开篇:润墨网以专业的文秘视角,为您筛选了八篇高中绿色化学的定义范文,如需获取更多写作素材,在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享!
【关键词】化学课堂教学;绿色化学
一、前言
结合化学新教材的内容把绿色化学的观念融入化学课堂教学中,是培养学生的绿色化学观念的重要手段,绿色化学的科学实践已有百年历程,但是,绿色化学理念和化学课堂教学相互融合的研究却还是不大乐观,下面就从绿色化学的含义及理论和实践等几部分讨论绿色化学在化学课堂教学中是如何体现出来的。
二、在课堂教学中融合绿色化学的理念
在进行化学课堂教学的时候,应结合书本内容,特意出示几个探究性的问题并指导学生运用绿色化学中的观点思考由学生自由作答。例如,在化学课堂教学中学习氮、磷等化合物这章内容时,设计的问题可以是:目前社会上呼吁大家洗衣要用无磷的洗衣粉,原因是什么呢?在学习苯、甲苯这类的有机物内容时,可提问学生:平时家里粉刷墙壁的时候,为什么选用苯、甲苯等有机溶剂的涂料呢?在学习铅元素的内容时,对学生出示的问题可以是:汽车为何提倡使用无铅汽油?在学习氢气的内容时,可出示:氢气可作为一种不错的清洁燃料吗?为什么?借助这些问题来引导学生,若达不到绿色化学的标准反应,我们就要尽少的使用。在中学课堂化学课本里有不少涉及到化工生产方面知识的内容,在化学课堂教学中就可以借助这些内容来培养学生的绿色化学观。
通过实例向学生解释:氮的固定具有三种方法:(1)人工的化学固氮;(2)豆类植物及苜蓿根部的根瘤菌上产生的生物固氮;(3)雷雨天气发出的闪电固氮。但是人工化学固氮消耗的能量大、工艺也较繁琐,这类生产还会严重污染大气。所以,化学家们开始把目标放在“绿色化学”上,就是研究怎样能和植物德根瘤菌一样,不借助机械设备且不用大量的厂房,也不会污染到环境的生物固氮。
三、在实验教学中融合绿色化学的理念
在高中阶段,化学实验课程的绿色化的定义是:对高中化学的实验原理和方法、工艺和技术、操作和仪器等开展的绿色化设计、优化和改善,主要又绿色化设计实验方案及绿色化改善实验方法两部分内容。即把化学实验的配置、原理和操作方案等环节和绿色化学内容相联系,就可以让传统化学的实验原则与其展开有效的绿色化学结合起来了。
1.要积极采用微型实验
在化学实验教学中,要对普遍见到的那些实验仪器及时的进行微缩改进,也要对常用的试剂设定给出一定量的限制,化学实验教学中既可以使用已被科研成功的井穴板等微型实验仪器,同样可以把启普和容量瓶、烧瓶以及发生器等实验器材进行微型化。若使用微型化的器具让化学实验得出的现象不明显时,便可借用现代化辅助教学地方法把化学实验成果放大化。
2.要积极改善实验方法
在化学实验教学中,进行化学实验时要尽量减少其对玻璃器皿的依赖性。时常有一些实验溶液的颜色变化显著的定性实验,就可已选择改放在点滴板上进行,例如:用指示剂及酸、碱作用进行实验;三价铁离子进行显色实验等。也有可放在实验滤纸上来完成的定性实验,例如:电解饱和食盐水实验和检验醛基存在的实验等等。
3.要增强学生的环保意识
在化学实验教学中,要对化学实验中剩余的化学药物及不能回收的废液完善处理。若不能回收的废液要倒进废液缸内并经过处理之后再丢弃、埋掉。若有毒物品一定要进行正确分解,废酸就需要用石灰乳进行中和。通过指引学生安全规范的进行实验操作,让同学们在学习化学实验知识的基础上,也树立学生严谨的科学观念及正确的实验态度,增强学生对安全的意识及对环保的意识,以此培养学生绿色化学的观念。
四、在课外实践中拓展绿色化学的理念
化学课堂教学课程是和社会生活紧密相关的,只有带领学生从化学课堂中走出来,课堂所学到的知识才能得以深化,提高学生的学习能力,借助多种多样的课外活动及多姿多彩的社会实践活动对学生的绿色化学观进行指导和培养。可以通过展开绿色化学的专题活动,来培养绿色化学的意识。例如:(1)举行校园绿色化学的知识竞赛。(2)组织班级学生轮流出版绿色化学专题板报。(3)邀请绿色化学资深教师开展专题讲座。(4)特意开展一些有关绿色化学知识的绿色行动,组织同学们自觉的从我做起,如平日家庭废旧电池的收集、白色垃圾不乱丢弃等等,养成随手把垃圾分类的习惯等一系列活动。这样,不仅可以深化学生的课堂知识,而且还能通过活动进行学习与实践,培养学生对化学知识学习的浓烈兴趣,增强学生的实践能力,促使绿色化学的理念得以深化和传播。
所以,融合绿色化学于课程新教材及化学课堂教学创新中,促进绿色化学作为化学课堂教学的首要组成部分,已成为目前学生化学课堂教育的崭新内容。教师要努力把绿色化学理念融合进整个的化学教育当中,那么,培养学生的环保意识及绿色化的思维习惯,就是化学教育里所有工作人员应尽的义务和责任了。
五、总结
必须完善的结合每一项教学任务这项主要载体,把绿色化学内容充分整理运用,结合绿色化学取得的新成绩,重视到学生的兴趣爱好,灵活开展绿色化学知识的教育,在不知不觉中就让学生了解了绿色化学的理念、确立绿色化学思想,达到绿色化学课堂教学的目标。
【参考文献】
[1]赵英福,程艳.浅谈“绿色化学”理念的培养[J].中华医学教育杂志.2006(02).
[2]彭秀丽.在化学教学中渗透绿色化学教育[J].郑州铁路职业技术学院学报.2007(04).
【关键词】高中化学 绿色化学 化学教学
中图分类号:G4 文献标识码:A DOI:10.3969/j.issn.1672-0407.2013.12.039
每一件事情都有其双面性,科学发展也有其双面性,一方面促进社会飞速发展,提高人们的物质生活水平,在经济发展的同时,也造成了一定程度的环境破坏。据有关部门调查研究表明,一年内世界各国排放的有害物高达4亿多吨,严重威胁了人类社会的生存环境。通过化学知识的运用,能不能创造出高收益低污染的制造工艺?为此,人们提出了走“绿色化学”之路的理念,“绿色化学”为解决环境污染问题带来了新的希望,同时也为化学学科的发展创造了机会。我作为一名高中化学教师,有多年的化学教学经验,本文就绿色化学思想在高中化学教学中的应用展开论述。
一、绿色化学定义
根据美国《绿色化学》这本杂志对绿色化学下的定义:绿色化学是指在生产和使用化学产品时,能够对原料进行有效利用,最大限度地减少和消除废物。
绿色化学教育旨在化学课堂教学过程中要以绿色化学思想作为指导思想,将化学与人类社会的可持续发展紧密结合起来,最大限度地培养学生的环保意识与绿色意识,将人类社会的可持续发展与环保意识内化为学生的观念,植根于学生心中,提高学生的综合素质。
二、高中绿色化学教育独有的特性
现代高中化学教育不仅仅要传授给学生基本的化学知识,更要通过化学教学提高学生的综合素质。既要让学生熟练掌握化学原理、化学规律,化学能够为人类社会提供哪些服务,还要教会学生通过化学知识的运用,达到趋利避害的目的。绿色化学理念应该成为学生高尚道德情操的重要组成部分,指导学生的学习与工作,无论学生做什么事情都以保护自然环境与改善生态环境为己任。
对高中学生进行绿色化学教育,要采用有效手段,既要将化学教育纳入“环境保护”体系,又要将化学教育纳入高考课题,让学生对科技有更加深刻的理解,正确认识科技进步与经济发展之间的关系,让学生学会用可持续发展的眼光来看待问题,以“保护环境”为前提,对自然环境进行改造。
三、以教材为主要阵营,对学生开展绿色化学教育
对学生开展绿色化学教育,要以教材为根本出发点,尤其是新化学教材含有大量绿色化学知识,很好的体现了绿色化学观念,教师要将其充分运用于教学中。
为了适应时展的要求,新化学教材在编写过程中融入了大量的绿色化学教学内容,其中不乏生动的例子,能够有效提升学生的绿色化学意识。教师在课堂教学过程中,要注重对学生进行正确的引导,让学生认识到绿色化学的重要性,树立学生的绿色化学理念。
四、将绿色化学思想渗透到化学实验教学中,提高学生的环境保护意识
随着绿色化学理念的不断深化,《化学课程标准》明确提出化学实验也要绿色化。化学实验绿色化既是时展的要求,也是化学学科发展的需要。绿色化学思想要渗透在不同化学模块实验中,借以培养学生的可持续发展意识。化学实验具有很强的可操作性,因此,更能有效培养学生的绿色化学意识。
通过化学教学培养学生的科学素养是化学新课程强调的重点,重视实验方案设计是化学实验的一大特点,要想在化学实验过程中有效渗透绿色化学思想,就要将绿色化学理念贯彻到实验方案设计过程中及学生的实际实验过程中。例如:教师在指导学生做化学实验过程中,要提示学生此项实验对环境保护会产生何种作用,学生在实际生活中怎样有效运用此实验才能产生良好的环保效果等。学生亲手实践并受到有效指导,能够有效培养学生的绿色化学意识。
五、通过培养学生的化学学习兴趣,提高学生的绿色化学意识
对学生进行绿色化学教学,提高学生的绿色化学意识的前提是培养学生浓厚的化学学习兴趣。兴趣是最好的老师,不管做什么事情,只要有兴趣,就会产生不竭动力,取得良好成果。学习是一项复杂劳动,在学习过程中还会遇到很多困难与挫折,如果没有兴趣的指引,很难取得丰硕成果。
培养学生的绿色化学意识,首先要让学生对化学学习产生浓厚兴趣,在兴趣指引下,学生对化学知识进行深入研究,真正认识到绿色化学的重要性,并将绿色化学理念内化为自己的思想,指导人生各个阶段的实践活动。
六、提高教师的综合素质
在高中化学课堂教学过程中有效应用绿色化学理念,首先要提高教师的综合素质。教师在课堂教学中发挥着重要的作用,同时对学生的思想也产生重要影响,因此,教师综合素质的高低直接关系到学生的认识水平。绿色化学理念是一种新的化学理念,是为了有效解决人类社会发展过程中遇到的问题而提出的,因此,不管是对学生还是对教师,绿色化学都是一个新生事物。为了给学生提供有效指导,教师首先要对绿色化学理念进行深入学习,掌握其内涵,不断提升自身素质,只有这样才能为学生提供更好的指导。
七、通过课外实践提高学生的绿色化学意识
摘要:实验教学是化学教师在教学中必不可少的教学手段,学生通过观察实验现象,可直观地认识化学规律,形成化学概念;在由感性认识到理性认识的过程,还可培养学生的各种能力。
关键词:高中化学;实验教学;教学方法
【中图分类号】G424.31
化学是一门以实验为基础的学科,化学实验在提高学生的科学素养方面有着不可替代的作用。针对高中化学实验教学在过程与方法方面进行探讨,通过学生完成演示实验和开展微型实验,增加学生实验的机会,强化科学方法的学习、重视通过化学实验事实帮助学生认识物质及其变化的本质和规律,将现代信息技术和化学实验教学进行整合。
1.增加学生实验的机会,以强化科学方法的学习
1.1 由学生来完成演示实验
对于演示实验,我们一般的处理方法是教师演示,学生观察。学生看老师做实验,虽然能看到老师的规范操作、能观察到预期的实验现象,但学生的观察是被动的,难以激发学生学习的主动性。对于一些比较安全、技术要求不是很高的实验,教师完全可以让学生来进行实验演示。学生上台演示的时候,台上的同学会想尽办法要使实验成功,台下的同学会聚精会神地观看他的操作,会从不同的角度指出操作过程中的优点和缺点。有些同学为了下次在同学面前有一个好的表现,他们课前会主动地去预习。与此同时,教师在台下除了对进行演示的同学作一些必要的指导外,从学生的角度去观察实验,更能发现实验中的问题及指导学生如何更好地进行实验和观察实验。
1.2 开展微型实验
对于微型化学实验,很多人曾从不同的角度给它下过定义。虽然,他们的定义不同,但他们对微型化学实验的原则理解是一致的,即仪器要简单、用剂量要少、反应要快速、现象要明显。微型化学实验不是常规实验的机械减量或缩微,更不是实验经费不足而采取的一项权宜之计,而是在绿色化学理念下,对化学实验的创新性变革,要求重新设计实验方案,方案必须遵循微型化的原则。
微型实验的引入对化学教学起了很大的促进作用,它可达到下列四个目的:一是防污染、保护环境;二是省药品、省时间;三是提高了学生的学习兴趣,提高了实验能力和教学质量;四是有利:(1)废弃物的充分利用,有利于培养勤俭节约、勤劳朴实的良好品质。(2)仪器用品的筹集制作,有利于提高学生的动手能力。(3)独立实验、精心设计、大胆探索、勇于创新,有利于开发智力和创造力。(4)丰富多彩的微型实验课外活动,有利于培养学生的创新精神和实事求是的科学态度。正如戴安邦院士所要求的“大力推行微型化学实验,使我国中学化学教育皆有学生单人作业的实验”。可以预见,微型实验在激发学生对化学的兴趣,培养师生间的合作精神与创新精神,改变公众对化学的错误认识等方面将会起到更加积极的作用。微型实验无疑是21世纪中学化学实验改革的一大趋势。微型化学实验实施举例分析如下:
a.常见的显色反应,淀粉溶液与碘液的反应。先准备一张滤纸,然后往纸上滴一滴淀粉溶液与碘水,滤纸立即变成蓝色,而且具有非常明显的效果。类似的微型实验还可以进行KSCN与Fe3+的反应,依然具有良好的视觉效果。
b.焰色反应,这类反应是部分金属元素的重要物理性质。以往这类实验实验过程比较复杂,微型实验提倡采取比较廉价的滤纸来开展实验,不仅可以缩减成本而且操作简单。措施:首先,准备好相关的溶液,其中有:NaCl、KCl、CaCl ,等等。其次,将准备好的滤纸剪成条状,要注意体积要偏小,在滤纸上标注出对应试剂的名称,然后放进所配制的对应溶液中,大约10分钟左右取出。最后,将晾干的纸条滴上无水酒精,在酒精灯上进行灼烧,出现明显的实验现象:火焰呈现黄色的是NaCl、火焰呈现紫色的是KCl,而火焰呈现砖红色的是CaCl 。
c.微型化学实验中还有一个非常典型的实验就是通过小试管、点滴板、培养皿等这些基本的化学实验仪器来进行实际操作:性质实验中液体之间的反应应该都是以12×70mm的小试管来将常规试管代替的,这样的改善,依然可以得到良好的实验结果,但是却能最大限度地缩减试剂的用量与实验的时间,是完全符合经济效益的。另外,氨气的性质实验中,在同一个烧杯中放两个棉花球,然后分别滴上几滴浓氨水、浓盐酸,然后将烧杯口盖住,马上同学们就能看到有白烟出现。还能利用培养皿代替烧杯来进行实验,这样的实验配置比较适合金属钠与水的反应。因此,微型实验的推出,让化学实验内容更加丰富多彩,更加方便快捷,最大限度地保障在有限课堂时间内能够成功完成教学任务。微型实验属于一种新的教学方法、新的教学思想,还需要大家继续研究与开发。
2.让学生认识物质及其变化的本质和规律
化学实验事实是对化学物质及其变化的外部特征和外部联系的正确反映和描述,属于化学经验知识,是化学认识的最初成果。化学实验事实知识主要指学生通过化学实验获得的直接实验事实和通过查阅、上网、调查等方式获得的间接实验事实。实验观察是获得化学实验事实最基本、最重要的途径和方法。通过亲自进行的实验观察所获得的是直接化学实验事实,它对于化学科学认识和化学教学认识都有着十分重要的意义和作用。但是,限于现实的实验设备条件以及人的时间和精力,有些实验可能不能在课堂内进行,我们可以利用一些间接的实验事实来帮助学生认识物质及其变化的本质和规律。
3.将现代信息技术和化学实验教学进行整合
信息技术和化学实验教学的整合,是指通过信息技术来创设生动活泼的化学实验教学情景,转变学生的化学实验学习方式,使信息技术成为学生进行化学实验学习的有力工具,从而达到提高学生的科学素养,促进学生主动发展的目的。利用多媒体课件可以替代一些费时或有毒有害的实验、模拟化学反应的微观本质、模拟化学实验错误操作后果、模拟实验设计、模拟化工生产过程等。对于一些可见度不是很强的试管实验,我们可以借助多媒体平台,在演示实验后,播放模拟实验的Flash课件,以放大实验现象,使全班同学都能观察到实验现象。碱金属与水的反应,教材是安排一个演示实验:绿豆大小的钠、钾分别与水反应。然后,根据实验现象得出钾比钠活泼。教材再提供实验事实:铷、铯与水的反应比钾与水的反应还要剧烈,它们遇水立即燃烧,甚至爆炸。最后,得出碱金属的性质递变规律。教师在课堂上演示铷、铯与水的反应的实验是很危险的,也很难进行。教师可利用多媒体播放铷、铯与水的反应视频资料。案例分析:视频资料给学生提供了鲜明的实验现象,形象的视觉和听觉效果留给学生的印象是干巴巴的文字所无法达到的,与此同时,也使学生感受到化学科学的奇妙,激发学生学习化学的兴趣。
另外,近年来,掌上实验室技术为中学化学探究性实验的开展提供了广阔的空间。掌上实验室技术是现代信息技术与化学实验教学相整合的工具。掌上实验室是手持技术与网络技术的整合,手持技术是一个先进的便携式数据采集系统,它将科学数据的世界放在了我们的手掌。积极探索运用掌上实验室技术与化学学科的整合,优化化学实验教学,是一个值得研究的重要课题。
4.结束语
戴安邦先生曾说过:“化学实验教学是实施全面化学教育的一种最有效的形式。”改进实验教学不仅可以更好地激发学生学习化学的兴趣,还可以培养学生严谨的科学态度和对自然科学的热爱,培养学生的创新能力。在实验教学中还要增加节约能源、节约药品原料的意识,增强学生的环保观念,提高学生的综合素质。
参考文献
[1]方炜杰.高中化学实验教学在新课标下的教学思考[J].考试周刊,2009
【关键词】五年制高职 化学教学质量 策略
【中图分类号】G612 【文献标识码】A 【文章编号】1006-5962(2012)12(b)-0019-01
化学是五年制高职的专业基础课,它不仅包含了初、高中化学的相关知识,而且包含了化学在相关专业中的的应用,更大地体现了化学的实用性。五年制高职学生基础薄弱,理解力和学习能力相对较差。同时,他们活泼好动,对新鲜事物的好奇心强。所以,在化学的教学中,教学策略的采用就显得尤为重要。本人在多年的教学实践中,总结了以下的几个策略,供大家参考。
1 创设优异的化学讲授情境,实现高效学习
大多数学生没有明确的学习目标,缺乏良好的学习习惯,要让他们真正学有所得,首先要设法创设一定的学习情境,激发培养他们的学习兴趣,唤醒他们的求知欲。总结创设情境的策略如下:
1.1应用化学史创设情境
在化学讲授历程中贯通化学史,可使讲授不仅局限于现成知识自身的动态结果,还可以追溯到它的起源以及动态变质,使学生学到成长知识以及运用知识的科学方法。
1.2结合生活实际创设情境
在讲授的过程中,教师应创设贴近生活、通俗易懂、趣味性强的生产、生活情境,不仅不会降低讲授质量,还会使讲堂讲授向学以致用的方向趋近,激发学生的兴趣。比如:在学习铝的性子时,提出“新买的铝锅,烧过自来水后会有玄色斑点产生,这是为什么?”作为讲堂引入,引起学生的好奇心,在好奇心的驱动下实现学习;在“铁以及铁的化合物”的讲授中,设计如许的问题”大家都有这样的经历,削皮后的苹果颜色会变黄,谁能知道原因吗?”引入,让学生在好奇心的驱动下思索,更好的理解和掌握知识。
1.3通过仿真软件,创设实验情境
充分应用好多媒体技巧,依据学科内容、课程特色、讲授环境等因素,创设声情并茂的实验情境,有效调动起学生的学习热忱。
比如,可以创立一个仿真化学实验室。.试管、烧杯、酒精灯、铁架台、烧瓶、锥形瓶、集气瓶、漏斗、导管等这些真实实验室中的器具,在仿真实验室中应有尽有。学生可以自由的搭建实验仪器、削减药品,进行模拟实验。比如实验室制取氧气、二氧化碳,还原CuO,用NaOH中和滴定HCl溶液等实验。通过逼真的仿真实验,让学生有直观的感受,提高学习的效果。
2 精心组织教学,集中与保持学生的注意力
美国教育学家约翰洛克说过:“教师的教学技巧在于集中与保持学生的注意力。”教师在教学中起引导作用,如何取得良好的教学效果,是对教师组织能力和应变能力的考验。教师应观察学生的听课状态,及时调整教学内容,改变教学方法,加强课堂教学的交互性,采取提问、讨论、多媒体教学等方式活跃课堂气氛,从而集中与保持学生的注意力。
3 指导学习方法,掌握记忆规律
“授人以鱼,不如授人以渔。”传授知识的同时,指导学生运用正确的学习方法,积极思考与总结,抓住问题的实质,寻找记忆规律,将复杂的化学知识尽量简化,突出重点、难点,达到触类旁通、掌握重点的目的。
3.1知识组块化记忆策略
记忆心理学研究表明:对于所有正常的成人而言,短时记忆的容量只有7±2个组块。而根据个人的经验和认知,使记忆材料中孤立的事物组合形成更大组块的思维操作过程称为“组块化”。这是记忆活动中最一般,也是最重要的方法,它可以转换记忆单元,使人脑中较小的记忆材料结合成较大的记忆单元,从而扩大短时记忆的容量,提高记忆效果。所以,在教学中有必要将庞杂的化学知识进行组块化,再通过联想和扩充掌握知识,不仅能够增加大脑的记忆量,更能提高记忆的效果。例如,学习电解质概念时,让学生抓住“或”、“化合物”两个关键字词来记忆电解质的概念,就容易把握实质。“化合物”表明只有化合物才可能是电解质,由此可知单质和混合物都不在电解质之列;“或”则表示对化合物而言,无论其熔融态还是水溶液,只要两种状态下有一个满足条件能够导电,该化合物即属于电解质。
化学基本概念的语言描述是概念本质的抽象概括,任何一个成熟概念的定义都是经过反复推敲和锤炼的语言。所以在教学中,找准并抓住概念的关键字词,进行适当的分析论证、比较对照、综合推理,就可以化繁为简、化难为易,顺利完成概念的教学。抓关键词法就是中职化学基本概念学习中一种行之有效的知识组块化记忆策略,普遍适合于化学概念的理解和记忆。?
3.2对比记忆策略
化学有不少容易混淆的概念,如电解池与原电池、电离与电解、取代反应与置换反应、化合反应和加成反应、硝酸的酯化和硝化反应等。为了使学生对概念有较深刻的理解,就要加强不同概念之间的对比分析,弄清并把握它们之间的差异点和相同点,找出它们的内在联系及本质区别,使输入的信息加强对大脑的刺激,从而让记忆变得容易起来。例如,认识原子核涉及三个概念:元素、核素和同位素,这三个概念及其相互关系的理解是难点,学生对这三个概念易混淆。在学习完原子结构表示方法后,通过展示图片,让学生尝试着用原子结构表示方法画出,引出氢的三种原子表示法,再通过层层设疑形式,理清这三个概念及其相互关系。
关键词:化学课堂;有效教学;效率;结果;体验
文章编号:1008-0546(2014)01-0002-04 中图分类号:G632.41 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2014.01.001
一、 化学课堂有效教学的内涵
1. 课堂有效教学
有效教学,顾名思义就是指有效率的教学,即在一定的教学投入内(时间、精力、努力)带来的最好教学效果的教学[1] ;或者是指教师遵循教学活动的客观规律,以尽可能少的时间、精力和物力投入,取得尽可能多的教学效果,从而实现特定的教学目标,满足社会和个人的教育需求的教学。[2]
2. 化学课堂有效教学
(1)化学课堂有效教学的内涵
如上所述,有效教学是指有效率的教学。这是从大的角度来阐述的,具体到每个不同的学科,即学科的有效教学,除了具有有效教学的一般涵义,还应遵循该学科的特殊规律。因而,化学课堂的有效教学,我们可以定义为:师生在化学课堂上遵循教学的一般规律和化学学科教学活动的特殊规律,以尽可能少的教学投入,获得尽可能好的教学效果,使学生的化学素养尽可能发展和提高的教学。
(2)化学课堂有效教学的特征
关于化学课堂有效性的特征,如果从传统教学论的角度来看,可能会被理解为化学老师所上的一堂化学课中教学目标是否明确、教学内容是否清晰、教学方式是否得当等。但如果根据化学课堂有效教学的内在涵义,我们可以发现其根本落脚点是学生的学,而非教师的教,也就是说,学生化学素养的发展和提高才是衡量化学课堂有效教学的唯一标准。因此,化学课堂有效教学的特征应该表现为有利于提高学生的化学素养,而化学素养我们又可以从三个方面来理解:一是化学基础知识的积累和应用;二是化学实验能力的培养和提高;三是把化学的学习与自身的生活实际和人类的生产活动联系起来。
二、 化学课堂有效教学的意义
1. 中学化学课堂的一些现状
总的来看,中学化学的课堂存在以下几个不容忽视的现状:
第一,为了教而教,忽视学生的学。课堂上有教无学,教学脱节,教师唱独角戏,照本宣科满堂灌,教师把学生的学置于脑后,不管学生愿不愿意、学不学得进,只是一味地教,为教而教,而不是为学生的学而教。[3]学生在这种氛围下,对化学知识的学习往往仅限于被动接受,学习的主动性受到极大的限制,学习的效率也就可想而知。
第二,教学过分注重形式和过程,忽视双基,缺乏系统和计划。化学新课程改革强调教学的三维目标,一改传统的单一模式,注重从多个维度来促进学生的发展。这本是好事,但是由于许多老师对新课改的理念理解不够透彻和深入,为了突出三维目标,片面强调形式和过程,不重知识的本质,教学改革只是“形似”而不是“神似”,其特点是浮躁而不深刻,花哨而不朴实,张扬而不清新。[3]这种课堂表面上很热闹、气氛热烈,但实际上缺乏实效,课堂效率低下。
第三,实验探而不究,学习合而不作。新课改之前,对化学实验的学习,一般是老师讲实验、学生背实验、考试写实验这样的三部曲;新课改之后,化学实验注重培养学生的实验探究能力。因此,在实验课上,许多老师花大量的时间让学生自己去做探究性实验,减少了讲授的时间。这样做表面上有利于学生探究能力的发展,但由于缺乏相应的引导,许多学生的自主探究往往是探而不究,花上大量的时间去做探究,却没能达到预想的效果。合作学习是新课程理念下,化学课堂备受推崇的一种学习方式,对发展学生能力、提高学习效率具有很好的效果。但是,现今的许多化学课堂,合作学习并没能发挥出应有的效果,很大部分的原因就是由于学生之间合而不作,互相推诿。
以上这些现状所导致的结果必然是中学化学课堂的低效,甚至无效。
2. 中学化学课堂实施有效教学的意义
鉴于中学化学课堂的种种低效现状,为了提高课堂效率、促进师生更好地教与学,实施课堂的有效教学势在必行。同时,由于化学是一门从西方引进的自然学科,在我国的发展时间短、基础薄弱、化学教育质量不高、教学资源匮乏、师资力量不足,实施化学有效教学是改变这种现状的重要举措。而且,它对促进学校的学科建设、化学教师的自身发展和学生化学素养的提高也能起到重要作用。
三、 化学课堂有效教学的策略
判断化学教学有效性的标准应该是学生能否进行有效的化学学习、提高化学素养。余文森教授在其《课堂有效教学的理论与实践》一书中认为:效率、结果、体验是衡量学生有效学习的三个指标。[3]根据这三个指标,我们可以把化学课堂的有效教学规定为三个方面:一是提高化学学习效率的教学(让学生对化学知识学得多、学得快的教学);二是增进化学学习结果的教学(让学生对化学知识学得深、学得透的教学);三是提升化学学习体验的教学(让学生爱学化学、乐学化学的教学)。对应地,我们把化学课堂有效教学的策略也分为三大类。
1. 提高化学学习效率的教学策略
提高学生学习效率的教学,指的是让学生学得多、学得快的教学。我们都清楚,根据认知规律的特点,学生的学是从易到难、由浅及深的,因此,提高化学学习效率的教学策略需要把握的共同特征就是要化难为易、化繁为简。具体的教学策略包括:
第一,化抽象为形象。化学学科中有许多专业性较强的概念,这些化学概念大多比较抽象、难懂,它们是看不见、摸不着的,但对于许多化学本质的理解又具有不可替代的作用。对于这类化学概念的教学,将它们生动化、形象化是十分必然而又有效的策略。
例如,在描述“化学键”这个概念时,苏教版的教材是这样描述的:物质中直接相邻的原子或离子之间存在的强烈的相互作用叫做化学键。这句话中编者用尽可能简短和精练的文字比较科学地向读者介绍了什么是化学键,同时也点出了形成化学键的两个条件:即“直接相邻和强烈的相互作用”。但是,美国教材在对这个概念的表述在注重科学性的基础上,还尽可能多的采用比较形象生动的语言来描述和解释。在介绍“化学键”这个概念时,它是这么说的:化学键可以看做是两个原子为争夺共用电子而进行的拔河比赛。在这句话中,编者摒弃了抽象、难懂的化学专业名词,而把化学键的形成比喻成为争夺共用电子而进行的拔河比赛,既点明了化学键的形成是两个原子争夺共用电子的结果,又显得形象生动,更有利于学生的吸收和理解。因此,我们的化学老师在向学生介绍“化学键”这个概念时,不妨可以参考此类例子,使用形象化的语言或者动作来帮助学生更快、更好地理解。
第二,加强知识的横向和纵向联系。化学反应是化学知识的一个重要组成部分,而化学方程式则是将化学反应符号化,它是化学学科区别于其它学科的一个重要标志,也是化学学科独特性和创造性的一种体现。正确、规范的方程式的书写对化学学习具有重要的意义,但许多化学方程式的记忆和书写往往成为学生学习过程中的一大难题。为了克服这个难题,教师在讲授一个新化学方程式的时候,可以尝试联系以前学习过的相似的方程式来帮助学生更好地理解和记忆。
例如,讲到铜与浓硝酸的反应时,要正确书写这个反应的方程式,教师如果能引导学生类比之前学过的铜与浓硫酸的反应方程式:Cu+H2SO4(浓)■CuSO4+SO2+2H2O,他们就不难写出铜与浓硝酸的反应方程式:Cu+4HNO3(浓)■Cu(NO3)2+2NO2+2H2O。因为学生已经知道铜是不活泼金属,它不与普通的酸反应,但是浓硝酸和浓硫酸都具有强氧化性,能够把铜氧化,而且得到的气体不是氢气,而是二氧化硫或二氧化氮。这里,我们把铜与浓硫酸反应和铜与浓硝酸反应进行迁移就属于纵向迁移;在“硝酸的性质”这一节里,我们还可以把铜与稀硝酸反应和铜与浓硝酸反应进行横向迁移,铜与稀硝酸的方程式为3Cu+8HNO3(稀)■3Cu(NO3)2+2NO+4H2O,而铜与浓硝酸的方程式为Cu+4HNO3(浓)■Cu(NO3)2+2NO2+2H2O,这两个方程式的书写之所以不同,是稀硝酸和浓硝酸的氧化性强弱不同所致。像这样,把这三个方程式放在一起进行横向和纵向的联系,学生不仅能够更快地理解和记忆新的方程式,而且还能复习更多的旧知识。
第三,及时听取反馈、帮助学生当堂消化。一整堂的化学课下来,对于老师所讲的知识,真正能够完全理解和掌握的学生寥寥无几,大多数学生都或多或少存在一定的疑惑。这些疑惑的生成本是好事,因为它至少说明学生真正融入到了课堂的氛围中,但是这些疑惑如果长期累积、没能及时地得到解决,对学生后续学习的效率就会产生不良的影响,相反,如果教师能及时将这些疑惑汇总,帮助学生当堂解决,无疑对学生的学习效率大有裨益。
例如,讲到氢气在氯气中燃烧这个反应时,有些细心的同学可能会注意到初中学过的燃烧现象都要有氧气参加,为何这个反应没有氧气参加也称作燃烧呢?这种疑惑绝不仅是个例,许多学生都会有此疑惑。此时教师就应当敏锐地捕捉到学生产生认知冲突的这个有利时机,向学生补充说明在高中阶段燃烧的概念已经拓展为:一切发光发热的剧烈反应。这样不仅能够帮助学生当堂解决这个疑惑,还能教育学生:在科学探究中要以发展的眼光看问题,不能墨守成规。可谓一举两得。
2. 增进化学学习结果的教学策略
增进学习结果的教学,指的是让学生学得深、学得透的教学。普通的教和学通常是教师照本宣科、学生被动接受,他们很可能对所学的知识一知半解或是浅尝辄止,没有真正深入地领会知识的内涵和本质。而增进学生的学习结果就是让学生的学习从表层到内涵,所以所采取的教学策略应该是化浅为深。具体的策略有:
第一,巧妙设疑,引导学生思考。教育家朱熹说:“读书无疑者,须教有疑,有疑者却要无疑,到这里方是长进。” 说明知识的获得永远始于问题,终于问题,并使学生能提出越来越多深化的问题,越来越能启发新问题的问题。[5]化学老师在教学中如能够巧妙设疑,引导学生积极思考,定能对增进学生的化学学习结果大有益处。
可以看这样一个例子:物质的量是高中化学最基本的概念,也是整个高中化学学习的一个重要工具,其重要性不言而喻。教师在上这个课的时候如果只是照本宣科、让学生死记概念、硬背公式,这种做法对学生深刻理解它的内涵以及后续学习都是极为不利的。但如果换一种方式来讲物质的量,也许效果会好很多。例如,可以在学习物质的量这个概念之前,向学生提出这样的问题:要知道一盒粉笔的数量我们可以用数的,要知道一袋散装饼干(已知单个重量)的数量我们可以用称的,那假如我们想知道一杯18g的水中所含水分子的个数,又该怎么办呢?这个问题一经提出,必然能引发学生的积极思考,这个时候,教师通过提问、释疑,引导学生进入物质的量的学习,不仅能使他们较快地学会这个概念,还能让他们明白:物质的量是用来描述微观粒子数量集合的物理量。即让他们明白为什么要学这个概念?学来做什么?这种教学策略无疑能大大增进学生的学习结果。
第二,善于总结,帮助学生理解。有人通过一定的调查发现:许多理科生数学和物理都学得很好,但总是被化学拖了后腿,他们的理由是数学和物理的题目对思维性要求比较高,需要记的东西比较少,而化学正好相反,知识点多而杂,总是理不出头绪。这种现象告诉我们:教师在高中化学的教学中对纷繁的知识点要善于总结,帮助学生理清头绪,加深理解。
我们看这个例子:在选修《化学反应原理》中讲到“盐类的水解”这一节时,做了这样几个实验:分别用广泛pH试纸检验NaCl、NH4Cl、CH3COONa、CH3COONH4四种水溶液的酸碱性,得到的结果分别是显中性、酸性、碱性、中性。我们知道盐是由金属离子和酸根离子组成的,而酸和碱又有强弱之分,所以盐类可分为强酸强碱盐、强酸弱碱盐、强碱弱酸盐和弱酸弱碱盐,而以上四种盐的水溶液正好分别代表这四类,具有较好的代表性。做完实验后,教师进一步剖析盐类水解的过程,让学生明白:盐类水解的本质是弱根离子破坏了水的电离平衡。而在课的结尾,有些老师会对这节课做这样的总结:有弱才水解,都弱双水解。谁强显谁性,都强显中性。不仅形象地点明了盐类水解的条件和水解后的酸碱性,让学生能简便地判断盐类的水解与否和水解后的酸碱性,更有助于增进他们学习的结果。
第三,勇于革新,培养学生的创造力。教科书上的内容是教学的基本内容,是教师展开教学活动的依据。但是教学内容绝不应仅限于教科书,教师可以在条件允许的情况下适时、适当地革新教学内容,这对激发学生的创新意识,培养学生的创造力,充分调动学生的主动性和积极性,进而增进学习结果大有好处。这一点在实验教学中体现得尤为明显,教科书上许多实验的设置从培养学生创造力的角度来看,并不十分合理,因此,化学教师在不违背科学性的条件下,可以大胆革新。
初中化学在讲到“氧气的性质”这一节时有一个实验是硫在氧气中燃烧,课本上的做法是把盛有硫粉的燃烧匙伸入充满氧气的集气瓶中点燃。这种做法可以看到硫在氧气中安静燃烧、火焰呈蓝色,似乎能够满足我们实验的初衷,但是由于这个反应的产物是二氧化硫,会污染环境,不符合“绿色化学”的理念。因此,有些老师对这个实验做了以下改进:实验时舍弃了燃烧匙,而用细铜丝的一端蘸取少量的硫粉伸入氧气中燃烧,观察实验现象,我们仍然可以看到蓝色的火焰。这样的实验革新,不仅没有影响实验结果,而且能够节约药品、保护环境,更重要的是能够很好地培养学生的创造力,增进学习结果。
3. 提升化学学习体验的教学策略
提升学习体验的教学,指的是让学生越学越爱学、越学越乐学的教学。孔子说过:知之者不如好之者,好之者不如乐之者。教学过程应该成为学生一种愉悦的情绪生活和积极的情感体验,而不是作为一种艰苦的任务要他负担。[3]因此,提升化学学习体验的教学策略应该是努力帮助学生完成由“要我学化学”到“我要学化学”、“我爱学化学”的转变。具体的策略有:
第一,联系生活、联系历史。教师在平时的工作中应注意多积累一些化学与生活、生产等联系的现实素材,并将其与我们的课堂教学有机的融合起来,让学生切实感受到“化学源自生活,又服务于生活”的思想。[6]另外,化学史上的一系列经典事例也可以成为教师提升学生的化学学习体验的重要素材。
例如,羧酸中的甲酸又名蚁酸,蜜蜂或蚂蚁等蚊虫的分泌物中含有蚁酸,它可以跟碱发生中和反应,因此,被蚊虫叮咬后可以涂上肥皂水等碱性溶液来缓解瘙痒。又如,在日常生活中我们可以用纯碱或小苏打来鉴别两瓶已经失去标签的洁厕精和洗洁精,因为洁厕精中含有盐酸,具有较强的清洁能力。这两个例子都表明了化学与生活息息相关,在教学中如能涉及将有利于拉近学生与化学的距离,提升他们学习化学的兴趣。而关于化学与历史的联系,比如讲到纯碱时可以补充有关“侯氏制碱法”的知识,进行爱国主义教育;讲到三硝基甲苯(TNT)时可以拓展一些有关诺贝尔研制炸药的故事,教育学生在科研中要有不畏艰难、敢于探索的精神……这些内容对学生情感态度和价值观的塑造、提升学生的学习体验具有很大的好处。
第二,鼓励学生进行自主探究实验和合作学习。新课程强调学生在课堂上的主体地位,在化学课上,自主探究实验和合作学习是培养学生主人翁意识的两件法宝。学生通过自主探究过程所得到的体验要远比听教师讲授多得多;而在合作学习过程中,随着学生之间不同程度的交往和互相配合,互相帮助,集体的荣誉感、责任感、以及与他人的交际能力,合作能力,都会悄然得到增强。[7]这些都十分有利于提升学生的学习体验。
例如,在进行分组实验的时候,两位同学合作,在进行实验前准备的时候可以由一位同学负责组装仪器,另一位同学负责取药品;实验过程中可以由一位同学负责操作,另一位负责记录相关的实验现象;实验结束后,一位同学负责收拾仪器、清理实验台,另一位负责做实验总结。这样不仅能有效地节约实验的时间,还能很好地锻炼学生的沟通、合作能力,学习体验也能在这个过程中得到很好的提升。
第三,积极开展课外活动,发展第二课堂。传统的大多数化学课堂由于种种主客观条件的限制,总是条理有余、趣味不足,这样长年累月,教学变得机械、单调,学生也自然觉得学习索然无味。因此,为了激发学生的学习兴趣,提升学习体验,积极开展课外活动,发展第二课堂,是很有必要的。
例如,通过制作教具、模型,举办化学讲座,化学课外实验,化学竞赛,化学晚会,化学墙报,化学展览会,参观与化学有关的工农业 部门,进行社会热点问题的调查,撰写化学小论文等等活动。让学生感到所学知识有理有趣。这些活动能活跃课堂气氛。开阔学生视野,激发他们的兴趣,从而为下一步学习打下坚实的基础。[8]
四、化学课堂有效教学的前景
化学课堂有效教学是针对化学课堂的低效而提出的。然而,现阶段的大多数化学课堂仍然采取的是传统模式,想要使化学课堂有效教学真正推广开来,还有很长的路要走,仍然需要教育行政部门、学校、老师和学生的共同努力。首先,有关的教育行政部门需要出台和制定能够保障有效教学实施的政策和法规;其次,学校要为师生创造有利于化学有效教学的平台;再次,教师要牢固树立有效教学的理念和意识,并在化学课堂上采取切实的行动;最后,学生要积极响应和配合化学课堂的有效教学。
参考文献
[1] 姚利民. 大学有效教学特征之研究 [J]. 现代大学教育,2001,(4)
[2] 程红,张天宝. 论教学的有效性及其提高策略[J]. 中国教育学刊,1998,(5)
[3] 余文森编著. 课堂有效教学的理论与实践 [M]. 北京:北京师范大学出版社,2011:34-36,210,255
[4] 束军波. 高中化学有效教学的策略 [J]. 现代教育科学,2013,(4)
[5] 宋煜. 让问题驱动教学成为有效教学之翼[J]. 化学教与学,2013,(3)
[6] 张维. 减负提质 实施化学有效教学 [J]. 中学生数理化,2013,(5)
关键词:初中化学 探索 研究
中图分类号:G31 文献标识码:A 文章编号:1003-9082(2013)10-0053-01
对中学新课程改革要求改“接受”学习方式为“自主、合作、探究”学习方式,在这三种学习方式中,自主是前提,合作是重点,探究是关键,而自主的关键是自疑,学生不能自主提出问题,就不能实现真正意义上的自主学习、探究学习。笔者结合多年化学教学工作的探索、体会,提出几点粗浅的看法。
一、实现两个改变.把提出问题的主动权交还给学生
1.改变狭义的素质观
新课改中,已经把“形成实事求是的态度以及进行质疑和独立思考的习惯”作为培养目标之一,写入化学课程标准中。化学是培养学生质疑素质,提高探究、创造能力的极佳素材。“化学的本质是自由”,它最能激发人的自主探究、自由创造的本能。它的方法灵活性与多样性使人敢于突破常规,不迷信书本、权威,有创造的胆略和勇气。但是许多人甚至许多化学教师,一提到素质、探索、创造就觉得很神秘,高深莫测,认为与中学化学不沾边,在教学中仍习惯地按老一套照搬照套,缺乏对学生质疑素质,探究能力有意识的培养及潜移默化地影响。归根结底,是认识不到位,观念没转变。对于中小学生,我们要从广义上理解素质的含义,把素质“的范围看得广一点。只要有点新想法、新设计、新方法,就称得上有素质。因此,在化学教学中,不要过低地估计学生素质,认为学生什么都不会,事事包办代替,点点滴滴一讲到底,自然走入接受学习的老套。要相信学生,通过设置氛围、营造问题情景,给学生思考、质疑、探索、表达的机会。做到学生能学会的知识不讲解,学生能发现的问题不设问。“化学是煅炼思维的体操”。化学教学理应是培养学生质疑素质、探究性思维的“操场”。化学教师应该是“导演”而不是“演员”。
2.改变“满堂问”的教学习惯
探究性教学显著特征之一是教学内容问题化。化学学习过程,就是不断地提出问题,解决问题的过程。但在实际化学教学过程中,大多数教师只是将过去的“满堂灌”改为“满堂问”,只重视向学生提问,忽视启发学生自己去发现问题、提出问题,学生的问题意识得不到发展,真正的探究性学习也就难以实现。探究性学习强调的是通过学生的自主活动,由学生自行设计并控制整个学习过程,从中培养学生的创造精神和实践能力。因此教师要始终把提出问题的主动权交还给学生,通过再现知识产生过程,引导他们发现问题,激励他们大胆提出问题,并启发他们深入探究问题,尊重学生个体体验。正如爱因斯坦所说:“提出一个问题比解决一个问题更为重要”。
二、树立三种意识,培养学生自主提出问题的能力
1.树立情境意识,创设良好的教学情境,让学生敢疑
首先要创设一个充满理解与宽容的心理环境。只有保障学生心理的安全和自由,才能使学生大胆质疑。如果学生的质疑得不到教师的肯定认可,反而经常遭到批评、讽刺、挖苦,那么学生的质疑欲望和行为就会受到压制,久而久之就没有学生再敢质疑了。因此,教师要扮演好学习活动的组织者、指导者、合作者的角色。在化学教学中,教师要建立起和谐、民主、平等和相互尊重,互相学习,共同促进的新型师生关系,构建充分交流、自由交往、民主讨论,彼此激励,平等对话的小组合作学习网络。最大限度地实现师生间、生生间的交流与沟通。当然,需要注意的是对学生提出问题的“评价”,教师应站在建设性的高度、赞赏的立场,尽可能多地给予鼓励、肯定和表扬,倡导学生大胆想象,提出别出心裁甚至古怪的问题。其次要帮助学生冲破迷信权威的心理障碍,给学生以质疑的信心。教学要充分利用教材、教辅等权威书籍中的不足、遗漏甚至错误,以及教师“无中生有”的故意出错。让学生明白任何人都会出错,没有绝对的权威,老师专家也不例外。
2.树立反思意识,强化反思让学生会疑
问题的解决,并不意味着思维活动的结束,而是深入认识的开始。反思是对整个解决问题活动过程的反思,是对解决问题过程的深层思考,是一种再发现和再创造的过程。学习一个概念、定义时可问:定义是怎样引入的?能否换一种方式?若把其中的关键词进行改换或增减会怎样?解完题可问:主要应用的是什么方法?这种解法的关键是什么?这种解法还能解决哪些类似问题?这种解法是怎样想到的?依据是什么?有无更简单的解决?结论可否改进、推广或引申?改变部分与条件又会得到什么结论?通过对解决问题的深入反思,不仅能巩固知识、方法,避免错误,而且能使学生逐步掌握质疑的主法和策略。
培养学生自疑精神、自疑能力的方法很多,远不止如上所说。因此在化学教学中,教师要建立起和谐、民主、平等和相互尊重,互相学习,共同促进的新型师生关系,构建充分交流、自由交往、民主讨论,彼此激励,平等对话的小组合作学习网络。最大限度地实现师生间、生生间的交流与沟通。让学生在学习中提问,在问题中学习,培养学生勇于提问、善于提问的必要性和重要性,因为这不仅是落实新课标的需要,也是现代学习方式的突出特征,更是实现“教最终达到不教”的必要。
参考文献
[1]郭志东.专家型化学教师的成长规律和培养方法探索[D].福建师范大学,2001.
[2]姜大源.职业教育学研究新论[M].北京:教育科学出版社,2007.
[3]孙小媛,赵维秋.中学化学实验绿色化改革的方法[J].鞍山师范学院学报,2008,(04).
【摘 要】本文以化学实验室为例,从化学学科角度阐述了笔者对未来教室构建模式的理解。即数字化、情境化、主题化、信息技术化。本文展望了国内外未来教室的发展趋势,即学习方式的创新,包括“无本”、“无时”、“无界”、“无度”、“无纲”;学习环境的创新,包括完备的学习环境、多维的学习环境、经济的学习环境。
关键词 化学;未来;教室
【中图分类号】G434 【文献标识码】A
【论文编号】1671-7384(2014)04-0069-03
未来教室现阶段还是一种理念,现实中部分学校正在进行一些有益的探索,它会随着教育理念和新兴科学技术的发展而不断发展。目前业界关于未来教室的内涵定义主要有如下几种:一种观点认为,未来教室是集成了多种现代科学技术的增强型教室,师生可以无时无刻、无所不在、自由地从事教学活动。它创造了一种新型的教学环境,在这种教学环境中,新技术教学设备和数字媒体能够有效地整合,充分发挥师生教与学的主动性和能动性。对于未来教室,台湾的陈昱萃认为,师生互动的教学模式替代单向讲授的教学模式,以提高学生的学习兴趣为基础,进一步发展学生的创造性思维,给学生充分的选择权,可以自由地挑选学习内容和教学方式,多元化、多管道地学习知识;当然各种先进的硬件支持是必不可少的,如电脑、手机、平板电脑、PAD等。华东师范大学张际平认为,人本主义是未来教室的首要要素,在人、技术、资源和环境等要素中,人是最重要的,同时辅以环境心理学、信息学、人工智能、人机交互等技术支持,以互动为核心,充分发挥各要素的作用,调动课堂教学主体的能动性,构建和谐自由的教学环境。同时,他也认为,未来的教室系统将是智能系统,其最终目标是实现整个教学环境的智能化。
综上所述,未来教室应该是以发达的科学技术为基础,并将其应用于课堂教学中,以人为本,个性化的、积极互动的、数字化的、不受地域与时间限制的新型教学环境。
研究案例
2013年,北京市教委针对未来教室的发展,实施了高中创新教育支撑条件建设工程,重点建设25个市级高中开放式重点实验室。计划在2~3年内建设一批融技术与教学为一体的虚拟、互动、智能的教室,更好地服务师生,培养学生的创新精神和实践能力。获批学校为此做了种种有益探索,现以化学学科实验室的几个特点来说明。该案例引用了何文轶老师在化学创新实验室的相关材料,何老师的设计理念在一定程度上体现了化学未来教室的发展方向。
1. 数字化
化学是以实验为基础的自然科学,实验是其赖以生存并不断发展的基础。化学数字化建设就是整合化学教学与现代信息技术和传感技术,建立智能分析平台,实现化学教学的多元化。通过展示先进技术的魅力,激发学生对未来科技的兴趣,培养学生的创新意识和实践能力,激发学生勇于探究、乐于探究的科学态度。
(1)努力实现教学过程的信息化。信息技术可以构建新型的学习环境,运用以多媒体和网络通讯为基础的现代信息技术,通过网络将现有的封闭式教学推向开放性教学。对同一问题,通过多媒体和网络多视角地比较、分析和思考,深化学生对知识的理解和掌握,充分利用网络通讯技术,达到推动教学方法的改革、实现教学的多元化目的。
(2)现代化学实验手段为充分发挥化学实验在教学中的功能提供了物质保障。信息技术的应用,数字化教学平台的建立,可利用计算机所具有的交互性、快速响应、转换存储等功能,将实验现象快速准确地以数字图形的形式展现在学生面前,微观显示、真实直观,这些为在学习活动中分析过程、揭示实质、理解原理、探究规律提供了科学的依据。
数字化化学实验平台的建立,将化学实验与计算机、多媒体、网络技术进行整合,构建学生自主探究和主动学习的开放环境,学生的非智力因素得到了充分调动,激发学生自主学习的兴趣,有效培养了学生自主发现问题、解决问题的能力。使学生的思维变得更加活跃,更加深刻并能全身心地投入到课堂的学习活动之中。
2. 情境化
将化学和生物实验室的相关资源进行整合,以“情境化学实验室”的形式再现,主要从认识和保护生态环境出发,结合生活中的实例,为学生营造一种生活中的化学的情景,而不仅仅是为教学而教学。例如,讲授汽车尾气是雾霾天气形成原因之一时,可以模拟出城市道路汽车的发动机声,让学生似乎能闻到尾气的味道,从而激发学生珍爱自然、保护环境的意识。也可以利用分光光度计,温度、PH等传感器,并结合常规仪器开展与生活中的化学相关的实验探究活动,使学生能够真正感受到化学与我们的生活息息相关。例如,补铁剂中铁元素含量的测定; 食盐中碘含量的测定;水果维生素C含量的测定;食醋中总酸量的测定等。
3. 主题化
(1)由教师或学生自主确定恰当的、能体现化学学科核心知识的实验探究主题,让学生通过主题实验探究加深对化学科学的理解,帮助学生构建良好的化学学科知识体系,全面提升学生的化学学科素养。
(2)突出化学与社会生活的密切联系,充分挖掘化学实验的验证功能、科学方法的教育功能和育人功能,为学生的研究性学习和科技创新实践活动提供理论指导和物质支持,让学生按照研究性学习的要求,开展自主实验课题探究活动。
4.信息化
《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)》指出,要加快信息化进程,提高学生学习运用信息技术分析和解决问题的能力。为了使教学更有成效,需要借用必要的技术手段,使技术作为教学中不可或缺的重要支撑,切切实实成为学生学习思考和知识建构的促进者,而不仅仅是一种学习的辅助工具,从而在信息化基础上,实现虚拟教学环境,通过人机对话促进学生的主动学习,推动教学方式、学习方式的变革。
发展趋势
未来教室不仅仅是硬件设备上的集成与管理,更需要借助软件来协调硬件之间的相互关系,简化操作步骤,扩展其中的服务功能。对教师与学生而言,这一切意味着教学理念、教学方式、教学手段以及学习方式的变革,运用得好会使教学质量、教学效率和学习效果得到有效提升。纵观世界各国未来教室的发展,笔者初步归纳有如下的发展趋势。
(一)学习方式的创新(五“无”)
1.“无本”
按照未来教室的设想,无课本课堂是未来教室对传统学校的一个重要突破。为了使学生的学习方式接近21世纪知识工作者的工作方式,未来教室需要给每位学生配备电子书包,为教师教学配备集成计算机、投影系统、交互式电子白板功能的教学环境。学习可以以教师为主导,也可以以学生个体为主导,教学资源对于所有人都是开放的,教学活动主要以各种主题资源为基础展开。在一些开放性的学习内容中,更是以整个互联网上的资源为对象。
当然,所谓“无本”是未来教室建设的一个目标,就当前的情况而言,我们还不能完全抛弃印刷品教学材料。“无本”课堂的建设方向是逐渐减少纸质的印刷品而增加更多的数字媒体。为此,作为未来学校的一部分,图书馆不再是收藏书籍的地方,而更多的应该是一个媒体平台,可以进行互动学习的地方。
2.“无界”
未来教室力图改变人们对教学、学习的传统理解。未来教室中的人不是学生,而是学习者,学习成为生活的一部分。而学习者的学习过程,不是在某个固定的地方,他所有的学习过程都进行了云存储。虽然物理上处于不同的学习地点,但是可以保证每次面对的是同样的学习情境。
对于处在集中学习阶段的学生来说,他们应该随身携带电子书包。他们可以在教室里学习,也可以在图书馆,甚至餐厅学习。只要一机在手,在校园外也一样可以学习,这完全打破了传统学习对地点的依赖,最终达到学习和生活的完美融合。
3.“无时”
未来教室的重要目标之一,就是实现学习的连续性和相关性。在教师的工作时间内,每位学生个体的作息时间是不同的。学生进入教学环境后,分别选择自己的学习进程,教师和学生存在双向的时间选择。不再存在全班同时的固定课程表。
4.“无度”
未来教室系统是一个个性化的系统,每位学生在学习时有不同的进度,这样更有利于学生的个性培养。不会让优等生觉得无聊,也不会让后进生赶不上进度。在学生的电子书包里有专门的学习进度评估软件,如果学生通过了评估,则可以继续学习,甚至学习超出大纲的内容,但如果学生屡次未通过评估,他可以及时地向教师求助,教师可以实时地针对该同学的问题进行辅导。学生们的作业也是由数字化的作业处理软件批改,教师通过软件给出的统计数据了解学生学习的进度。教师也会定期地主动对学生进行评估干预,以加快或减慢学生的学习进度,同时对需要帮助的学生进行单独辅导。在未来教室里,教师的工作模式发生了很大的改变,但是在教学中的作用并没有减弱。
5.“无纲”
与“无本”、“无界”、“无时”、“无度”相对应的是“无纲”。“无纲”即研究性学习,未来教室里的学习不再是单独的学科课程,常常是通过一个问题,将学生的研究性学习与数门学科课程结合起来。这样的学习模式,不仅培养了学生的创新精神,而且是将学习与生活、社会现实紧密相连,学生不再端坐于象牙塔内埋头苦读了。
(二)学习环境的创新
1. 完备的学习环境
未来教室不仅要对直接的教学环境进行建设,还要对间接教学环境有所考虑。与教学活动直接联系的硬件设备、网络、数字资源必须建设到位。而相关的建筑也必须按照绿色环保的要求建设。教学楼的外墙需要覆盖太阳能电池板,为学校提供能源,门窗都需要密封保暖,屋顶要有雨水收集装置,各种教室应该尽量采用自然光,教室内的环境温湿度、空气质量处于实时监控下,分布于各处的传感器实现各种节能功能。在这样的环境中生活和学习的学生可以身临其境地感受到绿色校园的友好生态环境的价值。这种科技与教育的集合体,直接学习与间接熏陶的相互融合就是未来教室所追求的目标。
2. 多维的学习环境
未来教室应该可以灵活地分割空间以适应各种教学活动的要求,并且兼顾了合作性和便捷性。以理科实验室功能为例,在其中学生会感受到科学的巨大力量,科学在推进人类社会进步中的作用,从而自发地对科学产生敬仰。通过内部结构的调整和科学氛围的营造,使学生觉得自己就是科研人员;设备、家具可以自由组合以适应多种教学活动。教室内部区域的划分也兼顾了适合集体活动的、鼓励学生相互合作的区域和适合学生单独活动、进行深入思考的区域。
3. 经济的学习环境
未来教室的建造成本应该控制在预算标准内,在设计上十分注重经济性。“开放式剧场”、“课余活动场所”、“会场”等功能集成在一个单元内。整座校舍内还有多处活动幕墙,其中的家具轻便易搬,随时可被分割成多间报告厅、讨论室或教室。体现“经济”的另一种形式是“边界模糊”。在未来教室中,传统的学习和非学习空间的界限已经模糊,包括走廊、餐厅在内的所有空间几乎都被利用。在校舍外,传统的“校内”和“校外”的界限也已经模糊,真正地把学习融入到了生活中。