时间:2023-07-12 16:26:47
导言:作为写作爱好者,不可错过为您精心挑选的10篇科学探究的一般流程,它们将为您的写作提供全新的视角,我们衷心期待您的阅读,并希望这些内容能为您提供灵感和参考。
(1) 听课感受。“探究光对鼠妇分布的影响”实验是初中阶段自然学科的首个探究实验,学生第一次接触,兴奋之余,他们手忙脚乱,探究活动基本上处于无序状态,流程不清晰,结果不明确。
(2) 学生问卷。笔者曾在课后向学生发放问卷,调查学生对该实验的理解,在关于实验类型的问题上,学生答“实验”的多,答“探究实验”的少。这说明学生习惯于实验,却疏于思考。
(3) 初中生物学科探究性实验如何实施?怎样把握一个度?这些问题直接影响着生物及其他自然学科的探究性学习。
2 反思的理论依据
(1) 建构主义理论认为,学习必须经过图式、同化、顺应、平衡四个过程,即学生从环境中获取的信息在已有的图式基础上先于同化,极少量的信息会有顺应,从而达到新的平衡;“最近发展区”素材在同化之时,也容易被学生顺应;探究性实验在原有实验之上,不能操之过急。
(2) 从2012年新版生物教材的编写体例来看,探究性实验比例较第一轮课改数量大大减少,反而恢复了实验、演示实验,说明编者在教材修订时听取了广大一线教师的意见和建议。另一方面,教材以“科学方法”“技能训练”将探究实验完整过程放在不同的单元、章节,化整为零,各个击破。如“作出假设”分别在人教版生物教材(下同)七年级上册P31技能训练、七年 级下册P21科学方法中分别给予阐明;又如七年级上册P24技能训练中“发现问题,提出问题”,在八年级下册P11技能训练中要求“对提出的问题进行评价”,体现学习过程的逐步深入。
(3) 生物作为学生在初中学段最早接触的自然学科,学生年龄小,智商发育水平还不是很高,不可能一下子或者说从第一个探究实验就追求其完整过程。应该说,探究实验流程贯穿于学生整个学习的过程及所有的学科,教师不能把所有的压力放在开始,放在生物学科。
3 实施的策略
(1) 教师要准确定位教学目标。借用人教版七年级上册教材P14的原话:“下面以鼠妇为例说明探究的过程和方法。如果你选择其他生物作为探究的对象,同样可以参考下面的内容设计并完成探究的过程。”从这句话中,不难看出,作为起始年级最早引入的探究性实验,其最主要的功能是告诉学生探究性实验一般的流程,为学生后续学习探究性实验作个引言和铺垫。
中图分类号G633.91 文献标识码B
表现性评价是生物科学素养评价的有效方式。表现性评价是在学生完成了一系列的任务(如生物实验、实习、调查等)过程中进行的,它通过观察、记录和分析学生在各项学习活动中的具体表现,如参与意识、合作精神、实验操作技能、探究能力、分析问题的思路、应用知识的能力及表达交流能力等进行评价。教师在生物探究性实验中实施表珊性评价,可以促进学生学习方式的转变和实验能力的提高,可以考查学生实验知识与技能的掌握程度,以及实践、问题解决、交流合作和批判性思考等多种复杂能力的发展状况。
1 探究性实验活动的一般程序
一般来讲,生物探究性实验都要遵循以下步骤或流程(图1)。
2 探究性实验的内容选择
根据“可研究性”和“开放性”的特征,探究性实验的内容可以是实践性强的学习内容,也可以是思辩性的学习内容;可以是目前已有结论的学习内容,也可以是暂时还没有结论的学习内容;可以是初步研究成果基础上进一步深化和拓广的承续性学习内容,也可以是检验已有成果而在不同背景先再研究的再生性学习内容,等等。例如“自己(和他人)的生物节律(生物钟)的测定”课题,其探究成果可以指导自己或他人的学习、生活和工作。“某种植物净化环境的作用探究”、“区域性生态情况调查”、“其他星球的生命存在”等课题,可以使学生树立“可持续发展”的科学思想。“克隆技术的成就和影响”、“生物信息探究”、“20世纪生物科学伟大成就调查”等课题,不但有利于学生科学素质的发展,而且有助于树立“科教兴国”的思想。而高中教材涉及的“探究植物细胞的吸水与失水”、“探究影响酶活性的环境条件”、“探究酵母菌细胞呼吸方式”、“探究环境因素对光合作用的影响”、“探究细胞的大小与物质运输的关系”、“探究废旧电池浸出液对大豆种子萌发的影响”、“探究植物生长调节剂对插条生根的影响”、“探究不同类型洗涤剂对生物的影响实验”等课题,可以加深学生对教材知识点的理解。总之,生物学是研究生命现象和生命活动规律的科学,因此,有关生命现象和活动规律的学生未知的内容,应是探究性学习的内容。生物学与人类生存和发展、与社会生产和个人生活、与其他自然科学和社会科学的发展,都有密切的关系,因此,学生对这些关系的未知内容,也是探究性学习的内容。
3 探究性实验活动表现性评价的方法原则和操作流程
3.1 评价的方法和原则
探究性实验活动表现性评价不仅重视最终探究成果的评价,而且重视开题、实施和答辩过程的评价,全过程每个阶段都需要教师根据不同的权重进行评价。同时评价是建立在学生与教师之间平等参与、协同合作、交互影响的基础之上,以小组为单位进行评价,并兼顾个人的表现。评价不仅重视探究直接结果的评价,而且重视学生在探究过程中的多种收获与体验的评价。对学生的评价不仅重视对学科知识的理解,而且重视学生对所学生物知识的创造性应用和实验中所体现出来的探究能力。
3.2 评价的操作流程
对于生物探究性实验活动表现评价的每一步骤的实施,都需要按照以下具体流程进行:
制定评价目标一确定评价标准一选定评价方法一制定评价目标一设计评价工具一实施评价具体目标一活动小结。
4 表现性评价工具设计
4.1 对探究性实验方案的评价
学生的探究性实验方案是学生自主设计进行自主探究的指针,科学的探究方案是学生有效探究的基础,对学生所设计的方案评价主要考虑以下几个方面的要求:
(1)探究方案的设计是否思路清晰,重点突出;
(2)探究方案是否全面地分析了有利条件与不利因素;
(3)探究方案的分工是否明确,时间安排是否合理:
(4)探究方案是否具有可行性;
(5)当前是否已经收集到足够的文献,是否有研究的基础;
(6)探究方案是否具有创造性。
活动小组选一名成员为主陈述,小组的其他成员可补充说明,共同回答有关提问,应尽可能采用多种方式说明自己的探究方案,评审老师提出问题,小组成员回答问题,最后教师进行评议,讨论评审意见,确定成绩,记录表格见表1。
4.2 对探究活动过程和成果交流评价
在生物探究性实验活动过程评价中,可以采用表2让学生对照,进行自我评价和综合评价。
对学生最后的成果应组成答辩委员会进行评价,评价的主要标准是:
(1)对专题是否进行了深入的分析与研究;
(2)专题是否有内容上或形式上的创新;
(3)成果的可性度和可行性如何;小组代表进行主陈述与说明,简要汇报开题报告通过后方案的实施情况、研究分工情况、取得的主要成果,一级活动过程中的主要收获,评审老师就有关问题进行提问,可以要求小组推选一名代表回答,也可以直接要求某一位小组成员回答。最后教师进行评议,讨论评审意见,确定成绩,记录表格见表3。
在科学课堂上,师生提出了需要探究的问题并对问题进行初步地猜测后,老师会问:“怎么解决这个问题呢?”然后学生回答:“做实验。”接着学生在充满着孩子特有的热情和在一片嘈杂的环境中开始了动手实验。
科学探究的本质,是需要通过依据一定的事实证据进行建构解释。现在很多科学课,使学生认为只要按照探究流程的一个个既定环节进行经验型的探究就可以了,常常忽略对科学本质的领悟,喧嚣和浮燥经常充斥着课堂。教师在教学时不注重将科学本质进行“显性化”,使学生对科学本质的理解不透彻,特别是对学生的科学思维训练不够或不彻底,出现了很多并不科学的想法,为探究而探究,常常出现一些“不科学”现象。
儿童对于新鲜事物有着强烈的好奇心,面对某一探究内容常常表现出主观能动性强、急于冒进的特点,缺少理性的自制力和有效思考。这样,在探究的开始阶段,学生往往会提出一些难以探究的复杂问题或者无需探究的问题,也不能设计出适合自己的探究方案和步骤。面对这种情况,教师应该进行引导,帮助学生确定探究主题,鼓励学生对问题和方法进行思考、分析。
例如:在研究磁铁时,执教老师一般会先安排学生玩磁铁,然后把学生的发现进行归纳,总结出磁铁的各种性质。整堂课,学生并没有进入深层的思考分析,汇报总结的内容也不过是前人生活经验的不断重复,没能超越教材。诚然,这种教学组织方式是可以体现出以学生为主体的教学理念,但以学生为主体应该更好地体现在思考分析和探究方法的选择权上,能够让学生思考如何应用自已已有的知识经验来解决某一个问题,没有确定探究主题和进行有效分析思考的“玩”,不能算真正的探究。在课堂有限的时间里,应该组织起解决问题的探究教学模式,让学生处于积极思考的状态。而上述教学,只能算是一种“怀旧”,不能算真正的“发现”。
实验数据全,但解释说明勉强
在科学探究中,需要用观察和实验得出的数据来进行解释和说明探究结果,从数据信息中发现其中的科学规律。课堂上,学生在教师指导下得出了实验数据,面对出现不支持自己理论的数据时,有些教师会有意回避,学生也根据自己原有的知识经验而不是自己得出的数据来解释实验中出现的结果,回避“意外”数据。
学生在实验时对相关量控制不到位,实验操作时不规范,得出的数据往往和教师用来展示呈现的数据有出入。有“意外数据”的学生,没时间思考也不会去思考“意外数据”是由什么原因引起的,老师也不会花时间让学生去分析研究发生“意外”的原因是什么。学生在课堂用这些数据来解释问题时,经常有意回避,对其他的证据也半信半疑,更不敢质疑老师的权威,有的学生甚至偷偷涂改自己实验记录单上的数据,教师忽视了“意外数据”的科学价值,不会引导学生用“意外数据”进行反证,使得用实验数据进行解释缺乏科学性,没有足够的说明力。
探究方法对,但只限于简单模仿
课型是指学校教育中以学科课程为课程形式、以班级授课制为组织形式、依据教学任务、遵循人的认知发展规律而形成和划分的课堂教学的基本类型,是课堂教学最具有操作性的教学结构和程序。课型的形成和划分与教学内容、教学任务、教学目的、教学方法等众多因素相关。下面分析课型与教学方法的关系、课型与教学模式的关系、课型的一般与个别关系,通过对课型的研究,促进教师提高教学设计的能力,提升课堂教学的艺术。
1 课型与教学方法的关系
教学方法是在教学过程中,教师和学生为实现教学目的、完成教学任务而采取的教与学相互作用的活动方式的总称。在生物学教学情境中,常用的教学方法有讲授法、谈话法、讨论法、探究法、实验法、演示法、阅读法、参观法、练习法、实习法等。
教学方法是教学过程整体结构中的重要组成部分,是教学的基本要素之一,它直接关系到教学工作的成败,教学效率的高低和把学生培养成什么样的人。教学方法选择的依据主要是教学目标、教材内容的特点、学生的实际情况、教师本身的素质、教学时间和效率的要求等。如果教师不能科学地选择和使用教学方法,会降低教学效果,增加学生的负担。
中学生物学教学的课型分类可以从教学任务、教学内容、教学方法、教学组织形式等角度进行。从教学任务分,课型可分为新授课、练习课、复习课、讲评课、实验课等;从教学内容分,课型可分为事实学习、概念学习、规律学习、技能学习等;从教学方法分,课型可分为讲授型、讨论型、探究型等;从教学组织形式分,课型可分为合作型、自学辅导型等。课型在不同的分类依据之间存在重叠,在同一分类依据之间也可能存在重叠。
如果以教学任务和教学内容为横轴,以教学方法和教学组织形式为纵轴,可以得到更丰富的课型组合,如表1所示。有些组合得到绝大多数教师的认同,在实践中广泛使用,如讲授型事实学习、探究型实验课等;有些组合在实践中具有可行性,但使用的教师很少,如探究型概念学习、自学型规律学习,只要运用得当,能取得意想不到的教学效果;有一些组合存在着一些不合理性,几乎没有教师进行尝试,如自学型实验课、探究型练习课等;还有一些课型可能许多教师常常采用,如讲授型实验课,不组织学生进行实验操作或探究,对实验的原理、操作、现象进行纸上谈兵式的讲授,这种课型没有相应的教育学心理学理论支持,不能培养学生的操作技能、观察能力、发现问题和解决问题的能力。因此,研究课型不是希望将其固化下来,而是提出“教无定法,教学有方”的理念,鼓励教师灵活运用教学方法,合理设计教学流程,同时要敢于创新,不断提升教学的吸引力和艺术性。
2 课型与教学模式的关系
教学模式是在一定教学思想或理论指导下建立的、较为稳定的教学活动的结构框架和活动程序。教学模式的结构通常包括理论依据、教学目标、操作程序、实现条件、教学评价五个部分。国内外常见的教学模式有探究式教学模式、巴特勒自主学习模式、抛锚式教学模式、范例教学模式、加涅模式、奥苏贝尔模式、尝试教学模式、合作学习教学模式、发现式学习模式等。学案教学模式、杜郎口教学模式等新教学模式来源于实践,是对具体教学活动方式进行优选、概括、加工的结果,形成一种相对稳定的操作框架,这种框架有着内在的逻辑关系和理论依据。
在对课型的研究中,有人将课型界定为课堂教学结构的类型,也有人将课型界定为课堂教学的模型,这种课型观,似乎是受到了“教学模式”的影响,试图将每一种课型发展为相应的课堂教学模式。这种观点表面上看有所创新,但细究则不然。一方面,教学模式的概念相对于课型的概念是上位的,更为严谨、科学、系统,教学模式常常是在一定的教育教学理论背景下展开,并依据理论选用一些特定的教学方法来实现某种教学效果、达成既定的教育教学目标的结构框架和流动程序,而课型主要是依据具体的教学目的、任务、内容、方法而形成的课堂教学结构。另一方面,在某种教学模式下,课型可以是丰富多彩的,将课型与教学模式合二为一,容易造成教学模式的僵化而影响实践中的教学效果。
以学案教学模式进行分析,学案编写体例一般包括学习目标、课前准备、课堂学习、课后复习四个环节,课堂学习的结构有知识建构、典型例题、反馈练习、学法指导、拓展思考等方面。教师编写的学案分发到学生手中的方式有课前分发、课堂上分发和装订成册在开学时分发。从表面上看,学案编写是集体的智慧或者是优秀教师智慧的结晶,但是在同一个年级使用同一份学案,忽略了班级、学生、教师的差异性;学案将教学内容和流程已经固定,使课堂教学失去了新鲜感,不利于动态生成资源的开发和利用;学案的呈现方式模式化,教法和学法趋向单一,课型的丰富性受到抑制,教学的吸引力逐渐下降。因此,以学案为载体引导学生学会学习是一种教学方法,通过理论包装后这种教学法方法变成一种教学法模式,学案的泛滥使得教师个性化的教学设计缺失,从而制约着教师特别是年青教师的专业成长,更影响着学生学习兴趣的培养。
3 课型的一般与个别关系
哲学上一般和个别的关系,即普遍性和特殊性的关系,是辨证统一的关系,相互联系,不可分离;在一定条件下可相互过渡、相互转化。就人类的认识过程来说,总是由认识个别的(特殊的)事物,逐步地扩大到认识一般的(普遍的)事物,当已经认识了一般的事物本质以后,就以这种一般的认识为指导,继续认识尚未研究过的各种个别的事物,用以补充、丰富和发展这种一般的本质认识。也就是说,这是两个认识过程,一个是由个别到一般,再一个是由一般到个别,人类总是这样循环往复地提高认识。
课型中同样存在着一般与个别关系。从教师的专业成长历程进行分析,职初教师对课型的认识是从个别到一般的过程,成熟教师对课型的认识是由一般到个别的过程。从内容和教学任务来看,类似的教学内容可以采取相似的教学方法,从而课型基本相同,这是课型的一般性。但不同的教师或者针对不同的教学内容又可以选择不同的教学方法,创设新颖的教学流程,这是课型的个别性。
比如生物科学史的教学内容,在《普通高中生物课程标准》中,有“分析细胞学说建立的过程”、“说明光合作用及对它的认识过程”、“总结人类对遗传物质的探索过程”、“分析孟德尔遗传实验的科学方法”、“概述植物生长素的发现和作用”、“简述基因工程的诞生”等。从教材的编写范例上来看,一般都包含着年代、人物、经典实验、假说等。从教学过程来看,教师常常选择按照年代顺序,创设问题情境,通过对一些经典实验的分析,可以让学生体验科学知识的形成过程,从中学习科学家的思维方法和理解生物学概念、原理的来龙去脉。这种教学方法遵循人们对客观世界的认知过程,也符合学生的认知过程。但是生物科学史许多年代久远,学者数量众多,对科学史的教学常常陷入对科学史的简单分析和记忆,没有体验的过程,失去了科学史培养学生科学思想和方法、科学精神的功能,造成很多教师不重视科学史的教学。如果教师能创新地设计学生熟悉的情境,再抛出具有思维深度的问题时,能够激发学生强烈的探究欲望。教师启发学生提出自己的解释,提倡以小组为单位进行讨论,作出假设,设计实验方案并预测实验结果,通过学生之间、师生之间的交流与对话,引导学生运用科学的方法,修正完善实验方案,提升学生思维的逻辑性和严密性,最后再简单呈现历史上科学家对这个问题的认识过程。相同的教学内容可以选择两种完全不同的流程,不能简单地判断哪一种课型好,但多种课型的灵活运用,能够激发学生的学习兴趣,提升课堂的吸引力。
每个教师在教学工作中都在自觉或不自觉地按照一定的教学模式进行。研究课型、教学法方法和教学法模式有助于教师反思自身的教学,重视“教学有法”,但不固化教学的程序,从而实现“教无定法”,当教师能够真正融会贯通各种课型时,也许就能体会到“贵在得法”的教学真谛了。
一、科学制定教学目标
中学物理课堂教学大致分为新授课、实验课和训练课等几类主要课型。各类课型的教学目标,均应包含“知识与技能”、“过程写方法”、“情感态度与价值观”三个方面,以体现《物理课程标准》对物理教学规定的要求。
新授课的教学目标包含对学习新知识的要求,而学生学习、理解和掌握物理新知识需要一个过程,不能毕其功于一役,不能试图在一堂课内全部完成对某一物理概念、规律的教学,需要通过后续的教学,逐渐加深理解或达到掌握和应用的程度。因此,新授课教学目标的确定,应以学生已有的知识经验和认知能力以及熟悉的实际背景为基础,兼顾学生的年龄特点和学习习惯;一般只要求学生初步形成概念、认识规律、了解方法,体现单元教学目标的分阶段要求。实验课要求学生动手操作实验,教学目标应包含对实验原理和操作技能的要求,同时还要根据实际情况提出实验探究和合作学习的要求。基于信息技术的数字化节省了采集数据和处理数据的时间,为实现教学的开放性和探究性提供了条件,因此,在物理课堂教学中要提倡数字化的信息技术的深度介入。训练课是针对学习的重点内容或较难的内容专门设计的,是对所学内容的巩固和深化。训练课的目标要求一般略比新授课和实验课高一些,制定目标时既要考虑训练内容、形式以及学生的实际基础,又要体现层次性和个性化要求,以保证全体同学都能受到良好的训练。
二、合理组织教学内容
合理组织课堂教学内容,就是要依据教学目标,合理地确定教学容量、安排实验、选用教学资料;要把握内容的逻辑联系和发展线索,进行结构性处理和教学法加工;还要合理规定作业的内容和控制作业的总量等,从而优化教学内容结构,整体提高课堂教学效率。
学生在学习物理时,必须联系实际并通过适当的训练,才能加深理解,把所学内容内化为自己的知识,并形成相应的能力。在组织教学内容时,要合理安排训练作业,其中一部分可放在课内完成,另一部分放在课外完成。课外作业包括训练题、课题研究和课外小实验等,应严格控制作业的总量和难度,防止加重学生的课业负担,以利于学生的整体发展。
三、精心设计教学过程
设计教学过程要以具体的教学任务和学生的认知规律为依据,以优化教师的教学行为、完善学生的学习方式为重点,合理设计教学流程,正确处理好接受与探究、统一与选择、理论与实践、自主与协作、认知与情意之间的关系。
合理设计教学流程,就是要根据学生的年龄特征、认知结构以及不同课型的特点,正确选择教学策略和教学模式,并且将教学内容和教学活动按教学的逻辑结构划分为相对独立、又相互联系的若干教学环节,再合理安排执行各教学环节的时间顺序,处理各环节的过渡与衔接,最后形成科学的教学流程。在各环节中,情景、问题、探究、应用等应作为重点进行研究。同时还要注意,教师虽然确定了教学流程,但不能机械地执行流程;虽然设计了教学环节,但不能呆板地死扣环节,一切要从课堂教学的实际出发。
四、充分重视实验教学
物理是一门以实验为基础的自然科学。实验教学有利于学生掌握和运用物理知识与技能,体验科学探究过程,学习科学研究方法,提高实践动手能力,增强创新意识,发展对科学的兴趣和热情,养成实事求是的科学态度。因此,物理实验对落实物理教学目标有独特的、不可替代的作用。在演示实验中,不但要求学生关注所观察到的现象,还要求理解现象所表明的物理实质,了解某些实验装置的基本原理。在学生实验中,无论是测量性实验、验证性实验或探索性实验,都要求学生在明确实验目的、实验原理的前提下,能正确选择、使用仪器和工具,准确获得实验信息,合理处理实验数据;通过归纳、演绎得出实验结论,撰写实验报告。在实验中还要克服困难,学会排除简单的故障;高中学生还要能分析某些实验误差产生的原因。对于探索性实验,则更应注重假设、猜想及设计实验方案的要求。同时,在实验时学生既要学会独立操作,又要重视与他人的合作,有些实验可以通过分工、协作,共同配合完成。
五、努力整合信息技术
信息技术不仅是教学的辅助手段,更重要的是通过信息技术的整合,可以推动学生学习方式的改变,促进物理课堂教学模式的变革,为全面提高学生的科学素养开辟了新的途径。
要实现物理课堂教学与信息技术的整合,必须构建以计算机、网络技术,多媒体、数字化为基础的信息技术平台。同时,在日常教学中要积极使用已有的信息技术资源;适时、适量、适度地应用多媒体教学软件;发挥计算机网络提供资源和交流信息的优势,开展科学探究和学习交流活动。在进行物理教学时,除了用传统的实验手段外,还应适当地应用数字化信息技术实时采集信息,自动处理数据,迅速得出结论,从而优化课堂教学结构、提高课堂教学效率。要充分利用多媒体或校园网,展示一般常规实验无法看清的物理过程。为了使信息技术真正溶入物理课堂教学,教师必须增强信息意识,通过自身的专业发展不断提高驾驭信息技术、完善教学设计、营造信息环境以及指导学生应用信息技术的能力;通过不断总结经验,在探索和实践中逐步形成适合学校特点、符合学生实际、具有个人风格、整合信息技术的物理课堂教学模式。
中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1672-1578(2015)05-0350-01
新课程改革背景下,以工业流程题考查的主要能力为切入点,就教学中如何转变教师的教学方式和学生的学习方式进行一些实际可操作的教学案例设计,使教学跟上《课标》的步伐,便于学生更好的应考,就成了值得我们努力的课题。下面就贵州省高考化学工业流程题进行分析汇总,就其考查的重点和能力,结合教学实际谈谈高中化学教学如何培养学生的相关能力。
1.近几年贵州高考化学工业流程题考查的主要知识点及能力
工业流程题的试题结构包括三部分,分别是题头、题干和题尾。题头一般是简单介绍该工艺生产的原材料和工艺生产的目的(包括附产品);题干部分是将原料到产品的主要生产工艺流程用框图形式表示出来;题尾则是根据生产过程中所涉及的化学知识设置成四至五个问题,从而构成一道完整的化学试题。考查的特点是立意新颖、科学性强、范围广泛、难度较高。现将近几年贵州高考化学工业流程题考查的内容、知识点和能力进行分析汇总,如下表:
综观近几年贵州高考化学工业流程题,考查的内容多以元素化合物结合实际工业生产为主;问题设问形式主要有填空(化学方程式、离子方程式、电极方程式等的书写)和简答(工业过程中某些操作的措施、理由、评价等)两大类;考查的知识点则遍布整个高中化学的各个领域(除选修五《有机化学基础》外);考查能力方面主要是考查学生获取信息的能力、实验探究的能力、知识迁移的能力和化学用语规范表达的能力。因此,在高中化学教学过程中应着重培养学生的相关能力。才能更好的适应《课标》要求和更好的应考。
2.高考工业流程题考查能力启示下的化学教学及教学反思
工业流程题是以真实的工业生产过程为背景,综合考查学生各方面的基础知识、基本技能及将已有知识灵活应用在生产实际中解决问题的能力,充分体现了《课标》对培养学生相关能力的要求的指导思想。但在现行的《教学大纲》、《考试大纲》中均没有对工业流程题进行较详细和完整的说明和解释,多种新课程教材中也均无独立的模块和专题对其进行讲解。因此要跟上课改的步伐,我们只有在平时的教学中着重培养学生的相关能力。
2.1 培养学生获取信息的能力。"能力立意"是文科综合能力测试的灵魂,考查的是运用知识分析解决实际问题的能力。工业流程题是通过设置生活化学新情境,考查学生从材料中获取有效信息、分析问题、运用知识描述论证解决问题等一系列的能力。其中"获取和解读信息"的能力是"分析、运用知识"与"论证和探讨解决问题"的能力的重要前提。可见培养学生获取和解读信息能力显得尤其重要。因此我们在教学过程的各个阶段都不能忽视对学生获取和解读信息能力的培养和检验。获取和解读信息过程实际上就是要求学生找出"已知什么"、"具备什么"、"要解决什么",在获取解读信息过程中,关键是把信息中的"关键词"、"关键信息"、"隐含信息"提取出来。
[教学反思]在教学过程中让学生自己去获取、筛选、处理信息,达到问题的解决。这样的教学过程是以学生为学习的主体,所以他们的兴致特别高,学得也特别认真,不但掌握了新知识,而且有效地训练了学生获取有效信息的能力。但值得注意的,一是学生信息获取能力的提高是一个长期的渐进的过程,不能一厥而就,而应该作为一种长期习惯养成来培养;二是我们在学生分析、整理有效信息的过程中,教师要给予及时的指导和适时的评价,保证学生思路的正确和获得的信息有效。
2.2 培养学生的实验探究能力。《课标》明确指出"高中化学课程应有利于学生体验科学探究的过程,学习科学研究的基本方法,加深对科学本质的认识,增强创新精神和实践能力",并强调"通过以化学实验为主的多种探究活动,激发学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变"。工业流程题正是以真实的工业生产为情景,以化学实验为载体,结合化学知识设置问题,考查学生自主学习的探究能力。因此,教师在深刻领会课程教材知识点的基础上,设计一些适合学生探究的教学过程,渗透工业流程题的思想和观念,让学生在学习的过程中提高自身的探究能力。
[教学反思]试验证明,学生通过自身的探究,对知识掌握的牢固度和深度都较打开书,老师满堂灌的效果更好。教育心理学也认为,中学生有与生俱来的探究的需要和获得新的体验的需要,而这些需要的满足,需要在一定的教育环境下用适当的方法才能得以实现。为此,我们要实现研究性学习,转变学生的学习方式就要做到:一是为学生提供一个开放性的学习环境;二是明确探究最重要的目的不是结果,而是通过对问题的不断"追问",学会学习,学会思考,学会获得知识的方法;三是老师要以表扬鼓励为主,充分肯定学生在探究过程中的主动参与精神和创新意识,使他们体验探究的乐趣和成功的喜悦,乐于形成探究的习惯。
工业流程题作为新高考中的新题型,由于其取材于真实的工业生产过程,在考查的重点上测重考查考生的各方面能力,它较好地体现了《课标》要求化学课程着重培养学生实验操作和探究的能力,也由于题型具有一定的难度和区分度,也较好地承接了高考选拔的功能。因此无论是出于应试还是改进自我的教学跟上新课改的步伐,对工业流程题进行研究都具有一定的现实意义。本文在汇总工业流程题考查的知识点的基础上,分析其考查的主要能力,据此结合教学实践,进行一些教学案例片断的设计并进行反思,期望以此改进自我的教学方式和为同行提供一些可借鉴的实践经验。
1、“探究式”教学模式提出的背景
2001年教育部颁布了义务教育阶段各门学科的《课程标准》,这次课程改革是建国以来多次改革中最为广泛、最为深刻的一次,是我国实施“科教兴国”战略的重要组成部分。根据新课程标准编写、上海教育出版社出版的实验教科书《化学》(九年级),2002年已被全国中小学教材审定委员会初审通过,已在我市五个省级课改实验区使用了一年。新课程的核心内容是进行科学探究。摆在我们教师面前的第一项变革,就是怎样设计教学环节来引导学生进行科学探究?围绕什么中心进行教学设计?有没有一种教学模式可模仿?这是实施新课程的关键环节之一。
2、“探究式”教学模式提出的依据
2.1、《课程标准》的要求
《课程标准》中提到,科学探究既是学生的学习目标,又是重要的教学方式之一,将科学探究列入内容标准,旨在将学生学习重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化[1]。如果新课程在实施中依然是教师满堂灌,学生被动听的教学模式,那将违背课程改革的本意,使课程改革失去意义。本次课程改革的目标之一就是要通过课程内容的变化促进课堂教学丰富化,真正做到“让课堂充满生命活力,让学生成为学习的主人,使学生从被动接受知识向主动获取知识转化”这一策略思想展开的,这说明“探究式”教学是符合课程改革精神的。
2.2、心理学研究表明
学生对学习内容的巩固程度,跟教学方式的关系很大。一般来说,学生通过阅读文字材料,或听教师讲授之后,学生能够记住约20%的内容;学生对他们看到的实物现象能够记住约30%的内容;如果又听又看到实物现象,能够记住约60%的内容;如果是学生亲自探究过的,则能记住约90%的内容[2]。这说明“探究式”教学是能取得较好的教学效果的。
2.3、从化学学科的特点看
化学是一门以实验为基础的自然学科,是自然科学的重要组成部分,它侧重于研究物质的组成、结构和性能的关系,以及物质转化的规律和调控手段。观察和实验是研究化学问题的基本方法之一,而化学中的概念、定律是借助于实验得到的。只有通过观察、实验等探究活动才能获取大量的感性认识,才能提高教学效果。“探究式”教学模式正是从这点出发,较好地运用到课堂教学活动之中去的。
3、“探究式”教学模式的基本理念及探究教学流程图
3.1、“探究式”教学模式的基本理念
“探究式”学习是由美国教育家萨奇曼提出来的。他认为,人生来具有一种好奇倾向,这种本能的倾向会使人们在面对陌生的现象时尽力找出其发生的原因。他坚信儿童具有自然而又旺盛的探索精神和强烈的求知欲,会想方设法弄清楚这些新鲜事物,这是一种进行科学研究的可贵的动力和资源[3]。
“探究式”教学是与“灌压式”教学相对的一种教学方法,“探究式”教学是用与教学内容相关的实际问题作为载体,让学生在教师的指导下有目的地、相对独立地进行探索研究,从而促进学生的思维水平的发展,提高学生运用知识解决实际问题的能力,并从中感悟到科学研究的基本策略和方法,得到科学思想的熏陶,为培养创新精神、创造思维打好基础。
3.2、“探究式”教学模式的教学流程图
“探究式”教学模式的基本程序:提出问题猜想与假设制定计划进行实验收集证据解释与结论反思与评价表达与交流。
“探究式”教学流程图如下:
3.3、“探究式”教学模式的教学流程图说明
此表对应的教学流程图不是科学探究教学的唯一模式,但不同的科学探究教学流程一般都可以分解为该流程图所包含的要素。因此,根据上表所对应的教学流程图设计的科学探究教学评价指标更具普遍性和实用性
4、“探究式”教学模式的操作要点
4.1、提出问题
问题是“探究式”教学的动力和起点,教师应根据教学内容创设情境提出问题。情境创设可从生产、生活、科技等现象、演示实验、新闻报道等入手,力求从学生的生活情境和已有经验出发,力求贴近生活、贴近社会,如:如何防止自行车锈蚀?水资源取之不尽吗?酸雨离我们还远吗?等等。帮助学生从化学的视角认识人与自然、人与社会的关系,并培养学生发现问题、提出问题的能力。
4.2、猜想与假设
问题提出后,要对问题可能的答案或结果作出猜想或假设。引导学生根据提出的问题结合日常生活及现象和所学的化学知识,大胆地进行猜想与假设,培养学生的想象力和创新意识。如:通入二氧化碳使石蕊试液变色的原因的探究活动中,引导学生对是谁使石蕊试液变色进行大胆的猜想,尽量发散学生的思维,对学生已有认识的正误,不立即给以评价反馈。这样既培养了学生的类比和形象思维能力,又可训练他们的逻辑推理能力。
4.3、制定计划
教师要激活学生已有的知识,启发和引导学生设计研究解决问题的计划,这时要渗透科学研究的策略、方法。先从宏观上提出总体思路,设计总体方案,再对每个局部进行微观设计,这样可使学生的知识活化重组,有机组合形成相互联系的知织结构,只有结构化的知识才能向能力转化。制定计划的过程是培养学生科学思维、提高解决问题的能力的有利时机,教师要充分发挥指导作用,让学生把思维过程暴露出来,适时地加以引导和点拨,也可以站在学生的思维层次上提出问题给学生思维指向,同时要给学生留有思维的空间和时间,千万不能包办代替。要注意的是计划制定不仅仅为解决问题,我们要在制定过程中整合学生的知识、发展学生的能力,培养创新精神!有时计划可能并不完善,可留待学生在具体操作过程中自己去发现、修正、完善。开始阶段或难度较大的问题可提供一些计划、方案供学生选择以降低台阶。
4.4、进行实验
实验是进行科学探究的主要方式,是论证猜想与假设的实质性过程,是知识的发源地和素质提高的有效手段。学生通过亲身经历和体验科学探究活动,激发了他们学习化学的兴趣,学会了科学探究的方法。通过实验探究使学生学习和体验化学研究的基本思路和方法,理解科学概念及科学的本质,提高观察、分析、解决问题的能力。
4.5、收集证据
引导学生运用实验探究、调查、查阅资料、上网等方式收集解决问题所需要的证据。多渠道地获取信息,运用比较、分类、归纳、概括等方法加工各种信息,筛选有用的证据,运用图表、小论文、调查报告等形式加以表述。通过证据的收集和处理,培养了学生求真、务实的精神。
4.6、解释与结论
教师要进行有效的启发,引导学生对实验现象进行思考、解释并通过理性分析形成结论,然后以实验报告的形式进行总结。并与实验前的猜想与假设进行对比,再对结论进行进一步的分析和讨论,培养学生对事实的分析处理能力和归纳能力。
4.7、反思与评价
在教师的指导下或通过与他人讨论,对探究活动进行反思,发现自己与他人的长处与不足,然后提出具体的建议改进自己的学习和探究活动。对于不同学生所提出的不同的方法或得出的不同结论,尽管有对有错,有好有坏,但只要有一定道理,教师在评价时就应针对其方法或结论中正确或好的方面给以热情鼓励和肯定,充分发挥评价的激励作用,增强他们的自信心,彻底解放他们的思想。
4.8、表达与交流
在学生获得足够的感性材料后,教师应积极引导学生用口头或书面等形式表达自己的探究过程和结果,相互交流、共同探讨、互相补充和完善。通过表达与交流,培养学生与他人友好相处的良好心理品质及团队精神[3]。
附:“探究式”教学法的教学案例——燃烧条件的探究:
[提出问题]:物质在什么条件下才可发生燃烧?
[猜想与假设]:要有燃烧的物质;要引火(引燃);要有空气……
[制定计划]:观察怎样使煤燃烧起来,怎样使它熄灭?访问消防队,火灾是怎样引起的?又是怎样被扑灭的?
[收集证据]:①证明有可燃烧的物质存在时,才可能发生燃烧;②证明有空气存在时,燃烧才能发生;③证明可燃物没有被点燃或没有处于一定温度下,燃烧不能进行。
实验设计:水、酒精、食油、铁丝哪些可以燃烧?用棉花沾这些物质,放在酒精灯焰上,可否引燃?
在密闭的容器里可燃物(如蜡烛、汽油)是否可以燃烧?在一有盖的玻璃容器里引燃可燃物后,盖紧,可燃物是否继续燃烧?
证实猜想:酒精、食油、铁丝;纸张、木条、煤炭两组可燃物中,哪一种物质更易被点燃?哪一种物质燃烧所需的温度更低(高)?用什么方法才能使它们燃烧,这些方法是否所能提供的热量不同,使可燃物能达到不同的温度?
[解释与结论]:(略)
[反思与评价]:实验结果和猜想是否吻合?实验收集到的证据是否足够?等等。
[表达与交流]:我的结论是这样的……你是如何探究的?你的结论是什么?等等。[4]
5、“探究式”教学模式的实践意义
“探究式”教学的意义是:学生在科学探究活动中,通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程,学习理论知识与技能,体验科学探究的乐趣,学习科学家的科学探究方法,领悟科学的思想和精神;并使学生学习的重心从过分强调知识的传承和积累向知识的探究过程转化,使学生从被动接受知识向主动获取知识转化,从而培养学生的探究能力、实事求是的科学态度和敢于创新的探索精神。
对于“探究式”教学模式的研究实施,我们采用了试验班和对比班进行对比的研究方法。试验班在教学中采用了“探究式”教学方法,而对照班仍采用传统的“传授式”的教学方法。为期一年对两个班的学生进行了教学效果跟踪调查,结果发现试验班学生学习化学兴趣显著增长,上课参与程度增加,对目前渗透创新教育的方法较喜欢,收获较大。由此说明“探究式”教学方法改变了学生学习化学的心态,上课积极性增加,促进了其非智力因素的培养和提高,学生在学习化学过程中不断受到鼓励,获得了成功的体验,同时激发了学生踊跃参与问题讨论和敢于探索的创新意识。
陶行知先生说过:处处是创造之天地,天天是创造之时,人人是创造之人。我们实践“探究式”教学就是要使每一个学生的潜能都得以发挥,都成为具有自信、自强、自我发展和具有实践能力的创新型人才,让每一个学生都获得科学探究的体验,掌握科学探究的方法,从而获得成功,这是我们实施“探究式”教学的目的,也是素质教育所追求的目标。
6、“探究式”教学模式的几点思考
6.1、精心设计探究题是保证探究质量的前提
精心设计探究题是探究式教学能否成功的前提。从心理学角度来说,问题可以激发学生学习的动机,“疑者,思之始,学之端也”。疑就是问题,最能激起学生由此及彼,由表及里,深入思考。从教学目的看,问题的设计体现了对知识能力、态度价值观等的要求。从教学过程来看,问题是使教学过程由教师向学生主体转化的桥梁,把学生置于探索者的地位,通过自主学习获得发展。讨论题的设计要注意以下几点:
(1)要有启发性:学生探究的问题最好一经提出就能激发学生的探究兴趣;这样的问题课本上没有现成的答案,一经提出就将学生置于“发现者”“探索者”的位置上,必须通过联想、通过收集或研读补充材料、经过思索才能将结论整理出来,而且每个学生作出的结论可能与其他同学是不一样的。
(2)问题要适合学生:探究的问题必须要考虑学生的学习心理特点、接受能力、知识水平等。选择难易适度、既能激发学生的思维积极性,又能使学生得到提高的问题。太难了,学生感到高不可攀,挫伤了积极性会放弃探究;太容易了,也不会引起学生参与讨论的兴趣。一般来说,探究的问题至少要在学生的思维上拐一个弯,即至少要有难、易两个层次,同时使大多数学生通过努力能够解决。这样既能为学生的思维留有用武之地,又能扩大参与面,使学生产生成就感。
6.2、落实各项准备是保证探究质量的基础
探究的氛围与质量,同探究前的准备关系极大。教师要细心指导学生作好准备。
(1)明确问题:探究之前要让学生明确所要探究的问题,引导学生明确问题的实质,了解解决问题的意义,激发学生的兴趣和探讨的主动性。可以在教室黑板上书写醒目的探究题和学生的一些主要观点、论据。
(2)探究用的实验器材:探究是根据一些生活、实验现象等基本事实,运用基本观点、方法、规律进行分析,得出结论的活动。为了探究的顺利进行,事先要准备好实验器材。
6.3、因势利导是提高课堂探究质量的关键
“探究式”课堂教学模式是学生通过交流,在相互启发商讨中,自己探求真理的教学模式。但学生的自主性学习交流,并非放任自流的盲目探索,教师要将学生自发的认识加以正确的引导。一般来说在课堂教学引导要注意以下几个问题。
(1)要对每位学生发言的点评。在课堂探究中,学生常常将注意力集中于自己的发言上,而不太善于通过相互交流提高自己。因此每位学生发言后,教师应用一两句话点评。点评的内容是发言学生思考的角度、主要观点或发言中的闪光点。这并不是对学生发言的裁判,而是帮助学生获取、组织评价信息的过程。它可以提示学生注意别人发言的内容,及时提出自己的见解,引发思想碰撞,或启发学生发现、吸取别人的长处,互相学习。
(2)要引导学生纠正错误的认识。在讨论中学生不可避免地会产生偏差,出现某些错误的观点。对于大多数学生认识不清的重要问题,教师不能简单地加以否定,而要提出针对性的问题,引导学生共同发现错误,通过进一步的讨论,走出误区。
6.4、探究式教学特别要注意的是情景、留白和反思
探究强调体验,没有情景就没有体验,情景也是猜想的依据;留白就是要给学生留有思维的时间和空间,要有思考的余地;要重视反思,没有反思就没有进步。当然探究式教学要把握好度,中学教学不可能每一堂课、每一个教学内容都用探究方法,可选择一些点进行探究活动,通过一个点的突破,辐射与相关点的联系。
6.5、“探究式”教学模式在课堂教学中存在的主要问题
(1)教师要转变观念需要一个很长的时间。
很多教师设置的问题梯度太小,大多是根据学生在已有的知识或翻阅课本的基础上,通过简单推理就能获得答案,这样在课堂上教师就接二连三地问,学生附和着回答。最终结果还是以教师为中心。至于评课,很多教师还是以教师的教学行为作为评价中心进行,特别是从知识系统性和条理性等方面进行评价。
(2)课堂的时间难把握,课堂难驾驭。教师确定介入的时间比较困难。介入过早,探究不够充分,过迟课堂效率太低。
(3)探究式课堂教学要花费的时间较多,教师往往不能提供充足的探究时间。探究式教学是把传统的习题课和分组实验课挪用到探究活动上,学生由此获得的探究能力能否应付传统的考试还难以确定,因为现有的考试制度下,都离不开考查知识和技能,目前很难考查“过程与方法、情感态度和价值观”。
(4)课堂上的知识总结不全面,不充分,学生普遍感到缺乏系统性和条理性。学生普遍不会记笔记。
(5)生生间汇报交流不全面,不充分,学生对老师的依赖性很强,对于出现的问题并没有认真的思考,而是等着听教师讲解;学生不善于表达自己的思想,他们所表达的思想往往不能激起其他同学思考;学生不善于听其他同学的汇报,他们大多仍继续关注自己探究过程中不出现的问题,只有教师开始解释他们才开始集中注意力。
(6)学校的多媒体设备、实验条件还都不能满足探究式课堂教学的需要。[5]
总之,探究式课堂教学是否能取得实效,归根到底是以教师能否转变教育教学观念,学生能否参与、怎样参与、参与多少来决定的,同时只有学生主动参与教学,才能改变课堂教学机械、沉闷的现状,让课堂充满生机。所谓学生主动参与就是给学生自主探究的权利,不要教师设框框,先把学生手脚捆绑起,要求学生按照教师预先设计好的一套去运行,而每步探究先让学生尝试,就是把学生推到主动位置,放手让学生自己学习,教学过程主要要靠学生自己去完成,这样,就可以使探究式课堂教学进入理想的境界。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版社,2001.
[2]透视科学探究性学习[J].人民教育.2003年9月
该类试题一般以实验装置图的形式给出实验的流程,其实验流程与考查内容一般为:
对实验方案的科学性的评价要从“合理选择,排除干扰,操作准确”等方面入手。
1.“合理选择”是指仪器的选择、药品的选择、连接方式的选择等。仪器的选择又包括发生装置(几种基本类型)、净化装置(除杂质的试剂与顺序)、反应装置、尾气处理装置等;药品的选择包括药品的种类、浓度、状态等;连接方式的选择指仪器的先后顺序,导管接口的连接等。
2.“排除干扰”是指反应条件的控制、防止空气成分介入、副反应尽量避免、杂质的清除以及防止产物的挥发、水解等对实验的干扰。
3.“操作准确”则要求熟悉主要仪器的性能、用途和典型的实验操作步骤。
二、定量测定实验题
常见的定量测定实验包括混合物成分的测定、物质纯度的测定等。该类试题常涉及物质的称量、物质的分离与提纯、中和滴定等实验操作。实验过程中或问题解答中要特别注意以下几个小问题:
1.气体体积的测量是考查的重点和难点,对于气体体积的测量,读数时要特别注意消除“压强差”,保持液面相平,还要注意视线与液面最低处相平。
2.测定实验中还要注意消除干扰气体的影响,如可利用“惰性”气体(指对于反应中涉及的物质来说是“惰性”的气体)将装置中的干扰气体排出等。
3.使被测量气体全部被测量,如可采取反应结束后继续向装置中通入惰性气体以使被测量气体全部被吸收剂吸收。
4.许多实验中的数据处理,都是对多次测定结果求取平均值,但对于“离群”数据(指与其他测定数据有很大差异的数据)要舍弃,因为数据离群的原因可能是在操作中出现了较大的失误。
在定量实验试题中,常见减小误差的措施有:①定量仪器的使用(特别是读数,如量气装置读数时要保证液面相平等);②减少固体产物的损失或除去杂质,如洗涤沉淀以及洗涤沉淀选用合适的洗涤剂;③保证气体产物全部被吸收,如向装置中通入足量惰性气体将气体产物赶出等;④沉淀剂的选用,如沉淀CO2-3 用氢氧化钡效果比选用氢氧化钙效果好(因为碳酸钡的相对分子质量比碳酸钙大,称量误差对结果造成影响小);⑤防止其他气体物质的干扰,如阻止固体产物吸收空气中的二氧化碳和水等。
三、创新和探究性实验题
探究类实验题的一般命题思路是:发现问题提出问题(即在学生现有知识水平的基础上做出猜想或假设)解决问题(设计实验进行验证,最后得出结论)。在能力考查点的设置上则可以考查学生发现问题的能力、提出问题的能力(做出合理假设或猜想)、探究问题的能力(设计实验进行探究)以及分析问题的能力(根据实验现象得出合理结论)等。在知识点的涵盖上则既可以考查基本概念、基本理论又可以考查元素化合物的有关知识;而且符合新课程改革在学习方法上强调的“探究学习”、“自主学习”。因此,探究类实验题将会是2013年高考试题中的一个亮点。
探究类试题一般有以下几种命题形式:探究化学反应机理、探究化学实验中的反常现象、探究对经典问题的质疑、探究未知物的成分、探究物质的性质、探究化学反应的条件以及探究化学反应的现象等等。
解决这类问题的关键是紧跟命题者设计的实验探究的思路,犹如身临其境。特别是对发现问题这一环节,根据已有知识,结合题目信息作出可能的假设;还有探究实验时,一定看清是基于哪种假设或猜想来进行设计的等。
一、引言
建构主义强调学习的主动建构性、社会互动性和情境性,网络作为一种开放的信息环境,比传统教学环境更能支持灵活开放的探究活动,支持师生之间、学生之间以及学校与社区之间的多向互动,有利于协作探究学习的实现。以往教学中,受信息技术硬件及师生教改意识所限,教师无法给予学生更灵活、更感兴趣、更具创造力的探究空间,从而无法体现探究学习的乐趣以及在培养学生科学素养上的优越性。笔者通过高中生物《稳态与环境》中的“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”这一探究活动的实施,大力促进了学生学习兴趣和探究能力的提高,也迈出了课程改革的可喜一步。
二、网络协作探究学习的活动流程
1.因校制宜,确立个性化的活动目标
探究学习的一条重要原则,是要有恰当的学习目标定向,以保证协作探究活动不只是形式上的“热闹”,而是能够达到实质性的学习效果。我们必须结合具体高中生物学科内容,明确探究活动旨在达成哪些知识与技能目标,哪些能力与方法目标,哪些情感态度与价值观目标。
我校是一所省级重点高中,学生学习基础较好,电脑技术也熟练。基于本校学生的优势,我们对教材中对“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”教学目标的设定,进行了适当的调整,设定目标如下:
(1)搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料,举例说明利用神经调节原理的仿生学在本地生产实践中的应用。
(2)提高利用网络获取知识的能力,学会收集和处理信息的方法;学会撰写文献综述,并能自制多媒体演示文稿展示自己的研究成果。
(3)在查找过程中体验合作与分享,增强对自然和社会的责任感,形成正确的世界观和价值观。
2.先期辅导,拓展信息获取能力
网络在人们获取信息的过程中占据了非常重要的位置,使用网络搜索资料,并制作多媒体演示文稿进行交流学习已经成为一项基本技能。但网络上信息繁杂,科学与不科学的信息鱼目混珠,如“仿生学”一项搜索就有大量的资源。为了体现教师一定的指导作用,帮助学生提高搜索效率及正确性,在学生开展网络搜索之前,教师应进行一定的背景资料介绍,并举例说明可供参考资料的范围及特点,避免信息失真。例如,仿生学的概念、起源、包括的范围等。
资料搜集通常有两种方法:登陆专业网站,如中国仿生社会学网、北京自然博物馆等,或利用搜索引擎,如谷歌、百度等。很多搜索引擎允许用逻辑运算符来缩小范围,在关键词前插入“+”,表示在反馈结果时需要此条件;在关键词前插入“-”,表示在反馈结果时排除此条件。例如,“……+仿生学+军事”表示返回的网页内容中包含关键词“仿生学”和“军事”。搜集资料的时候,养成资料分类保存的习惯非常重要,便于到时查找。
3.实施活动,唤醒合作探究意识
实施网络探究活动一般流程包括:确定子课题创建文件夹搜集资料建立多媒体素材库撰写文献综述制作多媒体演示文稿并进行交流。针对“网上搜集有关利用神经调节原理的仿生学资料”这一课题,具体操作如下:
首先,确定子课题。教师要帮助学生根据自己的兴趣选择一个子课题,然后教师再根据选题情况对学生进行分组。例如,工业领域、农业领域、军事领域等。
其次,创建文件夹。学生在自己的电脑上首先创建一系列文件夹,如“仿生学习资料”,然后在其内部继续创建一系列子文件,如“航天领域”,在“航天领域”文件夹内再细分为“素材”文件夹和“演示文稿”文件夹,在“素材”文件夹内再建立“文字”“图片”“动画”“声音”“其他”等文件夹,这样便于搜集到的资料进行分类管理。
第三,搜集资料(见上述)。
第四,对资料进行分析讨论,确立观点,撰写文献综述。文献综述一般都包含以下四部分:即前言、主题、总结和参考文献。撰写文献综述时可按这四部分拟写提纲,再根据提纲进行撰写加工。
第五,制作多媒体演示文稿并进行交流。小组成员根据文献综述,调用资源库中的多媒体资料,使用powerpoint等软件制作成汇报材料,用于学生之间的交流学习。演示文稿至少应包括以下内容:如什么是仿生学,仿生学在××领域应用的实例,仿生学研究的前景,等等。制作过程中尽量发挥计算机的优势,使用图片、动画、声音等多媒体素材,使演示文稿更加生动、易懂。完成以后,向全班学生展示自己的研究成果,也可以将自己的演示文稿到论坛与个人空间上,接受网友的点评。
三、网络协作探究学习活动实施的反思
1.以生带生,提升网络技术
学生在高一时学习了信息技术这门课程以后,虽然基本掌握了计算机的使用方法,但是很多学生可能在使用的时候还会或多或少遇到一些问题。因此,可以考虑在班级中挑选3~4名计算机水平较高的学生作技术指导,帮助其他学生解决在搜索资料、制作多媒体课件的时候遇到的计算机技术问题。
2.信息共享,减少机械重复
同一小组的学生通过分工合作,将各网站搜索到的资料都存入共享的文件夹,大家都可以调用,不但资料更加丰富,也减少了学生的重复劳动。
3.创设平台,交流探究经验
在交流学习阶段,学生利用自己搜索到的资料制成声形并茂的多媒体演示文稿,在班级上交流。这样,每一位学生除了学习到本子课题的知识,还能从其他学生那里学到更多的生物学的知识。
4.学生主体,激励主动参与
整个流程中,学生在搜索过程中发现问题,通过自己的努力解决问题,从收集资料、完成报告、到制作多媒体演示文稿等一系列工作,都由学生独立完成。这样,真正实现教师是教学的设计者、指导者、促进者、组织者、伙伴和帮助者,学生真正成为课堂的主体,实现学生积极、主动、探究地学习。
四、结束语
高中生物学科网络协作探究学习,是信息技术应用与生物科学教学配合相得益彰的教学内容,是学生提高网络学习能力,学会撰写文献综述,掌握多媒体演示技能的一项重要的学科实践活动。通过这项活动的开展,将学生的生物知识学习与信息时代紧密联系了起来,提高了学生的知识获取与相互合作的能力,笔者觉得这是生物教学课改的一个有力方向。
参考文献:
[1]陈阅增.普通生物学[M].北京:高等教育出版社,1997.
中图分类号:G633.8 文献标识码:B 文章编号:1006-5962(2013)08-0208-01
化学工艺题起源于广东、上海卷,契合 "课程内容与学生生活和现实社会实际之间保持密切联系,使实践和生活成为科学课程内容基本来源" 这一新课程理念,已成为新课改后的高考新亮点。化学工艺题是一种多溶质的混合溶液,其中的工艺流程(包括文字、流程图、表格、数据、坐标图等)是优质溶剂,化学科学的知识、方法、观念是溶质,将溶质结晶出来并加以识别、应用是知识与能力的综合体现。以下基于化学工艺题的问题设置,谈谈在突破策略上的思考。
1 化学工艺题常见问题设置
2 化学工艺题的突破策略
2.1 重视教材基本知识的内化。
工艺题融合了元素化合物、离子反应、氧化还原反应、化学平衡、电离平衡、溶解平衡、水解原理、物质制备和分离提纯、反应条件的控制、绿色化学等核心知识。应力求重温重点知识,以点带面,通过知识的内在联系,建立一个完整的、系统的、开放的且不断生成的知识结构,力求达到知识的内化。
2.2 紧抓教材经典工艺的深化。
高中化学教材中涉及到的重要化工生产有合成氨工业、合成硫酸、氯碱工业,硅酸盐,炼铁、炼铜、炼铝、镁的提取、石油化工、煤加工等。高考复习中应充分挖掘教材中的重要工业生产流程,以生产原理、设备、生产流程中的除杂提纯、尾气的吸收与处理等热点知识为载体,联系新材料、新能源、环境问题。高考化学试题中流程题可能将课本中不同处的内容融合,可能会将课本知识延伸。这就提醒我们要引导学生认真阅读、梳理教材,弄清书上每个重要实验和化工流程,并在练习中加以变通,这样才易于做好试卷上有创意的工艺流程题。
2.3 熟悉化工生产中的主要操作。
⑴原料的预处理:目的是为了将原料转化为容易提取的物质,常用方法有粉碎、灼烧(焙烧)。如海带中提取碘,事先要将海带灼烧成灰。
⑵浸出:用浸取剂将固体物质中的主要物质溶解。浸取时常用浸取剂有水、酸、碱等。
⑶煮沸:目的是为了除去溶液中的某些易挥发、易分解、易沉淀的物质。
⑷pH值调节:化工生产中为了分离除杂,常需控制溶液的pH值,调节的方法有加氧化物、酸、碱等。
⑸蒸发:为了将溶液中的溶质提取出来,常采用蒸发的方法,对于不同的溶质,蒸发的程度不同。
①所得晶体不带结晶水(如NaCl)时,一般蒸发至出现大量晶体,利用余热蒸干。
②所得晶体带结晶水(如CuSO4・5H2O)时,通常蒸发浓缩,冷却结晶。
⑹过滤:为了加快过滤速度常用"抽滤";为了防止溶质损失或杂质析出常用"趁热过滤";为了保持固液混合物的温度恒定,可用"热滤"。
⑺洗涤:为了洗去固体物质表面的杂质,常用蒸馏水洗涤,有时为了减少固体的损失,常用冷水或酒精洗涤。
⑻重结晶:为了将粗产品进一步提纯而采用的重复结晶的操作。
⑼干燥:晶体表面上吸附有少量溶剂,需用适当的方法进行干燥。固体的干燥方法很多,可根据重结晶所用的溶剂及结晶的性质来选择,常用的方法有以下几种:空气晾干的;烘干(红外灯或烘干);用滤纸吸干;置于干燥器中干燥。
⑽氧化:加氧化剂,将杂质离子转化为易除去离子,如将Fe2+氧化为易水解的Fe3+。常用氧化剂有H2O2、Cl2、NaClO、KMnO4等。
2.4 渗透"绿色化学"的理念。
绿色化学有利于实现人类社会的可持续发展,对化学工艺流程的可行性评价需要从 "绿色化学"的角度考虑。常常涉及工艺的安全性、可操作性、节约成本(原子效率和原料的循环使用、节能)、环境保护等问题。
2.5 培养答题能力。
要想学生在高考中拿到一个从未见过、不太熟悉的工艺题不紧张,同时处理得游刃有余,需要我们在高考复习中培养学生工艺题答题能力。
⑴明确工艺题答题的基本步骤
①完成"是什么?为什么?"的问题探究过程
从题干中获取有用信息,了解生产的原料和产品。引导学生理解物质间的转化关系、理解物质结构、性质、应用及其内在联系。
②完成"做什么?怎么做?"的问题解决过程
引导学生从技术角度分析从原料到产品关键进行了哪些反应?利用了什么原理(氧化还原、溶解度、溶液中的平衡)?关键操作进行到什么程度最佳?除目标产物外还产生了什么杂质或副产物?杂质或副产物是怎样除去的?
使学生明确做工艺题不需要拘泥于每个细节,不需要把过多的精力用于分析每步流程,只需把握大的方向即可解题。
⑵熟悉工艺题答题的基本策略
①给信息的反应方程式的书写基本步骤
结合物质的类别、化合价情况确认反应发生的本质;确定最关键的反应物和生成物;配平关键反应物和生成物;再根据守恒配平或补充其他辅助反应物和产物;依据题目信息写好反应条件;结合反应条件和反应体系所处的环境对各物质的存在形式、状态进行修正。
②基本实验操作检验沉淀是否完全。一般叙述为:取上层清液,检验其中含有的某一离子。
洗涤沉淀。如问洗涤目的,一般考虑除杂或减少原料的损失;如问如何洗涤,一般叙述为:往漏斗中加入蒸馏水至浸没沉淀,待水自然流下后,重复以上操作2-3次。如问用冷水或75%的乙醇代替水的目的,一般是为了减小溶解度(用乙醇还有助于固体的干燥); 如问沉淀是否洗净,一般叙述为:取最后一次洗涤液,检验沉淀表面的杂质离子。
从溶液中得到晶体,一般叙述为:蒸发浓缩-冷却结晶-过滤-洗涤-干燥,有时根据具体物质还应考虑抑制水解、趁热过滤等特殊操作。
③反应条件的选择
温度控制。经常从物质的挥发性、稳定性、副反应,对反应速率的影响,对化学平衡的影响,对物质溶解度的影响等方面分析。
提高转化率。根据平衡移动原理分析。
反应物用量或浓度。一般是为了提高反应物的利用率,控制副反应等。
pH值控制。通常是为了促进或抑制水解,控制反应的进行程度。
④绿色化学。从原料成本及循环利用、设备要求、节能、环保等角度回答。
⑤化学计算。灵活运用观察法、比较法拆分与重组法、建构模型法、分类讨论法、守恒思想、特殊化与一般化思想、平均化与极端化思想、方程思想、函数思想等。
⑶强化答题规范化素养的养成
"细节"决定成败,每年高考卷的典型错题分析都暴露学生的化学基础不扎实;在分析解答比较复杂的综合性问题时,思考问题不全面,思维欠严谨,实验探究能力和计算能力比较差,信息素养和学习能力不强,审题不仔细,答题不规范,不准确。一定要强抓基础知识的扎实性和学生答题的规范性,引导学生从出题者的角度审视问题,抓好错题订正和消化,使学生形成较强的化学学科素养。
突破工艺题这一富有挑战的新题型,应以《考试说明》为指导,宽基础、重素养,帮助学生练就"化学的慧眼和慧心", 答题时把握变中求不变,抓住一个关键点:一切反应或操作都是为获得产品而服务。最终使学生既学到知识,又培养能力。
参考文献
[1] 江苏省普通高中学业水平测试(选修科目).江苏教育出版社.2010.