究创新教育的同时,必须要研究教学的创新。只有创薪的教学,才更有利于培养新世纪所需要的创新人才。
3.树立正确的质量观
长期以来,受“应试教育”思想的影响,我们在学校教育中一味偏重智育。往往今生知识的学习而忽视智力的开发和能力的提高,导致“高分低能”现象的出现。这种模式下培养出来的学生,无法适应社会发展的需求。教师要树立提高学生综合素质、充分发展学生个性特长的质量观。
4.树立正确的教育教学观
我们不能再像过去那样,把思想封闭在四壁合围的教室,把眼光死盯在有限的课本上,而要树立现代教育观。突破课本、超越课堂,内外结合,贴近生活,使化学教学从封闭走向开放,从重视成果继承向重视发现、创新转变。
四、教学设计实施过程的反思
对教学设计的改进有举足轻重作用有位伟大的教育家曾经建议每一位教师都来写教育日记、随笔和记录[1],这些记录是思考及创造的源泉,是无价之宝,是教学科研的丰富材料及实践基础。教师应依据教师职责和新课改的要求,坚持对自己的教育教学进行回顾与思考、反省与检点,并通过文字形式把它记录下来。对每堂课的整个过程回忆再现,思所得,发扬长处,发挥优势;思所失,汲取教训,弥补不足;思所疑,加深研究,解惑释疑;思所难,突破难点,化难为易;思创新,扬长避短,精益求精。一般思考容易淡忘,而能把实践经验积累下来,加深自己对教学典型事例的思考记忆,持之以恒,必能把经验“点”连成“线”,最后铺成“面”,形成自己的教学“体系”,这是教师专业化成长过程中的宝贵“财富”。具体可以从以下几方面进行。
1.化学实验的反思
一门以实验为基础的科学,实验教学未必要按部就班[2]。作为从事多年教学的教师都知道,教科书上所描述,经常跟真实的操作过程有差距,如果我们能够从中进行改进实验,从而达到更理想的效果,或者变验证性实验为探究性实验,创设探究情景,激发学生探究情趣,效果佳。
2.独立作业习惯的反思
作业是反馈学生学习情况的重要方式,学生养成独立作业的习惯,可以促进学生形成良好的心理品质。在学生作业过程中,教师应要求学生逐步做到:(1)先复习后作业;(2)认真审题,不机械模仿,不抄袭;(3)在遇到困难时,尽量自己想办法解决,在确定无法解决时再请别人点拨;(4)作业要清秀,整洁。书写工整,格式规范;(5)对作业中的错误要认真分析原因并及时纠正。
3.公开课的反思
经过教师的精心安排,公开课很“成功”,一节课表面上看来条理清楚、精彩圆满,师生配合默契、问答巧妙,学生似乎个个聪明机智,根本不需教师的启发诱导。公开课应该求真务实,多一点本色,少一些粉饰。化学公开课只有坚持以人为本,正确把握学科特点,遵循教学规律,选择合适教法,才能实现优质高效的目标,扎扎实实地推进课程改革的深入实施。例如“蛋白质”这一节的课程设计,引入与最后巩固可以如下设计:蛋白质的组成和结构学生观看课件展示:找出身边的事物哪些富含蛋白质。展示1965年9月我国科学家在世界上第一次用人工方法合成了具有生命活性的蛋白质———结晶牛胰岛素,对蛋白质的研究做出重要的贡献。然后再举出近年来发生的一些事件,比如非典时期的SARS病毒,禽流感病毒,以及“三鹿奶粉事件”,激起学生研究蛋白质的欲望,从而开始进入第一个主题:蛋白质的组成和结构。并通过一个探究实验来验证蛋白质的结构:是由氨基酸通过肽键等相互连接而形成的一类具有特定结构和一定生物学功能的生物大分子。
【参考文献】
一、问题的提出
教育部《关于全面深化课程改革是立德树人根本任务的意见》中提出,在基础教育阶段应该帮助学生形成适应个人终身发展和社会发展需要的必备品格和关键能力。要求高中各学科课程要提出学科核心素养,将教育教学的行为统一到育人目标上来,提高学生综合分析问题、解决问题的能力[1]。
目前,大家认为,化学学科的核心素养含有以下方面:人们在研究物质的组成、结构、变化的过程中,运用探究的手段,基于证据进行分析推理,透过宏观现象审视变化的微观本质;能建立变化观念与平衡思想;理解化学、技术、社会和环境之间的相互关系,赞赏化学对社会发展的重大贡献;能运用已有知识和方法综合分析化学过程对自然可能带来的各种影响,权衡利弊,勇于承担责任,积极参与有关化学问题的社会决策。
“碳酸钠的性质与应用”是苏教版必修《化学1》专题2的第二单元教学内容,本课按照目前关于化学学科核心素养的要求,重新审视了教材,挖掘其学科核心素养价值,以这部分教学内容为载体,进行了精心设计,通过有效的教学活动,发展学生基于证据进行分析推理、透过宏观现象审视变化的微观本质、运用所学知识解决实际问题等化学学科核心素养。
二、教学设计
1. 教学背景分析
(1)教学指导思想分析
学科教学的终极目标是促进学生学科素养的形成。以学科核心素养培育的课堂教学,应该从以“教”为主转向以“学”为主,从重视学科知识的传授、灌输转向重视学生学习活动的设计、组织和指导,将科学精神和人文精神自然地融入教学活动当中,让学生在探究体验中、学习反思中获得化学核心知识,发展化学学科核心素养。
(2)教学内容分析
本节内容是一节典型的物质性质的课,也是学生进入高中后第一次完整地学习一种盐。教材并没有把碳酸钠和碳酸氢钠的性质逐条呈现,而是通过两个“活动与探究”(“碳酸钠的性质”、“区别碳酸钠与碳酸氢钠的实验方案设计”)来引导学生在动脑思考、动手实践的过程中,进行自主学习、探究学习和合作学习。这样的编排符合学生的认知规律,有利于学生理解和掌握知识,提升化学学科素养。
(3)学情分析
学生在初中初步学习了碳酸钠与酸的反应,了解了检验溶液酸碱性的常用方法,但对与碳酸钠关系十分密切的碳酸氢钠的性质了解甚少。因此,教学时可以用实验探究、对比的方法理解两者性质之间的异同。
2. 教学目标
(1)通过实物展示、实验对比,让学生认识到二者性质的差异是结构不同所致,并能归纳总结碳酸钠与碳酸氢钠的鉴别方法和相互转化。
(2)学会研究物质的一般思路与方法。特别是从碳酸钠与碳酸氢钠的性质对比中,学会全面地认识和分析事物,体验对立统一的辩证唯物主义观点。
(3)联系生活实际,让学生掌握碳酸钠和碳酸氢钠的用途,感受化学在生活中的重要作用,激发学生学习化学的兴趣和使命感。
3. 教学重难点
基于上述分析,把教学重点确定为碳酸钠和碳酸氢钠的化学性质、鉴别,教学难点设计为对照实验方案的设计。
4. 教学过程及点评
教学环节1 提出问题,引入新课
[师]资料1中,侯氏制碱法制得的“碱”是什么物质?
[生]是纯碱,化学成分是碳酸钠。
[师]让我们一起走近碳酸钠。
[师]实物展示。请根据资料2和初中所学知识,推测碳酸钠化学性质,并运用桌面上的药品和仪器进行验证(药品:水、0.1mol/L稀盐酸、石灰水、氯化钙溶液、酚酞试液、0.1mol/L碳酸钠溶液、0.1mol/L碳酸氢钠溶液等,仪器:试管、滴管等)。
[生]讨论,制定实验方案,猜测实验现象,进行探究验证。在四支试管里各加入0.1mol/LNa2CO3溶液2毫升左右,然后依次滴加几滴酚酞试液、氯化钙溶液、石灰水、稀盐酸,观察现象。主动交流实验现象和结论。
[板书]
碳酸钠的化学性质
一、化学性质
1、与酸反应:Na2CO3+2HCl■2NaCl+H2O+CO2
2、与某些碱反应:Na2CO3+Ca(OH)2■CaCO3+2NaOH
3、 与某些盐反应:Na2CO3+BaCl2■BaCO3+2NaCl
?u析:通过科学家侯德榜先生实业救国的事迹引课,培养学生刻苦钻研的科学精神和无私的爱国情操,引发学生对“碱”的好奇心和重视,让学生认识化学学习的社会价值。
后面让学生根据初中所学,大胆预测碳酸钠的化学性质,设计实验对自己的预测进行验证,得出结论,发展学生寻找证据进行分析推理的化学学科素养。
教学环节2 分析比较,深入探究
[生]认真阅读资料,仔细观察碳酸氢钠样品,产生了以下疑问:为什么在资料中碳酸氢钠可作为食品制作中的膨松剂,而碳酸钠不能?两者性质差异有哪些?
[师]顺势引导。请大家根据碳酸钠的化学性质来设计实验,对比观察两者的性质差异。那么请同学们思考一下,在什么样的条件下实验对比才更有科学性?
[生]在相同的反应条件下比较!如相同反应物的浓度、状态等。同时,提出了以下3个探究实验方案:
[探究实验1]水溶液的酸碱性
在试管里加入0.1mol/LNaHCO3溶液2毫升,滴加几滴酚酞试液,与前面现象进行对照,比较溶液的酸碱性。观察现象。填写表1。
[探究实验2]与盐、碱反应
向盛有2mL0.1mol/LNaHCO3溶液的试管中先滴加1mL0.01mol/LCaCl2溶液,观察现象。再向其中逐滴加入澄清石灰水振荡,观察现象。与前面实验比较,填写表2。
[板书]2NaHCO3+Ca(OH)2■CaCO3+Na2CO3+2H2O
[探究实验3]与酸的反应
向盛有体积均为2mL、浓度均为0.1mol/L 的Na2CO3、NaHCO3溶液的两支试管中,同时加入等体积、等物质的量浓度的盐酸(足量)。观察现象。填写表3。
[板书]NaHCO3+HCl■NaCl+H2O+CO2
[生]通过实验对照,得出结论:Na2CO3、NaHCO3性质大体相似,但是在某些反应上又有差别。如同浓度时,Na2CO3溶液的碱性强于NaHCO3溶液,但NaHCO3溶液与酸反应的剧烈程度大于同浓度的Na2CO3溶液。又产生了这样的疑问:两者性质差异的原因是什么?
[生]大家积极思考,有同学提出了结构决定性质的观点。
[师]对!那我们来一起分析它们在组成结构上有什么异同?完成表4。
[生] 清楚地发现:两者性质差异的原因就在HCO3-、CO32-方面。
[师]资料3中说,碳酸氢钠作为食品制作过程中的膨松剂。请你猜想碳酸钠、碳酸氢钠哪一种受热更易分解?
[生]肯定是碳酸氢钠受热更易分解,而且分解时会有气体产生。
[师]让实验来说话。
[探究实验4]热稳定性
[师]采用(图1)装置,应该如何放置两种固体,才能证明碳酸钠的热稳定性较碳酸氢钠更好?
[生]大试管中盛的是Na2CO3固体,小试管中盛的是NaHCO3固体。大试管的导管伸入盛有石灰水的B试管中,小试管的导管伸入盛有石灰水的A试管中。如果A试管中的石灰水变浑浊而B试管中的石灰水没变浑浊,则可证明。
[师]演示实验,点燃酒精灯,先预热,再集中加热。
[生]学生描述实验现象,得出结论。填写表5。
[板书]2NaHCO3■Na2CO3+H2O+CO2
[师]根据资料4,推测向饱和Na2CO3溶液中通入足量的CO2可能会出现什么现象?
[生]可能会有固体析出。
[探究实验5]饱和Na2CO3溶液与CO2的反应
[演示] 向一瓶充满CO2气体的软塑料矿泉水瓶中,倒入10毫升左右的饱和Na2CO3溶液,旋?o盖子,快速振荡一会儿。
[生]观察现象:矿泉水瓶变瘪,澄清的碳酸钠溶液变浑浊。
[板书]Na2CO3+CO2+H2O■2NaHCO3
[师生共同分析]NaHCO3的溶解度比Na2CO3小,这是析出沉淀的主要原因,而从方程式来看,106g碳酸钠反应将生成碳酸氢钠168g,生成的碳酸氢钠多了且反应消耗了水,也会导致碳酸氢钠析出。
评析:根据实验现象的异同,引导学生分析碳酸钠、碳酸氢钠组成结构的异同,进而寻找证据进行推理,透过宏观现象审视变化的微观本质。课堂上精心设计对比实验进行探究,促使学生主动学习,形成结构决定性质、性质决定用途的化学观念。
教学环节3 总结提升,巩固观念
[师]碳酸钠与碳酸氢钠关系密切,请大家根据本堂课内容说说它们是如何相互转化的?
[生] 归纳碳酸钠与碳酸氢钠的相互转化途径(略),形成物质间有条件的转化观念。
[投影]碳酸钠、碳酸氢钠在生产、生活中的应用。
教学环节4 解决问题,拓展应用
[投影]问题解决:
[生]交流讨论(略)
[课后作业]
查询侯氏制碱法的工业流程图,分析涉及的原理。
评析:通过几个有“生活味”的问题解决,提升了学生运用知识、解决问题的能力,发展了学生化学应用观。也体现了基于学科核心素养的化学教学,是一种能使学生主动获取化学知识、运用化学知识、解决化学问题的教学策略。
三、几点反思
1. 提升学生学科核心素养,要让学生明白所学化学知识的价值
基础教育课程改革的基本目标,就是让学生积极主动地学,这也是提升学生学科核心素养的必然要求。让学生“想学”的方法有多种,其中向学生展示所学化学知识的价值是重要而有效的方法之一。
向学生展示所学化学知识的价值,可以是向学生展示所学化学知识在生产、生活和科技领域的应用,特别是日常生活中的应用;也可以是向学生展示所学化学知识在化学科学发展中的应用;还可以是向学生展示所学化学知识在化学及其相关学科学习中的应用[2]。高中化学课程中之所以安排“碳酸钠性质与应用”教学内容,就是因为钠及其化合物在生产生活中有广泛应用。本节课以侯德榜的爱国事迹为引课,以“为什么碳酸氢钠可作为食品制作过程中的膨松剂?”“Na2CO3、NaHCO3均可与胃酸反应,为何不选用Na2CO3作抗酸药?”等应用性问题展开教学,让学生在学习的过程中体会了知识的价值,明白了“为什么学”的问题,有效地调动了自我主动学习的积极性,提升了化学学科素养。
2. 提升学生学科核心素养,要让学生在自主实践中提高能力、发展素养
本节课采用实验探究进行教学。教学中提供相应的仪器药品,让学生自己提出猜想、设计实验、进行实验探究,得出结论。学生在实验探究中,主动对比碳酸钠、碳酸氢钠的性质与应用,将知识融入推测、验证、探究和归纳的过程中,掌握了元素化合物的一般规律:结构决定性质,性质决定用途,并能运用所学知识解决实际问题。整个教学过程,充分突出了学生的主体地位,让学生在体验化学研究的过程中发展了学科素养。
中图分类号:G64 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2014)09(c)-0145-01
所谓实验教学指的是将理论知识与实践活动、抽象与具体、直接与间接相互结合的教学过程。这种教学模式与纯理论教学更具有综合性、实践性、直接性以及创新性。实验教学在培养学生解决实际问题以及综合素质的提高具有重要的促进作用。在教育理论研究不断深入,教学质量不断提高的过程中,传统教学弊端逐渐显现出来。在传统教学问题不断出现的过程中,网络化教学被提出。网络化教学与信息技术运用的一个层面。据实践表明,基于网络化教学模式,在时空与教学交互方面更具优势。
1 实验教学网络资源的构建分析
网络化实验教学平台建设或者是实验教学网络平台建设,其最终的目的就是借助网络媒介,更新、传递知识,在教学中凸显出高校对学生创新能力与实践能力的培养。但是,据资料研究表明,实验教学资源的开发与利用存在着一定的问题。首先,实验教学网络资源缺乏统一性,所利用的网络资源质量不高、推广性差、适用性不强[1]。其次,学科教师参与的积极性不高,教学设计思想、效果与目标不相匹配配。最后,学生在利用网络资源的过程中,缺乏指导,利用效率不高。这些问题的存在严重制约了网络资源的可利用率,进而影响了网络信息化教学改善与改革的实效性。虽然这些问题的存在是信息技术教学给改革过程的必经之路,但是针对这种情况并不能提出有效的解决措施。因此,发展信息技术促进实验教学应从网络资源开发与构建方面入手,将制约网络化教学资源建设中的问题及时解决,提出有效可靠性的措施,以此来增强实验教学在网络化教学过程资源设计的可参与性。为教师网络教学的实施提供有效的依据。
2 高校化学实验课程“网络化教学辅助设计系统”的建构
高校信息技术与课程整合性较差的原因有教师可参与性的问题。教师参与性对信息技术课程的开发具有重要的影响。导致教师可参与性差的原因其实主要有两个方面。一方面为教师缺乏与网络化境相匹配的教学设计思想、能力与知识;另一方面是缺乏对信息技术与课程整合方面的理解。这两方面因素,使得教师在教学中智能以低水平开发网络化教学。其实,提高教师可参与性问题,其中加强高校教师现代教学设计与信息技术具有一定的必要性。这是一个较为漫长的过程。为更好、更快的促进信息技术课程教学效果的实现,就是为教师提供教学辅助设计系统。
2.1 教学过程辅助设计支架系统的构建
教学过程的设计问题主要在没有同统一分类标准的前提下对网络会啊教学资源进行开发,使得重复利用与低效率使用,进而影响网络化教学理想效果的实现。近年来,在高校化学研究不断深入的过程中,对化学实验有了新的分类。对化学实验进行得新分类,其更侧重想长期困扰的实验教学设计的两个方面。即实验技能教学,强调学生是以“动作技能”为主还是以“智慧技能”为主;在“智慧技能”中是倾向于方法还是“问题的解决”[2]。现如今,化学实验总共分为三类:基础操作实验、验证性实验、综合性实验。这几个部分在化学实验教学中具有层层递进的关系。从化学实验课程教学的现状我们不难看出,高校化学实验的的分类具有差异性的同时也存在在这一定的相似性。这就为后期网络化教学的模式开展提供了良好的基础。
2.2 整合点辅助决策支架系统的构建
制约当前网络化实验教学资源与开发的一个问题就是高校教师在网络化教学的前提下很难有效整合现代信息技术。这问题出现的根本原因就是教师缺乏对网络技术与网络教学设计的深入认识。因此,使得教师在教学中无论如何进行整合,仍然不是很清晰。要想信息技术与实验教学整合性获得提高。在教学决策中应注意以下四个方面。第一,需求分析。在教学中开展“教学分析”是非常有必要的。通常情况下,教学分析包括了学习情境、学习者情况、学习任务。“需求分析”作为“教学分析”的一个组成部分。在教学中对教学情况的需求进行分析,分析教学质量与效率方面存在的问题,可以有效解决甚至提高教学质量与效率,因而在学科教学中整合信息技术。第二,判断整合点。在教学分析中,对教学的需求分析已经对教学整合的必要性做出了判断。因此,下面就是确定具体的教学组织、传输以及管理。这一些列的操作其实就是判断整合点。由于实验教学过程辅助设计对学习任务进行了分析,因此在实验教学中应对空间和时间要素与现代信息技术的联合进行分析。教师通过多方面的入手,拟出几个基本问题为辅助网络化教学设计“判断整合点”。在某些情况下,教师可对特殊问题作出判断。对一般性教学,则需对基本问题进行逐一判断。第三,选择和开发整合策略[3]。依据现代教育信息技术的特点,在宏观上就可以将整合策略分为时间整合策略、交互策略以及空间整合策略。根据各自整合策略的不同,可以将各种策略进行有效的分析。第四,生成整合性教学设计。这属于教学的最后一步骤,为后面的实验教学做准备。
3 结语
总之,高校化学课程“网络化教学辅助设计系统”的构建主要基于高校化学实验教学的特点、教学分析的步骤与方法以及现代信息网络技术的优势。在网络化教学设计的过程中,应多加注意教学过程中国各方面的问题,存进学科教师对网络化实验教学资源以及教学设计跌有序参与。
参考文献
受“应试教育”的影响,目前还有许多教师对教学的认知目标突出,但对教学的非认知目标比较忽视。如在教学的知识运用和发展阶段,把练习内容一步到位与高考"接轨"等,而较少考虑教学内容联系社会和生产生活的实际问题,较少考虑对学生科学态度和科学方法的指导及创造精神的培养等。在应试教育向素质教育转变的今日,我们应该自觉地坚持教学目标的多元化,以提高学生的整体素质。
教学目标是教学双方积极活动的准绳,是衡量教学质量的尺度。明确具体的教学目标对教师的教的方式以及学生学的方式起着决定和制约作用。因此,制订教学目标时要考虑以下问题:(1)使学生学到哪些知识?学到什么程度?(2)巩固哪些知识?为学习哪些知识作准备?(3)要结合哪些生产和生活的实际内容?(4)要培养学生哪方面的技能?并达到什么程度?(5)使学生受到哪些思想教育?纠正哪些错误的观点?(6)要培养学生哪些能力?结合哪些知识、技能的教学来培养?等等。教学目标要定得恰如其分,提法过高、过低或模糊不清,都不便于执行和落实。
二、坚持教学过程科学化
教学过程的科学化是指以最少时间和精力,求得课堂教学的最佳效果。达到这一点,要求教师依据教学目标精心搞好以下三个设计。
一是课堂教学结构设计。一般认为,按时间序列把化学课划分为课的开始、课的中心和课的结尾,这样固定的三个部分较为合适,这种划分适合于任何一种课型。课的开始,重要的是应该向学生明确一节课的学习目标和学习要求,使他们做好知识和心理上的准备。课的中心部分是一节课的核心,课的教学目标的完成,教学质量的高低关键在这部分,所以课的开始和课的结尾都要紧密围绕课的中心来进行。在课的结尾部分,要使学生对所学到知识得以归纳、概括,重点强化,加深理解和记忆,便于使本节课和下节课更好地衔接起来。
二是问题设计。一个有意义的问题将对教学效果起到事半功倍的作用。创设多种问题情境,可以极大地调动学生的学习积极性,使课堂教学叠起。如在《盐类的水解》这节课中,首先设疑:"盐溶液是显中性还是显碱性或显酸性?为什么?"接着通过实验演示说明现象,最后师生共同分析得出结论。化学反应?由学生带着问题去学习,必然对所学内容产生一股强大的吸引力,效果不言而喻。
三是课堂练习和作业设计。《中学化学教学大纲》明确指出:"在教学中,教师要有目的、有计划、有针对性地布置适当数量的考查学生最基本最主要的基础知识和基本技能的各种类型的习题,以便打好基础,还要注意布置综合性和有一定灵活性的习题,并加强解题指导,严格要求学生独立完成。不要布置学习解答过深、过难和过量的习题,以减轻学生负担。"认真实施这一要求,加强化学课堂练习和作业的设计是极为必要的。对于课堂练习的设计,主要是着重考查学生刚学过的化学知识的掌握情况,起到及时反馈,巩固所学知识的作用。所以要紧密配合上课内容,适时地穿插安排,多选用难度不大,全班学生绝大多数都可以答对的习题;对于课外作业的设计,要配合学生已学过的知识,达到加深理解,综合运用,并逐步形成化学知识结构的作用。
2.WPBL教学法在生物化学中的教学设计
我们以“提出问题———分析问题———解决问题”为主线,通过“课前预先-课堂讲解-课堂协助-课后延伸”进行教学设计。
2.1课前预习
生物化学它是研究生命物质的化学组成、结构及生命活动过程中各种化学变化的基础生命科学,包含了生物与化学的各种知识,对于刚入学的学生特别是文科类学生可能要比较难理解一些,学生可在课前预先自学完成课程学习及,有疑问可以标注出来,留在课堂进行提问。(1)根据实际情况,特别是学生入学成绩,文理科等情况进行高低搭配,把学生分为多个学习小组;(2)做好“提出问题”,课前思考题的合理设计很重要。思考题的设计紧紧围绕三方面进行设计:①“教学导入思考题”:引起学生的兴趣导入性问题;②“课堂提问思考题”与教学重点有关的课堂提问;③“互动案例”:与本章节相关的供学生讨论互动案例。(3)课前预习的内容除了课本和配套习题外,学生还可以利用教师提供的网络资源,通过课程网站提供的微课、教师课件、以及建立的QQ群、微信群等方式进行线上学习;(4)教师可以通过网站平台、QQ群、微信群等与学生互动,帮助学生进行“分析问题”。
2.2课堂讲解
利用教室多媒体,通过可播放PPT课件以及教学短片,以及各种教学模具等,对教学内容进行分节谈论和讲解,帮助学生“分析问题”和“解决问题”。(1)通过教师讲解“教学导入思考题”进入课程。(2)课堂上对每一章节,特别是重点章节进行讲解后,通过点名提问“课堂提问思考题”,加深学生对教学重点的记忆与理解。(3)在教学课中,围绕“互动案例”,由各组推荐的1名同学作中心发言,其他学生进行修正和补充。在小组讨论时,教师要做好引导和启发作用,对学生的发言进行必要的点评。
2.3课堂协作
教师与学生在课堂教学讲解过程中,通过教学互动讨论,学生演示和学生独立讲解的形式对教学内容进行深入学习。2.4课后延伸教师与学生进行在线交流与互动,在进行线上答疑的同时,接受学生的教学反馈;学生对未掌握或模糊的知识点进行讨论和提问,并完成配套习题。2.5WPBL教学评价体系的建立对于教学效果的观察主要通过期末考试成绩和调查问卷的方式进行,随机从学校生物化学题库中抽取一份试卷让两个班学生作答,通过考试成绩进行比较;在课程结束后,对两个班学生进行问卷调查。
1.以设疑激趣为先导
一节成功的课堂教学设计首先要让学生想学、爱学。教材作为学生的学习材料,具有两面性。它既有系统、条理、规范的一面,也有繁杂、零散、正统的一面。如果教师不做课堂教学设计,照本宣科、枯燥生硬的讲授,怎能唤起学生强烈的学习愿望呢?如何把化学中抽象概念具体化,就需要课前精心设计。在介绍分子与原子时,学生很难想象分子和原子的微观结构,如果用球棍模型把它具体化,问题就变简单了。
M•克莱茵说:“好教师能使任何教科书都出奇迹,克服差课程缺陷,而差教师却会把好课程和好学生教坏。”教师的教学总体设计就是通过对教材的巧妙处理和对教学过程的组织筹划,调动学生学习的积极性,让学生产生想学、爱学的心理。
2.以揭示规律为重点
规律是事物本身固有的必然本质联系和必然发展趋势。例如,对于气体的制取,就可以抓住规律展开。先是研究药品的状态、所需的条件,由此推知所需的仪器。接着,收集气体的方法可根据本身的化学性质而得出结论。
3.以多感官参与为手段
让学生动口、动手、动脑,多种感官参加学习活动能够有效地提高学习效果。这是因为:一方面,能使学生参与教学活动,由被动变为主动。化学课上实验很多,可根据学校的条件,分组让学生实验,让他们通过实际操作来感知事物、领悟概念原理。这样做一方面能发挥学生的主动性和积极性,另一方面,又会有真情实感的切身体会,这是学生单凭听或看所不能完全获得的。俗话说,“百闻不如一见”,各种感官协同活动,既能减少感知材料的错误,又会加深对知识的理解和记忆。
二、课堂教学的总体设计程序
1.课堂结构
课堂结构是指一节课的组成部分及各部分之间的联系、顺序和时间分配。课堂结构设计也就是把教学的有关因素组织在一起,按最优化的原则排列组合,从整体上设计一节课。
一般地,常见课的类型有综合课、新授课、复习课、讲评课和自学课,而新授课的结构则包括基本训练、导入新课、讲授新课、课堂练习、课后小结。
2.课堂结构的功能
化学知识告诉我们,同是碳元素,其分子采取平面结构方式排列形成石墨,而采取立体网状结构方式排列则形成坚硬无比的金刚石。元素构成一样,但由于结构方式不同,形成了截然不同的两种物质。同理,课堂结构的不同,也会产生不同的课堂教学效果。
(1)结构化学是化学各学科的理论基础。
结构化学为化学各学科提供理论指导,是联系基础化学与高等化学的阶梯。结构化学已经渗透到现代化学的各个领域。以学生学习过的课程为例,无机化学中涉及了原子结构、分子结构、晶体结构和配合物结构等方面的内容;有机化学中运用杂化轨道理论和分子轨道理论说明有机物的结构,使用分子对称性理论描述分子空间结构,利用前线轨道理论解释化学反应机理等;仪器分析中紫外光谱中的电子跃迁、红外光谱中的简正振动、X射线衍射等,都与结构化学知识紧密相关。从这些学生熟悉的课程入手,可使他们很快体会到结构化学的重要基础地位。
(2)结构化学是分子设计的理论基础。
“结构决定性能,性能反映结构”。如果找到某类具有特殊性质的物质的规律性,就能设计出性能更好的分子。结构化学及在其基础上发展起来的计算化学、分子模拟等对分子设计起理论指导作用。为了让学生了解这方面的内容,可用如下实例进行说明。首先以石墨烯为例。碳元素是自然界中分布广泛并且与人类社会发展关系密切的重要元素。碳单质有多种存在形式,主要有石墨、金刚石、富勒烯、碳纳米管等,其中石墨烯由于其优良的结构性质而成为材料科学领域的研究热点。在教学中可先向学生提出问题:石墨烯的结构是怎样的呢?这就要从石墨的结构谈起。石墨为层状结构,同层的碳原子间以sp2杂化形成平面共价键,每个碳原子剩余一个p轨道未参与杂化,上面各有一个电子,这些p轨道互相平行且与sp2杂化轨道所在平面垂直,相互重叠形成离域大π键。π电子在整个碳原子平面方向运动,所以石墨可以导电和导热,可以用来制作电极和坩埚。而石墨的层与层之间以微弱的范德华力相结合,容易断开而滑动,所以石墨具有性,可以用来制作剂。石墨烯可以看做是只有一个原子层厚度的单层石墨片。2004年,石墨烯由英国曼彻斯特大学的海姆和诺沃肖洛夫通过微机械力剥离法制得,二人因在二维空间材料石墨烯方面的开创性实验而获得2010年诺贝尔物理学奖。从结构上来看,石墨烯可以看做是构成富勒烯、碳纳米管和石墨的基本组成单元。将其包裹成球得到富勒烯,沿着固定轴卷曲得到碳纳米管,多层堆叠在一起就形成了石墨。由于石墨烯独特的结构,决定了其具有多种优异特性,如低密度、高强度、良好的导热性、室温下较高的电子迁移率等,这些特性决定了它在半导体工业、材料、力学和光学领域拥有巨大的应用潜力。例如,石墨烯被分割时其基本物理性能并不改变,而硅不能分割成小于10nm的小片,否则将失去其电子性能。因此,石墨烯极有可能成为硅的替代品推动电子信息产业的发展。研究者正在不断对石墨烯的结构进行修饰和改造,以挖掘和发挥其优良性质,优化使用效果,扩大应用范围。通过这个例子,可以让学生深刻感受到结构化学与科技前沿领域的联系,意识到结构、性能、用途三者间的辩证关系。然后以计算机辅助药物设计为例进行讲解。作为在结构化学基础上发展起来的新兴交叉学科,计算化学正在科学领域内逐渐崭露头角。计算化学基于三维分子结构,以量子力学或经典力学原理为指导,确定算法并实现程序,再通过计算机运算来模拟和预测分子体系的性质;计算化学在实际生产中的一个重要应用就是计算机辅助药物设计。例如研究者通过生物学方面的研究,发现了与某类疾病相关的大分子如蛋白质,将其作为靶标(受体),并且通过X射线晶体衍射或核磁共振等方法测定了其三维结构,尤其是得到其作用(活性)位点的结构。这时就可以通过计算机模拟的方式,在数据库里寻找分子形状和理化性质与受体作用位点相匹配的小分子(配体),研究受体与配体的详细相互作用信息(包括结构信息和能量信息),合成并测试这些分子的生物活性,这样就有可能发现新的先导化合物,开发出治愈疾病的药物分子[。这就是基于受体结构的药物设计方法,可为药物开发节省大量时间和资金,已在药物设计方面取得了巨大成功。如HIV-1蛋白酶抑制剂的设计就是一个典型的成功案例,标志着计算机辅助药物设计从方法研究过渡到实际应用阶段。2013年的诺贝尔化学奖授予美国科学家卡普拉斯,莱维特和瓦谢尔,以表彰他们“为复杂化学体系发展多尺度模型”。这个奖项是对计算化学进步的认可,强调了计算化学在科学领域内越来越大的作用。在计算化学领域有两种主要的计算方法,一种是基于量子力学原理的量子力学计算方法,另一种是基于牛顿力学的分子力学/分子动力学模拟方法。将这两种方法有机结合、取长补短而建立起来的量子力学/分子力学方法已获得巨大成功。例如在研究药物分子与蛋白质结合时,对药物及与药物相作用的蛋白部分采取精确的量子力学计算,对蛋白的剩余部分采取快速的分子力学计算,这样就兼顾了准确性和计算量,取得了很好的结果。计算机作为当今化学家的工具就像试管一样重要,模拟是如此真实以至于传统实验的结果也能被计算机预测出来。莱维特曾经这样描述他的一个梦想:利用计算机处理复杂化学过程的能力,实现在分子水平上模拟一个完整生物,构建“数字生命”。通过这个例子,使学生认识到结构化学并非只是“纸上谈兵”,而是具有重要的实际应用,可以激发他们的学习兴趣。最后,向学生介绍结构化学的发展历史,将其发展史与诺贝尔奖紧密联系在一起,进一步突出其重要性。在结构化学中的一些重大科学发现和理论突破基本上都获得了诺贝尔奖。例如在开创量子力学的过程中,普朗克、爱因斯坦、玻尔、德布罗意、海森堡、薛定谔、狄拉克、泡利、波恩等都获得了诺贝尔物理学奖。另外,在研究物质结构的实验方法方面,如在X射线衍射法、核磁技术和应用、质谱技术、电子显微镜技术等领域,都有很多科学家获得诺贝尔奖。而且还有很多科学家因在结构方面的研究而获奖,如克里克、沃森和威尔金斯发现DNA双螺旋结构,科尔、克罗托和斯莫利发现富勒烯,谢克特曼发现准晶体等。将结构化学的发展史与化学史尤其是诺贝尔奖联系起来,能够培养学生的科学精神和素养,促使他们树立远大的科学理想,使他们获得强大的学习动力。
2结构化学的学习方法
在让学生意识到结构化学的重要性以后,接下来就要结合课程特点传授给他们结构化学的学习方法。首先要重视定理、公式和方法的数学计算和推导。在结构化学中尤其是量子力学部分涉及许多数学和物理方面的内容,比较抽象和难懂。对于定理、公式和方法,学生要尝试跟着教师的板书一起进行计算和推导,只有这样,才能理解这些定理、公式和方法,并有助于记忆。当然,并不是要求学生死记硬背,关键还是理解。要让学生体会到演算、推导和逻辑思维的快乐,感受科学的魅力。其次要提高对空间结构的想象能力。在分子结构和晶体结构等内容中,判断点群、堆积类型、结构型式等都需要发挥学生的空间想象能力。所以对于典型的分子结构和晶体结构要多看多想,通过观察实物模型和计算机三维模型,寻找特点和规律,根据定理和规则,把看到的具体模型简化成抽象结构,体味结构之美。最后要求学生要提前预习和及时复习。结构化学难度高、内容多,不提前预习很难跟上教师的讲课节奏。即使在课堂上听懂了,若课下不及时复习,经过一段时间后就容易忘记。因此,要提前预习以做好课前准备,及时复习以巩固所学知识。另外,要加强习题练习,通过做题来查找学习中的问题,加强对知识的理解。另外,还要向学生说明一些其他教学事宜。如介绍课外参考书和网络教学资源,说明模型实习的具体安排,制定课堂纪律,明确考试考核要求以及成绩构成百分比等。
1.引言
小学科学教学设计一般是在学习理论与教学理论的指导下,使用有效方式设计和规划各个教学环节,也就是教学设计主要介于教学实践、教学理论与学习理论之间。通过教学设计与定位,有助于教师、学生充分掌握教学重点与难点,提高教学效率。可见,对小学科学教学进行规划设计,是小学教学必不可少的部分。但当下教学设计过程中,存在学科性和非规范化的缺失倾向,因此,需要寻找有效的解决措施,促进小学科学教学的设计正常开展。
2.小学科学教学设计中学科性和规范化比较缺失
按照当下教学设计模式、最新理论与教学发展趋势,以及过去的教学实践与研究,同时充分结合国内教学实践与教学改革需要,人为地对小学科教教学内容进行分析,其中包含板书设计、教学难点与重点、教学反思、教学目标与教学策略等,要具体到教学设计的每一个方案,但是设计全过程中存在较大差异,具体表现如下:
2.1科学性
教学设计时,各个要素表述不够清楚,一些知识点、概念混乱、模糊不清,如:教学用具、教学准备、教材准备与教学手段等存在差异。在部分要素具体表述的过程中,尤其是教学策略和教学方案表述时,容易出现实习作业、谈话法、讲授法等各种不全面、不充分的方式[1]。
2.2随意性
虽然科学教学将教材分析、学情分析作为重要环节,但是在教材分析与学习分析时,教学作用和内容并不明确。一般表现为:教材分析变成教学背景的分析,将教材分析、学情分析置于教学难点前、教学目标制定后,导致这种问题的主要原因是教育工作者对于教学理解不够全面、深入。
3.促进小学科学教学学科化与规范化的策略
3.1引用探究性的课堂学习
3.1.1动物植物在科学教学的作用
教师概述科学教学内容时,要充分结合教材中的图片和文字。例如:以多媒体展示问题让学生进行思考,具体问题包括:(1)小学科学中动植物分类与属性。(2)小学科学中大气的来源和去向分别是什么?(3)小学科学中有用气体与污染气体取向与来源。(4)为什么大气中各种气体含量多年来基本不变,各种气体之间是怎么保持平衡的?将学生分组进行讨论,讨论过程中,学生勇于提出自己的困惑,教师再进行解答,获取问题的答案。
3.1.2绿色植物在水循环中的作用
对于小学科学教学,教师可以通过设置情境引出绿色植物与水循环关系的问题,教师通过展示水循环示意图,让学生对其进行描述,以增进他们对水循环途径的认识。随后进行“绿色植物的蒸腾作用”的探究实验,教师以多媒体展示实验目的和实验步骤。实验目的:观察绿色植物蒸腾作用发生的过程;探究绿色植物的蒸腾作用通过哪个部位散失水分。实验步骤:从准备好的实验材料中分别选一盆植物作为实验组和对照组,用透明塑料袋罩住植物作为实验组;先用透明塑料将另一盆植物的叶子罩住,然后将两盆植物分别放到阳光下,以便能较快地观察实验现象;最后观察实验现象,对比两组装置中出现的现象,经过讨论和分析得出蒸腾作用是通过叶片散失水分的结论。
3.2重视小学教学的设计实践性
具有良好的小学科学教学设计既要重视教学方法的得当、教学活动开展与教学环节完整性,又要重视学生学习活动能否体现出学习的主体,能否体现出学生探究性、自主性与合作性,教师能否掌握会学与学会两个概念。只有教学设计中高度重视小学科学教学的实践,重视教学批判与反思,才可以真正实现教学中学与教双边互动,进而从学生学习状态、交往思维、情感状态与交往思维等了解学生心理、生理上的特点,真正认识小学科学教学设计方式与教学内涵,确保小学科学教学设计的实践性[2]。目前国内小学科学的教学设计陷入理论性过强、去专业化与非规范性等困境,究其原因,大部分教学设计者过于重视教学成绩,忽视了教学实践性与针对性,加之部分教学设计者没有充分理解小学科学教学理念,导致小学科学设计达不到预期效果。这在很大程度上导致教师无法发现一些需要研究分析的问题,也就不能真正理解教学活动中存在的问题,进而及时弥补。因此,在职前教师培养过程中,需要增加教师实践教学的经验,给小学科学教学创造体验机会,使学生真正置身于教学中。例如:小学教学过程中应用相关案例与教学视频进行分析,在研习、见习、实习教学实训过程中,确保教学内容倾向小学生的心理,把学科知识转变成学生比较弱容易理解的知识。只有在小学科学教学过程中,教师充分掌握各种知识,全方面理解小学科学教学内容与方式,使用适合小学生的教学方式,才能真正提高小学科学教学质量与效率。
4.结语
在进行小学科学教学时,教师应积极调动学生学习的积极性和主动性,让学生自主参与到教学活动中,快乐地学习。教学设计的考虑要涉及学生学情分析、教学目标、教学准备及教学过程每一个环节。通过进行探究性实验,培养学生观察、发现和总结问题的能力及实践操作能力,使小学生可以真正投入到教学活动中,理解感受科学这一门学科的奥秘,同时真正理解科学和大自然的关系,进而培养起小学生关心自然环境、保护环境的社会责任意识,实现该阶段的科学教育目标。参考文献:
《义务教育科学课程标准》(2011版)中指出:科学是一门以实验为基础的学科,在教学中创设以实验为主的科学探究活动,有
助于激发学生对科学的兴趣,引导学生在观察实验和交流讨论中学习科学知识,提高学生的科学探究能力。但是,目前很多教师在教学中很少让学生动手做实验,或者以教师自己做实验代替学生的实验,甚至有的教师认为“做实验不如讲实验,讲实验不如背实验”,做实验起不到什么教学效果。有的学生做实验也很少进行思考,只是按照老师讲的,按部就班地按照实验步骤完成,实验的过程中也不曾进行思考和探究,做完实验后什么印象也没留下。那么,如何克服这种“费力不讨好”的做法呢?本人根据自己多年的教学实践经验,从科学实验设计的重要性、科学实验设计的原则、实验的反思等方面进行阐述。
一、科学实验教学设计的重要性
科学实验设计是指实验者在进行科学实验之前,根据本次实验目的、要求,在教学理论的指导下,对科学实验的目标进行分解、对实验内容进行改进与组合、对实验过程进行优化、对实验效果进行评价的过程。实验设计的优劣,是否科学,对学生的知识能力的培养、科学观的养成教育影响是巨大的。
1.科学实验设计科学有效,能够优化实验教学,提高教学效率
科学实验设计是联系科学理论教学和科学实验的中间桥梁。教材中的有些实验在设计上有些不足,有些实验太复杂不易操作,还有的实验效果不是很好。我们的教师则可以通过优化实验教学设计,避免这些实验的弊端,改进实验教学,从而更好地发挥实验的探究功能及其教育功能。例如,氢气的实验室制法的实验教学,当老师拿出启普发生器的时候,很多学生看不懂仪器,如果老师先准备一支试管,放入锌粒和稀硫酸,学生很快就会反应到要产生氢气,这时候老师引导学生说要收集氢气,应该怎么处理?许多学生会回答用一个单孔橡皮塞和一只导气管连接,可是如果我们想添加药品应该怎么做呢?这时会有学生提出单孔橡皮塞改为双孔橡皮塞,同时添加长颈漏斗,接下去很自然地就联想到如果反应得太快或者我们想控制反应的速率怎么办呢?老师可以在这里引导学生增加一个分液漏斗,现在这个装置的原理和启普发生器就相似,学生也很有成就感。因此,通过实验教学设计,教师通过设置一些引导性问题引发学生的探究欲望、解决问题的意识,就会大大提高学生的学习兴趣和热情,进而推动学生热爱科学,喜
欢学习科学知识。在教学中,学生的积极性被充分调动起来,学生能够主动参与实验教学,不仅能学到科学知识,而且通过自己亲身体验,印象深刻,经久不忘,就会大大提高科学教学效率。
2.科学实验设计能够培养并提高学生的探究能力和创新意识
课前进行合理的科学实验教学设计,能够充分利用实验资
源,让学生有目的地进行实验,从而培养学生的实际动手操作能力、科学探究能力、创新意识,也能培养学生的交流合作能力。科学实验教学中只有重视了实验设计,才能使我们的实验教学从应试教学向着提高学生自由科学发展、自主科学探究能力方向发展。
重视实验教学设计,才能让所有的学生都能深入进行实验探究,
从而形成良好的实验探究习惯,进而形成科学素养,也就是我们教育的终极目标。
二、科学实验教学设计的原则
1.科学实验教学设计的目的性
做任何一件事情,要有的放矢,才能更好地完成任务。设计任何一个科学实验教学,都要有它的目的性,我做这个实验要达到什么样的目的?是让学生掌握科学知识,还是要学生掌握实验操作技能,还是要学生学会记录数据、分析数据,还是让学生学会评价实验结果等等。这些都是教师在设计科学实验时首要考虑的问题。在设计实验教学目的时,不但要设计整个实验的目的,也要设计每一步骤实验所要达到的目的。在实验教学前,一定要设计好问题,让学生带着问题去实验,这样学生实验时就有目的性,实验中就会注意观察实验现象,从而达到科学高效的实验目的。
例如,蛋白质燃烧实验教学,在做这个实验之前,教师可以提出这样一些问题:在实验中你能闻到什么气味?看到什么颜色的烟?还有,例如,《二氧化碳制取》的整个实验教学,实验设计目标为:知识与技能:(1)了解实验室中制取CO2的反应原理;(2)探究制取CO2的实验装置。过程与方法:初步学会科学探究的过程和方法,能初步进行科学探究活动。情感态度与价值观:培养学生对科学的兴趣,培养合作能力。
2.科学实验教学设计的计划性
大到每一个学年、每一个学期、每一个章节,小到每一个科学实验教学,都要有计划性。在每学期的开始,教师要系统性地对教材的所有实验进行研究,明确哪些是演示实验,哪些是分组实验?这些实验大概什么时间要完成?这些实验的顺序能否进行优化、合理配置等等,要有个统筹安排。对每一个实验教学,都要认真、仔细地对该实验进行详细的实验设计,如,设计什么样的问题来培养学生的探究能力?这个实验要怎样设计,才能有效训练学生的实验操作能力?什么情况下能够让学生更有效地观察实验现象?实验过程中可能会出现什么意外情况?我们可以设计哪些预备措施等等。
3.科学实验教学设计的探究性
科学实验具有科学的探究性,对于激发学生的求知欲望、提
高学生的学习兴趣和促进学生学习的积极性都是有效的措施。因而,我们科学教师在进行实验教学设计时,要有意识地多设计一些探究性实验,多把验证性实验改成探究性实验,以培养学生的探究能力。
例如,《二氧化碳性质》这一课,若是教师在实验前,先将二氧化碳性质讲解完了,再让学生去做实验,学生就会对实验出现的现象失去新奇感,学习的积极性就不是很高,也就很难收到很好的教学效果。然而,把这一课设计成探究二氧化碳性质,让学生在实验的过程中,去收集和观察实验的现象,然后和老师、同学之间进行讨论、争论,效果就会大大地提高。笔者在教学中曾经采取如下的设计:
问:“我们上节课制备了二氧化碳,我们是如何收集它的?为什么进行这样的操作呢?我们人类呼吸,每次吸入氧气,呼出二氧化碳,那么大家总结一下二氧化碳有哪些物理性质(如颜色、气
味、状态、密度)。”学生能够很容易地总结出来,然后再展示一瓶二氧化碳气体,让学生进一步验证。
分组实验:在装有二氧化碳气体的饮料瓶里加入体积的
水,拧紧瓶盖。过一会儿,学生都惊奇地叫着:“瘪了,瘪了!”
问:“瓶子为什么瘪了?”
学生讨论也能很快得出结论,二氧化碳溶于水,瓶内压强减小,瓶子变瘪了。
分组实验:把饮料瓶里的液体取出一些放在试管里,滴加几滴石蕊试液。
问:“你看到了什么现象?为什么呢?是什么物质使紫色石蕊试液变红的呢?”
此时,学生的好奇心被充分地调动起来,积极讨论,情绪高昂,气氛热烈,学生的思维高度活跃,很多学生都能够很顺利地
提出自己的假设。使紫色石蕊变红的物质是:(1)水;(2)二氧化碳;(3)水和二氧化碳反应生成的产物。
问:“那么,我们如何验证是哪一种物质使紫色石蕊变红的呢?”
学生纷纷参与讨论,积极给出验证方案。再让学生分组进行验证实验,从而得出最终结论:二氧化碳和水反应生成碳酸,碳酸使石蕊试液变红。方程式:H2O+CO2=H2CO3。
再如,在做二氧化碳通入澄清石灰水的实验时,可以先将班级中的学生分成几个不同的小组,让各组的学生实验后,交流实验现象,大多数组的学生都报告了二氧化碳能使澄清石灰水变浑浊这一性质。这时,教师继续追问:“有没有其他的发现?”这时会有学生提出:“二氧化碳通入澄清石灰水中,先是变浑浊了,可过一会儿,又变澄清了。”这时教师继续再追问:“那这是为什么呢?”此时学生就会大胆假设:“可能又生成了新的可溶解的物质。”这样的不断追问,不断刺激学生的思维,使学生思维活跃,积极参与到课堂中来,不但提高了课堂教学效率,还培养了学生的创新意识、探究能力。
通过这样的实验教学设计,学生对未知的实验现象有了悬
念,有了新奇感,学生的学习情绪被充分调动起来,思维处于高度兴奋状态,能够根据实验现象“提出假设—验证假设—得出结论”,学生不仅学到了科学知识,也初步学会了探究的过程和方法,培
养了探究能力和创新意识。同时,学生也会慢慢喜欢上科学学习。
4.科学实验教学设计的示范性
对每个实验教学都要课前精心设计好,做好充分准备,使每个实验都具有一定的示范性,让学生对实验操作(如液体的滴加、液体的倒入、固体的取放、试管的使用等)、实验设计、探究过程、实验结果评价等有个整体的了解和把握,从而在以后类似的实验中能迁移应用,举一反三。
另外,老师的每一个操作都是示范,教师在整个实验中都起到一个示范的作用,因而,课前,教师一定要把整个实验完整地做一遍,从而做到对实验程序、实验现象、实验效果、实验预设性问题等有个整体的把握,不至于上课出现纰漏。“强将手下无弱兵”,老师良好的实验习惯、严谨的科学态度、求实的科学精神会潜移默化地深深影响学生,因而,教师要做好示范性的实验教学,以培养学生的良好的实验操作能力和严谨求实的科学态度。
5.绿色化
我们在教学中要引导学生关注环境问题,把可持续发展的观念灌输给学生,让学生养成保护环境的习惯,所以我们的实验教学设计要注意绿色化,少使用有毒的反应物,减少有毒物质的产生,消除污染。
如,《燃烧的条件》,教材中的实验如图1,有两个弊端:(1)污染大。五氧化二磷刺激眼、粘膜、皮肤和呼吸系统,并腐蚀皮肤,还会与空气中的水蒸气反应生成偏磷酸,有剧毒,污染环境,危害健康。(2)不安全。做实验时不容易将白磷上的水完全吸干;镊子上沾有的水,不注意吸干,再用镊子取滤纸上的白磷,白磷上重又沾上水,白磷燃烧时,其表面的水会暴沸。
笔者在教学中重新设计了实验避免了污染,实现了实验的绿色化。如图2:
两个金属瓶盖中各放一些白磷(滤纸吸去表面上的水)、红
磷,并放于培养皿中,再倒扣一个大烧杯,将红磷、白磷罩在其内,向培养皿内倒入60 ℃热水至烧杯边缘被浸没,两金属瓶盖漂浮。
大约半分钟后,白磷着火燃烧,产生大量白烟,红磷没有燃烧。1分钟后白烟消失,产生的有毒有害的五氧化二磷与烧杯中的热水反应生成磷酸,实验后可以向培养皿中加入氢氧化钠溶液中和磷
酸。整个实验过程中有毒的五氧化二磷没有扩散到外界,保护了环境,达到了绿色化,培养了学生的环保意识。
当然,对于危险性比较大的实验,在具体的教学中可以使用实验视频,或者Flas课件来演示,比如一氧化碳还原氧化铜实验。但要注意在播放课件前最好设计好相关的问题,让学生能带着疑问观看,把问题设计好,实现科学实验教学的最优化。
三、实验教学设计要重视实验反思
在科学教学中,我们教师要重视培养学生实验后的反思环节,
因为实验教学后的反思具有如下几个教育价值:
1.情感、态度、价值观方面
如培养实事求是的态度;良好的反馈信息、谨慎、细心的习惯;激发求知欲和好奇心;能进行正确的自我反思性评价。
2.常规思维能力方面
如可以提高实验学习中的归纳、猜想和推理能力;构建理性思维体系。
3.实验创新能力方面
可以提升提出问题和质疑能力、实践的能力;发现数学规律的能力;将不同领域的知识进行有效连结的能力。
实验反思是对实验过程所涉及相关知识的一种深化以及对实验技能和能力的升华。在实验教学设计中,教师要根据所做实验的具体内容,精心设计好相关引导问题,让学生在实验中带着问题去探索,去实验,在实验中思考,在思考中进行实验,从而使实验教学优化。它克服了很多实验课的通病——实验课学生兴趣很高,很热闹,但热闹过后什么印象也没留下,不讨论的冷冷清清的现象——实验是费事地准备了,也做了,效果却是“吃力不讨好”现象。在实验教学中要进行实验结果的交流与讨论,学生间互相探究实验结果,给学生足够的时间去反思,互相探讨,互相汲取经验,总结教训,继而能够发现新的问题,解决问题,从而获得新知识。平时,要多关注学生的学习反思,通过多种途径培养学生反思的习惯,这样既可牢固地掌握基础知识,又能促进知识的有效迁移,同化和深化对问题的理解,又可提高实验成功的有效率。
总之,若是我们能够坚持做到每次科学实验都能精心设计,
每次实验后都能进行精心的总结和反思,则我们学生的实验能力、
科学探究能力必能大大提高,科学探究意识也必将愈加强烈,那
么我们的学生必将是具有科学素养的人才。
参考文献:
[1]韩程明.不可忽视的“化学实验教学设计”[J].科学教育,2010(9):69.
[2]丁德宵.探讨新课程下化学实验设计的作用[J].数理化研究,2012(6):42-43.
[3]郑喜焕.浅析初中化学探究式实验教学在初中科学课堂中的应用[J].现代阅读,2012(7):173.
中图分类号:G623.5 文献标识码: C 文章编号:1672-1578(2012)08-0219-01
课堂教学是整个生命活动中的一部分,如果在课堂教学中,忽视了人的因素,就会缺乏生气和乐趣。让我们致力于数学课堂教学的个性化设计,让有爱心的教师课堂具有亲和力,性格开朗的教师课堂活跃,强于理性思维的教师课堂严谨,学识渊博的教师课堂妙趣横生……
那么,如何才能在教学中践行个性化教学设计?下面笔者就结合自身的学习和实践,谈一些体会:
1 了解学生个性化的学习过程
由于学生所处的文化环境、家庭背景和自身思维方式的不同,学生的数学学习活动应当是一个生动活泼的、主动的和富有个性的过程。课堂教学只有在了解了学生的个性化学习之后,才能使个性化教学设计成为可能。
1.1关注学生已有的学习经验——一千个读者就有一千个哈姆雷特
儿童学习数学的过程是基于他们原有经验上的一个主动建构的过程。如在教学平均分的概念时,有这样一个题目:“把8个桃子平均分给小猴子”,许多小朋友想到了可以分给2只、4只、 8只,令笔者出乎意料的是一位小朋友想到了:“把桃子平均切成两半再分,就可以分给16个猴。”笔者问他怎么会想到这样分时,他回答是在家和奶奶就是这样分苹果吃的。笔者由衷地表扬了他一番,继而反省:学生已有的个性化学习经验,是课堂教学的宝贵资源,我们关注了吗?
1.2走进学生丰富的内心世界——读懂孩子才能有的放矢
现实生活是多姿多彩的,学生渴望探究富有意义的、具有挑战性的现实问题。如笔者在教学一年级的统计时,让小朋友帮助超市的老总搞一个六一消费前景统计,看看应该进哪些货,进多少?小朋友们一下子表现出了极大的热情,大家据理力争,体验到了统计在现实中的重要性和复杂性,并给了超市老总一些合理化的建议。这种练习远比解决一些文字表述的、或是图形统计题更有实效。
1.3鼓励学生个性化的认知方式——适合于孩子的才是最好的
每个学生都有自己的认知方式。如上活动课算24点时,有些同学擅长于往3×8上靠,有些同学擅长于往4×6上靠,还有些同学喜欢做加减等,笔者在训练别注意让学生强化自己的优势,有了一个支点,再对弱项进行训练,这样方能使学生的计算方法变得灵活。教师就是要引导学生充分展示其所思所想,所悟所得,尤其是与众不同的地方,有的时候并不要急着优化,因为不同的学生,有着不同层次的最近发展区,只有适合于孩子的才是最好的。
2 孕育自己个性化的教学风格
2.1夯实基础、厚积薄发
如果把一个人的知识能力结构看作是一个金字塔,那么越往塔尖就越能凸显一个人的个性,而金字塔基础层的深厚宽广则直接影响个性的发挥。教师应具有多元的智力结构,夯实专业的基础、保持开放的心态,促成潜能最大化地发挥。只有这样,才能使个性的美由内而外地焕发出来。
2.2吸纳经典、展现自我
我们倡导吸纳经典,要学会分析,在个别和具体中寻找共性的内核,再结合自己的教学特点进行整合,把别人的东西融进自己的教学宝库中去,体现出来的,还应是自己的特点,自己的风格。
2.3立意求新、敢于创造
教学是一门充满了科学和创造性的艺术。每一节课,都要在把握教材的基础上,以促进学生发展为目标,设计出独特的有针对性的方案,使人不禁谓叹:“我怎么没想到这样做”。
3 灵活运用个性化教学的策略
3.1教材处理贴近生活
教材处理的个性化,是指教师创造性地对教材内容进行挖掘和处理,以体现教师的教学风格和教学理念,具体要注意以下两点:
3.1.1教学内容要生活化
生活中的数学知识更能引起学生的注意。如笔者在上加减法应用题第一课时,笔者设计了以下的几道题目,学生的积极性非常高。
①第一小组有10人,第二小组有12人,这两个小组一共有多少人?
②我们班有37个小朋友,现在有2张凳子空着,现在教室里有多少个小朋友?
③讲台上有32本《练习与测试》,我们班还有几个同学没有交?
以上这些事例就在学生的身边,学生很乐意去思索,去动脑。这既培养了学生解决实际问题的能力,又启发他们从生活中寻找数学问题,解决问题。
3.1.2教学内容要有趣味性
数学知识往往比较抽象,这就要求教师想方设法提高教学内容的趣味性。如笔者在教学“圆的面积”一课时,用多媒体课件演示了一只小羊被绳子系在了一根木桩上,问小羊能吃到多大范围内的草?学生对这个问题饶有兴趣,纷纷动手探究。
3.2教学方法因人而宜
教无定法,贵在得法。教学方法有很多也各有其特点,在教学中,要善于将各种教学方法有机整合、使其融汇一体、优化处理。
3.3教学语言独具魅力
教学语言是教师完成教学任务的主要载体。如果说教材处理的个性化是教师创新能力的体现,那么,教学语言的个性化就是教师教学创新的外在表现。个性化的语言能激发学生的学习的积极性,不人云亦云,凸显自己独特的语言魅力,是我们在日常教学中需要锤炼的。
践行个性化教学设计,让教师形成自己独特的教学风格,给学生如沐春风的学习享受,让每一个孩子都抬起头来,是我们教师的执着追求。我们要不断学习,提升自己的品位,在新课程的理念下不断创新、保持和发扬自己的个性,做一个特色鲜明的教师。
参考文献:
一、教学设计中情境教学的创设
(一)创设真实的接地气的情境背景
利用实物模型、化学史,联系生产生活实际,让学生感知化学与生活的密切关系。在去年江苏省高中化学优质课评比中A组课题“铁及其化合物”中,老师们分别创设绿萝缺铁生病、鹅卵石中的铁元素、月饼包装盒里的脱氧剂成分的研究、激光打印机墨粉中的铁元素等真实的情境背景,通过不同的情境学习相同的知识点。老师在教学设计中把握情境问题的切入点,要难度适当,起点高,落点低,深入浅出,有层次感,要有现实意义,要学生感兴趣。如与化学有关的社会热点问题、环境污染、自然灾害、前言科技、航天航空等方面,让学生认识到环境保护和资源合理开发的重要性,让绿色化学观念和可持续发展的意识根植于脑海中,深刻认识到化学、技术、社会、环境之间的相互关系及化学对人类社会发展的重要性,强化社会责任感,通过这些情境问题映射出学习化学的更高层次的价值追求。
(二)创设环环紧扣的问题境脉
利用创设的情境素材设计一条问题主线,串联起各个知识点,情境问题是载体,通过问题的层层递进,不断激发学生的思维。印象深刻的是李增坤老师的优课,他围绕家里一盆黄化病的绿萝讲授了“铁及其化合物“的相关知识。他设计以下问题展开讨论:①为什么家里的绿萝叶子变黄了?上网查阅原因,知道因为缺铁引起的黄化病;②到网上购花肥治疗黄化病,研究化肥的成分是什么?学习了Fe2+、Fe3+的鉴定方法;③为什么施化肥效果不明显?通过找原因,学习了Fe2+的还原性,容易被氧化成Fe3+;④如何处理变质的化肥?学习Fe3+转化成Fe2+的方法,知道Fe3+的氧化性。他设计的一个个问题过渡自然,无缝衔接,老师娓娓道来,学生学的津津有味。依托情境问题让学生在学习化学知识的过程中解决问题,充分发挥学生主观能动性、积极性,成为学习的主体。我们可以从问题和假设出发,让学生敢于质疑,勇于探索。情境教学紧扣教学主题,贯穿一节课的教学始终,体现正面的价值导向,培养学生的学科素养。
二、教学设计中实验教学的优化
(一)实验教学组织形式多样化
1.教学设计中根据实验内容的难易程度,分为以下四类:①老师独立完成的演示实验;②老师演示实验中邀请学生共同完成(老师为主,学生为副);③学生的演示实验(老师扮演好打下手的角色);④学生的分组实验活动。教学设计中写好基于学科素养下的高中化学教学设计陆瑾瑾(江苏省启东市汇龙中学江苏启东226200)切实可行的实验方案,预测好实验可能的突发状况和应急措施,做好预备实验。指导学生实验时既要事无巨细,又要注意不能代替包办,充分发挥教师的引导作用,让学生参与到实验中来,能对观察记录的实验信息进行加工,并获得结论。这样不仅培养了学生学习化学的兴趣,更培养了学生观察能力、分析能力和动手能力。2.教学设计中根据教学目标和教学内容的需要,实验分不同时间段呈现。通常有以下四种:①课的开始,通过实验情境引入课题,设置悬念,增强学生探究物质组成、性质、变化的兴趣;②课的中途,通过实验帮助学生形成概念、理解原理,能依据探究目的设计并优化实验方案,发现并提出有探究价值的化学问题;③课的尾声,它能巩固化学知识,让学生懂得尊重客观事实和证据,反对伪科学;④课后实验,它拓展了学生的视野、思维,强化探索研究科学的精神,养成独立思考、敢于质疑的精神,锻炼了学生的实践能力。
(二)实验教学内容敢于创新化
1.实验仪器、方法的创新设计
实验仪器不拘泥于常规仪器,可以用医用注射器、塑料瓶、吸管等生活中常见的物品来代替滴管、集气瓶、导管、锥形瓶等常见的化学仪器,拉近了学生与化学的距离,更容易理解实验原理。例如:氨气的喷泉实验,如果烧瓶中氨气不干燥,装置漏气,很容易失败,我们可以将盛放水的胶头滴管换成医用注射器注水,细长的针尖穿过橡皮塞不易漏气且能较长时间保证氨气干燥,操作简单,提高了实验的成功率。还有氨气的性质实验,用两根玻璃棒分别蘸取浓盐酸、浓氨水,靠近玻璃棒,观察中间的白烟。两种物质挥发出的刺激性气味的气体污染了空气,我们不妨用直玻璃管代替玻璃棒,在玻璃管两端分别塞上蘸有浓氨水和浓盐酸的棉花球,再在两端塞上橡皮塞,可以很明显地观察到玻璃管中间的白烟,又解决了污染问题。
2.合理利用现代教学装备
信息发展日新月异,紧跟时代的步伐。一些定量实验、无法直观体现出来的数据可以借助于现代教学装备,如PH传感器(酸碱度的测定)、压强传感器(溶解气体的测定)、数据采集器、手持技术的合理使用。大数据使上课节奏紧凑、高效,帮助学生从元素和原子,分子水平认识物质的组成,结构、性质和变化,能从宏观辨识和微观探析相结合的视角分析与解决问题。创新能推动发展,通过设计、改进实验方案,对实验方案的评价预测,激发学生的求知欲,培养他们“科学探究与创新意识”的化学核心素养,从实践层面激励学生勇于创新,为将来积极参与有关化学问题的社会决策打下基础。
三、教学设计中认知模型的建立
(一)建模在新授课中的设计