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化学新课程教学改革的初步尝试

论文 / 2013-07-21

高中化学概念是整个化学知识的基础,是教学的重点,也是教学的难点。本文针对必修一第二章第三节氧化还原反应第一课时提出概念课教学设计思路的三点:确定教学知识脉络、学生认知脉络,巧妙设计建构概念的问题线索,注重知识严谨性。并对本教学设计在课堂实施后进行了几点反思。

一、     问题的提出

高中化学概念是整个化学知识的基础,充分掌握概念是学习化学知识的精髓。只有让学生清楚准确的理解化学基本概念理论,才能使学生更深刻的认识物质及其变化规律。高中生已经有了一定的化学知识,他们对实验现象充满了兴趣,求知欲比较旺盛,往往把注意力集中在观察丰富多彩的实验现象上。而化学概念由于抽象难懂,一些描述性材料枯燥乏味,学生往往会把学习化学概念视为畏途,并会错误的认为化学是一门死记硬背的学科。

在中学阶段的基本概念、基础理论知识中,氧化还原反应占有极其重要的地位,贯穿于中学化学教材的始终,是中学化学教学的重点和难点之一。在中学化学中要学习许多重要元素及其化合物的知识,凡涉及元素价态变化的反应都是氧化还原反应。使学生掌握氧化还原反应的概念,是学好元素及其化合物知识的基础。只有让学生掌握氧化还原反应的基本概念,才能使他们理解这些反应的实质。如何使概念理论的教学更加贴近学生,使学生更加容易理解和掌握,本人针对氧化还原反应这一节的第一课时的教学,尝试对概念课教学的初步探究。

二、     教学设计的思路

   课程改革的核心问题要强调以人为本,考虑到学生是否能够可持续性地发展。鼓励学生通过积极的尝试,自我探究,自我发现和主动实践,集体学习方针,使学生提高综合语言运用能力。本节课是一节新授课,采用探究式,小组合作,发散思维,联想,任务型语言教学的交融方式,充分调动每个学生的积极性,激发他们主动探求知识的欲望进行自主学习。因此,对概念新授课的教学设计,我个人遵从了一下三个基本原则。

(一)确定教学的知识脉络,学生学习的认知脉络

建构主义的教学理论认为,对学习内容较为深刻的理解和掌握是通过学生主动建构来达到的,而不是通过教师向学生传播信息获得的。学习者在—定的情景下学习,或利用自己原有认知结构的有关经验同化新知识或通过“顺应”、改造、重组原有的认知结构来同化新知识,理解、掌握学习内容,达到对新知识意义的建构。建构主义提倡在教师指导下的、以学习者为中心的学习,教师是意义建构的帮助者、促进者,学生是信息加工的主体、是意义的主动建构者。因此,教学设计强调以学生为中心,强调利用各种资源支持学生的自主学习和协作学习,强调学习过程的最终目的是完成知识的意义建构。

基于上述理论,化学学习是建构性的,学生是化学科学意义的主动建构者,化学教学设计的目标在于通过对各种过程和资源的设计支撑学生的建构活动。因此,可以按照以下思路进行概念理论教学的教学设计:首先分析教学内容的知识线索,确定教学的知识脉络;分析学生的已有概念与科学概念间的差异,确定教学过程中学尘的认知脉络。

    通过对课标、教材的研读,整理出“氧化还原反应”第一课时内容的知识脉络:

   学生通过对初中化学的学习,已经知道了化学反应的四种基本反应类型,并通过学习H2还原CuO这个反应认识了CuO被H2所还原,发生还原反应这一知识,具备了初步的氧化还原反应知识。因此,根据学生已有的经验,我设计了本课教学中学生认知的“五步”。

根据学生已有的经验,将“回顾四种基本反应-写出生成CO2的四个不同类型反应”作为学生认知的第一步,目的是为了“温故”。

利用部分学生会书写出Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2这一反应,评价是否属于四种基本反应类型,引出认知的第二步“化学反应分类标准”。

通过引导阅读教材P35页第一段,让学生自己整理出“氧化还原反应”、“氧化反应”、“还原反应”的概念及“氧化与还原的关系”,作为学生认知的第三步“从得失氧角度认识氧化还原反应”。

通过上面的整理,自然有学生认为“氧化与还原同时发生,对立统一”、“从得失氧的角度可以判断反应是否为氧化还原反应”。针对这一观点,利用

C+O2=CO2这个反应的判断,让学生产生认知冲突,突破对氧化还原反应的认识,建立更加科学的概念,即:“从得失氧的角度判断氧化还原反应仍不能反映氧化还原反应的本质”,然后,在老师的引导下完成认知第四步“从化合价升降角度分析氧化还原反应”。

最后通过练习跟讨论,总结出认知第五步“氧化还原反应与四种基本反应类型的关系”。

   (二)巧妙设计建构概念的问题线索,提供合适的素材作为学生解决问题的证据,激发学生质疑,求知的技能

心理学认为:激发是使个体在某种内部和外部刺激的影响下,始终维持兴奋状态的心理过程。质疑即提出疑难问题。激发学生质疑可以集中学生注意力,提高学习兴趣;可以启发思维、发展智力;可以反馈评价,调控教师的教学;也可以引导学生的思考方向,扩大思维广度,提高思维层次,但更重要的在于可以让学生学会如何学习,如何思考。正如教育家克莱·P·贝德福特所说:“你一天可以为学生上一课。但是如果你用激发好奇心教他学习,他终生都会不断地学习”。

本课以概念的“比较-归纳-应用-更深层次的比较-归纳-应用”学习为主,设置疑问就成为一种不可或缺的教学方法。在确定了教学设计的知识脉络和学生的认知脉络后,就要根据具体情况合理的设计各种疑问。这些问题不仅要激发和维持学生的好奇心,也要引导学生善于发现问题,不断提出问题,教师更要认真地帮助学生解决提出的问题。这样做不仅有利于学生贴近概念,并激发学生的求知欲,而且有助于培养他们的自主学习能力,使课堂的探究更深入。

1.在教学过程的最佳处设疑

适当的目标设置能够唤起对象的多种需要如成就需要等并促使对象激发相应的动机。选择好的设疑时机可以有效地提高教学效果,及时反馈学生信息。教学的最佳处可以是以下几种情况:即当学生的思想囿于一个小天地无法"突围"时;当学生疑惑不解,厌倦困顿时;当学生各执己见,莫衷一是时;当学生受旧知识影响无法顺利实现知识迁移时等等。例如在本节课教学中,让学生根据基本反应类型分别写出生成CO2的化学方程式。在评价中可以利用学生写出的Fe2O3+3CO=2Fe+3CO2这一反应设疑:Fe2O3+3CO==== 2Fe+3CO2应属何种基本反应类型?从而让学生自己得出初中化学所学的反应分类方法有局限性,不能囊括所有化学反应,不能反映化学反应的本质,从而引出本课的学习目的。这样做能较好的激发学生的学习兴趣,明确学习的目标。

2.在关键处设疑

众所周知,中学化学教学中注意提高四十分钟的课堂效率是极为重要的,在关键处设疑不仅能起到对教学内容的承上启下的作用,而且能激发并维持学生良好的学习状态。教师应该在教学过程中用自己敏锐的眼光捕捉学生心灵的信息,巧妙设疑、及时设疑,能有效地提高学生的学习兴趣,并在质疑中提高学生分析问题、探究问题、解决问题的能力。例如在学生已经掌握了“从得失氧的角度分析氧化还原反应”的相关知识后,提出如下问题让学生思考:C+O2==CO2反应是否属于氧化还原反应?这时学生们各执己见,有些认为不是,因为这个反应中只有氧的得到而没有失去;有些认为是,因为C得到氧发生氧化反应,有氧化必定有还原,氧化还原是对立统一、不可分割的。利用这个问题,让学生产生认知冲突,突破对氧化还原反应的认识,开始寻求更加科学的判断标准。

3.在重点、难点处设疑

教学内容能否成功地传授给学生,很大程度上取决于教师对本节内容重点、难点的把握。有教学经验的教师往往在备课时就非常注意对重点、难点教学方法的选择,而在重点、难点的教学上恰当的设疑则能起到事半功倍之效。当然,教师此时所提的问题也应当是经过周密考虑并能被学生充分理解的。例如在学生无法用得失氧的观点解决“C+O2==CO2是否属于氧化还原反应?”这个问题时,可以设疑引导:标出C+2CuO=2Cu+CO2、C+H2O=CO+H2、C+O2==CO2这3个反应中元素的化合价,然后看看是否能得到化合价跟氧化还原反应的关系?通过学生自己对化合价改变的研究,自己得出化合价跟氧化还原反应的各种关系结论。对教材中重点、难点问题的释疑,教师可以视不同情况运用启发诱导的方式进行:可以从联系旧知识入手进行启发;可以增设同类,对比启发;可以指导读书,让学生进一步深入思考;也可以从直观进行启发。同时,仔细把握教材内在逻辑关系,逐步提问引导也是重要的一环。教学实践已充分证明,启发诱导的教学方法可以有效激活学生思维,发展学生智力。

(三)注重知识概括的严谨性,充分挖掘知识的内涵

概念教学过程中教师应该教会学生在自己归纳概括中应注重概念文字的严谨性和科学性,目的是培养学生对知识一丝不苟的态度跟严谨的科学研究习惯。并且要学会挖掘概念的深层含意,找出概念中的重要字词,通过重要的字和词去把握概念的精髓。

1.  培养学生概括知识要注意严谨、精炼、科学

本节课教学中由于采用了“比较-分类-归纳-概括”的教学方法,很多结论都是由学生得出,所以在概括时可以利用学生的评价对概念进行系统化、严谨化、科学化。例如在讲授氧化还原反应跟四种基本反应类型的关系中,通过CaCO3 ==CaO + CO2;2KClO3 == 2KCl +3O2这两个反应的对比可以让学生概括出化合反应与氧化还原反应的关系。评价时可以引导学生判断“有单质参与的化合反应是氧化还原反应”、“属于氧化还原反应的化合反应一定是有单质参与”等等的语句,引导学生能科学、严谨的概括出氧化还原反应跟四种基本反应类型的关系。

2.  挖掘概念内涵,开阔学生知识面

教学理论认为,能力与知识在学习过程中应该是一个双向促进的互动过程。教学中对基本知识的内涵要从多个角度、多个方面进行深层分析、比较分析。除了把握教材的显性知识外(大多数学生只能停留在这个层次),对教材知识延伸的隐性知识,即所谓教材文字背后的东西,也就是通常所理解的知识之间的内在联系要重点把握;还有,源于教材又高于教材的知识需要重视。

例如在总结四种基本反应类型与氧化还原反应的关系时,当学生得出“有单质参与的化合反应、有单质生成的分解反应是氧化还原反应”、“置换反应一定是氧化还原反应、复分解反应一定不是氧化还原反应”等结论以后,可以尝试让学生从化合价的角度分析为什么会有这样的结论,让学生进一步理解四种基本反应类型中物质的化合价变化。紧接着可以利用数学上集合的概念,让学生自己用集合的理念表示氧化还原反应与四种基本反应类型的关系,进一步加深理解,并锻炼学科迁移能力。

三.公开课后的评价与反思

(一)评价

1.初高中知识衔接紧密

本节课知识点是建立在初中化学对反应类型的初步认识、还原反应的初步认识基础上,在教学中能利用复习巩固的初中知识,温故而知新,让学生贴近概念,消除对新概念认知的恐惧感,在学习新概念的基础上认识到是对初中知识的进一步完善。

2.学生学习能力主线突出

采用“比较、分类、归纳、概括、应用”的方法,将教学的四个要素落实到位,做到教材与学生结合,调动学生积极参与课堂活动,发挥学生学习的自主性。注重培养学生的创新思维能力,求变、求新。巧妙设疑,利用学生的质疑能力,启发学生的思维,起到寓教于问的效果。

3.体验知识认知的递进过程

   通过在氧化还原反应中,让学生“从得失氧的角度认识氧化还原反应”到“从化合价升降的角度认识氧化还原反应”,让学生充分感受到学习知识是分步推进的,不同的阶段对知识的理解程度均有所不同,新知识的接受就是建立在对旧知识的完善基础上。

(二)反思

这节公开课的教学探究取得了一定的效果,我觉得有一下几点值得反思之处。

1.最初教学设计思路中遵循的三个基本原则在具体实施中落实到位

(1)学生认知脉络在知识脉络的主导下顺利完成

教学设计最初确定下来的知识脉络三个要点:从“得失氧角度分析氧化还原反应”过渡到从“化合价角度分析氧化还原反应”,并顺利得出“氧化还原反应与四种基本反应类型的关系”。学生的认知脉络在此知识脉络的主导下,顺利完成了认识新概念的几个步骤:回顾、比较、归纳、应用、发现疑点、重新在新高度比较、归纳、应用、最后得结论。让学生充分感受到对知识的学习是分步推进的,在不同的阶段认识的知识范围、理解的程度都是逐步加深的。圆满的完成了初定的认知脉络目标。

(2) 建构概念的问题线索恰到好处,充分激发学生质疑,求知的技能

最初设计中,我根据具体情况合理的设计各种疑问。这些问题不仅要激发和维持学生的好奇心,也要引导学生善于发现问题,不断提出问题。几次试讲过程中发现有些问题的提出顺序可以改变,有些问题可以进行综合一并提出,最后确定了关键的几个问题:

Fe2O3+3CO == 2Fe+3CO2应属何种基本反应类型?

C+O2==CO2是否属于氧化还原反应?讲出原因?

分析C+2CuO=2Cu+CO2、C+H2O=CO+H2、C+O2==CO2这3个反应中元素的化合价,然后看看是否能得到化合价跟氧化还原反应的关系?

通过练习题中的几种不同反应,能否总结出基本反应类型与氧化还原反应的关系?

这几个问题良好的利用了学生认知脉络,逐步递进,起到了很好的过渡作用,课堂的主线就在这几个建构概念的问题穿插下形成了。

(3)做到了对概念概括的严谨性,并能挖掘部分知识内涵

对学生所概括出的概念采取分组讨论、学生评价、老师点评等方法教会学生概括概念要注意概念的科学性、严谨性,并学会用精炼的语言表示出自己的意思。

注意挖掘知识之间的关联,利用了一些设问跟练习,进行学科间知识的跨越、迁移,开阔了学生知识面。

2.两点值得注意的问题

(1)通过化合价训练,巩固基础知识

本课重点是运用化合价升降来判断、分析氧化还原反应。但教学中发现学生水平参差不齐,个别学生连最基本的元素化合价都已忘记,哪里谈得上找化合价变化。所以虽然知识简单但课堂上还是不能急于求成,注意做好初高中衔接,教学中适时复习有关化合价的知识,例如初中的化合价口诀之类的,使学生大脑中和知识系统化,再通过对氧化还原反应的具体分析,让学生认识到化学知识的多样性、适用性

(2)更加注重探究方法在教学中的应用,让学生真正成为课堂教学的主体,真正实现课堂教学的多元智能化

要让学生真正参与到课堂活动中,并且重视学生在活动过程的表现,主要是学生的参与意识、合作精神、实验操作能力、探究能力、分析问题的思路、知识的理解和认识水平以及表达交流技能等。如在利用几个反应分析化合价与氧化还原反应关系时,可以完全放手让学生自主进行讨论分析,然后听取学生的结论加以点评,让学生作为课堂主体真正体验学习的过程。

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