浅谈化学课程教学中的递进性设计,本文主要内容关键词为:浅谈论文,化学论文,课程论文,教学中论文,此文献不代表本站观点,内容供学术参考,文章仅供参考阅读下载。
一个教学班的学生智力总会有一定的差别,非智力因素也千差万别,致使学生掌握同一块知识有快有慢,有好有差。布鲁姆认为:只要给学生合适的帮助,就能使95%的学生学好。这就要求在教学设计时要有一定的递进性,使后进生“跳一跳够着桃”,优等生也能够“吃得饱”。我们承认学生存在着差异,根据最近发展区理论,将起点立足于后进生,层层推进,使后进生学习走在心理机能发展的前面,将落脚点定在优等生所能达到的水平。这样就能使各个层次的学生都能较快的发展,大幅度全面地提高教学质量。当然,它要求任课教师在了解学生的前提下,研究教法学法,深挖教材,使每节课都能层层递进,最大限度地开发课堂45分钟的效率,力求教学目标、教学内容、教学方法都有一定的递进性,在设计的“度”上能够最大限度地满足各个层次学生的学习要求。
一、教学目标的递进性设计(教学目标的设计应体现认识规律的递进性)
在教学设计中明确提出教学目标,有利于明确教学工作的方向,做好教学过程教学评价的设计,也有利于以学生为学习主体和发挥教师的主导作用。因而,在课堂教学中教学目标的递进性设计就显得非常重要了。它是教学内容和教学方法设计递进性的航标。
1956年布鲁姆提出,认识方面的教学目标,分为认知、理解、应用、分析、综合等六个层次,教学目标分类的本身就形成了由简至繁的一个梯度。由此可见,课堂教学目标的设计应具有一定的递进性,教学设计应符合由浅入深、由简到繁的认知规律,能使学生在认知、情感、技能等各个层次得到最大程度的满足。下面以《氨铵盐》为例谈谈递进性教学目标的设计。
A.知识目标:①认知氨的结构②理解并掌握氨的物理性质、氨的化学性质③应用氨的性质分析解决实际问题
首先让学生认识氨的结构(极性强,易形成氢键),再从氨的结构分析氨的物理性质(极易溶于水,易液化),又从氨的物理性质和结构顺理成章地过渡到氨的化学性质(易结合H[+]和易被氧化),从而推出氨的实际应用。这样,形成了由低级到高级的递进性教学目标。
B.技能目标:①通过实验培养学生的观察能力和探索意识(知觉作用和机械作用)
②通过解剖化学式、分析物理性质和化学性质,培养学生的逻辑思维能力(复杂作用、技能调适)
③通过物质之间的替换培养学生的迁移能力和创新思维(创新表现)
C.情感目标:①让学生体会化学变化的变化美,化学实验的现象美和装置美(每一个化学仪器又何曾不是一件精美的艺术品);让学生体会化学课本中的语言美——接受、反应。从而挖掘化学的内在美和变化美,培养学生的审美能力——评价和价值体系性格内化。②利用汉字(氨铵)的拆分(接受、反应)——培养学生的爱国主义情感(评价和价值体系性格内化)。
从知识目标、技能目标和情感目标可以看出,首先让学生感知教材形成表象,逐渐将知识内化为自己的能力,又能突破原有的知识进行创新,达到教学目标的最高层次,力争教学目标的设计体现学生认识规律的递进性。
二、教学方法的递进性设计
教学方法是师生为完成一定教学任务在共同活动中所采用的教学方式、途径和手段。它直接关系着课堂教学的成败和教学效率的高低以及把学生培养成什么样的人。面对客观存在着智力和非智力因素差异的学生,这就要求在教学方法的设计上有一定的递进性和层次性,最大限度地适合各个层次的学生。即使在运用某个具体的教学方法时,在设计时也应体现它的递进性和层次性。
(1)实验法——实验设计的递进性
例如,在复习乙醇氧化成乙醛时,可将感知教材的演示法,理解教材的分析法和自我设计的实践法有机地结合在一起,使学生在层层推进中理解知识和内化形成能力。其设计如下:
教师演示(让学生感知教材知识点)将螺环状的铜丝在酒精灯焰上灼烧,铜丝变黑,将铜丝灼烧红热后立即伸入盛有乙醇的试管中,铜丝变成红色(比原来更红一些)。让学生从现象分析得出结论(培养学生的分析能力):铜丝灼烧变黑说明铜被氧化成氧化铜(2Cu+O[,2]=2CuO),伸入酒精中又变红说明氧化铜被乙醇还原(CH[,3]CH[,2]OH+CuO→Cu+CH[,3]CHO+H[,2]O)。然后,让学生将两个方程式叠加起来(2CH[,3]CH[,2]OH+O[,2]→2CH[,3]CHO+2H[,2]O),此反应也说明了铜做催化剂,也证明了催化剂先参加了反应,后又恢复为原来的物质,从而也消除了有些同学认为催化剂没有参加反应的错误认识。这个实验简单明了,但缺点是未能验证生成的产物。
让学生根据反应原理,设计可验证产物的实验方案(自我设计的实践能力),并动手验证,然后将学生设计的最合理的方案进行讲评。下面不妨将某同学设计方案供大家参考。用简单的图形来表示化学仪器:如带橡胶塞的玻璃容
(2)讨论法——讨论问题的递进性设计
当一定数量的学生在学习上遇到疑难问题,通过个体的努力无法解决的时候。由于各学习小组“组内异质,组间同质”的特点,会产生“整体大于部分之和”的力量,即“1+1>2”的效果。但如果习题的设计的跨度太大,则会出现“冷场”现象,比如,我在全国优质课评比的选拔赛中进行《水的电离》教学时,在进行“计算强酸中水电离出来的c(H[+])或强碱中水电离出来c(OH[-])”的内容教学时,如果直接让学生讨论:0.1mol/L盐酸中水离出来的c(H[+])等于多少?往往会出现“冷场”现象,绝大多数同学会出现思维受阻,或者找不到头绪。如果设计下列有梯度的习题,实践证明,学生会在轻松愉快的讨论的氛围中得出正确结论。
①0.1mol/L盐酸中c(H[+])等于多少?是什么物质电离出来的?
②0.1mol/L盐酸中c(OH[-])等于多少?是什么物质电离出来的?
③0.1mol/L盐酸中水电离出的c(H[+])等于多少?你是怎样考虑的?
这样习题设计符合耶克斯-多德森的动机理论:随着任务难度的增加,动机最佳水平呈下降趋势,通过习题的递进性设计降低了教学难度,增强学生的学习动机,培养学生的学习兴趣。
(3)演示法——力争演示实验设计呈现一定的递进性
课堂演示实验如果能体现一定的递进性,不但易于学生接受,更有益于学生逻辑思维的培养和知识网络的形成,同时,它也能使教学形成明确的知识主线、能力主线。如在进行《苯酚》一节教学时,将演示实验设计如下:
向一试管加入苯酚晶体→加蒸馏水2ml→加热→冷却→加入NaOH溶液刚好使溶液澄清→通入二氧化碳出现浑浊→加水稀释并分成三份→分别加入酸性KMnO[,4]溶液、溴水、FeCl[,3]溶液。
通过实验设计的主线体现这节课的苯酚物理性质和化学性质知识主线,又能培养学生的观察能力、分析能力、思维能力和发散性思维,从而使学生形成能力主线,使学生形成苯酚性质的知识网络,还能培养学生节省实验药品的意识,能够最大限度地满足不同层次学生的需要。
(4)练习法
课堂教学的例题教学或课外作业应除了具有代表性外,还应体现一定的递进性,满足不同层次学生的学习要求,使后进生能够跟得上,优等生能“吃得饱”。我在教学中设计如下三个习题:
习题1.(要用原子守恒解题)取3.40g液态饱和多元醇,完全燃烧后,将生成物通过浓硫酸中,浓硫酸增重2.7g,再将气体经CaO吸收,体积减少2.80L(标况下),(1)3.40g醇中C、H、O物质的量分别是多少?该醇中C、H、O个数比为______。由比值能否确定该醇分子式?原因_________。(2)如果将该多元醇的任一羟基换成卤原子只得到一种结构,确定该醇的结构简式。
习题2.(要用原子守恒和质量守恒来解题)取3.40g液态饱和多元醇,完全燃烧需3.36L氧气,经浓硫酸干燥后,用CaO吸收体积减少2.80L(标况下)。(1)3.40g醇中C、H、O物质的量分别是多少?该醇中C、H、O个数比为______。由比值能否确定该醇分子式?原因______。(2)如果将该多元醇的任一羟基换成卤原子只得到一种结构,确定该醇的结构简式。
为了能够让学生顺利计算出消耗氧气的量,设计如下燃烧反应加以铺垫:
C[,x]H[,y]O[,z]+(x+y/4-z/2)O[,2]→xCO[,2]+y/2H[,2]O
因有机物C[,x]H[,y]O[,z]和H[,2]O均为液态,所以有(x+y/4-z/2)(耗氧量)=x(生成二氧化碳的量)+(y/4-z/2)(气体差量),即:消耗氧气量=气体差量+生成二氧化碳量(体积或物质的量);
习题3.(不但要用原子守恒和质量守恒,而且要用液态有机物的燃烧规律来解题)取3.40g液态饱和多元醇,置于5.00L氧气中,经点燃,醇完全燃烧,反应后气体减少0.56L。经浓硫酸干燥后,用CaO吸收,体积减少2.80L(均在标况下测定)。(1)3.40g醇中C、H、O物质的量分别是多少?该醇中C、H、O个数比为_______。(2)由以上比值能否确定该醇的分子式?原因________。(3)如果将该多元醇的任一羟基换成卤原子只得到一种结构,试确定该醇的结构简式。
解决习题3要有三个突破口,一要突破计算消耗氧气的体积为3.36L,二要想到用质量守恒来求出生成水的质量为2.7g,三要用原子守恒来求出C、H、O原子个数比为5∶12∶4。如果没有习题1和习题2以及燃烧规律性的铺垫,绝大多数学生在做此题是时无从下手,可见,例题教学的递进性设计就显得特别重要了。
三、教学内容的递进性设计
教学内容的设计遵循思想性原则、启发性原则、灵活性原则、系统性原则、趣味性原则、简易性原则的同时,更应遵循层次性原则。以我执教的《苯》(获全国化学教师优质课评比一等奖)的教学谈谈教学内容的递进性设计。
(观察感知)首先,拿出一瓶苯让学生通过看一看、闻一闻感知苯的物理性质,通过点燃苯的燃烧实验,分析出苯中含有碳元素,再结合苯的发展史给出苯的化学式C[,6]H[,6]。
(感受苯的发现、研究历程、激发探究欲望)法拉第经过研究后,1825年6月16日向伦敦皇家学会报告,发现一种新的碳氢化合物—“氢的重碳化合物”。随后,法国化学家日拉尔(C.F.Gerhardt,1815—1856)等人又确定了苯的相对分子质量为78和分子式C[,6]H[,6]。苯分子中碳的含量如此之高,让科学家感到惊讶,苯分子结构是十九世纪化学的一个谜。我们不妨来探索它的谜底。(让学生通过拼出符合C[,6]H[,6],的球棍模型来探索)。
(培养探究能力、操作技能和发散思维)学生拼出符合C[,6]H[,6],的可能的球棍模型结构:CH[,2]=CH-CH=C=C=CH[,2];CH[,3]-CH=C=C=C=CH[,2];CH[,2]=C=CH-CH=C=CH[,2];CH[,2]=CH-CH=CH-CH≡CH[,2];CH[,2]=CH-CH≡CH-CH=CH[,2];CH[,3]-CH≡C-CH=C=CH[,2];CH≡C-CH[,2]CH[,2]-C≡CH;CH[,3]-CH[,2]-C≡C-C≡CH;CH[,3]-C≡C-CH[,2]-C≡CH,等。
然后,根据事实:(1)苯的一氯取代物只有一种(2)苯是无色液体(3)苯不溶于水,密度比水小,判断苯的结构哪一种更合理。(2)(3)是碳原子数五个碳以上的烃的共性,不能判断哪一种更合理,(1)是特性,由(1)判断出环状更合理一些。
(根据事实判断,培养学生判断能力)让学生中拼得出凯库勒式球棍模型的学生写出它的结构简式,凯库勒苯环结构的有关观点:(1)6个碳原子构成平面六边形环;(2)每个碳原子均连接一个氢原子;(3)环内碳碳单双键交替。
(设计实验方案,检验判断是否正确,培养学生掌握科学研究的一般方法)让学生来评价凯库勒式的观点。并引导学生从美学角度来分析苯的凯库勒式。设问:凯库勒式是否合理?请设计实验验证。[学生讨论设计实验方案](1)能不能使溴水褪色?(2)能不能使酸性高锰酸钾溶液褪色?
(培养学生观察能力和实验现象的分析能力)等待学生评价出凯库勒式的不足之处后。既然不是单双键交替,苯的结到底如何呢?演示下面这个实验:
产生喷泉,此气体在水中的溶解度如何?溴蒸气是否可能?它可能是什么气体?你为什么猜测它是HBr?能用什么实验来证实?既然是HBr,则该反应是取代反应还是加成反应?请你写出它的化学反应方程式?
通过实验现象的分析得出苯和溴单质发生了取代反应,说明苯具有烷烃的性质。
(使学生遇到疑惑,养成查阅资料或查课本的习惯)习题过渡:
下列关于苯的说法不正确的是()
A.苯是一种无色的液体
B.苯的分子式为C[,6]H[,6],含碳量较高
C.苯的凯库勒式可用表示
D.苯可发生取代反应,但不能发生加成反应
(情感教育,培养学生团结就是力量的思想)苯既可以发生加成反应又可以发生取代反应,既具有烷烃的性质又具有烯烃的性质,说明了,苯的结构不是单双键交替的结构,碳碳键应该是介于单键和双键之间的特殊的键。
我们也可以用现有的知识进行分析,每个碳有四个电子,每个碳都与其他两个碳原子相连,同时连接一个氢原子,已有三个电子成键,则每个碳还有一个电子,如果它们共同成键,不就人多力量大了吗?这样形成了介于双键和单键之间特殊的键。其成键特点见下图。
提问:既然6个电子共同成键,请同学思考:由碳原子构成的形状又是怎么样的呢?由碳原子构成的环为正六边形,则碳氢键、碳碳键之间的夹角是多少呢?
学生得出结论:(1)具有平面正六边形结构,所有原子均在同一平面上;
(2)所有键之间的夹角均为120°。
请根据上述结论,我们应如何确切地表示苯分子的结构?
苯分子的环状结构中所有的碳碳键等同,且介于单双键之间特殊的键,此苯分子的确切结构应为:为了纪念凯库勒,他所提出的苯的结构式被命名为凯库勒结构式,现仍被使用。但须记住,苯分子中并没有交替存在的单、双键。
(对苯的结构的感性认识和理性认识相结合)然后展示苯分子结构的三维动画。
(培养学生发现问题的意识,通过自学去培养学生的自学习惯和自学能力,以及解决问题的能力)从浙江武义苯泄漏导致周围的居民和附近中学的学生中毒的网页和温岭鞋厂苯中毒事件入手,启发学生苯泄漏能使人中毒,培养学生关注社会的习惯,学会去发现问题。
课堂设计见上表
课后留下研究性课题:
请调查苯的用途以及危害,并思考由苯的哪些性质决定的。
四、递进性教学设计应把握好“度”
按照认识渐进规律和知能转换关系,课堂教学应“温故知新”,由已知到未知的,重在提高能力的渐进过程,切不能一步到位,教师的教和学生的学要统一在螺旋上升的尺度上,定位在“跳一跳够得着”的基础上,递进性教学设计的高度、难度、力度应铺设成省力而持重的“缓斜面”坡度。
按照学习动机理论,教师传递的信息与学生对信息的“兴趣”产生共鸣,教学效果方能最佳,教师不能老采取传统的解释性的单线式教学,否则,学生将疲惫于记忆中,思维当然易疲软和僵化,所以教师应选择多种方式、多角度、多层次进行知识、能力、方法递进性教学设计,以提高学生学习的积极性和热情。可见,递进性教学设计应采选取的角度应该多。
只有认真钻研大纲和教材,才能把握好递进性教学设计的深度,递进性教学设计的目的在于降低教学的难度,使学生易于接受,在递进性教学设计的选材上,应尽量地选择学生在日常生活中所能感受到或感兴趣的东西,教材中有的内容枯燥、较抽象,却缺乏有效的实验来辅助教学,因此,这就要求教师能够结合实际情况开辟实验,以增强学生的理解能力。例如,关于《气体摩尔体积》一节的教学,对于初学者来说较为抽象,如果拿两个100毫升的针筒来辅助教学,就会让学生学得轻松,学得开心。在导入新课时,先将一个针筒吸入40毫升的水,另一个针筒吸入40毫升的空气,然后将针筒用橡胶塞堵住,让一位同学来推动活塞,结果是吸入空气的针筒可以推动活塞,而吸入水的针筒却“无动于衷”。说明了气体分子之间的距离较大,气体体积主要取决于分子间的平均距离,即取决于外部的压强和温度,对于固液体来讲主要取决于组成微粒的大小。所以,要确定1摩尔气体的体积就要给定温度和压强,从而过渡到标准状况下的气体摩尔体积。不但如此,在引出阿佛加德罗定律时,用针筒解释更是恰到好处,用一支针筒吸入20毫升的空气,另一个针筒吸入20毫升的氢气,然后向学生发问:“这两个针筒里所含的微粒数相同吗?”学生自然回答相同,再提示这还隐含同温同压的外界条件,自然得出了:同温同压下,相同体积的气体具有相同的分子数。如另一支针筒吸入40毫升空气,再向学生发问:“这个吸入40毫升空气的针筒里分子数是吸入20毫升的针筒里分子数的几倍?”学生迅速回答是两倍,从而导出了阿佛加德罗定律的推论:同温同压下的气体,体积之比等于分子数之比,也等于物质的量之比。在这节教学中用两个针筒,就将枯燥无味的理论知识活化了。可见善于挖掘实验用于教学往往起到事半功倍的效果。在知识的递进性教学设计上也应尽量易懂明了,最好有适应于学生接受和形成能力的层次性。
教师应深入了解学生对本学科原有的知识、技能、学习兴趣、学习态度、思维特点、学习习惯,在了解的基础上预测他们在学习上可能出现的问题,拟定递进性教学设计的方案措施。只有正确地把握教学内容,培养机智、敏锐的观察力,方能积累更多的递进性教学设计素材。在课堂教学中,恰当地运用递进性教学设计技艺,会获得十分有效的教学效果。
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