時間:2023-07-12 16:26:47
導言:作為寫作愛好者,不可錯過為您精心挑選的10篇科學探究的一般流程,它們將為您的寫作提供全新的視角,我們衷心期待您的閱讀,并希望這些內容能為您提供靈感和參考。
(1) 聽課感受。“探究光對鼠婦分布的影響”實驗是初中階段自然學科的首個探究實驗,學生第一次接觸,興奮之余,他們手忙腳亂,探究活動基本上處于無序狀態,流程不清晰,結果不明確。
(2) 學生問卷。筆者曾在課后向學生發放問卷,調查學生對該實驗的理解,在關于實驗類型的問題上,學生答“實驗”的多,答“探究實驗”的少。這說明學生習慣于實驗,卻疏于思考。
(3) 初中生物學科探究性實驗如何實施?怎樣把握一個度?這些問題直接影響著生物及其他自然學科的探究性學習。
2 反思的理論依據
(1) 建構主義理論認為,學習必須經過圖式、同化、順應、平衡四個過程,即學生從環境中獲取的信息在已有的圖式基礎上先于同化,極少量的信息會有順應,從而達到新的平衡;“最近發展區”素材在同化之時,也容易被學生順應;探究性實驗在原有實驗之上,不能操之過急。
(2) 從2012年新版生物教材的編寫體例來看,探究性實驗比例較第一輪課改數量大大減少,反而恢復了實驗、演示實驗,說明編者在教材修訂時聽取了廣大一線教師的意見和建議。另一方面,教材以“科學方法”“技能訓練”將探究實驗完整過程放在不同的單元、章節,化整為零,各個擊破。如“作出假設”分別在人教版生物教材(下同)七年級上冊P31技能訓練、七年 級下冊P21科學方法中分別給予闡明;又如七年級上冊P24技能訓練中“發現問題,提出問題”,在八年級下冊P11技能訓練中要求“對提出的問題進行評價”,體現學習過程的逐步深入。
(3) 生物作為學生在初中學段最早接觸的自然學科,學生年齡小,智商發育水平還不是很高,不可能一下子或者說從第一個探究實驗就追求其完整過程。應該說,探究實驗流程貫穿于學生整個學習的過程及所有的學科,教師不能把所有的壓力放在開始,放在生物學科。
3 實施的策略
(1) 教師要準確定位教學目標。借用人教版七年級上冊教材P14的原話:“下面以鼠婦為例說明探究的過程和方法。如果你選擇其他生物作為探究的對象,同樣可以參考下面的內容設計并完成探究的過程。”從這句話中,不難看出,作為起始年級最早引入的探究性實驗,其最主要的功能是告訴學生探究性實驗一般的流程,為學生后續學習探究性實驗作個引言和鋪墊。
中圖分類號G633.91 文獻標識碼B
表現性評價是生物科學素養評價的有效方式。表現性評價是在學生完成了一系列的任務(如生物實驗、實習、調查等)過程中進行的,它通過觀察、記錄和分析學生在各項學習活動中的具體表現,如參與意識、合作精神、實驗操作技能、探究能力、分析問題的思路、應用知識的能力及表達交流能力等進行評價。教師在生物探究性實驗中實施表珊性評價,可以促進學生學習方式的轉變和實驗能力的提高,可以考查學生實驗知識與技能的掌握程度,以及實踐、問題解決、交流合作和批判性思考等多種復雜能力的發展狀況。
1 探究性實驗活動的一般程序
一般來講,生物探究性實驗都要遵循以下步驟或流程(圖1)。
2 探究性實驗的內容選擇
根據“可研究性”和“開放性”的特征,探究性實驗的內容可以是實踐性強的學習內容,也可以是思辯性的學習內容;可以是目前已有結論的學習內容,也可以是暫時還沒有結論的學習內容;可以是初步研究成果基礎上進一步深化和拓廣的承續性學習內容,也可以是檢驗已有成果而在不同背景先再研究的再生性學習內容,等等。例如“自己(和他人)的生物節律(生物鐘)的測定”課題,其探究成果可以指導自己或他人的學習、生活和工作。“某種植物凈化環境的作用探究”、“區域性生態情況調查”、“其他星球的生命存在”等課題,可以使學生樹立“可持續發展”的科學思想?!翱寺〖夹g的成就和影響”、“生物信息探究”、“20世紀生物科學偉大成就調查”等課題,不但有利于學生科學素質的發展,而且有助于樹立“科教興國”的思想。而高中教材涉及的“探究植物細胞的吸水與失水”、“探究影響酶活性的環境條件”、“探究酵母菌細胞呼吸方式”、“探究環境因素對光合作用的影響”、“探究細胞的大小與物質運輸的關系”、“探究廢舊電池浸出液對大豆種子萌發的影響”、“探究植物生長調節劑對插條生根的影響”、“探究不同類型洗滌劑對生物的影響實驗”等課題,可以加深學生對教材知識點的理解??傊飳W是研究生命現象和生命活動規律的科學,因此,有關生命現象和活動規律的學生未知的內容,應是探究性學習的內容。生物學與人類生存和發展、與社會生產和個人生活、與其他自然科學和社會科學的發展,都有密切的關系,因此,學生對這些關系的未知內容,也是探究性學習的內容。
3 探究性實驗活動表現性評價的方法原則和操作流程
3.1 評價的方法和原則
探究性實驗活動表現性評價不僅重視最終探究成果的評價,而且重視開題、實施和答辯過程的評價,全過程每個階段都需要教師根據不同的權重進行評價。同時評價是建立在學生與教師之間平等參與、協同合作、交互影響的基礎之上,以小組為單位進行評價,并兼顧個人的表現。評價不僅重視探究直接結果的評價,而且重視學生在探究過程中的多種收獲與體驗的評價。對學生的評價不僅重視對學科知識的理解,而且重視學生對所學生物知識的創造性應用和實驗中所體現出來的探究能力。
3.2 評價的操作流程
對于生物探究性實驗活動表現評價的每一步驟的實施,都需要按照以下具體流程進行:
制定評價目標一確定評價標準一選定評價方法一制定評價目標一設計評價工具一實施評價具體目標一活動小結。
4 表現性評價工具設計
4.1 對探究性實驗方案的評價
學生的探究性實驗方案是學生自主設計進行自主探究的指針,科學的探究方案是學生有效探究的基礎,對學生所設計的方案評價主要考慮以下幾個方面的要求:
(1)探究方案的設計是否思路清晰,重點突出;
(2)探究方案是否全面地分析了有利條件與不利因素;
(3)探究方案的分工是否明確,時間安排是否合理:
(4)探究方案是否具有可行性;
(5)當前是否已經收集到足夠的文獻,是否有研究的基礎;
(6)探究方案是否具有創造性。
活動小組選一名成員為主陳述,小組的其他成員可補充說明,共同回答有關提問,應盡可能采用多種方式說明自己的探究方案,評審老師提出問題,小組成員回答問題,最后教師進行評議,討論評審意見,確定成績,記錄表格見表1。
4.2 對探究活動過程和成果交流評價
在生物探究性實驗活動過程評價中,可以采用表2讓學生對照,進行自我評價和綜合評價。
對學生最后的成果應組成答辯委員會進行評價,評價的主要標準是:
(1)對專題是否進行了深入的分析與研究;
(2)專題是否有內容上或形式上的創新;
(3)成果的可性度和可行性如何;小組代表進行主陳述與說明,簡要匯報開題報告通過后方案的實施情況、研究分工情況、取得的主要成果,一級活動過程中的主要收獲,評審老師就有關問題進行提問,可以要求小組推選一名代表回答,也可以直接要求某一位小組成員回答。最后教師進行評議,討論評審意見,確定成績,記錄表格見表3。
在科學課堂上,師生提出了需要探究的問題并對問題進行初步地猜測后,老師會問:“怎么解決這個問題呢?”然后學生回答:“做實驗?!苯又鴮W生在充滿著孩子特有的熱情和在一片嘈雜的環境中開始了動手實驗。
科學探究的本質,是需要通過依據一定的事實證據進行建構解釋?,F在很多科學課,使學生認為只要按照探究流程的一個個既定環節進行經驗型的探究就可以了,常常忽略對科學本質的領悟,喧囂和浮燥經常充斥著課堂。教師在教學時不注重將科學本質進行“顯性化”,使學生對科學本質的理解不透徹,特別是對學生的科學思維訓練不夠或不徹底,出現了很多并不科學的想法,為探究而探究,常常出現一些“不科學”現象。
兒童對于新鮮事物有著強烈的好奇心,面對某一探究內容常常表現出主觀能動性強、急于冒進的特點,缺少理性的自制力和有效思考。這樣,在探究的開始階段,學生往往會提出一些難以探究的復雜問題或者無需探究的問題,也不能設計出適合自己的探究方案和步驟。面對這種情況,教師應該進行引導,幫助學生確定探究主題,鼓勵學生對問題和方法進行思考、分析。
例如:在研究磁鐵時,執教老師一般會先安排學生玩磁鐵,然后把學生的發現進行歸納,總結出磁鐵的各種性質。整堂課,學生并沒有進入深層的思考分析,匯報總結的內容也不過是前人生活經驗的不斷重復,沒能超越教材。誠然,這種教學組織方式是可以體現出以學生為主體的教學理念,但以學生為主體應該更好地體現在思考分析和探究方法的選擇權上,能夠讓學生思考如何應用自已已有的知識經驗來解決某一個問題,沒有確定探究主題和進行有效分析思考的“玩”,不能算真正的探究。在課堂有限的時間里,應該組織起解決問題的探究教學模式,讓學生處于積極思考的狀態。而上述教學,只能算是一種“懷舊”,不能算真正的“發現”。
實驗數據全,但解釋說明勉強
在科學探究中,需要用觀察和實驗得出的數據來進行解釋和說明探究結果,從數據信息中發現其中的科學規律。課堂上,學生在教師指導下得出了實驗數據,面對出現不支持自己理論的數據時,有些教師會有意回避,學生也根據自己原有的知識經驗而不是自己得出的數據來解釋實驗中出現的結果,回避“意外”數據。
學生在實驗時對相關量控制不到位,實驗操作時不規范,得出的數據往往和教師用來展示呈現的數據有出入。有“意外數據”的學生,沒時間思考也不會去思考“意外數據”是由什么原因引起的,老師也不會花時間讓學生去分析研究發生“意外”的原因是什么。學生在課堂用這些數據來解釋問題時,經常有意回避,對其他的證據也半信半疑,更不敢質疑老師的權威,有的學生甚至偷偷涂改自己實驗記錄單上的數據,教師忽視了“意外數據”的科學價值,不會引導學生用“意外數據”進行反證,使得用實驗數據進行解釋缺乏科學性,沒有足夠的說明力。
探究方法對,但只限于簡單模仿
課型是指學校教育中以學科課程為課程形式、以班級授課制為組織形式、依據教學任務、遵循人的認知發展規律而形成和劃分的課堂教學的基本類型,是課堂教學最具有操作性的教學結構和程序。課型的形成和劃分與教學內容、教學任務、教學目的、教學方法等眾多因素相關。下面分析課型與教學方法的關系、課型與教學模式的關系、課型的一般與個別關系,通過對課型的研究,促進教師提高教學設計的能力,提升課堂教學的藝術。
1 課型與教學方法的關系
教學方法是在教學過程中,教師和學生為實現教學目的、完成教學任務而采取的教與學相互作用的活動方式的總稱。在生物學教學情境中,常用的教學方法有講授法、談話法、討論法、探究法、實驗法、演示法、閱讀法、參觀法、練習法、實習法等。
教學方法是教學過程整體結構中的重要組成部分,是教學的基本要素之一,它直接關系到教學工作的成敗,教學效率的高低和把學生培養成什么樣的人。教學方法選擇的依據主要是教學目標、教材內容的特點、學生的實際情況、教師本身的素質、教學時間和效率的要求等。如果教師不能科學地選擇和使用教學方法,會降低教學效果,增加學生的負擔。
中學生物學教學的課型分類可以從教學任務、教學內容、教學方法、教學組織形式等角度進行。從教學任務分,課型可分為新授課、練習課、復習課、講評課、實驗課等;從教學內容分,課型可分為事實學習、概念學習、規律學習、技能學習等;從教學方法分,課型可分為講授型、討論型、探究型等;從教學組織形式分,課型可分為合作型、自學輔導型等。課型在不同的分類依據之間存在重疊,在同一分類依據之間也可能存在重疊。
如果以教學任務和教學內容為橫軸,以教學方法和教學組織形式為縱軸,可以得到更豐富的課型組合,如表1所示。有些組合得到絕大多數教師的認同,在實踐中廣泛使用,如講授型事實學習、探究型實驗課等;有些組合在實踐中具有可行性,但使用的教師很少,如探究型概念學習、自學型規律學習,只要運用得當,能取得意想不到的教學效果;有一些組合存在著一些不合理性,幾乎沒有教師進行嘗試,如自學型實驗課、探究型練習課等;還有一些課型可能許多教師常常采用,如講授型實驗課,不組織學生進行實驗操作或探究,對實驗的原理、操作、現象進行紙上談兵式的講授,這種課型沒有相應的教育學心理學理論支持,不能培養學生的操作技能、觀察能力、發現問題和解決問題的能力。因此,研究課型不是希望將其固化下來,而是提出“教無定法,教學有方”的理念,鼓勵教師靈活運用教學方法,合理設計教學流程,同時要敢于創新,不斷提升教學的吸引力和藝術性。
2 課型與教學模式的關系
教學模式是在一定教學思想或理論指導下建立的、較為穩定的教學活動的結構框架和活動程序。教學模式的結構通常包括理論依據、教學目標、操作程序、實現條件、教學評價五個部分。國內外常見的教學模式有探究式教學模式、巴特勒自主學習模式、拋錨式教學模式、范例教學模式、加涅模式、奧蘇貝爾模式、嘗試教學模式、合作學習教學模式、發現式學習模式等。學案教學模式、杜郎口教學模式等新教學模式來源于實踐,是對具體教學活動方式進行優選、概括、加工的結果,形成一種相對穩定的操作框架,這種框架有著內在的邏輯關系和理論依據。
在對課型的研究中,有人將課型界定為課堂教學結構的類型,也有人將課型界定為課堂教學的模型,這種課型觀,似乎是受到了“教學模式”的影響,試圖將每一種課型發展為相應的課堂教學模式。這種觀點表面上看有所創新,但細究則不然。一方面,教學模式的概念相對于課型的概念是上位的,更為嚴謹、科學、系統,教學模式常常是在一定的教育教學理論背景下展開,并依據理論選用一些特定的教學方法來實現某種教學效果、達成既定的教育教學目標的結構框架和流動程序,而課型主要是依據具體的教學目的、任務、內容、方法而形成的課堂教學結構。另一方面,在某種教學模式下,課型可以是豐富多彩的,將課型與教學模式合二為一,容易造成教學模式的僵化而影響實踐中的教學效果。
以學案教學模式進行分析,學案編寫體例一般包括學習目標、課前準備、課堂學習、課后復習四個環節,課堂學習的結構有知識建構、典型例題、反饋練習、學法指導、拓展思考等方面。教師編寫的學案分發到學生手中的方式有課前分發、課堂上分發和裝訂成冊在開學時分發。從表面上看,學案編寫是集體的智慧或者是優秀教師智慧的結晶,但是在同一個年級使用同一份學案,忽略了班級、學生、教師的差異性;學案將教學內容和流程已經固定,使課堂教學失去了新鮮感,不利于動態生成資源的開發和利用;學案的呈現方式模式化,教法和學法趨向單一,課型的豐富性受到抑制,教學的吸引力逐漸下降。因此,以學案為載體引導學生學會學習是一種教學方法,通過理論包裝后這種教學法方法變成一種教學法模式,學案的泛濫使得教師個性化的教學設計缺失,從而制約著教師特別是年青教師的專業成長,更影響著學生學習興趣的培養。
3 課型的一般與個別關系
哲學上一般和個別的關系,即普遍性和特殊性的關系,是辨證統一的關系,相互聯系,不可分離;在一定條件下可相互過渡、相互轉化。就人類的認識過程來說,總是由認識個別的(特殊的)事物,逐步地擴大到認識一般的(普遍的)事物,當已經認識了一般的事物本質以后,就以這種一般的認識為指導,繼續認識尚未研究過的各種個別的事物,用以補充、豐富和發展這種一般的本質認識。也就是說,這是兩個認識過程,一個是由個別到一般,再一個是由一般到個別,人類總是這樣循環往復地提高認識。
課型中同樣存在著一般與個別關系。從教師的專業成長歷程進行分析,職初教師對課型的認識是從個別到一般的過程,成熟教師對課型的認識是由一般到個別的過程。從內容和教學任務來看,類似的教學內容可以采取相似的教學方法,從而課型基本相同,這是課型的一般性。但不同的教師或者針對不同的教學內容又可以選擇不同的教學方法,創設新穎的教學流程,這是課型的個別性。
比如生物科學史的教學內容,在《普通高中生物課程標準》中,有“分析細胞學說建立的過程”、“說明光合作用及對它的認識過程”、“總結人類對遺傳物質的探索過程”、“分析孟德爾遺傳實驗的科學方法”、“概述植物生長素的發現和作用”、“簡述基因工程的誕生”等。從教材的編寫范例上來看,一般都包含著年代、人物、經典實驗、假說等。從教學過程來看,教師常常選擇按照年代順序,創設問題情境,通過對一些經典實驗的分析,可以讓學生體驗科學知識的形成過程,從中學習科學家的思維方法和理解生物學概念、原理的來龍去脈。這種教學方法遵循人們對客觀世界的認知過程,也符合學生的認知過程。但是生物科學史許多年代久遠,學者數量眾多,對科學史的教學常常陷入對科學史的簡單分析和記憶,沒有體驗的過程,失去了科學史培養學生科學思想和方法、科學精神的功能,造成很多教師不重視科學史的教學。如果教師能創新地設計學生熟悉的情境,再拋出具有思維深度的問題時,能夠激發學生強烈的探究欲望。教師啟發學生提出自己的解釋,提倡以小組為單位進行討論,作出假設,設計實驗方案并預測實驗結果,通過學生之間、師生之間的交流與對話,引導學生運用科學的方法,修正完善實驗方案,提升學生思維的邏輯性和嚴密性,最后再簡單呈現歷史上科學家對這個問題的認識過程。相同的教學內容可以選擇兩種完全不同的流程,不能簡單地判斷哪一種課型好,但多種課型的靈活運用,能夠激發學生的學習興趣,提升課堂的吸引力。
每個教師在教學工作中都在自覺或不自覺地按照一定的教學模式進行。研究課型、教學法方法和教學法模式有助于教師反思自身的教學,重視“教學有法”,但不固化教學的程序,從而實現“教無定法”,當教師能夠真正融會貫通各種課型時,也許就能體會到“貴在得法”的教學真諦了。
一、科學制定教學目標
中學物理課堂教學大致分為新授課、實驗課和訓練課等幾類主要課型。各類課型的教學目標,均應包含“知識與技能”、“過程寫方法”、“情感態度與價值觀”三個方面,以體現《物理課程標準》對物理教學規定的要求。
新授課的教學目標包含對學習新知識的要求,而學生學習、理解和掌握物理新知識需要一個過程,不能畢其功于一役,不能試圖在一堂課內全部完成對某一物理概念、規律的教學,需要通過后續的教學,逐漸加深理解或達到掌握和應用的程度。因此,新授課教學目標的確定,應以學生已有的知識經驗和認知能力以及熟悉的實際背景為基礎,兼顧學生的年齡特點和學習習慣;一般只要求學生初步形成概念、認識規律、了解方法,體現單元教學目標的分階段要求。實驗課要求學生動手操作實驗,教學目標應包含對實驗原理和操作技能的要求,同時還要根據實際情況提出實驗探究和合作學習的要求?;谛畔⒓夹g的數字化節省了采集數據和處理數據的時間,為實現教學的開放性和探究性提供了條件,因此,在物理課堂教學中要提倡數字化的信息技術的深度介入。訓練課是針對學習的重點內容或較難的內容專門設計的,是對所學內容的鞏固和深化。訓練課的目標要求一般略比新授課和實驗課高一些,制定目標時既要考慮訓練內容、形式以及學生的實際基礎,又要體現層次性和個性化要求,以保證全體同學都能受到良好的訓練。
二、合理組織教學內容
合理組織課堂教學內容,就是要依據教學目標,合理地確定教學容量、安排實驗、選用教學資料;要把握內容的邏輯聯系和發展線索,進行結構性處理和教學法加工;還要合理規定作業的內容和控制作業的總量等,從而優化教學內容結構,整體提高課堂教學效率。
學生在學習物理時,必須聯系實際并通過適當的訓練,才能加深理解,把所學內容內化為自己的知識,并形成相應的能力。在組織教學內容時,要合理安排訓練作業,其中一部分可放在課內完成,另一部分放在課外完成。課外作業包括訓練題、課題研究和課外小實驗等,應嚴格控制作業的總量和難度,防止加重學生的課業負擔,以利于學生的整體發展。
三、精心設計教學過程
設計教學過程要以具體的教學任務和學生的認知規律為依據,以優化教師的教學行為、完善學生的學習方式為重點,合理設計教學流程,正確處理好接受與探究、統一與選擇、理論與實踐、自主與協作、認知與情意之間的關系。
合理設計教學流程,就是要根據學生的年齡特征、認知結構以及不同課型的特點,正確選擇教學策略和教學模式,并且將教學內容和教學活動按教學的邏輯結構劃分為相對獨立、又相互聯系的若干教學環節,再合理安排執行各教學環節的時間順序,處理各環節的過渡與銜接,最后形成科學的教學流程。在各環節中,情景、問題、探究、應用等應作為重點進行研究。同時還要注意,教師雖然確定了教學流程,但不能機械地執行流程;雖然設計了教學環節,但不能呆板地死扣環節,一切要從課堂教學的實際出發。
四、充分重視實驗教學
物理是一門以實驗為基礎的自然科學。實驗教學有利于學生掌握和運用物理知識與技能,體驗科學探究過程,學習科學研究方法,提高實踐動手能力,增強創新意識,發展對科學的興趣和熱情,養成實事求是的科學態度。因此,物理實驗對落實物理教學目標有獨特的、不可替代的作用。在演示實驗中,不但要求學生關注所觀察到的現象,還要求理解現象所表明的物理實質,了解某些實驗裝置的基本原理。在學生實驗中,無論是測量性實驗、驗證性實驗或探索性實驗,都要求學生在明確實驗目的、實驗原理的前提下,能正確選擇、使用儀器和工具,準確獲得實驗信息,合理處理實驗數據;通過歸納、演繹得出實驗結論,撰寫實驗報告。在實驗中還要克服困難,學會排除簡單的故障;高中學生還要能分析某些實驗誤差產生的原因。對于探索性實驗,則更應注重假設、猜想及設計實驗方案的要求。同時,在實驗時學生既要學會獨立操作,又要重視與他人的合作,有些實驗可以通過分工、協作,共同配合完成。
五、努力整合信息技術
信息技術不僅是教學的輔助手段,更重要的是通過信息技術的整合,可以推動學生學習方式的改變,促進物理課堂教學模式的變革,為全面提高學生的科學素養開辟了新的途徑。
要實現物理課堂教學與信息技術的整合,必須構建以計算機、網絡技術,多媒體、數字化為基礎的信息技術平臺。同時,在日常教學中要積極使用已有的信息技術資源;適時、適量、適度地應用多媒體教學軟件;發揮計算機網絡提供資源和交流信息的優勢,開展科學探究和學習交流活動。在進行物理教學時,除了用傳統的實驗手段外,還應適當地應用數字化信息技術實時采集信息,自動處理數據,迅速得出結論,從而優化課堂教學結構、提高課堂教學效率。要充分利用多媒體或校園網,展示一般常規實驗無法看清的物理過程。為了使信息技術真正溶入物理課堂教學,教師必須增強信息意識,通過自身的專業發展不斷提高駕馭信息技術、完善教學設計、營造信息環境以及指導學生應用信息技術的能力;通過不斷總結經驗,在探索和實踐中逐步形成適合學校特點、符合學生實際、具有個人風格、整合信息技術的物理課堂教學模式。
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B 文章編號:1672-1578(2015)05-0350-01
新課程改革背景下,以工業流程題考查的主要能力為切入點,就教學中如何轉變教師的教學方式和學生的學習方式進行一些實際可操作的教學案例設計,使教學跟上《課標》的步伐,便于學生更好的應考,就成了值得我們努力的課題。下面就貴州省高考化學工業流程題進行分析匯總,就其考查的重點和能力,結合教學實際談談高中化學教學如何培養學生的相關能力。
1.近幾年貴州高考化學工業流程題考查的主要知識點及能力
工業流程題的試題結構包括三部分,分別是題頭、題干和題尾。題頭一般是簡單介紹該工藝生產的原材料和工藝生產的目的(包括附產品);題干部分是將原料到產品的主要生產工藝流程用框圖形式表示出來;題尾則是根據生產過程中所涉及的化學知識設置成四至五個問題,從而構成一道完整的化學試題??疾榈奶攸c是立意新穎、科學性強、范圍廣泛、難度較高?,F將近幾年貴州高考化學工業流程題考查的內容、知識點和能力進行分析匯總,如下表:
綜觀近幾年貴州高考化學工業流程題,考查的內容多以元素化合物結合實際工業生產為主;問題設問形式主要有填空(化學方程式、離子方程式、電極方程式等的書寫)和簡答(工業過程中某些操作的措施、理由、評價等)兩大類;考查的知識點則遍布整個高中化學的各個領域(除選修五《有機化學基礎》外);考查能力方面主要是考查學生獲取信息的能力、實驗探究的能力、知識遷移的能力和化學用語規范表達的能力。因此,在高中化學教學過程中應著重培養學生的相關能力。才能更好的適應《課標》要求和更好的應考。
2.高考工業流程題考查能力啟示下的化學教學及教學反思
工業流程題是以真實的工業生產過程為背景,綜合考查學生各方面的基礎知識、基本技能及將已有知識靈活應用在生產實際中解決問題的能力,充分體現了《課標》對培養學生相關能力的要求的指導思想。但在現行的《教學大綱》、《考試大綱》中均沒有對工業流程題進行較詳細和完整的說明和解釋,多種新課程教材中也均無獨立的模塊和專題對其進行講解。因此要跟上課改的步伐,我們只有在平時的教學中著重培養學生的相關能力。
2.1 培養學生獲取信息的能力。"能力立意"是文科綜合能力測試的靈魂,考查的是運用知識分析解決實際問題的能力。工業流程題是通過設置生活化學新情境,考查學生從材料中獲取有效信息、分析問題、運用知識描述論證解決問題等一系列的能力。其中"獲取和解讀信息"的能力是"分析、運用知識"與"論證和探討解決問題"的能力的重要前提??梢娕囵B學生獲取和解讀信息能力顯得尤其重要。因此我們在教學過程的各個階段都不能忽視對學生獲取和解讀信息能力的培養和檢驗。獲取和解讀信息過程實際上就是要求學生找出"已知什么"、"具備什么"、"要解決什么",在獲取解讀信息過程中,關鍵是把信息中的"關鍵詞"、"關鍵信息"、"隱含信息"提取出來。
[教學反思]在教學過程中讓學生自己去獲取、篩選、處理信息,達到問題的解決。這樣的教學過程是以學生為學習的主體,所以他們的興致特別高,學得也特別認真,不但掌握了新知識,而且有效地訓練了學生獲取有效信息的能力。但值得注意的,一是學生信息獲取能力的提高是一個長期的漸進的過程,不能一厥而就,而應該作為一種長期習慣養成來培養;二是我們在學生分析、整理有效信息的過程中,教師要給予及時的指導和適時的評價,保證學生思路的正確和獲得的信息有效。
2.2 培養學生的實驗探究能力。《課標》明確指出"高中化學課程應有利于學生體驗科學探究的過程,學習科學研究的基本方法,加深對科學本質的認識,增強創新精神和實踐能力",并強調"通過以化學實驗為主的多種探究活動,激發學習化學的興趣,強化科學探究的意識,促進學習方式的轉變"。工業流程題正是以真實的工業生產為情景,以化學實驗為載體,結合化學知識設置問題,考查學生自主學習的探究能力。因此,教師在深刻領會課程教材知識點的基礎上,設計一些適合學生探究的教學過程,滲透工業流程題的思想和觀念,讓學生在學習的過程中提高自身的探究能力。
[教學反思]試驗證明,學生通過自身的探究,對知識掌握的牢固度和深度都較打開書,老師滿堂灌的效果更好。教育心理學也認為,中學生有與生俱來的探究的需要和獲得新的體驗的需要,而這些需要的滿足,需要在一定的教育環境下用適當的方法才能得以實現。為此,我們要實現研究性學習,轉變學生的學習方式就要做到:一是為學生提供一個開放性的學習環境;二是明確探究最重要的目的不是結果,而是通過對問題的不斷"追問",學會學習,學會思考,學會獲得知識的方法;三是老師要以表揚鼓勵為主,充分肯定學生在探究過程中的主動參與精神和創新意識,使他們體驗探究的樂趣和成功的喜悅,樂于形成探究的習慣。
工業流程題作為新高考中的新題型,由于其取材于真實的工業生產過程,在考查的重點上測重考查考生的各方面能力,它較好地體現了《課標》要求化學課程著重培養學生實驗操作和探究的能力,也由于題型具有一定的難度和區分度,也較好地承接了高考選拔的功能。因此無論是出于應試還是改進自我的教學跟上新課改的步伐,對工業流程題進行研究都具有一定的現實意義。本文在匯總工業流程題考查的知識點的基礎上,分析其考查的主要能力,據此結合教學實踐,進行一些教學案例片斷的設計并進行反思,期望以此改進自我的教學方式和為同行提供一些可借鑒的實踐經驗。
1、“探究式”教學模式提出的背景
2001年教育部頒布了義務教育階段各門學科的《課程標準》,這次課程改革是建國以來多次改革中最為廣泛、最為深刻的一次,是我國實施“科教興國”戰略的重要組成部分。根據新課程標準編寫、上海教育出版社出版的實驗教科書《化學》(九年級),2002年已被全國中小學教材審定委員會初審通過,已在我市五個省級課改實驗區使用了一年。新課程的核心內容是進行科學探究。擺在我們教師面前的第一項變革,就是怎樣設計教學環節來引導學生進行科學探究?圍繞什么中心進行教學設計?有沒有一種教學模式可模仿?這是實施新課程的關鍵環節之一。
2、“探究式”教學模式提出的依據
2.1、《課程標準》的要求
《課程標準》中提到,科學探究既是學生的學習目標,又是重要的教學方式之一,將科學探究列入內容標準,旨在將學生學習重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化[1]。如果新課程在實施中依然是教師滿堂灌,學生被動聽的教學模式,那將違背課程改革的本意,使課程改革失去意義。本次課程改革的目標之一就是要通過課程內容的變化促進課堂教學豐富化,真正做到“讓課堂充滿生命活力,讓學生成為學習的主人,使學生從被動接受知識向主動獲取知識轉化”這一策略思想展開的,這說明“探究式”教學是符合課程改革精神的。
2.2、心理學研究表明
學生對學習內容的鞏固程度,跟教學方式的關系很大。一般來說,學生通過閱讀文字材料,或聽教師講授之后,學生能夠記住約20%的內容;學生對他們看到的實物現象能夠記住約30%的內容;如果又聽又看到實物現象,能夠記住約60%的內容;如果是學生親自探究過的,則能記住約90%的內容[2]。這說明“探究式”教學是能取得較好的教學效果的。
2.3、從化學學科的特點看
化學是一門以實驗為基礎的自然學科,是自然科學的重要組成部分,它側重于研究物質的組成、結構和性能的關系,以及物質轉化的規律和調控手段。觀察和實驗是研究化學問題的基本方法之一,而化學中的概念、定律是借助于實驗得到的。只有通過觀察、實驗等探究活動才能獲取大量的感性認識,才能提高教學效果?!疤骄渴健苯虒W模式正是從這點出發,較好地運用到課堂教學活動之中去的。
3、“探究式”教學模式的基本理念及探究教學流程圖
3.1、“探究式”教學模式的基本理念
“探究式”學習是由美國教育家薩奇曼提出來的。他認為,人生來具有一種好奇傾向,這種本能的傾向會使人們在面對陌生的現象時盡力找出其發生的原因。他堅信兒童具有自然而又旺盛的探索精神和強烈的求知欲,會想方設法弄清楚這些新鮮事物,這是一種進行科學研究的可貴的動力和資源[3]。
“探究式”教學是與“灌壓式”教學相對的一種教學方法,“探究式”教學是用與教學內容相關的實際問題作為載體,讓學生在教師的指導下有目的地、相對獨立地進行探索研究,從而促進學生的思維水平的發展,提高學生運用知識解決實際問題的能力,并從中感悟到科學研究的基本策略和方法,得到科學思想的熏陶,為培養創新精神、創造思維打好基礎。
3.2、“探究式”教學模式的教學流程圖
“探究式”教學模式的基本程序:提出問題猜想與假設制定計劃進行實驗收集證據解釋與結論反思與評價表達與交流。
“探究式”教學流程圖如下:
3.3、“探究式”教學模式的教學流程圖說明
此表對應的教學流程圖不是科學探究教學的唯一模式,但不同的科學探究教學流程一般都可以分解為該流程圖所包含的要素。因此,根據上表所對應的教學流程圖設計的科學探究教學評價指標更具普遍性和實用性
4、“探究式”教學模式的操作要點
4.1、提出問題
問題是“探究式”教學的動力和起點,教師應根據教學內容創設情境提出問題。情境創設可從生產、生活、科技等現象、演示實驗、新聞報道等入手,力求從學生的生活情境和已有經驗出發,力求貼近生活、貼近社會,如:如何防止自行車銹蝕?水資源取之不盡嗎?酸雨離我們還遠嗎?等等。幫助學生從化學的視角認識人與自然、人與社會的關系,并培養學生發現問題、提出問題的能力。
4.2、猜想與假設
問題提出后,要對問題可能的答案或結果作出猜想或假設。引導學生根據提出的問題結合日常生活及現象和所學的化學知識,大膽地進行猜想與假設,培養學生的想象力和創新意識。如:通入二氧化碳使石蕊試液變色的原因的探究活動中,引導學生對是誰使石蕊試液變色進行大膽的猜想,盡量發散學生的思維,對學生已有認識的正誤,不立即給以評價反饋。這樣既培養了學生的類比和形象思維能力,又可訓練他們的邏輯推理能力。
4.3、制定計劃
教師要激活學生已有的知識,啟發和引導學生設計研究解決問題的計劃,這時要滲透科學研究的策略、方法。先從宏觀上提出總體思路,設計總體方案,再對每個局部進行微觀設計,這樣可使學生的知識活化重組,有機組合形成相互聯系的知織結構,只有結構化的知識才能向能力轉化。制定計劃的過程是培養學生科學思維、提高解決問題的能力的有利時機,教師要充分發揮指導作用,讓學生把思維過程暴露出來,適時地加以引導和點撥,也可以站在學生的思維層次上提出問題給學生思維指向,同時要給學生留有思維的空間和時間,千萬不能包辦代替。要注意的是計劃制定不僅僅為解決問題,我們要在制定過程中整合學生的知識、發展學生的能力,培養創新精神!有時計劃可能并不完善,可留待學生在具體操作過程中自己去發現、修正、完善。開始階段或難度較大的問題可提供一些計劃、方案供學生選擇以降低臺階。
4.4、進行實驗
實驗是進行科學探究的主要方式,是論證猜想與假設的實質性過程,是知識的發源地和素質提高的有效手段。學生通過親身經歷和體驗科學探究活動,激發了他們學習化學的興趣,學會了科學探究的方法。通過實驗探究使學生學習和體驗化學研究的基本思路和方法,理解科學概念及科學的本質,提高觀察、分析、解決問題的能力。
4.5、收集證據
引導學生運用實驗探究、調查、查閱資料、上網等方式收集解決問題所需要的證據。多渠道地獲取信息,運用比較、分類、歸納、概括等方法加工各種信息,篩選有用的證據,運用圖表、小論文、調查報告等形式加以表述。通過證據的收集和處理,培養了學生求真、務實的精神。
4.6、解釋與結論
教師要進行有效的啟發,引導學生對實驗現象進行思考、解釋并通過理性分析形成結論,然后以實驗報告的形式進行總結。并與實驗前的猜想與假設進行對比,再對結論進行進一步的分析和討論,培養學生對事實的分析處理能力和歸納能力。
4.7、反思與評價
在教師的指導下或通過與他人討論,對探究活動進行反思,發現自己與他人的長處與不足,然后提出具體的建議改進自己的學習和探究活動。對于不同學生所提出的不同的方法或得出的不同結論,盡管有對有錯,有好有壞,但只要有一定道理,教師在評價時就應針對其方法或結論中正確或好的方面給以熱情鼓勵和肯定,充分發揮評價的激勵作用,增強他們的自信心,徹底解放他們的思想。
4.8、表達與交流
在學生獲得足夠的感性材料后,教師應積極引導學生用口頭或書面等形式表達自己的探究過程和結果,相互交流、共同探討、互相補充和完善。通過表達與交流,培養學生與他人友好相處的良好心理品質及團隊精神[3]。
附:“探究式”教學法的教學案例——燃燒條件的探究:
[提出問題]:物質在什么條件下才可發生燃燒?
[猜想與假設]:要有燃燒的物質;要引火(引燃);要有空氣……
[制定計劃]:觀察怎樣使煤燃燒起來,怎樣使它熄滅?訪問消防隊,火災是怎樣引起的?又是怎樣被撲滅的?
[收集證據]:①證明有可燃燒的物質存在時,才可能發生燃燒;②證明有空氣存在時,燃燒才能發生;③證明可燃物沒有被點燃或沒有處于一定溫度下,燃燒不能進行。
實驗設計:水、酒精、食油、鐵絲哪些可以燃燒?用棉花沾這些物質,放在酒精燈焰上,可否引燃?
在密閉的容器里可燃物(如蠟燭、汽油)是否可以燃燒?在一有蓋的玻璃容器里引燃可燃物后,蓋緊,可燃物是否繼續燃燒?
證實猜想:酒精、食油、鐵絲;紙張、木條、煤炭兩組可燃物中,哪一種物質更易被點燃?哪一種物質燃燒所需的溫度更低(高)?用什么方法才能使它們燃燒,這些方法是否所能提供的熱量不同,使可燃物能達到不同的溫度?
[解釋與結論]:(略)
[反思與評價]:實驗結果和猜想是否吻合?實驗收集到的證據是否足夠?等等。
[表達與交流]:我的結論是這樣的……你是如何探究的?你的結論是什么?等等。[4]
5、“探究式”教學模式的實踐意義
“探究式”教學的意義是:學生在科學探究活動中,通過經歷與科學工作者進行科學探究時的相似過程,學習理論知識與技能,體驗科學探究的樂趣,學習科學家的科學探究方法,領悟科學的思想和精神;并使學生學習的重心從過分強調知識的傳承和積累向知識的探究過程轉化,使學生從被動接受知識向主動獲取知識轉化,從而培養學生的探究能力、實事求是的科學態度和敢于創新的探索精神。
對于“探究式”教學模式的研究實施,我們采用了試驗班和對比班進行對比的研究方法。試驗班在教學中采用了“探究式”教學方法,而對照班仍采用傳統的“傳授式”的教學方法。為期一年對兩個班的學生進行了教學效果跟蹤調查,結果發現試驗班學生學習化學興趣顯著增長,上課參與程度增加,對目前滲透創新教育的方法較喜歡,收獲較大。由此說明“探究式”教學方法改變了學生學習化學的心態,上課積極性增加,促進了其非智力因素的培養和提高,學生在學習化學過程中不斷受到鼓勵,獲得了成功的體驗,同時激發了學生踴躍參與問題討論和敢于探索的創新意識。
陶行知先生說過:處處是創造之天地,天天是創造之時,人人是創造之人。我們實踐“探究式”教學就是要使每一個學生的潛能都得以發揮,都成為具有自信、自強、自我發展和具有實踐能力的創新型人才,讓每一個學生都獲得科學探究的體驗,掌握科學探究的方法,從而獲得成功,這是我們實施“探究式”教學的目的,也是素質教育所追求的目標。
6、“探究式”教學模式的幾點思考
6.1、精心設計探究題是保證探究質量的前提
精心設計探究題是探究式教學能否成功的前提。從心理學角度來說,問題可以激發學生學習的動機,“疑者,思之始,學之端也”。疑就是問題,最能激起學生由此及彼,由表及里,深入思考。從教學目的看,問題的設計體現了對知識能力、態度價值觀等的要求。從教學過程來看,問題是使教學過程由教師向學生主體轉化的橋梁,把學生置于探索者的地位,通過自主學習獲得發展。討論題的設計要注意以下幾點:
(1)要有啟發性:學生探究的問題最好一經提出就能激發學生的探究興趣;這樣的問題課本上沒有現成的答案,一經提出就將學生置于“發現者”“探索者”的位置上,必須通過聯想、通過收集或研讀補充材料、經過思索才能將結論整理出來,而且每個學生作出的結論可能與其他同學是不一樣的。
(2)問題要適合學生:探究的問題必須要考慮學生的學習心理特點、接受能力、知識水平等。選擇難易適度、既能激發學生的思維積極性,又能使學生得到提高的問題。太難了,學生感到高不可攀,挫傷了積極性會放棄探究;太容易了,也不會引起學生參與討論的興趣。一般來說,探究的問題至少要在學生的思維上拐一個彎,即至少要有難、易兩個層次,同時使大多數學生通過努力能夠解決。這樣既能為學生的思維留有用武之地,又能擴大參與面,使學生產生成就感。
6.2、落實各項準備是保證探究質量的基礎
探究的氛圍與質量,同探究前的準備關系極大。教師要細心指導學生作好準備。
(1)明確問題:探究之前要讓學生明確所要探究的問題,引導學生明確問題的實質,了解解決問題的意義,激發學生的興趣和探討的主動性。可以在教室黑板上書寫醒目的探究題和學生的一些主要觀點、論據。
(2)探究用的實驗器材:探究是根據一些生活、實驗現象等基本事實,運用基本觀點、方法、規律進行分析,得出結論的活動。為了探究的順利進行,事先要準備好實驗器材。
6.3、因勢利導是提高課堂探究質量的關鍵
“探究式”課堂教學模式是學生通過交流,在相互啟發商討中,自己探求真理的教學模式。但學生的自主性學習交流,并非放任自流的盲目探索,教師要將學生自發的認識加以正確的引導。一般來說在課堂教學引導要注意以下幾個問題。
(1)要對每位學生發言的點評。在課堂探究中,學生常常將注意力集中于自己的發言上,而不太善于通過相互交流提高自己。因此每位學生發言后,教師應用一兩句話點評。點評的內容是發言學生思考的角度、主要觀點或發言中的閃光點。這并不是對學生發言的裁判,而是幫助學生獲取、組織評價信息的過程。它可以提示學生注意別人發言的內容,及時提出自己的見解,引發思想碰撞,或啟發學生發現、吸取別人的長處,互相學習。
(2)要引導學生糾正錯誤的認識。在討論中學生不可避免地會產生偏差,出現某些錯誤的觀點。對于大多數學生認識不清的重要問題,教師不能簡單地加以否定,而要提出針對性的問題,引導學生共同發現錯誤,通過進一步的討論,走出誤區。
6.4、探究式教學特別要注意的是情景、留白和反思
探究強調體驗,沒有情景就沒有體驗,情景也是猜想的依據;留白就是要給學生留有思維的時間和空間,要有思考的余地;要重視反思,沒有反思就沒有進步。當然探究式教學要把握好度,中學教學不可能每一堂課、每一個教學內容都用探究方法,可選擇一些點進行探究活動,通過一個點的突破,輻射與相關點的聯系。
6.5、“探究式”教學模式在課堂教學中存在的主要問題
(1)教師要轉變觀念需要一個很長的時間。
很多教師設置的問題梯度太小,大多是根據學生在已有的知識或翻閱課本的基礎上,通過簡單推理就能獲得答案,這樣在課堂上教師就接二連三地問,學生附和著回答。最終結果還是以教師為中心。至于評課,很多教師還是以教師的教學行為作為評價中心進行,特別是從知識系統性和條理性等方面進行評價。
(2)課堂的時間難把握,課堂難駕馭。教師確定介入的時間比較困難。介入過早,探究不夠充分,過遲課堂效率太低。
(3)探究式課堂教學要花費的時間較多,教師往往不能提供充足的探究時間。探究式教學是把傳統的習題課和分組實驗課挪用到探究活動上,學生由此獲得的探究能力能否應付傳統的考試還難以確定,因為現有的考試制度下,都離不開考查知識和技能,目前很難考查“過程與方法、情感態度和價值觀”。
(4)課堂上的知識總結不全面,不充分,學生普遍感到缺乏系統性和條理性。學生普遍不會記筆記。
(5)生生間匯報交流不全面,不充分,學生對老師的依賴性很強,對于出現的問題并沒有認真的思考,而是等著聽教師講解;學生不善于表達自己的思想,他們所表達的思想往往不能激起其他同學思考;學生不善于聽其他同學的匯報,他們大多仍繼續關注自己探究過程中不出現的問題,只有教師開始解釋他們才開始集中注意力。
(6)學校的多媒體設備、實驗條件還都不能滿足探究式課堂教學的需要。[5]
總之,探究式課堂教學是否能取得實效,歸根到底是以教師能否轉變教育教學觀念,學生能否參與、怎樣參與、參與多少來決定的,同時只有學生主動參與教學,才能改變課堂教學機械、沉悶的現狀,讓課堂充滿生機。所謂學生主動參與就是給學生自主探究的權利,不要教師設框框,先把學生手腳捆綁起,要求學生按照教師預先設計好的一套去運行,而每步探究先讓學生嘗試,就是把學生推到主動位置,放手讓學生自己學習,教學過程主要要靠學生自己去完成,這樣,就可以使探究式課堂教學進入理想的境界。
參考文獻:
[1]中華人民共和國教育部.全日制義務教育化學課程標準(實驗稿)[M].北京:北京師范大學出版社,2001.
[2]透視科學探究性學習[J].人民教育.2003年9月
該類試題一般以實驗裝置圖的形式給出實驗的流程,其實驗流程與考查內容一般為:
對實驗方案的科學性的評價要從“合理選擇,排除干擾,操作準確”等方面入手。
1.“合理選擇”是指儀器的選擇、藥品的選擇、連接方式的選擇等。儀器的選擇又包括發生裝置(幾種基本類型)、凈化裝置(除雜質的試劑與順序)、反應裝置、尾氣處理裝置等;藥品的選擇包括藥品的種類、濃度、狀態等;連接方式的選擇指儀器的先后順序,導管接口的連接等。
2.“排除干擾”是指反應條件的控制、防止空氣成分介入、副反應盡量避免、雜質的清除以及防止產物的揮發、水解等對實驗的干擾。
3.“操作準確”則要求熟悉主要儀器的性能、用途和典型的實驗操作步驟。
二、定量測定實驗題
常見的定量測定實驗包括混合物成分的測定、物質純度的測定等。該類試題常涉及物質的稱量、物質的分離與提純、中和滴定等實驗操作。實驗過程中或問題解答中要特別注意以下幾個小問題:
1.氣體體積的測量是考查的重點和難點,對于氣體體積的測量,讀數時要特別注意消除“壓強差”,保持液面相平,還要注意視線與液面最低處相平。
2.測定實驗中還要注意消除干擾氣體的影響,如可利用“惰性”氣體(指對于反應中涉及的物質來說是“惰性”的氣體)將裝置中的干擾氣體排出等。
3.使被測量氣體全部被測量,如可采取反應結束后繼續向裝置中通入惰性氣體以使被測量氣體全部被吸收劑吸收。
4.許多實驗中的數據處理,都是對多次測定結果求取平均值,但對于“離群”數據(指與其他測定數據有很大差異的數據)要舍棄,因為數據離群的原因可能是在操作中出現了較大的失誤。
在定量實驗試題中,常見減小誤差的措施有:①定量儀器的使用(特別是讀數,如量氣裝置讀數時要保證液面相平等);②減少固體產物的損失或除去雜質,如洗滌沉淀以及洗滌沉淀選用合適的洗滌劑;③保證氣體產物全部被吸收,如向裝置中通入足量惰性氣體將氣體產物趕出等;④沉淀劑的選用,如沉淀CO2-3 用氫氧化鋇效果比選用氫氧化鈣效果好(因為碳酸鋇的相對分子質量比碳酸鈣大,稱量誤差對結果造成影響?。虎莘乐蛊渌麣怏w物質的干擾,如阻止固體產物吸收空氣中的二氧化碳和水等。
三、創新和探究性實驗題
探究類實驗題的一般命題思路是:發現問題提出問題(即在學生現有知識水平的基礎上做出猜想或假設)解決問題(設計實驗進行驗證,最后得出結論)。在能力考查點的設置上則可以考查學生發現問題的能力、提出問題的能力(做出合理假設或猜想)、探究問題的能力(設計實驗進行探究)以及分析問題的能力(根據實驗現象得出合理結論)等。在知識點的涵蓋上則既可以考查基本概念、基本理論又可以考查元素化合物的有關知識;而且符合新課程改革在學習方法上強調的“探究學習”、“自主學習”。因此,探究類實驗題將會是2013年高考試題中的一個亮點。
探究類試題一般有以下幾種命題形式:探究化學反應機理、探究化學實驗中的反?,F象、探究對經典問題的質疑、探究未知物的成分、探究物質的性質、探究化學反應的條件以及探究化學反應的現象等等。
解決這類問題的關鍵是緊跟命題者設計的實驗探究的思路,猶如身臨其境。特別是對發現問題這一環節,根據已有知識,結合題目信息作出可能的假設;還有探究實驗時,一定看清是基于哪種假設或猜想來進行設計的等。
一、引言
建構主義強調學習的主動建構性、社會互動性和情境性,網絡作為一種開放的信息環境,比傳統教學環境更能支持靈活開放的探究活動,支持師生之間、學生之間以及學校與社區之間的多向互動,有利于協作探究學習的實現。以往教學中,受信息技術硬件及師生教改意識所限,教師無法給予學生更靈活、更感興趣、更具創造力的探究空間,從而無法體現探究學習的樂趣以及在培養學生科學素養上的優越性。筆者通過高中生物《穩態與環境》中的“網上搜集有關利用神經調節原理的仿生學資料”這一探究活動的實施,大力促進了學生學習興趣和探究能力的提高,也邁出了課程改革的可喜一步。
二、網絡協作探究學習的活動流程
1.因校制宜,確立個性化的活動目標
探究學習的一條重要原則,是要有恰當的學習目標定向,以保證協作探究活動不只是形式上的“熱鬧”,而是能夠達到實質性的學習效果。我們必須結合具體高中生物學科內容,明確探究活動旨在達成哪些知識與技能目標,哪些能力與方法目標,哪些情感態度與價值觀目標。
我校是一所省級重點高中,學生學習基礎較好,電腦技術也熟練?;诒拘W生的優勢,我們對教材中對“網上搜集有關利用神經調節原理的仿生學資料”教學目標的設定,進行了適當的調整,設定目標如下:
(1)搜集有關利用神經調節原理的仿生學資料,舉例說明利用神經調節原理的仿生學在本地生產實踐中的應用。
(2)提高利用網絡獲取知識的能力,學會收集和處理信息的方法;學會撰寫文獻綜述,并能自制多媒體演示文稿展示自己的研究成果。
(3)在查找過程中體驗合作與分享,增強對自然和社會的責任感,形成正確的世界觀和價值觀。
2.先期輔導,拓展信息獲取能力
網絡在人們獲取信息的過程中占據了非常重要的位置,使用網絡搜索資料,并制作多媒體演示文稿進行交流學習已經成為一項基本技能。但網絡上信息繁雜,科學與不科學的信息魚目混珠,如“仿生學”一項搜索就有大量的資源。為了體現教師一定的指導作用,幫助學生提高搜索效率及正確性,在學生開展網絡搜索之前,教師應進行一定的背景資料介紹,并舉例說明可供參考資料的范圍及特點,避免信息失真。例如,仿生學的概念、起源、包括的范圍等。
資料搜集通常有兩種方法:登陸專業網站,如中國仿生社會學網、北京自然博物館等,或利用搜索引擎,如谷歌、百度等。很多搜索引擎允許用邏輯運算符來縮小范圍,在關鍵詞前插入“+”,表示在反饋結果時需要此條件;在關鍵詞前插入“-”,表示在反饋結果時排除此條件。例如,“……+仿生學+軍事”表示返回的網頁內容中包含關鍵詞“仿生學”和“軍事”。搜集資料的時候,養成資料分類保存的習慣非常重要,便于到時查找。
3.實施活動,喚醒合作探究意識
實施網絡探究活動一般流程包括:確定子課題創建文件夾搜集資料建立多媒體素材庫撰寫文獻綜述制作多媒體演示文稿并進行交流。針對“網上搜集有關利用神經調節原理的仿生學資料”這一課題,具體操作如下:
首先,確定子課題。教師要幫助學生根據自己的興趣選擇一個子課題,然后教師再根據選題情況對學生進行分組。例如,工業領域、農業領域、軍事領域等。
其次,創建文件夾。學生在自己的電腦上首先創建一系列文件夾,如“仿生學習資料”,然后在其內部繼續創建一系列子文件,如“航天領域”,在“航天領域”文件夾內再細分為“素材”文件夾和“演示文稿”文件夾,在“素材”文件夾內再建立“文字”“圖片”“動畫”“聲音”“其他”等文件夾,這樣便于搜集到的資料進行分類管理。
第三,搜集資料(見上述)。
第四,對資料進行分析討論,確立觀點,撰寫文獻綜述。文獻綜述一般都包含以下四部分:即前言、主題、總結和參考文獻。撰寫文獻綜述時可按這四部分擬寫提綱,再根據提綱進行撰寫加工。
第五,制作多媒體演示文稿并進行交流。小組成員根據文獻綜述,調用資源庫中的多媒體資料,使用powerpoint等軟件制作成匯報材料,用于學生之間的交流學習。演示文稿至少應包括以下內容:如什么是仿生學,仿生學在××領域應用的實例,仿生學研究的前景,等等。制作過程中盡量發揮計算機的優勢,使用圖片、動畫、聲音等多媒體素材,使演示文稿更加生動、易懂。完成以后,向全班學生展示自己的研究成果,也可以將自己的演示文稿到論壇與個人空間上,接受網友的點評。
三、網絡協作探究學習活動實施的反思
1.以生帶生,提升網絡技術
學生在高一時學習了信息技術這門課程以后,雖然基本掌握了計算機的使用方法,但是很多學生可能在使用的時候還會或多或少遇到一些問題。因此,可以考慮在班級中挑選3~4名計算機水平較高的學生作技術指導,幫助其他學生解決在搜索資料、制作多媒體課件的時候遇到的計算機技術問題。
2.信息共享,減少機械重復
同一小組的學生通過分工合作,將各網站搜索到的資料都存入共享的文件夾,大家都可以調用,不但資料更加豐富,也減少了學生的重復勞動。
3.創設平臺,交流探究經驗
在交流學習階段,學生利用自己搜索到的資料制成聲形并茂的多媒體演示文稿,在班級上交流。這樣,每一位學生除了學習到本子課題的知識,還能從其他學生那里學到更多的生物學的知識。
4.學生主體,激勵主動參與
整個流程中,學生在搜索過程中發現問題,通過自己的努力解決問題,從收集資料、完成報告、到制作多媒體演示文稿等一系列工作,都由學生獨立完成。這樣,真正實現教師是教學的設計者、指導者、促進者、組織者、伙伴和幫助者,學生真正成為課堂的主體,實現學生積極、主動、探究地學習。
四、結束語
高中生物學科網絡協作探究學習,是信息技術應用與生物科學教學配合相得益彰的教學內容,是學生提高網絡學習能力,學會撰寫文獻綜述,掌握多媒體演示技能的一項重要的學科實踐活動。通過這項活動的開展,將學生的生物知識學習與信息時代緊密聯系了起來,提高了學生的知識獲取與相互合作的能力,筆者覺得這是生物教學課改的一個有力方向。
參考文獻:
[1]陳閱增.普通生物學[M].北京:高等教育出版社,1997.
中圖分類號:G633.8 文獻標識碼:B 文章編號:1006-5962(2013)08-0208-01
化學工藝題起源于廣東、上海卷,契合 "課程內容與學生生活和現實社會實際之間保持密切聯系,使實踐和生活成為科學課程內容基本來源" 這一新課程理念,已成為新課改后的高考新亮點?;瘜W工藝題是一種多溶質的混合溶液,其中的工藝流程(包括文字、流程圖、表格、數據、坐標圖等)是優質溶劑,化學科學的知識、方法、觀念是溶質,將溶質結晶出來并加以識別、應用是知識與能力的綜合體現。以下基于化學工藝題的問題設置,談談在突破策略上的思考。
1 化學工藝題常見問題設置
2 化學工藝題的突破策略
2.1 重視教材基本知識的內化。
工藝題融合了元素化合物、離子反應、氧化還原反應、化學平衡、電離平衡、溶解平衡、水解原理、物質制備和分離提純、反應條件的控制、綠色化學等核心知識。應力求重溫重點知識,以點帶面,通過知識的內在聯系,建立一個完整的、系統的、開放的且不斷生成的知識結構,力求達到知識的內化。
2.2 緊抓教材經典工藝的深化。
高中化學教材中涉及到的重要化工生產有合成氨工業、合成硫酸、氯堿工業,硅酸鹽,煉鐵、煉銅、煉鋁、鎂的提取、石油化工、煤加工等。高考復習中應充分挖掘教材中的重要工業生產流程,以生產原理、設備、生產流程中的除雜提純、尾氣的吸收與處理等熱點知識為載體,聯系新材料、新能源、環境問題。高考化學試題中流程題可能將課本中不同處的內容融合,可能會將課本知識延伸。這就提醒我們要引導學生認真閱讀、梳理教材,弄清書上每個重要實驗和化工流程,并在練習中加以變通,這樣才易于做好試卷上有創意的工藝流程題。
2.3 熟悉化工生產中的主要操作。
⑴原料的預處理:目的是為了將原料轉化為容易提取的物質,常用方法有粉碎、灼燒(焙燒)。如海帶中提取碘,事先要將海帶灼燒成灰。
⑵浸出:用浸取劑將固體物質中的主要物質溶解。浸取時常用浸取劑有水、酸、堿等。
⑶煮沸:目的是為了除去溶液中的某些易揮發、易分解、易沉淀的物質。
⑷pH值調節:化工生產中為了分離除雜,常需控制溶液的pH值,調節的方法有加氧化物、酸、堿等。
⑸蒸發:為了將溶液中的溶質提取出來,常采用蒸發的方法,對于不同的溶質,蒸發的程度不同。
①所得晶體不帶結晶水(如NaCl)時,一般蒸發至出現大量晶體,利用余熱蒸干。
②所得晶體帶結晶水(如CuSO4?5H2O)時,通常蒸發濃縮,冷卻結晶。
⑹過濾:為了加快過濾速度常用"抽濾";為了防止溶質損失或雜質析出常用"趁熱過濾";為了保持固液混合物的溫度恒定,可用"熱濾"。
⑺洗滌:為了洗去固體物質表面的雜質,常用蒸餾水洗滌,有時為了減少固體的損失,常用冷水或酒精洗滌。
⑻重結晶:為了將粗產品進一步提純而采用的重復結晶的操作。
⑼干燥:晶體表面上吸附有少量溶劑,需用適當的方法進行干燥。固體的干燥方法很多,可根據重結晶所用的溶劑及結晶的性質來選擇,常用的方法有以下幾種:空氣晾干的;烘干(紅外燈或烘干);用濾紙吸干;置于干燥器中干燥。
⑽氧化:加氧化劑,將雜質離子轉化為易除去離子,如將Fe2+氧化為易水解的Fe3+。常用氧化劑有H2O2、Cl2、NaClO、KMnO4等。
2.4 滲透"綠色化學"的理念。
綠色化學有利于實現人類社會的可持續發展,對化學工藝流程的可行性評價需要從 "綠色化學"的角度考慮。常常涉及工藝的安全性、可操作性、節約成本(原子效率和原料的循環使用、節能)、環境保護等問題。
2.5 培養答題能力。
要想學生在高考中拿到一個從未見過、不太熟悉的工藝題不緊張,同時處理得游刃有余,需要我們在高考復習中培養學生工藝題答題能力。
⑴明確工藝題答題的基本步驟
①完成"是什么?為什么?"的問題探究過程
從題干中獲取有用信息,了解生產的原料和產品。引導學生理解物質間的轉化關系、理解物質結構、性質、應用及其內在聯系。
②完成"做什么?怎么做?"的問題解決過程
引導學生從技術角度分析從原料到產品關鍵進行了哪些反應?利用了什么原理(氧化還原、溶解度、溶液中的平衡)?關鍵操作進行到什么程度最佳?除目標產物外還產生了什么雜質或副產物?雜質或副產物是怎樣除去的?
使學生明確做工藝題不需要拘泥于每個細節,不需要把過多的精力用于分析每步流程,只需把握大的方向即可解題。
⑵熟悉工藝題答題的基本策略
①給信息的反應方程式的書寫基本步驟
結合物質的類別、化合價情況確認反應發生的本質;確定最關鍵的反應物和生成物;配平關鍵反應物和生成物;再根據守恒配平或補充其他輔助反應物和產物;依據題目信息寫好反應條件;結合反應條件和反應體系所處的環境對各物質的存在形式、狀態進行修正。
②基本實驗操作檢驗沉淀是否完全。一般敘述為:取上層清液,檢驗其中含有的某一離子。
洗滌沉淀。如問洗滌目的,一般考慮除雜或減少原料的損失;如問如何洗滌,一般敘述為:往漏斗中加入蒸餾水至浸沒沉淀,待水自然流下后,重復以上操作2-3次。如問用冷水或75%的乙醇代替水的目的,一般是為了減小溶解度(用乙醇還有助于固體的干燥); 如問沉淀是否洗凈,一般敘述為:取最后一次洗滌液,檢驗沉淀表面的雜質離子。
從溶液中得到晶體,一般敘述為:蒸發濃縮-冷卻結晶-過濾-洗滌-干燥,有時根據具體物質還應考慮抑制水解、趁熱過濾等特殊操作。
③反應條件的選擇
溫度控制。經常從物質的揮發性、穩定性、副反應,對反應速率的影響,對化學平衡的影響,對物質溶解度的影響等方面分析。
提高轉化率。根據平衡移動原理分析。
反應物用量或濃度。一般是為了提高反應物的利用率,控制副反應等。
pH值控制。通常是為了促進或抑制水解,控制反應的進行程度。
④綠色化學。從原料成本及循環利用、設備要求、節能、環保等角度回答。
⑤化學計算。靈活運用觀察法、比較法拆分與重組法、建構模型法、分類討論法、守恒思想、特殊化與一般化思想、平均化與極端化思想、方程思想、函數思想等。
⑶強化答題規范化素養的養成
"細節"決定成敗,每年高考卷的典型錯題分析都暴露學生的化學基礎不扎實;在分析解答比較復雜的綜合性問題時,思考問題不全面,思維欠嚴謹,實驗探究能力和計算能力比較差,信息素養和學習能力不強,審題不仔細,答題不規范,不準確。一定要強抓基礎知識的扎實性和學生答題的規范性,引導學生從出題者的角度審視問題,抓好錯題訂正和消化,使學生形成較強的化學學科素養。
突破工藝題這一富有挑戰的新題型,應以《考試說明》為指導,寬基礎、重素養,幫助學生練就"化學的慧眼和慧心", 答題時把握變中求不變,抓住一個關鍵點:一切反應或操作都是為獲得產品而服務。最終使學生既學到知識,又培養能力。
參考文獻
[1] 江蘇省普通高中學業水平測試(選修科目).江蘇教育出版社.2010.