化学课例研究的基本视角及问题.ppt
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化学课例研究的基本视角及问题,占小红华东师范大学化学系2016年5月15日,主要内容,问题1:
为什么要开展化学课例研究问题2:
如何开展化学课例研究从研究视角选择入手问题3:
化学课例研究的问题及解决对策,2,一、为什么要开展化学课例研究,两个基本假设的存在:
广大教师是想努力做好课堂教学工作的。
课堂教学中尚存在许多问题,甚至是严重的问题。
我们需要:
打开“潘多拉盒”,3,直面课堂事实的复杂性与丰富性,直面教师实践的难度与可能性,满怀“希望”地求得实践性问题的解决。
4,一、为什么要开展化学课例研究,六十年代,一线教师注重经验总结;八十年代中期,我国教育界引进了实验法;九十年代中期,我国教育界开始探寻多种研究。
教学研究没有固定的格式也没有一成不变的研究方法,但掌握最基本的科研方法,提高研究过程的科学性,是我们一线教师开展教育科研,提高工作效益的关键所在。
教学研究方法回顾:
5,化学课例研究是以发生在化学课堂的典型的教育、教学实例为载体而展开的教育、教学研究和讨论,包括针对特定教学问题和教学决定的课堂教学描述,课堂教学分析、反思。
化学课例研究的内涵:
一、为什么要开展化学课例研究,化学课例研究的价值追求:
课例研究超越了以往教学研究的单纯思辨(经验总结)和实验等方法,通过表达实践经验,诠释宏大理论,促进人们对教育及其意义的理解,打破了长期是专家统领的“理论研究”和教师的“实践操作”之间的藩篱,创造了一个理论与实践之间的思考空间。
二、如何开展化学课例研究,6,目的,思考创新优化教学,促进教学理论理解创造,特定内容主题的教学优化研究理论应用创造的课堂教学研究,7,主要做法,1.特定内容主题的教学优化研究,二、如何开展化学课例研究,围绕特定内容主题的教学描述、分析和反思,改进或创新重要课题的教学实践。
(1)创新传统的教学思路,呈现全新的教学线索利用化学史进行“苯”的教学设计,将苯分子结构和性质的学习融入探索的历史过程中;以“硫酸铜溶液呈酸性”为典型案例改造“盐类水解”的教学。
请尝试对“化学平衡移动影响因素”主题进行教学创新?
基本成果:
优秀课例的生成,主题:
影响化学平衡移动的因素(上海市松江二中),目标:
(1)理解浓度、温度、压强等对化学平衡的影响。
(2)运用控制变量法探究浓度、温度、压强等对化学平衡的影响。
(3)初步了解勒夏特列原理,感受化学原理的简约之美。
教学流程:
实验引入:
观察二氧化氮和四氧化二氮混合气体的颜色,改变体系温度进一步观察颜色变化。
设计意图:
复习巩固化学平衡、温度对化学反应速率的影响等知识;学习并理解化学平衡移动的概念;学习并初步理解温度对化学平衡的影响;通过演示实验复习控制变量法的要点。
讨论并设计方案:
FeCl3+3KSCNFe(SCN)3+3KCl利用该可逆反应以及提供的不同浓度的反应物设计一个控制变量法的实验方案。
设计意图:
认识浓度对化学平衡的影响,进一步体验控制变量法,学习多角度思考问题的方法。
教学流程:
数据分析:
根据提供的图表数据,分析推测压强对化学平衡的影响。
学生实验:
利用二氧化氮与四氧化二氮平衡体系的针筒实验,验证上述推理。
设计意图:
学生分析数据,可以得出压强对化学平衡影响的初步结论,运用控制变量法开始实验研究。
评注:
由演示实验复习控制变量法,到试一试设计一个相应的探究活动,最后一起来做一个探究实验。
三个环节层层递进,学习有层次,学习方法更加丰富。
11,主要做法,1.关注特定内容主题的教学优化研究,二、如何开展化学课例研究,围绕特定内容主题的教学描述、分析和反思,改进或创新重要课题的教学实践。
(2)优化课堂教学基本要素,促进教学质量提升如通过优化课堂问题设计,采用师生交流讨论的课堂授课方式使“实验化学中的物质的分离方法”教学更高效;又如分析了利用定性实验探究“影响盐类水解的因素”存在的弊端,使用酸度、色度两种传感器设计了三组定量实验。
12,主要做法,1.关注特定内容主题的教学优化研究,二、如何开展化学课例研究,围绕特定内容主题的教学描述、分析和反思,改进或创新重要课题的教学实践。
(3)创设新颖教学主题,对传统教学热点进行包装教学如以“补铁剂的选购与含铁量的测定”为题进行二价和三价铁离子的性质及检验等知识的教学;又如设计并实施“谁偷了我的肥料”主题教学,通过创设探究碳铵消失原因的学习情境,引导学生进行探究性学习。
主要内容:
探究松花蛋的原料成分复习氯化钠、碳酸钠和氢氧化钠的检验方法训练实验设计、探究能力和分析能力,松花蛋腌制中的化学,“最初的松花蛋”轶事,民间腌制松花蛋的方法,当前食品包装袋上的成分分析,现在松花蛋的加工方法,松花蛋制作的主要成分,问题:
这些原料混合后将会发生哪些化学反应呢?
基于化学反应猜想:
原料充分混合后,其浸出液会含有哪些物质?
一定含有:
NaCl和NaOH可能含有:
Ca(OH)2或Na2CO3,浸出液成分可能情况猜想:
(1)只含NaCl和NaOH
(2)NaCl、NaOH和Ca(OH)2(3)NaCl、NaOH和Na2CO3,三次取样的探究活动,只能一次取样的成分检验,拓展视野家庭实验,“松花蛋”的内容引入和设计,组织学习的脚手架,15,1.特定内容主题的教学优化研究,二、如何开展化学课例研究,围绕特定内容主题的教学描述、分析和反思,改进或创新重要课题的教学实践。
因,实,与以往不同;而且足够不同,可实施;有教学效果,新,发现主题的特点;遇到未解决的问题,化学课例创新的基本框架,案例:
“化学教学中的比较逻辑氢键的形成教学设计”,17,“氢键”课堂教学的主要内容:
氢键的概念;氢键的形成及本质;氢键的类型;氢键的存在对物质性质(熔沸点)的影响;氢键对生命大分子的意义。
案例:
“化学教学中的比较逻辑氢键的形成教学设计”,18,针对教学主题的特点创新教学思路或教学手段,在化学教学中,充分发挥“比较逻辑”的作用是使学生实现有意义学习的有效方法之一。
“氢键的形成”是苏教版选修教材物质结构与性质专题3的教学内容,本节内容抽象、理论性强,要求学生从宏观性质出发转入对物质微观结构的探索,是教学的一个难点。
因此,寻求用比较逻辑方法进行教学,可降低学生对“氢键”这一抽象知识理解的难度,增加可接受性,促进学生对氢键的认识和理解。
本文将比较逻辑应用于教学设计中主要基于两点考虑,一是物质是否存在氢键会导致在某些性质上表现出较大差异,通过比较区别找出氢键的关键特征;二是用比较法有利于辨析氢键与化学键的形成及其对物质性质的影响,突破学生学习的难点。
教学主题的特点,创新和优化教学的方式新思路,教学主题特点和新思路或手段要相适应,案例:
“化学教学中的比较逻辑氢键的形成教学设计”,19,形成可操作的教学方案(并实施),2教学设计及过程2.1比较沸点的变化规律感性认识氢键的存在2.2借助模型比较氢键与化学键,认识氢键的本质2.3比较元素性质理性分析氢键的形成条件2.4比较同分异构体的熔、沸点认识氢键的类型2.5比较氢键的有无感受氢键对生命的意义,化学教学问题解决的课例研究基本框架,案例:
“实验引领下沉淀溶解平衡教学”,21,从实际教学中发现问题,寻找解决问题的突破口,1教学思路概念是人们对事物本质属性的认识,是逻辑思维的最基本单元。
这一特点决定了概念不是教师“讲”出来的,而是而这一过程的特点:
一是从表象入手,二是与思维联系。
在这一过程中,化学实验通常是很好的载体。
苏教版化学反应原理“沉淀溶解平衡”第一课时教学内容不足以帮助学生形成“沉淀溶解平衡”的普遍性认识,不利于学生熟练地运用“沉淀溶解平衡”原理分析和解决生产生活中的实际问题。
如何使难溶物质的沉淀、溶解微观过程全面地、“宏观可视”地展现在学生眼前?
实验引领是学生科学、准确地建立难溶物质的沉淀溶解平衡关系的有效途径。
教学问题分析,问题解决的方法,教学问题和解决方法要相匹配,案例:
“实验引领下沉淀溶解平衡教学”,22,形成可操作的教学方案(并实施),2教学过程2.1实验展示“沉淀溶解平衡”过程2.2实验反证“沉淀溶解平衡”特征2.3实验拓宽“沉淀溶解平衡”认识2.4实验紧扣“沉淀溶解平衡”本质,案例:
“实验引领下沉淀溶解平衡教学”,23,形成研究结论,3教学后的反思化学研究既有宏观的现象,更要从微观世界的本质上进行认识。
化学课堂教学中,宏观的实验现象最能让学生接受,也最能引发学习兴趣,但微粒世界的因此,通过直接作用于感官的真实实验,能有助于学生形成思维,加深对化学概念的理解。
在化学概念教学中,坚持直观、生动的化学实验的引领作用,不仅符合概念形成的规律和概念教学的原则,而且能使抽象难懂的化学概念变得直观形象具体,学生对概念原理的理解就会更充分、透彻。
结论要反映问题解决的情况;并有适当延伸,24,主要做法,二、如何开展化学课例研究,以剖析课堂教学实践过程为形式,以理解渗透其中的教育教学理论的意涵,检验或改造教学理论。
(1)体现创新性教学理念的指导通过解读或阐释课例,说明先进教学理论或主张对课例设计的指导作用,以加深对理论的理解。
如借助杜威提出的“反省思维”的教学理念,基于学生的认知结构,以“化学反应进行的方向”的教学为例,对培养学生的学科思维和学科素养的发展进行实践探索。
2.理论应用创造的课堂教学研究,25,主要做法,2.理论应用创造的课堂教学研究,二、如何开展化学课例研究,
(1)体现创新性教学理念的指导通过解读或阐释课例,说明先进教学理论或主张在课例设计中的反映,以加深对理论的理解。
在美国兴起的STEM课程明确要求在科学教育中整合技术、工程和数学教育,成为国际上颇具影响力的教育思想之一。
以“设计一座硫酸厂”为例,从原料的选择、厂址的选择、资源的综合利用、反应条件的分析等几个方面,探讨如何在中学化学教学中融合STEM教育思想并进行相应的教学设计。
以剖析课堂教学实践过程为形式,以理解渗透其中的教育教学理论的意涵,检验或改造教学理论。
教学理论或主张要落地,针对上述两个研究案例,您是否存在疑虑或困惑?
体现理论指导的课例研究基本框架,案例:
“支架式与抛锚式化学教学设计的比较研究以盐类的水解教学为例”,27,确定指导教学的理论及其合理性、有效性,建构主义日益应用到理科教学中,已经开发出了很多的教学模式主要有:
“支架式”教学和“抛锚式”教学。
分析根据教学理论形成的教学组织方式,案例:
“支架式与抛锚式化学教学设计的比较研究以盐类的水解教学为例”,28,形成可操作的教学方案,1“支架式”教学设计及实践1.1搭建支架“搭建支架”是指围绕当前学习主题,按最邻近发展区的要求建立概念框架。
1.2进入情境1.3独立探索1.4效果评价2“抛锚式”教学设计及实践3“支架式”与“抛锚式”教学设计的比较3.1教学情境的设置不同,案例:
“支架式与抛锚式化学教学设计的比较研究以盐类的水解教学为例”,29,形成研究结论包括有待解决问题,建构主义理论是当前支持新课程教学的主要教学理论之一。
本文对“支架式”与“抛锚式”化学教学设计的不同点以“盐类的水解”的教学为例进行了讨论。
在教学实践中,同一教学内容在不同层次的班级的教学模式缺乏细致的研究。
因此,今后,在这方面的问题上,教师细致研究,有利于教学效率的提高和教学效果的稳定,对实施素质教育有借鉴价值。
30,主要做法,二、如何开展化学课例研究,
(2)实践新颖课堂教学模式、教学方法和教学构想翻转课堂如以九年级化学第四章第2节“化学反应中的质量关系”为例,描述了应用翻转课堂模式呈现的教学流程、教学设计思路以及教学反思。
2.理论应用创造的课堂教学研究,以剖析课堂教学实践过程为形式,以理解渗透其中的教育教学理论的意涵,检验或改造教学理论。
31,主要做法,二、如何开展化学课例研究,以剖析课堂教学实践过程为形式,以理解渗透其中的教育教学理论的意涵,检验或改造教学理论。
(2)实践新颖课堂教学模式、教学方法和教学构想如以“压强对化学平衡影响”教学为例,采用多种表征方法进行教学,包括借助工业实际生产所测定的数据和具体的实验现象进行宏观分析(宏观表征),让学生从宏观层面认识压强对化学平衡的影响;运用微粒观、反应变化观对化学平衡移动进行微观本质的分析(微观表征),让学生从微观层面认识压强对化学平衡影响的本质原因;借助化学反应速率理论,运用v-t曲线表示压强对化学平衡的影响(曲线表征),让学生的认识从定性走向定量。
2.理论应用创造的课堂教学研究,32,主要做法,二、如何开展化学课例研究,以剖析课堂教学实践过程为形式,以理解渗透其中的教育教学理论的意涵,检验或改造教学理论。
(2)实践新颖课堂教学组织方式、教学手段方法和教学构想如对中学化学课堂中科学探究教学乏术,其教学基本按照教材呈现的内容及顺序进行,不能达到预期的效果的问题,提出“探究前置,教材后移”的教学构想,阐述了实践价值,呈现并简析了九年级化学“金属的化学性质(第1课时)”教学案例。
2.理论应用创造的课堂教学研究,前者注重使理论程序化后者关注使程序案例化,这一类的课例研究与体现理论指导的课题研究的关键差异是什么?
实践模式、方法、构想的化学课例研究基本框架1,案例:
“教育时机理论视域下的“物质聚集状态”教学设计分析”,34,从基本理论出发形成教学构想,1理论基础教育时机理论1.1时机的内涵1.2教育时机的内涵在教育时机理论的基础上,运用教育时机理论中的各种时机,包括把握第一印象的时机、形成课堂高潮的时机、相机诱导的时机、布白的时机、关键期的教学时机,通过各种时机的运用,把握教学中的最佳教学时机,使学生的思维得到进一步发展,激发学生的学习兴趣,使学生得到一种化学“美”的享受。
教学理论分析,基于教学理念形成可操作的教学构想,理论到构想需要演绎,案例:
“教育时机理论视域下的“物质聚集状态”教学设计分析”,35,基于构想对整个教学过程做宏观分析,“物质的聚集状态”着重探讨物质的量与体积之间的关系,引入气体摩尔体积这个新概念,是对物质的量的内容的进一步衍生和拓展。
物质聚集状态的学习对学生建立高中化学概念的知识网络有着不可或缺的重要性。
与此同时,物质聚集状态的教学内容蕴含着各种教育时机,笔者根据教育时机理论,把本节教学内容分成7个不同的环节,在其中恰如其分地捕捉和利用不同的教育时机,营造出良好的学习氛围,充分展示出教育时机的良好的教学效果。
本文以物质聚集状态为切入点,基于教育时机理论,详细探讨和分析物质聚集状态这节课中教育时机的把握和运用,从而为一线的化学教师提供一些帮助和借鉴。
对教学反映构想作概括性说明,案例:
“教育时机理论视域下的“物质聚集状态”教学设计分析”,36,根据理论要点对教学过程结构单元进行分析,对照教学构想进行具体教学设计的分析,实践模式、方法、构想的化学课例研究基本框架2,改造已有教学模式形成新的教学构想,案例:
“高中化学教学中实施创造性探究模式的尝试”,38,对已有理论(或认识)作必要的改造加工,由于探究活动能使学生“实现掌握科学概念、形成探究能力和培养科学态度等诸方面的有机统一”,所以,“以探究为基础”在上世纪中后期就成为了国际中小学科学课程改革的重要基本理念。
自此,探究教学受到了国内学者和中小学教师的密切关注,并在新世纪以来的课程改革中得到了广泛运用。
台湾学者洪振方认为,在实际课堂教学过程中,探究教学可以而且应该与其他教学方式相结合,这种结合在本质上仍可以被视作探究教学。
在此基础上,洪振方还倡导科学教育的“创造性探究模式(CIM)”。
1“创造性探究模式”的构成要素,改造已有教学模式形成新的教学构想,案例:
“高中化学教学中实施创造性探究模式的尝试”,39,形成可操作的教学方案(并实施),“创造性探究模式”的教学案例“化学反应速率”2.1提出问题2.2实施探索2.3解释数据2.4交流归纳,案例:
“高中化学教学中实施创造性探究模式的尝试”,40,形成研究结论包括有待解决问题,3化学教学中实施“创造性探究模式”的几点体会在以“化学反应速率”(第课时)为例进行“创造性探究模式”的教学体验中,可以深切地感受到这一模式相对于过去的教学,能在帮助学生构建化学反应速率概念的同时,同时也形成了在化学教学中如何更好地实施“创造性探究模式”的几点体会。
3.1“创造性探究模式”的操作程序可以分解实施3.2“创造性探究模式”的操作程序需要灵活组合3.3“探索”和“解释”要注意发散与辐合的有机结合3.4“评价”要渗透在“创造性探究模式”的全过程,41,二、如何开展化学课例研究,(3)发展反映化学学科教学规律和本质的教学理论及其实践对学科教育教学进行理性认识,认识其本质规律和要求,并探索教学实践方式。
如基于化学观念建构的教学:
设计基于“观念建构”的化学教学的一般性教学策略,如刘启成以“镁的提取及应用”为例,提出以“观念建构”统领教学目标,以化学基本观念为线索组织教学内容,以有利于“观念建构”的问题为中心,创设以探究为核心的活动,帮助学生逐步形成化学观念。
主要做法,以剖析课堂教学实践过程为形式,以理解渗透其中的教育教学理论的意涵,检验或改造教学理论。
2.理论应用创造的课堂教学研究,三、化学课例研究的一般过程,2023/5/10,42,1,2,3,4,43,化学课例研究的基本流程,理论和实践的统一,理论,实践,以理论为主,以实践为主,实践主要用于说明理论的有效性,理论主要用于说明实践的合理性,四、化学课例研究的问题和解决途径,四、化学课例研究的问题和解决途径,
(1)缺乏理论思考只关注具体教学过程,不关注教学思想、教学理念、教学策略、教学方法,“”的教学设计与实录“”的教学设计与探索,无助于对教学认识的深化。
45,四、化学课例研究的问题和解决途径,
(2)理论使用不合理理论不适用,“乱拍脑袋”;理论+例子;理论空乏点缀,不能影响教学实践;不能体现理论的指导价值。
46,基于“5E”学习环的原电池教学设计
(1)吸引(engagement):
用水果电池启动音乐贺卡
(2)探究(exploration):
铜片、锌片投入稀硫酸中;将锌片和铜片连接起来放到稀硫酸中;进行原电池构成条件研究(3)讲解(explanation):
解决以下问题:
原电池中能量转化、电子转移、离子运动、电极反应、形成条件(4)扩展(elaboration):
习题:
格林太太的假牙;向硫酸铜与稀硫酸溶液中加锌;制作水果电池(5)评估(evaluation),在教学过程之前,引用一段某学者的话,或摘录一段理论,或罗列“教育学怎样认为”、“心理学怎样认为”、“建构主义怎样认为”,实践过程缺乏理论的对应解释、分析、说明,表现为“理论引述”和“实践过程”的混合物,四、化学课例研究的问题和解决途径,(3)理论认识的偏差理论理解不正确;认为理论即“高大上”的教育教学原则和思想,实际上针对教学主题自身特点的上位思考形成的理性认识也是指导教学的理论,导致方向不明,教学逻辑主线混乱。
47,结晶水合物中结晶水的定量测定充分分离;精确测量恒重操作;干燥器、电子天平,微课与微课程,四、化学课例研究的问题和解决途径,(4)理论陈旧教育教学观念陈旧,与新课程理念不一致,导致实践与追求不一致。
48,增强记忆的“”教学策略的应用,“*阶段”、“*部曲”、“*步”的教学模式构建及应用,四、化学课例研究的问题和解决途径,解决途径:
1.理论学习和现实思考,49,理论学习:
当代教育理论与先进的课程理念,现实思考:
教学实践中需要解决什么关键问题,案例:
“渗透“两纲教育”的燃烧与灭火的教学实践理论学习:
“两纲教育”:
上海市学生民族精神教育指导纲要和上海市中小学生生命教育指导纲要现实思考:
“燃烧与灭火”:
通过学习燃烧条件和灭火原理,体会燃烧和灭火的辩证关系,树立安全用“火”和珍惜生命的意识,四、化学课例研究的问题和解决途径,解决途径:
2.理论和实践的融通
(1)理论“物化”,实践“优化”先根据理论确定实践环节,在理论引领下设计具体的实践活动,把理论逐步转化为实践行为,然后根据实践经验作适当调整。
50,
(2)实践起步,理论优化在理论引领下对既有教学方案进行改造,用理论调整经验的实践过程,改造、优化实践活动。
“氮气的固定”教学过程,五、化学课例研究示例,氮气的结构与性质:
氮气的结构,破坏氮分子中氮原子之间的共价键需要很大的能量,所以氮分子的结构很稳定。
因此,氮气只有在一定的条件下才能和其他物质反应。
固氮:
将氮元素由游离态转化为化合态的过程,如何实现将稳定的N2在一定条件下转化为对人类有用的化合物呢?
2NO+O22NO2,3NO2+H2O2HNO3+NO,固氮之一:
“雷雨发庄稼”,N2,被氧化,HNO3,NO3-(硝酸盐),请思考你觉得这三个方程式有什么差异,或者你有什么看法或结论?
大豆、蚕豆等豆科作物根部的根瘤菌中存在固氮酶,能将空气中的氮气在自然条件下变成氨(NH4+)吸收,固氮之二:
1898年英国物理学家克鲁克斯,“由于人口的增加,土地变得狭窄了,长此下去,粮食不足的时代就会到来,解决的方法是必须找到新的氮肥”,物理学家的警告:
哈伯,FritzHaber,合成氨工厂的外景,固氮之三:
合成氨,没有给任何条件下,这个反应容易进行吗?
为什么?
假设我们要把氮气从这个思路去固定,是不是只有合成氨?
氮气与某些金属的反应(Li、Mg等),N2,被氧化,被还原,利用氧化还原原理得到:
氮氮肥:
铵态氮肥(NH4+)(NH4)2SO4硝态氮肥(NO3-)KNO3有机氮肥(NH2)2CO尿素复合氮肥,您会选取这节课进行课例研究吗?
它与以往的教学有什么特别之处若由您对这则课例进行研究,您会选取什么切入点来写?
根据特别之处思考研究切入点进一步优化基于理论进行教学解释,促进理论和教学理解,关注化学思维的课堂教学,反思学科教学,学科教学是中学生素质全面发展的主渠道。
学科应试教育的弊端:
忽视学科教学最终必须令学生从教材文字、符号、图像中抽象出知识的本质特征,更忽视知识作为载体所负载的观点、方法、能力、创造方法。
化学作为一门科学学科,在学生素质发展中的功能和作用是别的学科无法替代的。
关键在于教师能否重新构建自身的学科教育教学价值观、课程观以及领悟学科知识的实质、内涵和外延,重新确定一系列教育教学的操作原则及方法。
学科教学的出路,“关注知识内容,以告知方式灌输”,化学学科是从一个特殊的角度引导人们认识物质世界的。
“播撒智慧种子”,?
化学教育之于学生的意义除了化学知识和技能积累,更为关键的在于以具体知识学习为基本途径来掌握认识世界和解释世界的基本思想和思维方式。
学科教学的出路,化学思维及由此衍生出的化学思维教学或成为关键。
关注化学思维的课堂教学特征,把握化学知识的内涵和发展联系,了解学生自主认知的过程性特征,设计合理有序的思维线索,教学解读,由氮气结构思考氮气稳定性,雷雨固氮氧化,提取固氮本质一定条件下,氧化还原,生物固氮还原,联系旧知,拓展还原固氮思路,基于现实,合成氮肥,分析课例中的思维线索,紧扣理论,细致描述过程,有针对性地分析教学过程特征。
第一,与原有实践相比,最具特点的变化在哪里?
第二,为什么要发生这样的变化?
69,教学解读,
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