時間:2023-05-15 16:26:05
序論:好文章的創(chuàng)作是一個不斷探索和完善的過程,我們?yōu)槟扑]十篇初中化學實驗感想范例,希望它們能助您一臂之力,提升您的閱讀品質,帶來更深刻的閱讀感受。
中圖分類號:G613.2 文獻標識碼:A
0前言
科學素養(yǎng)與一個人的社會生活質量有非常直接的影響作用,公眾科學素養(yǎng)直接影響綜合國力,也會對國家宏觀科技決策形成一定的影響作用。隨著新課程改革不斷深入,課堂教學過程中促進學生的全面發(fā)展已經成為中學最終的教學目標,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)也已經成為初中化學課堂教學的重要目標之一。因此,初中化學課堂教學過程中,必須培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),只有這樣才能實現(xiàn)初中化學課堂教學的真正意義。
1理論聯(lián)系實際,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)
與其他課程不同,化學課程是一門實踐性非常強的課程。因此,在初中化學教學過程中,應該將課堂教學內容和生活實際聯(lián)系起來,只有這樣才能充分激發(fā)學生學習的興趣,不斷增強學生學習化學的主動性和積極性,從而提高課堂教學質量和教學水平,真正完成化學課堂教學目標。
比如在學習人教版第二單元“我們周圍的空氣”的時候,教師就可以利用生活經驗,引導學生總結出鑒別氧氣的方法,例如“點燃的硫”、“燃著的木條”以及“帶火星的木條”等,這些都是通過日常生活經驗可以總結出來的方法,針對這些方法,教師可以進一步拓展教學內容,豐富學生的思維模式,教師可以提問學生“哪種方式鑒別氧氣的方法是不實用的?”為解決教師這一個問題,學生可以通過自主學習的方式,自己動手實踐做化學實驗,實驗之后寫出相應的化學方程式,例如,“點燃的硫”鑒別氧氣化學方程式:S+O2=(點燃)SO2,“帶火星的木條”鑒別氧氣化學方程式:帶火星的木炭復燃 C+O2==CO2,而氧氣可以使燃著的木條燃燒更旺,燃著的木條熄滅則證明空氣中含有氮氣。通過化學實驗可以發(fā)現(xiàn)用點燃的硫鑒別氧氣,會生成二氧化硫,二氧化硫會對空氣形成污染,對人體健康形成危害。
通過這種教學方式,可以營造出輕松、生動的教學情景,使學生全身心投入到情景活動,因為情景與學生自身的實際生活比較緊密,使學生可以在這種輕松的氛圍中進行化學實驗,不斷激發(fā)學生濃厚的學習興趣,培養(yǎng)學生學習化學的主動性和積極性,真正實現(xiàn)化學教學的重要作用,使學生對化學實驗保持嚴謹?shù)目茖W態(tài)度和實事求是的態(tài)度,從而培養(yǎng)出學生的科學素養(yǎng),為社會建設提供具備科學素養(yǎng)的人才,保證社會建設工作可以順利進行。
2引入案例培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)
案例教學作為現(xiàn)代課堂教學模式的重要組成部分之一,在課堂教學中適當引入與教學內容相關的案例,可以將學生的注意力吸引到教學內容上面,也可以有效激發(fā)學生學習化學的興趣,學生積極參與到課堂教學活動中,不斷提高學生的課堂參與度,為提高初中化學教學質量提供充分的保障。所以,在初中化學課堂教學過程中,要培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),應該在教學過程中適當引入一些案例,只有這樣才能為實現(xiàn)化學課堂教學目標提供充分的保障。
比如在學習人教版第二單元“我們周圍的空氣”的時候,教師可以適當引入一些與我們生活實際相關的案例,隨著社會經濟迅猛發(fā)展,空氣污染也越來越嚴重,霧霾問題已經引起全社會的廣泛關注。在進入正式內容教學前,教師可以將《柴靜霧霾調查―穹頂之下》這一則視頻放映給學生觀看,這一則視頻講述的內容從尚未降生的女兒開始,一直到現(xiàn)在,女兒誕生并接受治療,通過手術,寶寶手術成功。再通過一組數(shù)據準確反映出空氣污染的嚴重性,以及對人體健康的不良危害。在視頻放映結束之后,教師可以引導學生談自己的感想,例如“是什么原因導致霧霾的出現(xiàn)呢?”我國出現(xiàn)霧霾的主要原因就是經濟發(fā)展速度太快,環(huán)境保護速度沒有跟上經濟發(fā)展速度,導致空氣嚴重污染,從而使得霧霾的出現(xiàn)。生活質量是當代人們的主要追求,生活環(huán)境與我們的身體健康息息相關,通過這一節(jié)內容的學習可以使學生明白保護社會的重要性,主動擔起保護環(huán)境的責任,不斷提高學生的科學素養(yǎng)。
3提高實踐操作能力,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)
現(xiàn)代社會建設對全面型人才的需求越來越高,高科學素養(yǎng)的人才能夠為社會建設工作順利進行提供充分的保障??茖W素養(yǎng)對學生的要求比較高,不僅要求學生具備豐富的理論知識、綜合素質水平高,還要求學生具備較強的實踐操作能力。所以,初中化學教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),必須通過化學實驗不斷提高學生的實踐操作能力,促進學生的全面發(fā)展。
比如在學習人教版第二單元“我們周圍的空氣”的時候,關于氧氣的制取,教師可以教授學生理論知識,在課堂教學過程中,引導學生進行化學實驗操作,制取氧氣的方法比較多,例如“分解過氧化氫溶液”、“加熱氯酸鉀固體”、“加熱高錳酸鉀固”等,教師可以讓學生分組,每一個組都進行不同的實驗,結束實驗得出相應的化學原理,再分別讓學生找出制取氧氣的相同點、不同點以及注意點,通過學生參與化學實驗,可以有效提高學生的實踐操作能力,促進學生的全面發(fā)展,培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)。
4結語
綜上所述,初中化學教學中培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)具有非常重要的影響作用,可以為社會建設培養(yǎng)綜合型、高水平、高素質的全面型人才,保障社會建設工作順利進行。因此,初中化學教學過程中,必須利用化學內容的特性,通過化學實驗教學培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng),實現(xiàn)化學教學的最終目標。
化學實驗教學的有效性不但可以提高教師的工作效率和教學質量,而且還能激發(fā)學生學習化學的興趣,對于培養(yǎng)學生的創(chuàng)新思維和實踐探究有著有積極的作用。但是,由于深受應試教育和傳統(tǒng)教育觀念的影響,有些教師在化學實驗教學的過程中偏離了原有的軌道,墨守成規(guī),思想僵化,從而降低了教學的有效性和學生學習的積極性,對于這樣的情況,教師應該給予重視并積極尋找解決的策略。
一、存在誤區(qū)
1.偏重理論教學,輕視實踐過程
受應試教育和傳統(tǒng)教育的影響,當下很多化學實驗教學的教師都是以應付考試為目的,過分注重理論教學,忽略了化學實驗的實踐過程。在教學中,教師只單單地注重培養(yǎng)學生怎么使用化學儀器,怎么進行操作等,忽略了學生的實踐能力和邏輯思維能力,學生的想象力被禁錮在化學實驗室里,扼殺了學生的創(chuàng)造空間。
2.回避難做實驗,抑制想象空間
有些教師由于對實驗儀器和實驗技巧掌握得不夠熟練,在遇到有難度的實驗時就用講解圖示的方法應付課堂實驗,雖然效果不錯,但實際上學生丟失了很多專業(yè)知識,教學的效果也大打折扣。同時,教師在教學中對實驗的內容和操作方法步驟進行較多時間的講解,留給學生動手實驗的時間少之又少,抑制了學生動手操作的能力和實驗創(chuàng)造的能力。
3.缺乏認真研究,強迫接受理論
對于那些成功率不高的化學實驗,有些教師不認真研究和反復實驗,就在課堂上去演示和講解,遇到實驗失敗的情況,就找借口搪塞,強迫讓學生接受自己所講的理論,既浪費了時間,又讓學生對所學的知識產生懷疑,同時降低了教師在學生心目中的威信。
4.不愿鉆研改進,操作方法隨便
對于化學實驗課程,教師都以教為主要目的,很少去進行研究和改進,依照教材照搬不誤,如果遇到教材里有復雜的實驗或不好做的實驗,不會進行各方面知識的運用,不懂得掌握化復雜為簡單、化難懂為易懂的方式。還有些教師對實驗的操作過程不規(guī)范,演示過程隨便,教學態(tài)度不嚴謹,導致教學的有效性降低。
5.實驗儀器落后,不愿更新?lián)Q代
當前,化學實驗室里的儀器都是從西方遺留下來的“古董”,陳舊而又落后,有些儀器甚至存在著很大的缺點,但是,管理者卻漠不關心、熟視無睹,很少在原理上對其進行改革,遇到儀器不好使用的情況,教師會舍棄儀器實驗轉向講解圖示教學。隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展,其他學科的實驗儀器會大量涌現(xiàn)出來,唯獨化學實驗儀器不變,落后的實驗儀器是阻礙化學實驗教學有效性的最大障礙,因此,對其改革已經迫在眉睫。
由此可見,要想使化學實驗教學走出誤區(qū),提高其教學的有效性,教師必須以學生為中心,以學生的創(chuàng)造和思維能力為前提,讓學生在化學實驗教學的過程中成為一個積極的參與者和探究者。
二、轉變理念
在實際的實驗教學過程中,教師要拋棄以往舊的教育理念,轉變新思路,才能更好地提高實驗教學的有效性。在素質教育和現(xiàn)代教育的要求下,教師要轉變以下理念:
1.由教導者變引領者
教師要改變過去單純地教學生理論知識的方式,依照新課程理念,注重培養(yǎng)學生的獨立自主性,讓實驗教學成為學生發(fā)現(xiàn)問題、質疑問題并解決問題的有效途徑。教師要將學生的全面發(fā)展放在首位,由過去的單獨教導者變成現(xiàn)在的積極引領者,讓學生由過去的聽講者變成現(xiàn)在的參與者、創(chuàng)造者。
2.由驗證實驗變探索實驗
在實驗教學過程中,教師要轉變以往的只為驗證教材知識而做的實驗的思想,轉變成讓學生充分發(fā)揮思維能力的探索實驗。通過實驗研究,訓練學生科學的、有效的思想方法,更重要的是讓學生在探索實驗中學會創(chuàng)新意識,展示自我學習水平。
3.由封閉實驗變開放實驗
化學實驗有一定的局限性,教材中不可能有非常完美的答案,教師在教學過程中,不要把問題絕對化,要給學生留一些想象的空間,適當進行開放性的實驗對于激發(fā)學生的探索精神有一定的推動作用,同時也為學生營造了一個靈活的思維空間模式。
三、應對策略
1.創(chuàng)設問題研究,提高學生興趣
所謂問題研究是指讓學生圍繞不懂的問題展開探索與研究,讓學生在化學實驗教學過程中養(yǎng)成提出問題、動手解答問題以及最終解決問題的習慣。在此過程中,教師要引導學生發(fā)現(xiàn)問題。這種策略真正做到了以學生為主體,為提高學生的興趣和積極參與的熱情打下了良好的基礎。
2.培養(yǎng)實踐意識,增強自主能力
化學實驗課要重在培養(yǎng)學生的動手實踐能力,讓學生學會自主學習、自主探究的本領。課堂上,教師盡量用最短的時間簡單地講解實驗的內容和方法,然后,將大部分時間留給學生去探究實驗。在學生實驗中,教師要結幫促進,有教無類,讓學生互相學習,共同提高與進步,提高學生自主參與的意識,掌握科學實驗的方法。
3.做好充足準備,保證教學質量
在化學實驗教學之前,教師要認真地、仔細地做好與實驗相關知識的準備,保證化學實驗在科學理論的指導下進行。同時,要對實驗所要用到的儀器和器材進行充分檢查和維護,避免在實驗教學當中出現(xiàn)差錯。在安全方面,教師要指導和監(jiān)視學生在實驗時的安全工作。教師只有做好了足夠的準備,化學實驗教學的有效性才會有質的提升。
4.進行學法指導,激化探究火花
所謂學法指導是指教師在教學過程中,讓學生掌握科學知識方法的運用,培養(yǎng)學生愿意學習、樂于學習、善于學習和自主學習的習慣。教師要深入基本知識,提煉方法和思路,轉變學生由理論到實踐的過程。同時,教師要激勵學生在現(xiàn)有的實驗條件下,設計出自己所理解的實驗方法,形成鮮明對比,激發(fā)學生的探究火花,發(fā)揮教師的指導作用。
5.開展課外實驗,發(fā)揮學生潛能
新課程改革下的素質教育要求的是創(chuàng)新性人才,教師要立足學生的喜好,適當?shù)拈_展豐富多彩的課外活動,提高學生的創(chuàng)新和實踐的意識。活動中,教師要根據學生不同的喜好合理分組,充分發(fā)揮每一位學生的潛能,大膽創(chuàng)新,從而提高教學的有效性。
6.重視實驗成果,反思實驗活動
在化學實驗教學完成后,教師要督促學生認真撰寫實驗感想和報告,然后認真審閱和批改。當然,每一次的化學實驗教學并不是都是成功的,如果出現(xiàn)了什么偏差,教師就要積極地引領學生對教學成果進行歸納和反思,學生在做反思歸納實驗的過程中,出現(xiàn)了同樣的錯誤,教師不能對其嚴厲指責或不聞不問,要根據科學的方法分析問題,并幫助學生解決問題,爭取在以后的實驗教學中避免出現(xiàn)同樣錯誤。
事實上,不僅是化學實驗教學要有有效性,其他的教學活動也要有有效性,教學工作的有效性是一個長久的并且永恒的話題,需要教育工作者持之以恒努力。教師在教學過程中要以學生為本,積極調動學生的參與性和自主意識,使學生感受到自己是學習的主人。世間萬物不斷變化,教育方法也要不斷改革和創(chuàng)新,實施有效性教學是新課改下的必然選擇。相信在不久的將來,我們的課堂教學會在新課改的襯托下散發(fā)出燦爛的光芒。
參考文獻:
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21世紀是信息技術飛速發(fā)展的時期,各所學校也已建立了自己的校園網,通過網絡我們能很好的與外界溝通交流。人們已經發(fā)現(xiàn)信息技術在教學過程中的作用十分重要,因此促進信息技術與學科課程的整合,實現(xiàn)教學內容的呈現(xiàn)方式、學生的學習方式、教師的教學方式和師生互動方式的變革,提高工作、學習的效率是勢在必行舉措。如何將信息技術與化學教學有機的結合起來,更大的發(fā)揮其作用是人們探究和實踐重要課題,本人也不斷的探索媒體在教學中的作用,通過實踐感想頗多。
一、初中化學教學中多媒體運用的目的意義
1、多媒體的運用是先進教育理論的基礎
現(xiàn)代教育技術作為:大腦的擴容、眼耳的延伸、工具的改進、操作的改變、交流的更新。多媒體在初中化學教學中的運用主要是通過信息技術的使用來創(chuàng)設生動活潑的化學教學情境,有利于學生注意力的長期保持和獲取知識。
2、多媒體的運用是化學學科教學的需要
化學是一門研究物質的組成、結構、性質以及變化規(guī)律的自然科學。對于復雜的微觀世界,用傳統(tǒng)的教學手段很難使學生理解,而多媒體技術的借助計算機的模擬手段,可以使學生比較直觀地感知微觀粒子的結構和運動,如化學反應的實質分子分成原子,原子的重新組合過程,通過多媒體讓學生直觀的體驗其過程,有利于他們的理解。
化學又是一門以實驗為基礎的學科?;瘜W教學中一氧化碳的性質研究,老師很難用演示實驗進行教學,所以可以運用錄象來展示給學生看,既直觀又解決了有毒性環(huán)境污染問題。
化學還是一門理論性很強的學科。化學的概念與原理抽象程度較高,單靠語言和文字的描述,很難在學生頭腦中留下深刻的印象。但采用了多媒體的手段,就可以收到很好的效果,如質量守恒定律的教學就是一個很好的例子。
3、應用多媒體技術輔助教學可以大大增加課堂容量,增大信息密度,提高教學效率,豐富學生的學習內容。利用計算機的存儲和調用功能,教師可以在課堂上展示與本節(jié)課教學內容相關的各種信息,畫面,聲音,幫助學生掌握更多的課本以外的內容或本學科的前沿知識。
二、初中化學教學中多媒體運用對教師的要求
1.教師不僅要把眼光放在教科書上,更重要的是充分利用資源如圖書館、科技館、視聽光盤、計算機軟件、實驗室等。教師也必須緊跟時代的潮流,掌握一些最新的計算機知識。只有 運用的能力提高了,才能在教學中游刃有余。
2.要求教師適應角色的轉換,必須因材施教,靈活運用。教師扮演的角色主要是教學資源的選擇者、開發(fā)者,教學過程的設計者,學習群體的組織者、幫助者,學習者個人的咨詢者,學習群體智力交流活動的指導者和協(xié)調者。教師要根據教材內容的不同運用好多媒體,在同一節(jié)課中,要經過討論、實驗、多媒體等多種手段更換出現(xiàn),可以促進記憶。
3.教師要不斷更新知識和教學方法?;瘜W教師不但要掌握媒體的應用技術,還要掌握信息技術的硬件、軟件知識以及開發(fā)應用等方面的基本理論和方法。
三、初中化學教學中多媒體運用應遵循的原則
1.科學性原則??茖W性無疑是評價課件好壞的重要指標之一,有些老師在使用下載的課件時,沒有仔細審視,出現(xiàn)了知識性的錯誤,這是老師要特別注意的地方。
2、教學性原則。教師所選教學媒體應能滿足提高學生的化學素養(yǎng)的需要。也能優(yōu)化課堂教學結構、提高教學效果,所以首先應關注的是利用某個課件進行教學是否有必要。對無法演示、難演示的實驗;微觀的、抽象的知識概念等我們要設計一些多媒體課件,解決教學中的難點。
3、藝術性原則。一個好的課件不但可以獲得良好的教學效果,而且使人賞心悅目,獲得美感,能激勵學生學習的興趣。因此課件畫面的布局要突出重點,避免或減少分散學生注意的無用信息;注意動物、靜物的色彩對比;避免多余動作、減少文字顯示數(shù)量。
4、主體性原則。在教學中要把一定的時間和空間留給學生,讓他們思考、質疑、交流、理解,如給出一段錄象后,設計幾個問題讓學生思考或討論,從而培養(yǎng)學生處理信息的能力。
四、初中化學教學中多媒體運用的作用
1、有利于引發(fā)學習興趣、激發(fā)學生的求知欲
利用信息技術的動畫、圖像、解說、文字、音樂等多種信息,使學生觀其境、聞其聲、耳目一新、充分調動了積極性、主動性。如學習緒言時,讓學生觀看課件:衣、食、住、行等方面的變化,突出學習化學的重要性,化學和我們自己的關系,激發(fā)他們的求知欲,抓住了學生的眼球。
2、初中化學教學中多媒體的運用有利于擴大演示效果,突破實驗難點,使教學思路更加清晰
在教學過程中最關鍵的教學環(huán)節(jié)是讓學生掌握知識的形成過程,使學生不僅知其然,更要知其所以然。而利用多媒體課件恰恰能夠滿足這方面的需求,能夠將教學中所涉及的事物、形象、過程等真實地再現(xiàn)于課堂,使教學過程形象、生動、具體,使那些不易察覺的的知識點能清晰地呈現(xiàn)在學生感知范圍之內,引導學生掌握知識的來龍去脈,經歷獲取知識的思維過程,達到激活思維、培養(yǎng)能力、開發(fā)智力的目的。許多化學變化瞬間即逝,感官刺激不強。有些化學實驗有一定的危險性稍有不慎就會造成儀器的損壞或爆炸等嚴重的事故。對于這些實驗我就采用多媒體、視頻等手段來彌補不做實驗的缺陷。
3、初中化學教學中多媒體的合理運用有利于突破教學重點、難點,體驗成功的樂趣
在進行教學中,有些內容如果依然采用傳統(tǒng)的教學手段畢竟有一定的局限性。而多媒體的融入恰恰可以使抽象的化學概念具體化、形象化、生動化,增強學生的直觀印象,彌補傳統(tǒng)教學方式中難以克服的重點、難點的教學,達到事半功倍的效果。
又要投入新一輪教學,也正趕上新課改;新課改需要我們用新理念認真地去學習、理解、接受并實施。高一化學又是初高中銜接的關鍵時期,在新的一年中,計劃先做好以下幾點:從新舊課程的不同點、對新課改的困惑、反思、新課改的實施三個方面加以探討交流。有不足之處還望各位同仁批評指正:
一、新舊課程的不同點
個人認為本輪高中化學新教材在編排上作了大幅度地調整,高中化學在初中化學的基礎之上更加深化,深度和難度也加大了許多。在內容上也作了不少增減,很多一章才能完成的內容,現(xiàn)在變成一節(jié)的內容。如,高一化學,將所有初中化學實驗與有關高中化學實驗的提升放在“第一章第一節(jié)‘化學實驗基本方法’”一節(jié)來完成,將原來物質的量一章的內容放在“第一章第二節(jié)‘化學計量在實驗中的應用’”一節(jié)來完成。其次,教材的形式變了:新教材是圖文并茂,如第一章第一節(jié)“化學實驗基本方法”中“溶解”、“過濾”、“分液”、“萃取”等基本操作都有裝置圖;二是學生活動多了,如“思考與交流”、“學與問”、“實踐活動”、“科學探究”、“科學視野”、資料卡片等。
二、對新課改的困惑
當新課程以全新的面目呈現(xiàn)在自己面前時,我感到惘然、困惑,不知如何面對、如何實施。而我所擔任的班級一個實驗班兩個平行班,平行班相當部分及實驗班一部分學生化學基礎及抽象思維能力差。第一章的教學后,感到新教材看似簡單,實則知識容量超大,需要補充的內容很多,教師在備課時要查閱很多參考資料,上課時要充實一些很必要的知識,總覺得時間不夠,進度跟不上,只是不系統(tǒng),學習是也是走馬觀花不扎實。而且檢測效果不理想,學生該掌握的內容還有很多欠缺,如化學實驗基本操作和儀器的使用,物質的量、氣體摩爾體積和物質的量濃度的有關計算還沒有過關。這就要求我們上課時要重視學生學習節(jié)奏由慢向快節(jié)過渡,把握住整體學習的進度。比如物質的量化學實驗中的應用、離子反應、氧化還原反應等內容比較抽象,就要放慢速度多練、多寫、多體會,達到掌握應用的水平。
三、對新課改的反思
反思自己教學中存在的問題,結合課改育理念,我認識到:(1)教學必須理解新課改,多研究新教材,深入理解教材編寫意圖;(2)正確定位課堂教學中的師生角色,即學生是發(fā)展的主體,是教學的主體,教師是學生學習活動的引領者、合作者、檢查者,是導演者。
四、新課改的實施
上好緒言課,不論是新舊教材都起到了重要作用,這是以后學習化學中興趣的激發(fā)手段中無法替代的一課。我是這樣做的---趣味實驗的演示和學生體驗,如:魔棒點燈、吹起生火……;生活與化學的緊密聯(lián)系,如:糖尿病的檢測、碘鹽的真?zhèn)伪鎰e……;相當部分的世界首富都是搞化學的;王冠之謎;……;之后,我發(fā)了對化學學習的有關調查問卷(發(fā)183分,收回183分),180人都對化學有很濃很濃的興趣。只有3人說“基礎不好,盡力學好吧”。也認為化學有用。
認真研讀新課標和新教材,把握好教學的深度、廣度。要善于發(fā)現(xiàn)知識間的邏輯聯(lián)系,要會整合知識;要循序漸進,根據學生的知識基礎和接受能力來有效地處理教材。備課時,一定要嚴格對照《普通高中化學課程標準》,明確哪些知識講,哪些不講,講到什么程度,不隨意拓拓寬和加深。
例如,對第一章第二節(jié)“化學計量在實驗中的應用”,新課標對“物質的量”即必修一結束后,學生能夠達到的水平,不能“一步到位”,當學生初次接觸這些內容時,只要求進行計算公式的簡單換算應用,不要剛開始學習時就加入較復雜的計算。阿伏加德羅定律及其推論、混合氣體的平均相對分子質量、物質的量濃度與質量分數(shù)之間的換算都暫不作要求。
要充分應用新課程教材資源,挖掘教材內涵,巧妙設計能引發(fā)學生強烈學習興趣和求知欲的問題,以激發(fā)學生的學習動機。以科學探究作為“課程改革的突破口”,改變課程實施過程中過于強調死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀,倡導學生主動參與,樂于探究,勤于動手,培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力。 例如,在第二章第一節(jié)“物質的分類”教學中,我充分應用教材中圖文并茂以及“思考與交流” 、“學與問”、“實踐活動”、“科學探究”、“科學視野”、資料卡片等,讓學生結合以前的化學知識和生活中的大量實例來展開學習,使學生感受到分類方法對化學科學研究和化學學習的重要作用,從而積極主動地來學習這節(jié)知識。
要充分應用生活與化學的緊密聯(lián)系,使學生認識到學好化學可以解釋我們的生活現(xiàn)象,也可以用化學來改變我們的生活?;瘜W不再是偶爾能與生活聯(lián)系,而是常常出現(xiàn)在生活中。學習的化學知識也不再是化學課上的、化學課本里的、化學試卷上的,而是學以致用的――解釋生活現(xiàn)象,指導工業(yè)生產,進行化學研究。例如,在第二章第一節(jié)“物質的分類”教學中,學習了膠體的重要性質――丁達爾效應時,啟發(fā)學生列舉生活中的丁達爾效應,學生很快就能想到早晨樹林里的丁達爾效應,并由此得出空氣中含有氣溶膠的結論。緊接著又提出一個問題:如果空氣中沒有氣溶膠,我們所處的環(huán)境將會是什么樣的呢?學生很快就可以回答出:光照下無丁達爾效應,空間將變得一團漆黑,人類難以生存。再通過土壤的保肥作用、血清透析、食品工業(yè)中制豆?jié){、工業(yè)廢水的凈化、明礬的凈水、靜電除塵、江河入海處沙洲三角洲的形成、有色玻璃的制備等,使學生認識到人們不可缺少的衣食住行無一不與膠體有關,從而激發(fā)學生的學習積極性。
高中課改教材則注重對學生在基礎知識、技能上的訓練。今后我打算在課堂上更好的采用 “自主、合作、探究”這一學習方式,照顧一些傳統(tǒng)學習作法,盡可能留時間給學生練習和復習,消化新的課本知識,鼓勵學生發(fā)表獨立見解,積極探究合作探究性學習,培養(yǎng)學生的實驗探究實踐能力。經常與學生溝通,了解他們接受情況,做有針對性的幫助,做好查漏補缺,特別要培養(yǎng)他們對化學的新奇感和興趣感,保護和調動他們學習化學的積極性,對后位生多鼓勵,備課時想到他們,上課時對他們設計基礎問題激發(fā)他們的學習積極性,對他們多進行鼓勵幫助的教學方法。
總之,開始不要拔高、重視基礎,循序漸進,注重學習過程的指導,多關心學生,多與學生交流。其實新課改的目的最終還是要提高學生的成績,針對不同的學生,應采取分層的方法。與學生建立和諧的師生關系。實施新課改,要重視激發(fā)學生的學習積極性。希望通過我的努力,讓可愛的化學學習合作者們,在這門充滿知識性與趣味性的課中得到更多的收獲。
化學是一門建立在實驗基礎上的學科,化學實驗直觀具體、形象生動,與生活實際密切相關。奇妙的化學現(xiàn)象會使學生產生豐富的聯(lián)想和疑問,成為他們構建新知識的感性材料。學生通過觀察實驗現(xiàn)象產生疑問并進行思考,繼而產生學習欲望,因此化學教學離不開化學實驗,這是廣大化學教師的共識。初中化學實驗是以學生實驗為主,教材中安排了很多學生的探究實驗和家庭小實驗,但在現(xiàn)實中初三的學生面臨升中的壓力,很多學校不得不壓縮實驗課時,將大部分的實驗轉為演示實驗和并進實驗。如此一來,學生的參與度、投入度都大大降低,學生實驗能力的培養(yǎng)更是紙上談兵。而學生的實驗能力是在長期的學習實踐中逐漸形成和發(fā)展起來的,為此必須進行大膽的嘗試和探索。因此在這里筆者結合自己的教學經驗,主要針對如何培養(yǎng)學生的實驗能力展開論述。
1.注重目標、學法指導——培養(yǎng)學生實驗能力的基礎
學生的學習過程就是一種運用學習方法達到一定學習目標的活動過程,學生實驗能力、水平較低,實際上是學習目標、方法缺失的一種表現(xiàn)。同時,許多學生雖擁有必要的實驗知識,卻因缺乏明確的學習目標和有效的學習方法,使得知識的應用和問題的解決常常受阻。學習目標、方法是影響學生實驗能力和水平的一個重要因素,因此,在化學實驗教學中注重對學生學習目標、方法的指導,是培養(yǎng)學生實驗能力的基礎。
1.1引導學生明確學習目標,學會制定適宜的學習目標。
傳統(tǒng)的課程觀只重視知識經驗的教學,教學大綱只規(guī)定了化學知識的教學目標,對于化學實驗教學的目標往往比較簡單或含糊,表述不嚴格,而且常與化學知識教學目標交織在一起。這使得很多地區(qū)和學校的化學實驗教學名存實亡,化學實驗只停留在創(chuàng)設教學情境、突破教學難點等淺層次,難以全面認識和充分發(fā)揮化學實驗的教學功能。因此,在實驗教學過程中,我們可以設置具體的學習目標或標準,然后讓學生參照這些目標或標準檢查、批判自己的學習情況和學習表現(xiàn)。這種目標導學的目的就是借助于目標強化的辦法引導學生在明確某一階段學習目標的前提下,積極而主動地學習。學生在明確實驗學習目標后,思考實驗問題,掌握實驗方法,拓展實驗思路,交流實驗內容,總結實驗結果,不斷提高自身實驗能力。
除了引導學生明確實驗學習目標以外,教師也可結合具體的實驗教學內容和學生的學習實際,引導學生自己學會針對所學的實驗內容制定相應的學習目標,并通過強化學生的學習目標意識引導學生學習。剛開始,我們先利用教材中一些簡單、基本的實驗的學習目標作為引導學生學會設置實驗學習目標的范例(詳見表1)。當學生逐漸掌握了自我設置學習目標的技巧時,教師就可以慢慢放手讓學生自行嘗試確立切實可行的實驗學習目標。在此過程中,學生還學會了主動向教師、同學尋求學習幫助,掌握選擇圖書資料、學習用具、互聯(lián)網等方法,利用合作小組、討論交流等形式,以優(yōu)化學習效果。
表1 設置實驗學習目標的范例
1.2引導學生掌握學習方法,學會運用不同的學習方法。
在教學中,有很多教師發(fā)現(xiàn)當學生動手做實驗時,常常都是生硬地操作,遇到實驗出現(xiàn)問題很少能主動找出原因所在,甚至有學生只知道“要這樣做”但對于“為什么這樣做的原因”所知甚少。為了提高學生學習化學實驗技能的效率,我們可以嘗試多重聯(lián)系的方法,引導學生把實驗操作和實驗原理、實驗裝置有機地結合起來,做到“知其然,又知其所以然”。例如,實驗室用大理石(或石灰石)與稀鹽酸反應制取二氧化碳的實驗,結合實驗原理和實驗裝置向學生提出問題引導他們思考:為什么不用濃鹽酸進行反應?為什么不用碳酸鈉進行反應?為什么不用稀硫酸進行反應?如何給裝置檢驗氣密性?為什么長頸漏斗要液封?為什么錐形瓶中的導氣管應剛露出膠塞為宜?為什么用向上排空氣法收集二氧化碳時伸入集氣瓶中的導管應接近集氣瓶底部?
除了多重聯(lián)系策略外,還可以運用圖示法幫助學生掌握化學實驗技能。例如,在學習濃硫酸的稀釋方法后,要求學生對錯誤稀釋的現(xiàn)象及后果作出解釋,當時我發(fā)現(xiàn)好些學生即使動手做完了實驗,仍然對實驗的本質難以掌握,知道現(xiàn)象但卻難以分析。這時老師可引導學生動手畫圖分析實驗過程,經過再思考、再理解的過程,用視覺代替記憶幫助思考,能有效地提高學生解決實驗問題的能力。這樣,即使是再復雜一些的物質鑒別、提純分離的實驗學生也能自如地畫出流程圖來解決,便于教師對學生實驗設計中普遍存在的共性問題作出具體指導之余,還可以大大提高實驗的成功率。
2.注重實驗品質——培養(yǎng)學生實驗能力的保證
在實驗教學中,學生實驗品質的培養(yǎng)是重要內容之一,靈活敏銳的觀察力、高度集中的注意力、堅強的意志力不僅是決定實驗成功的關鍵因素,而且是培養(yǎng)學生實驗能力的強有力保證。
2.1重視觀察力、注意力的強化。
觀察是實驗研究的第一步,觀察能力是學生實驗能力的重要組成部分。在實驗教學時,教師要結合具體的教學內容幫助學生掌握一定的學科方法,引導學生迅速地對物質及其變化、儀器裝置等進行全面觀察,并使學生養(yǎng)成良好的觀察品質、注意品質。筆者對教材中一些能較好地培養(yǎng)學生觀察力、注意力的實驗進行了舉例,詳見表2。
表2 培養(yǎng)學生的實驗舉例
教材中很多化學實驗都需要學生進行仔細觀察、思考提煉,但作為教師,我們必須清楚地意識到只有當教學題材加以善用才能使其發(fā)揮出最大功效。同樣的,對學生觀察力、注意力的培養(yǎng)并不是信手拈來,而是需要精心設計,逐步實現(xiàn)的。
2.2重視意志力的強化。
意志控制是使學習得以進行下去的力量,對學習有很強的維持作用,是促使學生頑強地克服學習過程中的困難、排除各種干擾,使學習目標得以實現(xiàn)的保障。事實證明,很多學生雖然在學習之初有一定的學習動機,但隨著學習的進行、學習困難的增加,學習動機的推動作用會逐漸減弱,這就需要較強的意志控制堅持進行學習。在實驗教學中,教師要對學生積極鼓勵,不斷強化學生的意志與決心,不但使學生對自己不正確的外部言行進行改善調整,更要正確處理那些妨礙學習活動的情感和行為,形成不畏困難、持之以恒的重要品質。
很多心理實驗都發(fā)現(xiàn),在智力水平相當?shù)那闆r下,促使個體取得成功的關鍵在于意志力的差別。學生意志控制能力直接決定學習結果,我們應時刻關注學生對學習動機、學習行為的調節(jié),除了要幫助學生解決一些外在的困難,更要幫助學生做好內在強化。在實驗學習過程中,學生難免會因為現(xiàn)實困難、學習干擾等產生厭學甚至放棄的情緒,這時我們要多進行行為激勵或者提醒學生運用意志力克制消極情緒。在化學實驗教學中,結合一定的教學環(huán)節(jié)對學生意志力進行培養(yǎng)是很必要的,筆者對教材中的一些能較好地培養(yǎng)學生該方面能力的實驗進行了舉例,詳見表3。
表3 培養(yǎng)學生意志力的實驗舉例
在實驗教學時結合具體的教學經歷,幫助學生要了解自己的情感傾向,用理智支配情感,克服消極負面的畏難情緒;逐漸養(yǎng)成嚴謹踏實、樂于并善于合作的科學態(tài)度;逐步樹立起科學的物質觀、世界觀、資源觀、可持續(xù)發(fā)展觀等價值觀;并養(yǎng)成對學習過程、質量與效果都產生積極影響的良好學習習慣。
3.注重教學環(huán)節(jié)——培養(yǎng)學生實驗能力的途徑
在日常的實驗教學中,教師要注重教學環(huán)節(jié)的發(fā)掘,積極使其成為培養(yǎng)學生實驗能力的有效途徑。利用不同的教學環(huán)節(jié)對學生進行適當?shù)摹芭囵B(yǎng)訓練”,小至實驗中的原理、現(xiàn)象、操作等,大到整個實驗內容的選題、方案設計等,善于找出培養(yǎng)學生實驗能力的生長點。
3.1利用實驗教學中的“異?!边M行培養(yǎng)。
面對實驗中的不同現(xiàn)象,要學生透過事物表面的現(xiàn)象,找出反應的本質,教師以此為訓練學生的良機,引導學生將現(xiàn)象與結論的相悖處作為培養(yǎng)實驗能力的生長點。例如,往石灰水中通適量的二氧化碳,石灰水會變渾濁,但為什么通入過量的二氧化碳后,渾濁的石灰水會重新變澄清?用鹽酸與石灰石反應制取二氧化碳時,將生成的氣體通入澄清石灰水中,為什么卻沒有出現(xiàn)渾濁?在檢驗質量守恒定律時,用碳酸鈉粉末與鹽酸在敞口容器中反應的實驗來驗證,發(fā)現(xiàn)反應前后質量不相等,為什么?用空氣燃燒鎂條的實驗來驗證,卻發(fā)現(xiàn)鎂條燃燒前后的質量不相等,為什么?這些出現(xiàn)在實驗教學中的“異?!本褪墙虒W的良好切入點,教師在此時就要鼓勵學生善于捕捉疑點,并大膽論證。
3.2利用常規(guī)實驗教學內容進行培養(yǎng)。
教師可以因地制宜地利用教材中的常規(guī)實驗教學內容作為培養(yǎng)學生實驗能力的素材。例如,在學習第二單元制取氧氣的課題時,學生了解到過氧化氫溶液常溫下緩慢分解放出氧氣,但不能使帶火星的木條復燃;加入一定量的催化劑能使過氧化氫溶液加速分解。學生親自動手做了這個實驗,在實驗過程中,有些學生發(fā)現(xiàn)即使按照實驗步驟往過氧化氫中加入少量的二氧化錳,把帶火星的木條伸進試管后,有時會看到帶火星木條復燃,有時卻只看到木條變得更亮,即沒有復燃。面對這種時而成功、時而失敗的情況,學生并沒有止步于此,為了得到較好的實驗效果,成立了研究小組對過氧化氫制氧氣的實驗進行探究。后來經過一系列的實驗探究,學生從催化劑的使用、過氧化氫溶液常溫下分解放出混合氣體(氧氣和水蒸氣的混合氣體)、過氧化氫溶液的濃度幾個方面進行分析和思考,最終就該實驗提出了較好的實驗方案。
3.3利用家庭小實驗進行培養(yǎng)。
除了上述做法外,還可以把課外的主題實驗設計成探究實驗,讓學生自行設計實驗方案并動手實施。學生學會根據實驗任務的不同,選擇合適的方法完成實驗,學生的實驗能力也會在實施計劃過程中不斷得到鍛煉和提高。例如,教材第六單元有個關于雞蛋殼成分探究的家庭小實驗,教材中的實驗比較簡單:用碎雞蛋殼加醋反應,再用澄清石灰水檢驗生成的氣體是不是二氧化碳,從而初步得出雞蛋殼里含有碳酸根離子(或是碳酸鹽)。我布置學生作為課外實驗自主完成,有學生不但對雞蛋殼的成分進行了探究,還在此基礎上對雞蛋殼中所含有的金屬元素進行了更深入的研究,并提交了《雞蛋殼中金屬的鑒別》的實驗研究報告。在實驗研究報告中,學生談到了選題的初衷,就是因為老師布置的這個家庭小實驗讓他們有了探究物質成分的勇氣和靈感,除了完成簡單的驗證實驗外,還產生了想進一步鑒別雞蛋殼中還含哪些金屬元素的想法。雖然,在實驗過程中因為鈣、鎂離子的互相干擾作出了多次的檢驗探究,就在經歷了多次失敗與嘗試后,最后在老師的鼓勵和指導下,利用實驗室提供的儀器、藥品,犧牲了午休時間、課余時間圓滿地完成了探究之旅。
4.注重反思與評價——培養(yǎng)學生實驗能力的依托
評價是學習過程不可缺少的一部分,《化學課程標準》指出:“評價的主要目的是為了全面了解學生的化學學習歷程,激勵學生的學習和改進教師的教學?!痹u價不僅是對學習的總結,而且是對學習過程的反思。學生不斷地體驗成長過程中的點點滴滴,通過評價、總結從中發(fā)現(xiàn)學習的收獲和不足,也使學生的反思能力得到了提高。在實驗教學過程中,運用反思策略可以提高學生的實驗意識,使學生明白到自己在做什么,做得怎么樣;又可以增強學習的調控性,反思的結果也能夠為后繼學習提供有價值的經驗和直接的指導。
為此,在日常的實驗教學過程中,我會讓學生在每次實驗后都簡單地記錄、總結自己在每個實驗過程中的學習態(tài)度、表現(xiàn)、思維及感想等,幫助學生對自己的實驗學習活動進行反思。除此之外,我還設計出符合學生學情的實驗評價表(見表4),讓學生通過填寫實驗評價表對自己或者他人的學習活動進行較全面的總結和評價。
表4 學生實驗評價表
姓名:?搖?搖?搖?搖?搖實驗內容:?搖?搖?搖?搖?搖日期:
綜上所述,以目標、學法指導為基礎,以實驗品質培養(yǎng)為保證,以不同教學環(huán)節(jié)為有效途徑,以反思和評價為依托,學生有序而學,只要能加以善用,必定能提高學生的實驗能力。
參考文獻:
初中化學新課標對實驗教學要求更明確,列出了8項學生必做實驗,學生自己動手做實驗,親身經歷、感受實驗和探究過程,這在化學教學中具有不可替代的意義和價值,教師應把對化學教學的基本認識統(tǒng)一到“沒有化學實驗的教學不是真正意義上的化學教學”上來。以科學探究為突破口,以學生學習方式轉變?yōu)槁淠_點,以培養(yǎng)學生的探究能力、創(chuàng)新能力為目的,使學生成為具有創(chuàng)新精神和實踐能力的人才。因此,上好分組實驗課對提高學生綜合素質具有非常重要的作用。一直以來,化學教師最發(fā)愁的課就是分組實驗課,要上好分組實驗課必須做好以下幾點:
一、合理分組,團結協(xié)作
實驗中,我們經常會看到兩種極端的學生,一種是熱于動手,不停地在做,另一種學生卻坐在座位一動不動,看著人家做,也懶得發(fā)表自己的觀點,甚至人家在做實驗時他看都不看。針對這種情況,教師應做好小組的合理分工,有負責取材料和整理材料的材料員,有負責記錄和匯報的記錄員,有動手操作的操作員,還有負責計時和監(jiān)督實驗結果的監(jiān)督員等。而且這些分工過一段時間應調換,這樣就不會導致有些人沒事干,有些人霸著干,使每個人都有事干,都有自己的任務,要明確班長、課代表、小組長的職責。班長負責實驗紀律,保證秩序井然。課代表負責協(xié)助任課教師指導學生做好實驗。小組長負責本組的同學人人動手做好實驗,并作好損壞儀器的登記和補充工作。任課教師要放手,讓他們敢管、會管、管好;讓他們樹立服務意識、管理意識、助手意識;并對他們的實驗技能作課前輔導,以便在實驗中形成“兵教兵”的學習氛圍。
二、細評價,多賞識
對學生分組實驗的評價,不應只偏重知識理解、操作技能方面,而應更多關注學生的創(chuàng)造性、態(tài)度方面的評價,尤其注意以賞識的態(tài)度進行正確評價,以激發(fā)學生的學習興趣。分組實驗評價從以下幾個方面進行。第一,實驗報告的評價,評價學生整理資料、解釋結果、推理和分類的能力。第二,實驗等級量表,在做實驗過程中,教師通過觀察、記錄方法對學生在實際操作中表現(xiàn)作評價。第三,自我評價報告,用核定表形式寫自我評價報告或感想,適用于評價學生情感,如態(tài)度、興趣等。第四,相互評價,在小組范圍內,小組成員之間相互評價,適合于學生反思能力。在學生評價過程中,教師要以賞識的眼光挖掘、激發(fā)、調動學生的積極性,使不同差異的學生能夠在愉快的教學環(huán)境中茁壯成長,是師與生心靈溝通的主要方式。當學生有進步時,最需要得到的是認可;當學生獲得成功時,最需要給予贊賞;當學生犯錯誤時,最需要給予寬容;當學生遇到挫折時,最希望得到的是鼓勵;當學生有某一方面的興趣時,最需要得到的是支持。
三、加強上課時的組織指導
實驗課開始時先提問檢查學生的預習情況,有時還要進行課前討論和個別操作示范,然后掛出事先寫有實驗項目以及重點內容與安全注意事項的小黑板,待學生檢查實驗用品齊全后,再允許學生動手實驗,檢查時間不宜過長,以保證學生有足夠的時間進行操作和思考。在學生進行實驗的過程中,在重點指導的學生中發(fā)現(xiàn)問題,立即巡視,如發(fā)現(xiàn)某個問題具有共性,則立刻在全班作必要的提示。一般應著重從下面五個方面巡視指導。
1、指導學生嚴格遵守化學實驗的紀律,與實驗教師配合,指導學生學習實驗管理制度、實驗操作規(guī)程和安全、衛(wèi)生制度。
2、通過答疑與質疑,指導學生認真觀察和積極思維,及時啟發(fā)學生解決實驗失敗的問題。當學生觀察到反?,F(xiàn)象或實驗失敗而不知如何解決時,教師必須及時地給予提示,或從理論方面,或從儀器裝置方面,或從操作方面去仔細檢查,找出原因,并重新做實驗。這樣,既保證了實驗進度,又培養(yǎng)了學生分析和解決問題的能力,有利于提高實驗課的質量。
1.1 我國正面臨著資源短缺的挑戰(zhàn)。
一直以地大物博引以為豪的中華民族,由于人口的劇增,人均擁有資源量越來越少,已經處于世界人均占有量的倒數(shù)行列,另一方面由于經濟的迅猛發(fā)展,刺激著人們的消費膨脹,僅僅是為了滿足人們日益增長的物質文化生活的需要,就要化去比人口少的國家成倍的資源。
另一方面,我國高能耗低產出的產業(yè)結構是依靠消耗大量資源來換取經濟增長的,因此,無計劃地開采資源,不合理地使用資源,沒有健全的法紀法規(guī)來保護資源的開發(fā)和使用,加上落后的管理方式等現(xiàn)狀,使得我國資源浪費、流失日趨嚴重,無形中加劇了我國資源的短缺。
我國尚處于發(fā)展中國家的行列,基礎設施落后,科技力量還很薄弱。許多產業(yè)一味追求經濟效益,只顧眼前利益,不顧給環(huán)境資源帶來污染的嚴重后果,以至于近年來我國許多地方的水資源、大地資源、空氣森林等受到嚴重污染,造成巨大損失。世界上越來越多的國家在經濟發(fā)展中認識到:一個能夠持續(xù)發(fā)展的社會應該是一個既能滿足社會的需要,而又不危及后代子孫利益的社會。
1.2 學生資源意識的淡薄
勤儉節(jié)約是我們中華民族的優(yōu)良傳統(tǒng)和美德,也是我國勞動人民寶貴的財富。然而近年來,隨著經濟發(fā)展,人們收入的不斷增加,那種擺闊氣講排場的浪費現(xiàn)象日趨嚴重。我們的中學生在這樣的環(huán)境中也正在受到侵蝕:在學校中隨處可見在艷陽高照的大白天燈火通明,食堂及廁所的水龍頭細水長流……,這給本已經是短缺的自然資源無疑又挖了個大洞,更為嚴重的是,這種不良習慣一旦養(yǎng)成,在以后的工作和生活中,資源意識將更為淡薄。因此,提倡節(jié)約資源,在廣大中學生中培養(yǎng)資源意識已迫在眉睫,這也已經成為關系到國家命運的大事。
初中化學新教材在許多內容的選編上與資源有關,這部分知識與學生的生活密切相關,學生的感性認識也較深,所以對這部分內容就很感興趣。在日常的教學中結合課本內容進行資源方面的教育容易被學生所接受,這比對學生進行一些空洞的說教要具體直觀得多,且更有感染力和說服力,同時也有助于提高學生學習化學的興趣和提高化學知識的運用能力。
2 化學新課程中資源意識的涵義
資源一般指資財?shù)膩碓?。在化學上具有泛指的意義,主要包括:空氣、水、森林、糧食和能源等。資源意識包括資源的保護、節(jié)約和開發(fā)等。各種資源在自然界的蘊藏量都是有限的,所以除了要有計劃地開采資源外,還要合理地使用和防止資源受到污染。另外,防止資源浪費,節(jié)約使用資源和提高資源的利用效率也是保護資源的一種行為。
3 化學新課程中對學生可進行資源意識滲透的內容例析
化學新課程教材(以蘇教版為例,下同)的特色之一就是STS內容占有相當?shù)姆萘浚c資源相關的內容更是貫徹教材的始終,所以教師在平時的教學實踐中,應充分挖掘教材的內涵,對學生進行資源知識的普及與輔導。
3.1 在學習第二章“自然界中的水”的有關知識時,可以結合書本知識觀看錄制的上海電視臺節(jié)約用水的公益廣告和水在工農業(yè)生產及人們日常生活中重要性的電視錄像,讓學生初步感到水是人類生存的基本條件,是人民生活和工農業(yè)生產不可取代的物質基礎,從而教育廣大學生要珍惜每一滴水。在學習了“應用水的處理”這一節(jié)后,可以組織部分同學走出校門到附近,特別是工業(yè)比較集中的河道中去取水,進行教師指導下的水質情況實驗,從而加深對水質污染的認識,還可以讓學生回家去問一下家長,近幾年身邊河道的變化,來加深隨著工業(yè)(特別是鄉(xiāng)鎮(zhèn)工業(yè))的迅猛發(fā)展,財富的不斷創(chuàng)造,但不可回避地帶來了水質和環(huán)境的嚴重污染。同時可以指導課外興趣小組的同學查閱資料了解近年來由于水質的污染和環(huán)境的污染給人類帶來的沉重災難。通過這一系列的活動之后可以召開一些“我心目中水的價值和意義”、“對水資源的調查后感想”為題的主題班會,讓學生暢談調查結果和體會,從而在廣大學生心目中確立水資源意識。再要求每一位學生用自己的行動去節(jié)約用水,保護環(huán)境,不使水資源受到污染。
3.2 在學習第二章“空氣”的相關知識時,可以組織學生觀看“人的呼吸道疾病與空氣”、“臭氧的作用”等的錄像片??梢越M織學生到附近的街道、工廠去體驗空氣被污染的嚴重性,特別要指出的是我們蘇州市近年來人均輕便摩托車及家用轎車的占有量已經走到了全省甚至全國的前列,因此而帶來的空氣污染也是國內有名的,有資料已經證實,近年來蘇州境內下的雨已經屬于“酸雨”。然后再舉辦“我為空氣凈化出主意”的活動,從而在學生心中確立空氣資源和保護空氣凈化的意識。
3.3 在學習第四章“化石燃料的利用”有關知識時,可以要求學生按照課本的要求去設計節(jié)能的裝置,設計合理使用燃料的方法。還可以開設講座使廣大學生明白資源間的相互轉換形式,明白糧食也是資源,節(jié)約糧食就是節(jié)約資源,同樣都是為祖國經濟建設服務。
3.4 在學習第五章“金屬與礦物”的相關知識時,可以通過介紹因二氧化硫的大量排放污染空氣而形成酸雨,造成了金屬的大量銹蝕所帶來的損失的嚴重性和對建筑物的損害的嚴重性,培養(yǎng)學生加強資源保護和合理、節(jié)約使用資源的意識。
3.5 可以結合化學實驗進行教育。如在實驗時試劑用量的多少和選用試劑的等級,實驗產品和廢物的回收利用,化學實驗方案的設計和化學實驗的成功率進行資源保護和節(jié)約意識的教育。
3.6 可以結合根據化學方程式計算滲透資源的計劃使用和資源的節(jié)約意識教育。
4 化學新課程教學中滲透資源意識的途徑
4.1 借助傳媒上有關資源方面的報道和宣傳,結合到教學中去對學生進行教育,深入學生的意識。
4.2 借助學生的親身體驗和已有的經驗,感受到資源的重要性,如停電、停水后帶來的不便,使學生知道經濟的發(fā)展、人民生活水平的提高也離不開資源。
4.3 提高資源的價值觀,如一度電的價格只有幾毛錢,但把它用于經濟建設和生產中,可變?yōu)槭畮自酥翑?shù)百元甚至更多的產值。
4.4 利用黑板報的宣傳和對比,加強資源的危機教育和資源短缺的嚴重后果教育,同時介紹國外對待資源的一些情況。
4.5 通過第二課堂活動和外出調查,感受資源浪費和污染的嚴重性。另外可以組織學生參加一些有益的相關活動,使學生受到教育和啟迪。
4.6 宣傳和形成以節(jié)約為榮,浪費為恥的風尚。要求學生從我做起,從小做起,積極投入宣傳行列。
4.7 結合初中化學教材內容和化學實驗,讓學生明白資源間的相互關系。組織討論和談體會,使之深入學生人心。
5 化學新課程中對學生進行資源意識滲透的體會與思考
5.1 學生通過親身體驗,感受到了資源的重要性,確立了資源需要我們去保護、去合理使用、去節(jié)約使用的走可持續(xù)發(fā)展之路的意識,同時通過這些意識教育也增加了對廣大學生的資源的素質教育,符合時代對我們教育特別是基礎教育的要求。對環(huán)境和資源被污染的原因和被污染后的危害性也有了較深刻的認識。
5.2 學生通過參與各項有趣的活動,激發(fā)了他們的參與欲,也使得學生的個性在活動中得到了發(fā)展,學生學習化學的興趣也有了較大的提高,學習成績也有了較大進步。
5.3 學生在校能做到隨手關燈,節(jié)約用水,浪費糧食的現(xiàn)象也明顯減少。能做到時刻注意自己的行為是否對環(huán)境保護和資源保護有益。
作者簡介:徐妲,東北師范大學理想信息技術研究院在讀博士,主要研究方向為虛擬仿真實驗室、學習環(huán)境設計;;鐘紹春,東北師范大學理想信息技術研究院教授、博士生導師,主要研究方向為信息技術與課程整合、數(shù)字化學習環(huán)境;;馬相春,東北師范大學理想信息技術研究院在讀博士,主要研究方向為教育軟件、移動學習。
一、引言
翻轉課堂(FlippedClassroom)是近幾年國內外教育者們關注較多的教學模式之一,其基本思路是在信息技術的環(huán)境中將傳統(tǒng)“課堂傳授知識,課后完成作業(yè)”的教學過程徹底翻轉過來,學生在課前通過觀看教學視頻、查閱資料、與老師同學在線交流等方式進行知識的學習;教師則利用大量課堂時間與學生進行交流、組織和參與小組活動、解答問題、指導學生完成作業(yè)等等[1,2]。實踐證明,翻轉課堂在激發(fā)學生學習興趣、提高考試成績和提升教師工作滿意度等方面都具有促進作用[3,4]。
化學實驗是中學化學學科的重要教學內容[5],但在實際教學過程中,由于實驗課時不足、實驗室開放時間有限等教學條件限制,以及受傳統(tǒng)教學觀念的影響,學生動手參與實驗的機會不多,所以,實驗教學效果并不理想。翻轉課堂的教學模式給化學實驗教學提供了一個新的思路:如果學生能夠在課前完成實驗相關知識的學習,就會減少教師實驗課堂講授時間,從而留給學生更多的時間進行化學實驗、參與交流討論和獲得教師的指導,以解決學生動手實驗機會少、實驗時間不足的問題。
翻轉課堂是一個較為理想化的教學模式,在實施過程中存在許多不確定的影響因素。除了教師的教學活動設計外,學生課前自主學習的有效性也是翻轉課堂教學模式能否成功的關鍵,而這一環(huán)節(jié)恰恰是在教師的視線范圍之外,在教師不在場的情況下學生是否真正參與了學習?學習效果是否有保證?學習過程中遇到問題怎么辦?教師如何掌握學生的學習情況?以上都是翻轉課堂實踐者最為關心的問題。對于化學實驗翻轉課堂來講,不僅要面對上述的問題,還需要考慮如何在課外缺少實驗環(huán)境的情況下仍能讓學生有效地學習和掌握實驗操作技能方面知識。本文將在國內外已有翻轉課堂實踐者的經驗基礎上,針對化學實驗課程的特殊性,對化學實驗翻轉課堂教學模式進行研究,設計并實現(xiàn)了相應的化學實驗翻轉課堂支撐系統(tǒng),并結合具體案例來說明在該支撐系統(tǒng)中,化學實驗翻轉課堂教學模式的實施過程。
二、化學實驗翻轉課堂教學模式設計
(一)翻轉課堂教學模式的關鍵環(huán)節(jié)
翻轉課堂教學模式翻轉了傳統(tǒng)的教學流程,同時也撼動了傳統(tǒng)課堂中教師的主體地位,形成了真正意義上的“主體—主導相結合”的教學方式,即學生是知識建構的主體、教師是教學活動的主導。翻轉課堂教學模式下學生在課前進行自主學習并不代表教師就放棄了課前環(huán)節(jié)的控制權,整個教學過程還是在教師的全程設計和操控之下完成的,只是教師的角色和工作重心發(fā)生了變化:從原來的知識單向輸出者轉變?yōu)橹R習得的引導和促進者。翻轉課堂的教學結構如圖1所示。
1.學習資源準備
學習資源就是指教師布置給學生的課前學習資料,學習資料形式可以有很多種,比如,最著名的翻轉課堂實踐者、美國科羅拉多州林地公園高中(WoodlandParkHighSchool)的兩位化學老師喬納森·伯爾曼(JonathanBergman)和亞倫·薩姆斯(AaronSams)采用了一款PPT錄制軟件自己錄制的微視頻,通過網絡傳遞給學生,讓學生回到家里學習;薩爾曼·可汗(SalmanKhan)———可汗學院(KhanAcademy)的創(chuàng)始人,在可汗學院的網站上提供了關于數(shù)學、歷史、物理、化學、生物等很多科目的免費教學短片和課后測驗,學生可以登錄到網上進行學習,很多美國學校的教師直接采用可汗學院的視頻作為自己課程計劃的資源[6];FlippedLearningNetworkNing論壇中的來自美國威明頓的Paula認為,學習資源可以不局限于微視頻,還包括文本材料、音頻、視頻資源等等,讓學生根據自己愛好選擇合適的資源進行學習[7];美國羅徹斯特的教師HeatherMaltzanMooney則提出,在翻轉課堂中提供難度級別不同的學習資料,以滿足不同水平、不同學習進度學生的學習需求[8]。
考慮到學生在課外的學習時間和精力有限,教師準備的學習資料不宜過多,盡量保證學生自主學習時間應該與以往的作業(yè)時間相當,不要給學生過多壓力,尤其是教學視頻,最好是十分鐘左右長度的微視頻。學生課外學習環(huán)境比較寬松,注意力很容易分散,為了保證學習的有效性,教師可以選取更為生動、更有吸引力或者任務型較強的學習資料。
2.課前自主學習
課前的自主學習是翻轉課堂的關鍵環(huán)節(jié),自主學習的成功與否關系到課堂活動是否能夠順利進行。但是,學生的課前學習活動不能被教師實時掌握,而且遇到的問題也不能及時得到解答,教師和學生之間的交互發(fā)生了“斷層”現(xiàn)象。很多翻轉課堂的實踐者已經對這一環(huán)節(jié)開展了實踐研究,并得到了很多寶貴的經驗。下面列舉一些值得參考的案例:
美國明尼蘇達州斯蒂爾沃特市的石橋小學(StonebridgeElementargSchool)在數(shù)學翻轉課堂實踐中,學生在家觀看課程視頻之后,會接受3-5個問題測驗,看他們是否理解了教學內容,并實時獲得測驗結果的反饋,教師則利用Moodle來觀察學生在家的學習情況,了解學生是否參與了學習以及學習的效果。
密歇根州的東大急流城高中(EastGrandRapidsHighSchool)的AP生物學課程教師詹尼斯·霍夫讓學生在家庭作業(yè)時間觀看教學視頻,針對視頻進行簡要的總結,然后,進入Google調查表回答上面的問題,她會根據這些來掌握學生們在學習中遇到的問題,并準備材料在上課的時候跟學生們一起討論,或利用課堂時間來完成實驗項目。
美國教師CrystalKirch提出了WSQ(Watch,Summary,Question)方法[9]。Watch代表“看”,指學生在課后觀看教學視頻,并回答教師預留的問題。Summary代表“總結”,學生在看完視頻之后進行總結,教師根據學生總結的內容了解學生的學習情況,如果沒有學會,教師會要求他們再看一遍;課堂上教師會組織學生們對他人的總結進行評價,同時討論自己做錯的東西。CrystalKirch認為,寫總結的目的是:在家想和寫,在學校讀、說和聽。Question代表“提問”,所有學生必須針對所學的內容提一個問題,該問題可以是自己在學習的時候遇到的困惑、關于概念的解釋,或者認為其他同學可能會遇到的問題、老師可能會考的問題等等。CrystalKirch對自己的實踐結果進行調查分析,學生們普遍認為,翻轉課堂很有效,能夠促進他們的學習[10]。
FlippedLearningNetworkNing論壇中的一位美國教師Bryan提出了與WSQ類似的VISA(View,Illustrate,Summary,Ask)方法。其中,View代表觀“看”,學生在觀看完視頻之后需要填寫指導筆記;Illustrate代表“繪制”,讓學生繪制出自己的思考和學習進程;Summary代表“總結”,要求學生對視頻內容進行總結;Ask代表“問”,讓學生針對視頻教學內容提出問題,如果學生認為自己對這個問題有很好的理解,可以寫出自己的答案。如果學生在家里的學習需要家長幫忙,也可以擴展成VISAP方法,其中P(Parent)代表“家長”。
江蘇省蘇州市電化教育館館長金陵提出了“學習任務單”的方法[11]。所謂“學習任務單”,是教師設計的幫助學生在課前明確自主學習的內容、目標和方法,并提供相應的學習資源,以表單為呈現(xiàn)方式的學習路徑文件包。學習任務單的設計包含學習指南、學習任務、問題設計、建構性學習資源、學習測試、學習檔案和學習反思等多項內容,每個學生按照自己的步驟學習,取得自主學習實效,并幫助教師有效地組織起“翻轉課堂”。
3.課堂活動
翻轉課堂教學模式中,課堂活動是一個知識內化的過程。由于知識的習得已經在課前自主學習環(huán)節(jié)完成了,那么在課堂上,教師則從傳統(tǒng)的講臺上走下來,深入到學生中間,組織學生進行協(xié)作探究、小組討論、知識競賽、完成課后作業(yè)等活動,并參與到這些活動中來,為學生提供有針對性的指導。
4.反饋與評價
反饋與評價在翻轉課堂的實施過程中是十分必要的,因為它畢竟是一種新的教學模式,對傳統(tǒng)的教學過程是一個挑戰(zhàn)。雖然有很多成功案例說明了翻轉課堂的優(yōu)勢,但是,不同類型的課具有不同的特點,不同的知識類型用翻轉課堂是否都合適?如何做才能真正發(fā)揮它的效用?以上問題還需要在實踐中不斷地總結和摸索。所以,通過反饋和評價,教師們可以掌握到學生是否能夠適應這種教學模式,從中發(fā)現(xiàn)問題并不斷調整和修正教學策略。除了通過學生對翻轉課堂進行評價,還建議多個教師可以參與課程互評,相互之間進行經驗的交流,從而提升翻轉課堂的應用效果。
(二)化學實驗翻轉課堂教學模式
化學實驗翻轉課堂教學模式與一般翻轉課堂教學模式基本一致,都經歷課前學習資源準備、學生自主學習、課堂活動、反饋與評價幾個階段。但化學實驗課程的教學內容與普通知識類課程有些不同,它不僅包括定義、概念、原理等基本知識,還包括化學實驗操作知識,實踐性較強,操作類的知識需要通過不斷的練習才能熟練掌握。教師提供的實驗微視頻等資源能夠對學生們進行實驗操作相關的概念、流程、注意事項、操作規(guī)范的講解,并且有標準實驗過程示范,但卻無法提供操練環(huán)境讓學生進行操作練習。“虛擬實驗室”是指在計算機系統(tǒng)中采用多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實等技術實現(xiàn)的虛擬實驗環(huán)境,實驗者可以像在真實的環(huán)境中一樣完成各種預定的實驗項目[12],具有仿真性強、沉浸度高、不受時間空間限制、無需考慮實驗藥品和儀器的消耗等優(yōu)點,是解決遠程教育中缺乏實驗環(huán)境等問題的有力工具。我們可以把虛擬實驗室引入到化學實驗翻轉課堂的教學過程中來,為學生提供一個虛擬的實驗環(huán)境,讓學生在課外沒有實驗室的條件下也能進行實驗操作的練習。
結合已有的翻轉課堂以及虛擬實驗室等工具的實踐及研究成果,本文給出了化學實驗翻轉課堂教學模式的設計方案,具體如圖2所示。教師首先根據教學需要,制作化學實驗學習資源包,在課前發(fā)放給學生,其中化學資源包中有學生的學習任務單和其他輔助學習資源,此任務單參考了金陵的學習任務單概念,按照教師設計的自主學習流程將資源組織起來,供學生學習使用;學生根據學習資源包中的學習要求和相應學習資源完成一系列學習任務,并與教師和同學進行必要的交流,進行問題討論等等;在實驗課堂上,教師對課堂活動安排進行簡要說明之后,學生進行分組實驗,在實驗過程中,教師觀察學生們的實驗情況、糾正學生的操作錯誤、解答學生的疑問、指導學生完成實驗報告等等,或根據需要組織學生進行問題討論、實驗成果展示等活動;在課程結束以后,教師及時對學生的學習情況進行調查,一方面檢驗學生是否參與了有效的學習,另一方面收集學生對翻轉課堂的體驗和感受,并在教師之間展開探討,對教學過程和成果進行經驗總結,不斷調整翻轉課堂教學的實施方法。
三、化學實驗翻轉課堂支撐系統(tǒng)
化學實驗翻轉課堂的實施過程需要多種工具軟件的配合,比如,錄屏軟件、在線交流工具、文件共享工具、在線測評工具等等,翻轉課堂的有效實施需要大量的準備、計劃和時間。為了減輕教師的工作負擔,也為了能夠給學生提供更好的學習環(huán)境,本研究設計了一套支撐系統(tǒng),為化學實驗翻轉課堂的實施過程提供必要保證。
(一)功能定位
1.提供教學內容和資源
支撐系統(tǒng)需要提供與化學實驗相關的基礎資源,包括實驗儀器、藥品的介紹、實驗操作規(guī)則演示視頻、實驗安全知識講解等內容,以及跟具體實驗相關的實驗原理講解、實驗操作演示等工具。
2.提供虛擬實驗環(huán)境
提供一個可交互的虛擬實驗環(huán)境,學生可以隨時隨地進入到系統(tǒng)中進行虛擬實驗。還能提供在常規(guī)實驗條件下難以進行的實驗,比如,進行一些帶有危險性的實驗,觀察微觀世界的物質運動與相互作用等等。
3.提供探究空間
科學探究是一種重要的學習方式[13],化學實驗探究一般包括提出問題、猜想與假設、設計實驗、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流這八個基本環(huán)節(jié)[14]。課堂的45分鐘一般很難承載如此多的步驟和內容。支撐系統(tǒng)能夠為學生提供專題探究空間,指導學生進行實驗設計、效果仿真、假設驗證與結果分析,而無需考慮儀器、藥品的損耗。等到學生的虛擬實驗設計完成時,再到真實的實驗課堂中去進行實驗驗證,與老師和同學們交流、分享實驗設計過程和實驗結論。
4.提供監(jiān)控和指導
對學生的學習過程進行識別和跟蹤,實時掌握學生學習情況,診斷他們在實驗過程中遇到的問題,并提供必要的反饋和指導信息,輔助他們順利完成實驗操作技能的學習與訓練,同時搜集學生在學習過程中的問題及時反饋給教師,使得教師能夠根據學生學習情況動態(tài)調整教學策略,保證師生的教學活動是一個有效的“環(huán)路”。
5.提供交流空間
交流空間讓學生們通過網絡提出問題,或者針對某個話題進行討論,與自己的同學和教師進行交流。教師則可以在交流空間中參與學生的討論,解答學生的問題,及時地掌握學生的學習情況,并將有針對性的問題提取出來,到實際的課堂中講解,對學生們進行個性化的指導。
(二)化學實驗翻轉課堂支持系統(tǒng)設計
化學實驗翻轉課堂支撐系統(tǒng)不僅僅是為學生提供一個虛擬的實驗環(huán)境,更是一個虛擬的學習環(huán)境,將物理空間分散的教師和學生維系在一個以計算機網絡為樞紐的虛擬學習空間中,支持學生的自主學習,拓展教師在課外的作用范圍,有效地輔助翻轉課堂的進行。本研究設計的化學實驗翻轉課堂支持系統(tǒng)包括在線課堂、交流空間和自主學習空間三個主要模塊,具體如圖3所示。
1.在線課堂
在線課堂分為教師端和學生端兩個部分。教師端包括制作學習資源包、上傳學習資源包、批改作業(yè)和學情監(jiān)控四個功能模塊。其中學習資源包是教師專門為翻轉課堂的課下學習環(huán)節(jié)制作的學習資源,包括教師錄制的微視頻,還有一些相關的學習資料、化學虛擬實驗學習系統(tǒng)內部資源鏈接和一些實驗練習作業(yè),供學生學習使用。
學生端包括下載學習資源包和提交作業(yè)兩個主要功能。學生通過網絡下載教師上傳的學習資源包,然后進入學習,觀看教師上傳的視頻、課件及其他學習資料,完成教師預留的練習作業(yè)并提交。
2.交流空間
交流空間是學生之間,師生之間的交流平臺,其中包括了實驗博客、論壇和即時通訊工具等模塊。實驗博客模塊可以讓學生把自己的實驗成果和感想通過博客的形式記錄下來,記錄自己的學習過程,同時也可以設置共享,把自己的作品、心得或者問題分享出來供大家參考和學習;通過論壇,學生或者教師可以提出一些話題,大家一起進行討論和探究,有利于學生之間、師生之間的溝通;即時通訊工具也是網絡交流的一種載體,與論壇不同的是這是一種實時交流方式,溝通無時間延遲。
3.自主學習空間
自主學習空間是學生進行自主學習的環(huán)境,包含以下模塊:
(1)實驗基礎知識。實驗基礎知識部分主要包括實驗儀器、藥品、實驗操作規(guī)則以及實驗安全知識的講解和實驗輔助資料。其中實驗儀器、實驗藥品的講解是以資料卡片形式存在的,實驗儀器卡片包括了實驗儀器的可視化模型、儀器功能介紹、使用規(guī)則說明、使用方法演示和錯誤的演示等內容。實驗藥品卡片包括了實驗藥品的可視化模型、藥品的性質介紹、藥品的形態(tài)變化、存放方式、取用方法、藥品的用途等內容。實驗規(guī)則是人們長期從實驗室工作中總結出來的實驗經驗,是保證實驗安全及實驗順利進行的前提。所以本系統(tǒng)添加了實驗規(guī)則模塊,讓學生了解進行化學實驗時,必須遵守的實驗規(guī)則,輔之以過程動畫演示。進行實驗或者探究活動,安全始終是第一位的,所以,需要讓學生建立安全意識,利用虛擬實驗室中進行實驗沒有危險的特點,講解安全事故的成因及危害。
(2)基本技能訓練?;緦嶒灢僮鞯恼莆帐悄軌蝽樌M行實驗的保障,新課標中對學生必須掌握的基本操作也提出了明確的要求,所以,該模塊中包含基本操作的介紹,演示和練習?;静僮鹘榻B模塊包括基本實驗操作的步驟和注意事項的說明;基本操作演示對標準的基本操作過程進行模擬,給學生提供良好的示范作用,其中演示包括真人錄像播放和模擬動畫兩種方式,并在演示過程中配有講解過程;實驗操作練習是指提供實驗操作環(huán)境,讓學生不斷進行實驗操作練習,以熟練掌握基本實驗操作過程,在練習過程中,系統(tǒng)對學生的操作過程進行監(jiān)控,并根據需求給予必要的指導。
(3)同步實驗。同步實驗主要是與教材一致的實驗內容,可以根據需要選擇跟自己教學進度相同的教材,進入選擇相應的同步實驗。對于每個實驗,都包含實驗基本情況介紹、實驗原理講解、實驗過程演示和虛擬實驗練習幾個環(huán)節(jié)。其中實驗原理講解模塊有效結合了圖片、影片、動畫、教學工具軟件等內容以輔助實驗原理講解。實驗演示模塊是標準的實驗操作過程,一般采用真人錄像的形式來讓學生參考該實驗的正確操作流程,并輔之以同步講解,學生能夠對實驗過程播放進行控制,對操作過程復雜的部分可以重復多次播放觀看;為了使用方便,對演示視頻進行標簽化編輯,可以根據需要直接從某個標簽處開始播放,節(jié)省了視頻查找時間。
虛擬實驗練習模塊為學生提供虛擬實驗環(huán)境,系統(tǒng)能夠對學生實驗過程進行自動跟蹤和記錄,并給出指導信息。該模塊分為四種實驗模式:實驗操作演示模式、帶提示實驗模式、不帶提示實驗模式和測試模式。其中,實驗操作演示模式是指在虛擬實驗環(huán)境中的正確操作流程演示,并提供講解信息;帶提示實驗模式是指系統(tǒng)根據實驗步驟,指導學生完成操作過程;不帶提示實驗模式是指學生自己進行實驗操作,系統(tǒng)不按步驟指導學生的實驗操作過程,但是,當用戶出現(xiàn)錯誤操作的時候,系統(tǒng)給予提示和指導信息;測試模式是指學生以模擬測試的形式進行實驗,過程中間系統(tǒng)不給出任何提示和指導,最后完成實驗時,系統(tǒng)對學生的實驗操作過程進行整體評價。
(4)專題探究。系統(tǒng)設置探究專題,每個專題都包括:實驗指導、實驗方案、探究環(huán)境和數(shù)據分析與總結。實驗指導模塊對探究實驗的內容進行介紹,包括實驗原理、實驗目的和可能用到的化學知識的介紹。實驗方案模塊提供參考實驗方案,包括問題的提出、猜想與假設、參考方案等。探究環(huán)境模塊提供了探究實驗所必需的實驗儀器和藥品,讓學生在虛擬實驗環(huán)境中進行實驗探究。學生可以選擇按某一方案進行探究,或者選擇自主探究。如果選擇按照某一方案進行探究,則系統(tǒng)按照規(guī)定好的操作步驟,提示學生進行下一步操作,直到實驗結束;如果是自主探究,則系統(tǒng)不強制,只是在必要時對學生的誤操作進行提示和指導。表格等數(shù)據分析工具是供學生分析和討論時使用的。如果學生是按照系統(tǒng)提供的方案進行的自主探究,則系統(tǒng)會自動提供探究表格和數(shù)據變化流程。
(5)考試與練習。目前,很多省市都把基本實驗操作考試成績納入到中考成績當中,所以,對實驗操作考試的練習也尤為重要。根據歷年來??嫉膶嶒灢僮骺荚囌骖},系統(tǒng)為學生提供虛擬實驗操作考試的練習環(huán)境,包括正確的實驗流程演示和自由操作兩個模塊,讓學生進行操作考試練習,并對學生的操作過程進行診斷、分析和指導,通過多次練習讓學生準確掌握考試要求的實驗操作方法和基本實驗流程。針對實驗操作考試的形式,建立一個虛擬實驗操作考試環(huán)境,具有倒計時、模擬出題、考試評分等功能,提供基本的實驗儀器與藥品,讓學生在“真實”的實驗環(huán)境中進行考試,在考試結束時,對學生的操作過程進行評價,以有效提高學生實驗操作技能,增強學生實驗考試的自信。
(6)自由實驗。自由實驗模塊提供的是完全自由的實驗環(huán)境,沒有固定的實驗目的、意義等內容,學生可以根據自己的需要隨意設計實驗、進行實驗操作練習、觀察實驗現(xiàn)象等,系統(tǒng)提供初中化學實驗室必備的化學儀器、化學藥品,以及一些常用的其他輔實驗資源,還有一些諸如圖表、化學計算器、文本框工具來輔助實驗活動的進行,給學生充分自主的空間進行實驗。學生可以將實驗過程保存起來,以便下次繼續(xù)進行實驗。
(7)生活實驗。生活實驗屬于課堂實驗的拓展部分,提供與學生所學的實驗知識相關的生活化學實驗,把學生所學的書本知識有效地轉化成日常生活經驗,讓學生了解身邊的化學,激發(fā)學生的興趣。
四、化學實驗翻轉課堂教學設計案例
以九年級化學第五單元課題1《質量守恒定律》為例,說明在化學實驗翻轉課堂支撐系統(tǒng)中翻轉課堂的教學設計過程。
(一)教學內容與目標分析
質量守恒定律是初中化學中的一個重要定律,是從定量角度研究化學變化的基本依據,是學生學習化學方程式的基礎,也是學習化學知識的重要基石[15]。該節(jié)課的教學內容包括質量守恒定律的涵義、質量守恒的原因及其應用和化學方程式的書寫。通過一系列探究活動,引導學生從量的方面去研究并得到化學反應的客觀規(guī)律,從微觀角度使學生充分理解化學反應中質量守恒的原因[16]。
通過該課題的學習,由實驗探究認識質量守恒定律,了解常見化學反應中的質量關系;從微觀角度解釋質量守恒定律并認識化學反應;培養(yǎng)學生嚴謹求實的科學精神;讓學生學會從定量的角度認識化學反應,認識到對于化學反應不僅僅是定性研究,還要進行定量的描述;認識反應物與生成物的質量守恒關系,從而解決實際生產、生活中的化學反應的物料等相關問題[17]。
(二)翻轉課堂教學過程設計
教學設計過程依照化學實驗翻轉課堂的過程進行,也遵循課前學習資源準備、課前自主學習、課堂活動和反饋與評價四個階段,流程圖如圖4所示。
1.課前學習資源準備
教師利用化學實驗翻轉課堂支撐系統(tǒng)制作學習資源包:首先,制訂實驗教學計劃,根據需要錄制微視頻片段,并查找和搜集所需資源;其次,布置學習任務單。學習任務單將資源、環(huán)境和工具按照教師設計的流程鏈組織起來,。當教師把學習資源包中的內容準備好之后,打包并上傳至服務器,學生則在電腦上下載學習資源包,進行學習。
2.課前自主學習
學生從網絡上下載學習資源包,按照學習任務單的內容進行學習,同時學生可以進入交流空間和老師或者其他同學去探討自己的實驗過程和實驗現(xiàn)象等等。學生學習完畢之后提交填寫好的學習任務單,完成課前學習內容。系統(tǒng)也自動記錄學生虛擬實驗操作過程中發(fā)生的錯誤和問題,一并提交上去。學生在學習過程中,可以到自主學習空間的其他模塊下面進行基礎知識的學習和基本技能的訓練。
3.課堂活動
在課堂上,教師帶領學生們進入真實實驗室進行實驗。教師首先簡要交代下實驗注意事項和本課的安排等內容,學生開始實驗。
通過課下的練習,學生已經基本上知道了本次實驗的內容和做法,并帶著自己學習和練習的結果,以及學習過程中遇到的一些問題進行實驗。在實驗室中,學生直接按照自己的虛擬實驗設計流程進行真實實驗,觀察真實的實驗現(xiàn)象,填寫實驗報告。極大地提高了學生動手實驗的動機和效率,加深了學生的印象,同時也節(jié)省了實驗知識學習和實驗準備時間,讓學生更專注于實驗操作過程和實驗結果的討論。由于安全問題(白磷燃燒有毒),可以安排學生只進行實驗一“鐵和硫酸銅溶液反應前后質量的測定”和實驗二“碳酸鈉粉末與鹽酸反應前后質量的測定”。教師則可以隨堂檢查學生的實驗操作過程,解答學生在實驗過程中遇到的問題,同時引導學生們積極展開思考,甚至提出更好的實驗方案,并進行實際驗證。
等到大家實驗完畢之后,教師參考虛擬實驗學習系統(tǒng)的學情統(tǒng)計、交流空間和實驗課堂的情況,帶領大家討論實驗過程中遇到的問題和實驗心得等,尤其是碳酸鈉粉末與鹽酸反應前后質量的測定實驗中要考慮CO2氣體的收集問題等等,讓學生深刻理解化學實驗嚴謹和周密性。
4.反饋與評價
教師對學生的情況進行調查,并分析翻轉教學過程中的收獲和問題,以為下一次實踐提供參考。
傳統(tǒng)教學中的一個重大弊端是學生的知識幾乎全部是從書本文字信息中獲取的,學生學習中缺少實驗探究,討論等實踐活動,因而學生往往處于一種思維定勢狀態(tài),對問題的理解和解釋經常是借助于教材中現(xiàn)成的知識概念和知識理論,這正是造成他們科學素養(yǎng)低下的重要原因??茖W方法是科學素養(yǎng)的重要組成元素,是科學的認識方法,實驗有助于學生通過自身實踐,去領悟、去體會、觀察、分析,歸納問題結論的產生過程,讓學生從客觀實際中探求知識,讓學生在收集信息,處理、整合信息中獲得知識,實驗有助于學生掌握一定的科學方法。
1.實驗,培養(yǎng)學生的觀察能力
化學實驗的重要研究對象通常是物質之間進行的相互反應,而在反應過程中會往往會伴隨著一系列現(xiàn)象的出現(xiàn),例如,光和熱的產生,物質顏色的改變,氣體與沉淀的產生等。這些實驗對學生觀察能力的檢驗和培養(yǎng)意義十分重要,剛開始時,學生往往對現(xiàn)象的觀察是不夠全面的,會忽略其中的某些現(xiàn)象,而這恰恰是他們平時學習過程中的缺陷,例如在鎂條燃燒實驗中,學生一般都能說出劇烈燃燒,發(fā)出強光,而對放熱和生成白色固體往往忽略了,其實整個實驗中判定鎂條燃燒是化學變化的本質特征正好是有白色固體生成這一個事實,細致地觀察有助于學生解決一些具體的問題。仍以上面這個實驗為例,實驗時我們需要在實驗桌上墊上一塊石棉網,許多同學實驗時按要求都放置了,但當討論實驗過程中需注意問題時,不少同學都答不出來,究其原因,主要是實驗觀察時學生的注意力全部集中在鎂條的燃燒實驗中,而忽略了燃燒后產生的氧化鎂其實溫度較高,直接濺在實驗桌上,會損壞實驗桌這一事實。因此實驗教學中,對學生觀察問題能力的培養(yǎng)要注重引導學生學會正確的觀察方法。例如按順序觀察,多角度觀察,邊觀察邊思考,邊觀察邊討論等,從而培養(yǎng)學生認真細致的科學態(tài)度,掌握基本的科學方法。
2.實驗,培養(yǎng)學生探究的能力
新課程化學中自始至終貫穿著教學生科學探究能力培養(yǎng)的意識,而科學探究的一般規(guī)律總是循著提出假設--實驗驗證--得出結論這一規(guī)律實施其過程,因此掌握良好的實驗技能對實施科學探究意義十分重大,例如在進行教材中關于鋼鐵生銹條件的探究實驗中,我讓學生對照教材實驗利用家中可找尋到的材料進行該實驗的探究,學生興趣很高,很多同學都利用家中的玻璃杯或一次性水杯來代替試管很好地完成了實驗,無需花多大的力氣,學生對鋼鐵生銹的環(huán)境條件在探究中得以解決,并能依據實驗驗證得到的結論來解釋很多的問題。當然在這過程中,教師要指導學生學會記錄與整理的能力,要教會學生一些分析與思維的方法,邏輯推理的能力,使學生逐步養(yǎng)成從實際出發(fā),實事求是地分析問題的習慣,養(yǎng)成他們全面而不片面,聯(lián)系而不孤立,發(fā)展而不靜止地看問題的習慣,從而學會良好的科學方法。
3.充分發(fā)揮化學實驗優(yōu)勢,重視培養(yǎng)學生的能力
培養(yǎng)和發(fā)展學生的各項能力是中學化學實驗教學中不可缺少的組成部分?;瘜W是一門實驗學科,中學化學是學習化學的開端,如"鎂帶燃燒"、"鈉的性質"、"銀鏡反應"等,這些現(xiàn)象非常明顯,有放熱、發(fā)光、變色、放出氣體、生成沉淀等,從而使學生從心底感覺到化學是多么有趣,多么奇妙,讓學生自己有想試著做和迫不及待想了解其中原因的欲望,教師可以此為契機調動學生學習化學的積極性和主動性,培養(yǎng)他們探索化學、認識本質的能力。
4.采取措施,促進興趣轉化
學生的實驗興趣大致可分為暫時興趣和持久興趣,前者帶有動搖性和盲目性,后者具有穩(wěn)定性和自覺性。要使學生實驗興趣從前者向后者轉化甚至變成"志趣",下面的做法有些效果。
4.1教師要多給學生動手機會,讓他們做好課本中必做的分組實驗。因為在實驗中有很多學生不敢動手做,特別是女生,怕有危險。我時常鼓勵她們,遵循操作規(guī)程,認真仔細地進行操作,就可避免各種事故的發(fā)生,做到安全實驗。
4.2教師應盡量指導學生做一些選做實驗,比如家庭實驗、趣味小實驗等。學生經過動眼、動手、動腦的活動后對千變萬化的化學現(xiàn)象的暫時興趣就會轉化到化學規(guī)律的認識上來,使得興趣具有自覺性和穩(wěn)定性。還可多開展一些聯(lián)系實際活動,如化學實驗操作競賽、化學課外活動,把化學知識與日常學習生活實際緊密地結合起來。比如,收集廢干電池(利用鋅殼制氫氣),采集大理石用來制二氧化碳等。多做啟發(fā)性實驗,有利于興趣轉化。電解質導電實驗可讓學生認識到電解質溶于水或受熱熔化時電離成自由移動的離子,在通電的情況下,帶正電的離子向陰極移動,帶負電的離子向陽極移動,就是電解質導電的本質。又如物質的燃燒,在講到"氧氣性質"時,我把氫氣在氯氣里燃燒與金屬在氧氣里燃燒對比起來做,使學生認識到燃燒的本質是發(fā)生發(fā)熱發(fā)光的劇烈的化學反應。啟發(fā)學生認識事物的本質的實驗,加強和深化了他們的思維活動,增強了他們解決問題的本領和自強不息的信心。
5.落實實驗報告,確保學生實驗后的效果
為了使學生實驗能獲得良好效果,抓好實驗報告書寫也很重要。
每次學生實驗前,教師要指導學生進行預習,要求學生認真閱讀實驗內容,明確實驗目的,了解實驗步驟、操作過程和實驗時應注意的事項。實驗結束當天學生必須寫好實驗報告,統(tǒng)一交課代表。實驗報告主要寫五項:(1)實驗目的;(2)實驗主要步驟;(3)實驗現(xiàn)象及解釋原因和有關化學方程式;(4)實驗結論或數(shù)據處理結果;(5)實驗討論和自己的感想。通過寫實驗報告,學生不僅可以鞏固加深基礎知識和實驗操作,而且可以培養(yǎng)分析問題、解決問題的能力,知道實驗中該觀察什么、怎樣觀察,觀察后該記錄什么、怎樣記錄。
科學探究是一種重要的學習方式,也是義務教育階段化學課程的重要內容,開展科學探究活動對發(fā)展學生的科學素養(yǎng)具有不可替代的作用。求知欲、好奇心——這是人的永恒的,不可改變的特性。化學實驗探究正是緊緊抓住了學生的這一心理引導學生認識變化本質、探求知識內涵。在設計教學環(huán)節(jié)時,我不僅利用好已有的探究環(huán)節(jié),還充分挖掘問題情境,自行設計形式多樣的問題情景,盡可能地將科學探究滲透在每一節(jié)課的每一個知識點上,并以之及時引導學生提出問題,尋求真知。自然地科學探究最大限度地調動了學生學習化學的積極性、自覺性、創(chuàng)造性,變“要我學”為“我要學”,為學生留有發(fā)展的余地,最大限度地滿足學生的需要。同時在學生個性的養(yǎng)成、潛能的開發(fā)和智能的發(fā)展方面也取得了一定的效果。
我國化學家傅鷹先生曾說,只有實驗才是化學的“最高法庭”。讓學生有更多的機會主動地體驗探究過程,在知識的形成、聯(lián)系、應用過程中養(yǎng)成科學的態(tài)度,獲得科學的方法,在“做科學”的探究實踐中逐步形成終身學習的意識和能力。讓事實說話使學生對知識的本質及內在聯(lián)系有更為深刻的認識。在教學過程中,我不僅注重課本上提及的實驗、探究、討論的條理分析,還積極為學生設計更為生動有趣的探究實驗,以便將理性的、難于理解的知識感性化、直觀化。如在引導學生認識軟水、硬水這一知識點時,為了現(xiàn)象明顯,在肥皂水中滴入少許發(fā)泡劑(甘油),然后再分別滴入蒸餾水和學生自制的硬水中,震蕩,學生觀察到明顯的現(xiàn)象,并且在硬水中有明顯的分層現(xiàn)象:下層清澈而上層為絮狀物。由此學生自然地接受了“衣服在硬水中用肥皂洗過后為什么發(fā)僵”的原因。在學氧化碳的溫室效應及有關知識點時,用三個等大的鐘罩做了如下對比實驗:在前兩個罩內充入等量的二氧化碳,第一個內放有一盆綠葉的小草,第三個罩內只是空氣。三個罩內都放有溫度計并放在水泥地面上,觀察罩內溫度的變化。通過多組學生多次實驗,得出了第二個比第三個罩溫度變化的幅度大、而第一個罩內溫度出現(xiàn)了由低高、又有所降低的波動這一結論。為了說明木炭吸附有色有味物質屬于物理變化,我們增設了將已吸入紅棕色二氧化氮的木炭連同廣口瓶放入熱水中,緩緩加熱到一定程度時,觀察到木炭“冒出紅棕色的煙”。使得這一教學難點迎刃而解。
俗話說,我聽到了,我知道了;我看到了,我記住了;我做到了,我理解了。在一次次的實驗探究中,學生掌握了新知、提升了理解問題的能力,培養(yǎng)了學生提出假設、實驗驗證、分析論證、對比分析、總結歸納的能力;在一次次的實驗探究中,學生將感性的認識提升到理性的認識,將模糊的知識梳理為清晰的知識框架,達到了有計劃、有步驟地培養(yǎng)學生的科學探究能力,學習科學方法和養(yǎng)成科學態(tài)度的教學目的;在一次次的實驗探究中,寓化學知識于現(xiàn)象中、寓化學技能于操作中、寓化學思維化學思想于探討交流中,寓教于樂,其樂融融。
二、 聯(lián)系生活是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的活源泉
化學來源于生活而又服務于生活。所以在生活中挖掘素材引導學生認識化學與生活的關系,是引導學生活學活用、培養(yǎng)學生熱愛生活情感、形成化學科學素養(yǎng)的鮮活源泉。如在講授《自然界的水》一節(jié)內容時,提前安排學生挖掘身邊的“水”的存在、用途、危害、污染與防治、水資源危機等。在課上,學生的唇槍舌戰(zhàn),令我受益匪淺。
如水的存在學生居然還想到了“存在于五千年的歷史文化中,‘清明時節(jié)雨紛紛……’描寫了行人復雜的心境” ;“都江堰的水利樞紐是我國古代勞動人民智慧的結晶” ;水還存在于藝術界——我國魅力無窮的冰雕……等等。同時也通過教學,培養(yǎng)了學生節(jié)約用水的意識,學會了不少節(jié)約水的方法; “南水北調工程牽動我們每一位天津市民的心……”;最令師生觸目驚心的是一幅幅因水的污染帶來危害的照片,讓大家感悟到保護水資源的重要性和治理水污染的必要性。在課后的學習心得中,大多數(shù)同學都提及立志以后學好化學,為治理我國的污水源作貢獻。除此以外,我在講授“使用燃料對環(huán)境的影響”等多篇課文時,也以交流的形式展示化學與生活關系,挖掘化學為我們的生活帶來的利與弊,培養(yǎng)了學生熱愛生活的激情,提升了環(huán)保意識,樹立了保護家園、保護自然的信念,達到了將化學意識與化學品質的有機結合、化學意識與實際生活和諧統(tǒng)一的教學目的。轉貼于
愛因斯坦有句名言:“興趣是最好的老師”。聯(lián)系生活、感受情景,激發(fā)興趣、事半功倍。神秘的金剛石在玻璃刀上看似渺小卻輕輕一劃將玻璃一分為二,而在項鏈上靜靜的閃爍著五彩的光芒;平時貌似溫柔的寫寫畫畫的鉛筆芯讓學生自己動手驗證了它作為變阻器的神秘的一面。生動的事例將性質與用途、性質與結構刻畫的一目了然?;瘜W面對的是無限的資源,而我們處在有限的資源生活中。在無法用生動的身邊事例說明問題時,圖片情景不失為說明問題的有效方法。如在講授酸雨帶來的危害時,展示精美的大理石雕塑被腐蝕的傷痕累累,一排排黑煙滾滾的煙囪使樹木枯死、滿天烏煙瘴氣;講授水危機時羅布泊的消失使得樓蘭古國最終在版圖上消失的照片震撼了每一位學生的心。這種讓事實說話的教學場景引導學生感受到化學在生活中無處不在,也是潛意識的將化學物質的組成、結構、性質、變化規(guī)律及其與具體的應用聯(lián)系在一起。教學效果遠比枯燥的說教要好的多,極大地調動了學生探究化學在生活中應用及其原理的積極性,培養(yǎng)了學生結合實際分析問題解決問題的能力。
注意引導學生從熟悉的生活情景中感受化學的重要性,了解化學與日常生活的密切關系,并從已有的經驗出發(fā),逐步學會分析和解決與化學有關的一些簡單的實際問題。如在學習《使用燃料對環(huán)境的影響》一課時,展示一幅拖拉機冒黑煙的圖片,讓學生用所學知識解釋之,并談如何才能避免以后發(fā)生的措施等感想。引導分析預防大氣污染的措施和手段。通過學以致用,鍛煉了學生分析問題的能力和表達能力,提升了對化學的整體認識水平,為全面培養(yǎng)化學素養(yǎng)提供了必要的補充。
三、 信息交流是培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的加油站