文献一建构主义理论在化学教学中的应用——
以金属钠与水的反应教学为例。
表一钠与水的反应教学实施。
文献二建构主义在新课程高中化学教学中的应用。
建构主义指导下的高中化学教学旨在真正落实新课程改革的精神,通过教师的意义引领,使学生在富有激情、活力、自主的课堂中,循着对有意义问题的思考,在理论推理、实验**、概括提炼的过程中发展思维能力。
新课程理念的核心是教学中要以学生为主体,倡导“自主、合作、**”的新型课堂结构。高中化学新课程标准明确提出,教学中要“从学生已有的经验和将要经历的社会生活实际出发,帮助学生认识化学与人类社会的密切关系,关注人类面临的与化学相关的社会问题”;要“通过以化学实验为主的多种**活动,使学生体验科学**的过程,强化科学**意识,促进学习方式的转变”;要让学生“在化学学习中,学会运用观察、实验、查阅资料等多种手段获取信息,并运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工”;要促进学生“善于与人合作,具有团队精神”。建构主义学习理论认为,学习的过程就是知识意义建构的过程。
知识不是通过教师单向传授得到,也不是简单的信息输入、存储、提取,而是学习者在一定的情景下,通过与教师、同伴的协作活动,通过新旧知识经验间的“同化”和“顺应”,在双向的相互作用下实现主动建构知识意义的过程。建构主义理论特别强调教学过程中的“情景、合作、对话、意义建构”,意义建构是学习的最终目标。可见,建构主义学习理论,本质上对人的主体价值给予了充分的尊重,并追求学习者对事物的性质、规律、内在联系的深刻理解,与新课程理念高度吻合,也可以说为新课程精神进行了过程解读。
新课程背景下,用建构主义理论指导我们的高中化学教学,就是要求教师在教学设计中,立足培养学生的思维能力、科学方法,创设有利于学生意义建构的教学情景,自身角色定位于学生意义建构的指导者、协助者。一节高效的化学课,应该是教师的指导建构和学生的自主建构和谐有序、动态生成的所得。以下结合教学设计实例,谈谈建构主义理论在教学实践中的应用。
一、为学生达到化学概念的意义建构搭建平台。
高中化学必修与选修教科书中,概念、原理、规律较多,这些语言和符号,是科学家们对客观事物属性进行思维构造的结果,具有高度的抽象性和概括性,是意义的载体。概念教学既是化学教学的重点,又是教学的难点。出现在中学教科书中的概念、原理,又多是以终态的形式呈现,略去了概念、原理的形成和发展过程。
而反思我们传统的教学,多是教师先给出概念的定义,再带领学生从语言的角度,找出关键词,挖掘概念的内涵和外延,凭教师的经验列出解题中注意的问题和典型习题反馈。这种教学模式实际上是对概念的语言信息进行讲解,也可以说是从语言的角度构建概念意义,而非建构主义所阐述的真正的概念意义建构。因此,学生在学习的过程中,就会出现常见的“记得住,不会用”的现象,也就是说我们的教学仅仅注重了概念学习的知识功能,没有达到提升学生的认识能力、迁移能力的目标,学生的化学学习就会慢慢亮起红灯。
根据建构主义的同化、顺应理论,学习意义的获得就是每个学习者以自己原有的知识经验为基础,对新信息重新认识和编码,建构自己的理解。这种建构是别人无法替代的。具体到化学中新概念的学习,就是教师在学生已有的前化学概念的基础上,引领学生将新的化学现象、变化规律与原有知识“同化”,当新旧知识不能完全同化时,就会自然形成知识的“顺应”过程,也是学生的思维发展过程。
“同化”和“顺应”一旦达到平衡,学生自然完成了对新概念的意义建构。
应用举例 1]氧化还原反应概念的教学。
学生已有知识:得氧失氧的氧化还原概念、微观粒子的结构示意图、离子化合物、元素的化合价、基本反应类型。教师要在充分了解学生的原认知结构的基础上,充分利用教材资源,设计能够帮助学生概念意义建构的阶梯式问题:
1.请列举几个你熟悉的氧化反应、还原反应。
2.除了得氧失氧的共性,标出元素的化合价后,你还发现这几个反应其他的共性了吗?
3. 你认为氧化还原反应的概念怎样表达更好?
4.根据初中所学知识,实验室能够生成 nacl 的化学反应有哪些?属于氧化还原反应吗?
5.从微观粒子变化的角度分析,上述反应的本质区别是什么?
6.从钠和氯气反应看,电子的转移和化合价有什么关系?
7. 化合价的变化真的伴随电子的转移吗?(教师可以演示电解水实验)
8.化合价变化和电子的转移,哪个体现了氧化还原反应的本质?
9. 氧化还原反应类型与初中的四种基本反应类型矛盾吗?
10. 氧化还原反应的再认识 ,对你今后遇到新的化学反应进行分析有什么启示?
11.你知道我们生活中的氧化还原反应吗?(教师可予以指点)
以上述 11 个问题为线索,教师引领学生从已有知识出发,逐步完成了氧化还原反应“得氧失氧→化合价升降→电子转移”的意义建构过程。其中,1~8正是学生的新旧知识双向作用的过程,也是学生构建“从现象到本质”的基本化学思想的过程。9 体现了新旧概念之间的关系建构(氧化还原反应与四种基本反应类型),10~11 旨在帮助学生初步认识氧化还原反应概念在化学学习和实际生活中的价值和功能,当然,这一贯穿高中化学三年学习的核心概念,随着元素化合物、原电池、电解、有机化学的学习,还要逐步完善。
多年的教学实践证明,学生如果在高一新课阶段,还没有达到对氧化还原反应概念的意义建构,只是停留在套用“得、降、还;失、升、氧”的口诀层次,即使能分析一些简单氧化还原反应,也会耗时过多。笔者在实际教学中,对“物质的量”、“离子反应”、“化学平衡”、“原电池”等重要概念的教学设计,力求达到学生的意义建构,收到很好的效果。
二、为促进学生的知识意义建构创设情景。
建构主义理论认为,学习总是与一定的社会文化背景即“情景”相联系的,学习情景广义上是指作用于学习主体、产生一定情感反应的客观环境;狭义上是指在课堂教学优化的环境中,作用于学生而引起积极情感反应的教学环境。美国现代教育家杜威说:“教育的艺术就在于能够创设恰当的情景。
”化学学科特点是以实验为基础,宏观与微观相结合,许多化学现象和规律源于生活又应用于生产实践,具有丰富的情景资源。教师在每节新授课的教学设计中,要有目的地引入以形象思维为主体的生动具体的场景,让学生在与现实经验关系密切的条件下学习,以激活学生的抽象思维,达到知识的主动意义建构。高中课堂教学情景的设计,要立足于学生新旧知识的结合点、学生情感的激发点、学生思维的拓展点;要做到真实、简约、课堂上的可操作性强,不能为了情景而情景,过分突出“兴趣”而忽视了“化学”,过分追求审美(主要是 ppt 和**类)而分散学生的注意力。
化学教学情景设计的途径一般为以下几种:
1.化学史中有关发现、发明的小故事;
2.教师演示实验和“小组合作式”**实验(最多 4 人);
3. 化学在生活与生产中的实际应用;
4.与化学相关的社会焦点、热点问题;
5.化学新技术,新材料的研制;
6.来自于学生已有的生活经验;
7.教师设计的“问题”式情景;
8. 现代教育技术模拟微观粒子存在、变化的直观性情景。
例如,在元素化合物教学中,最直接、最真实的情景资源就是化学实验。在信息技术高度发达的今天,有些教师习惯用**代替实验,目的是节省教学时间,降低失败的可能性。其实对化学教学而言,这不是进步,而是倒退。
出现在教科书上的实验有验证性的演示实验,也有“科学**”中的**性实验。教师要尽可能地将验证性实验设计成与学生零距离的**性实验。一般流程是:
旧知识背景下做合理性推理**→小组合作设计**路径(依赖的仪器、步骤、现象)→小组间汇报交流(实验可行性确认)→组内协作实验→实验信息收集、处理、论证(达到知识意义建构)。每一次的**,都是学生融入“化学场”情景中,在协作、对话、思维碰撞中,将感性知识升华为理性知识的过程。
应用举例 2]在氢氧化铝的两性教学。
将教材的验证实验进行调整,创设小组**实验情景如下:
1.请同学们用老师提供的 alcl3 溶液、naoh 溶液在试管中制备 al (oh)3沉淀;
2.没有制得 al(oh)3 沉淀的小组与制得沉淀的小组对比试剂滴加顺序有什么不同?思考其中的原因;
3. 请同学们用氨水代替 naoh 溶液制备 al(oh)3 沉淀,结果怎样?若两组滴加试剂顺序不同实验结果一样吗?
教师跟踪问题情景:上述各实验现象背后隐含着 al (oh)3 怎样的化学特性?谁来揭开她的神秘面纱?
这时,学生的思维点已经被激活,教师再予以适时的点拨、启发,al(oh)3 能与 naoh 溶液反应的性质自然生成,结合初中阶段涉及的 al(oh)3 能与酸反应的知识,达到al(oh)3 具有两性的意义建构。化学教学的情景创设贯穿于课堂的始终。从灵活多样的导入情景,到循序渐进的问题情景,再到难点突破的模拟情景,都需要教师的匠心独运、精巧设计。
三、为学生建构基本的化学观念奠定基础。
提高学生的科学素养,并不是单方面追求对科学事实和信息量的更多占有,更主要的是使学生树立学科思想、建构学科基本观念。清华大学宋心琦教授认为“牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念,应当是中学化学教学的第一目标”。在实际教学中,我们也经常发现,有些学生记了很多概念、原理、规律,做了大量习题,但由于忽视了它们背后的基本化学观念,遇到新的问题还是无从下手,而化学观念的建构绝不是一朝一夕所能完成的。
因此,笔者认为:化学教师不仅要关注每一节课、每一个概念、每一个原理的意义建构,更要树立化学观念建构为本的教学理念。基本化学观念是指学生通过化学知识学习的过程,在头脑中留存的、在遇到其他化学问题时所具有的基本认识论和方**,化学知识是化学观。
念的载体。化学的基本观念包括“微粒观 ”、能量观 ”、分类观 ”、平衡观 ”、氧还观”、“守恒观”、“结构观”等,这些基本观念的形成均具有阶段性、层次性、渐进性。例如,化学“守恒观”就是经过初中化学反应的“原子守恒(质量守恒),到高中离子反应的“电荷守恒”、氧化还原反应的“电子守恒”,再到热化学的“能量守恒”的逐步建构过程。
教师要把物质世界“守恒”这一核心观念作为纽带,串联在上述每一阶段的教学过程中,引领学生完成相应阶段不同水平的观念意义建构。教学实践证明,只有生真正建立了“守恒”的基本化学观念,在难度较大的化学(或离子)方程式的配平和电解质溶液中粒子浓度关系判断的学习中,才会灵活应用,顺利迁移。化学基本观念的建构过程,依赖教师创设的优化情景,学生的主动参与、积极思维,贯穿于整个高中化学教学之中。
建构主义指导下的高中化学教学旨在真正落实新课程改革的精神,通过教师的意义引领,使学生在富有激情、活力、自主的课堂中,循着对有意义问题的思考,在理论推理、实验**、概括提炼的过程中发展思维能力。在教学实践中,只要教师不断地坚持、积累、创新,就会使化学课堂理想与现实的距离越来越近。
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