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名师课堂:《常见的化学反应—燃烧》评课

2014/5/26 9:31:00 互联网 吴敏 【字体:

华师大吴敏博士

陈荔老师为我们呈现了非常精彩的一堂课,听了这堂课,我有很多的感想和收获。在谈这些感想之前,我想先谈一点自己对科学探究和科学思维的粗浅认识。

“探究”是美国1996 年《国家科学教育标准》的核心理念,将探究定义为“科学家研究自然界并在证据基础上建构解释的各种方式”,认为这些方式也应使用在学生的科学学习活动中。学生像科学研究工作者进行科学研究一样,通过探究活动来进行学习。也就是说:学生在教室里的学习和科学家在实验室里研究只是程度不同,不存在本质的区别。在其“内容标准”中,又将完整的探究活动分为提出问题、设计并执行探究方案、搜集证据、建构解释、交流讨论等步骤。我国现行的课程标准基本上借用了这一探究的理念,提出以科学探究作为课程改革的突破口,来促进学生科学素养的养成。而在美国国家研究理事会(NRC)于2011 7 月发布了《K-12 年级科学教育框架:实践、跨学科概念和核心概念》中,一个很抢眼变化就是将“探究”(inquiry)变成了“实践”(practices)。而《框架》解释说:改用“实践”,不是为了取代探究,而是要为“探究”正名,更好地阐述探究在科学中的含义。这说明在美国对探究的认识也在不断的修正和深化中。

事实上,在我国,一直以来对探究的认识也存在很多的问题。例如,有人认为有了实验就有了探究,科学简单地等同于科学实验;有的教师机械地套用科学探究的几个既定步骤,学生经历的探究有其形却无其实。

那么,怎样才能在课堂实现真正意义上的科学探究呢?我觉得以下3个问题特别值得重视:

1、对学生科学思维的培养。我们知道,在实际科学研究中,科学工作者依据已有理论设计实验,再根据收集到的证据重新审视已有理论,或证伪,或延展,或修改,以形成更加完善的新理论。可见科学思维是贯穿其中的。事实上,在化学科学的发展过程中,每一个里程碑式的重大成果无不是科学思维在其中起到至关重要的作用。科学思维的核心是在对一个多变量系统进行推断时表现出的科学推理(scientific reasoning) 能力,如在产生假设过程中所包含的归纳过程和检验假设过程中所用的演绎过程等。可见,“动手”是由“动脑”驱动、为“动脑”服务的。不会或不习惯“动脑”的学生,“动手”(实验)的能力再强也难以创新。

所以应将培养学生的科学思维能力作为科学探究教学的核心目标。在课堂探究中,教师应更多地关注学生的思维过程,帮助学生不断地提升思维的品质,学会运用科学证据和推理,建构和改进自己的认识。如果学生在科学学习的最初阶段的思维一直被漠视或轻视,他未来自主进行创造性思考和理论性探究的能力将大大受到限制。

2、高质量的课堂互动。在现今实际的科学研究中,科学家越来越不能单打独斗、闭门造车。他们经常举行例会、发表论文、在会议上发言和听取报告、互访、举办和参加学术讲座等等。所有这些活动都有一个共同目的,那就是创造机会让不同的理论发生碰撞,以解决其中存在的争端。理论持有者一方面展示自己的观点,并竭其所能为之辩护;另一方面听取他人的不同观点,或挑战质疑,或进一步发展,或在对方证据充足时选择修改乃至放弃自己原先的理论。科学理论正是通过这样的活动长期接受着科学共同体的反复考察,包括推理是否成立,证据链是否完整,证据来源是否可靠,与其他理论相比能否更好地解释不断涌现的新证据。

科学研究的这一特性,表现在课堂探究中,就是要有高质量的课堂互动,包括师生之间、生生之间。这就要求课堂探究活动在“动手”、“动脑”之外还要“动嘴”。这种课堂互动应该像科学家之间的研讨一样,是思维的碰撞,是互动生成的交互反馈。事实上要发展学生的思维,教师必须要在互动中捕捉生成,在生成中理解学生思维存在的问题,才有可能帮助他们提升思维的品质。要实现这样的课堂教学,就要创设与之相适应的学习环境,需要从原来封闭的控制式的教学向开放的教学转换。学生也应获得更多的思考时间和表达机会,教师应该学会倾听,充分尊重学生,并及时理解学生的思维发展,并给予有效的引导。

3、课堂探究的开放度。虽然学生在课堂上的探究活动与科学家在实验室的研究之间不存在本质的区别,但不可否认两者的程度是有很大不同的。教师和学生的关系毕竟不同于科学研究共同体中科学家之间的关系。课堂探究仍少不了教师的引导,如何把握教师引导和学生自主探究的程度?学生探究过程可认为包含6 个核心要素:陈述问题、提出假设、制定计划、进行实验、收集数据和得出结论。学生参与的探究要素越多,学生的参与程度就越高,探究水平就越高。哪些是学生可以自主探究的,哪些需要教师的引导?哪些是无法探究的?如果完全的教师讲授的课堂开放度为0,完全由学生自主谈究的课堂开放度为100,那么,一般课堂探究的开放度究竟为多少?这就需要教师去判断和选择了。学生的探究水平是参差不齐的,而每个学生的探究能力都需要得到发展。所以选择的难度很大。教师必须要充分了解学生的探究能力,选择合适的探究课题;或者在教学过程中学会倾听,及时把握学生的思维发展,并对课堂探究的开放度作出调整。

基于对科学探究的这些认识,下面就来谈谈听了陈荔老师这节课后的体会。

1、很好地体现了“基于实验探究的化学思维教学”这一研究主题

我们知道,燃烧反应是一个多变量的系统,对这一系统的探究可以很好地锻炼学生的化学思维能力,使他们更深刻地理解化学反应。显然陈教师充分认识到了这一点,所以我们看到整节课的核心目标就是通过实验探究提高学生的思维能力。

整堂课可分为三个大的环节。第一个环节通过对已有的化学知识、生活经验、实验结果、教材信息等的概括归纳、简化表达,提炼出燃烧的本质及燃烧的条件,这是一个形成理论、构建模型的过程,在思维上是一个归纳的过程。第二个环节运用第一个环节得到的结论对一系列的燃烧现象进行了分析解释,是一个运用理论和模型解决问题的过程,在思维上是一个演绎的过程。第三个环节探究的是影响燃烧现象的因素,进一步强化了学生对对比实验方法的认识。对比实验常常用来研究多变量的系统。对这一实验方法的落实显然也是陈老师重点考虑的,通过几组实验逐步加深学生对对比实验的体验和认识,最后学生能在三个实验中识别两组对比实验,并能理解在研究中作用。这种设计对初三学生而言是比较恰当的。三个环节的设计意图非常明确,教师对其中蕴含的科学思维和科学方法也非常清楚。这体现了教师对教学内容及其教学价值的深刻理解,这些都是组织有效探究的基础。

2、探究实验的设计

陈老师在实验的设计和选择上也是独具匠心的,整堂课的思维活动基本上都是通过实验引发的,实验的设计突显对思维的促进。首先,这些实验操作都很简单、现象明显,并形成了一个系列,这些都可以尽量减少对学生思维的干扰,使预期的思维活动更加集中。其次每个实验都为学生提供了适度的思维空间,既不是太过浅显,也不会太过复杂。学生可以运用已有的知识和策略进行思考,并克服一些思维上的障碍,最终通过现象看到本质,解决问题。可见,陈老师设计这些探究实验,重点放在了引发学生“动脑”上。

3、课堂生态环境的营造

陈老师的个人风格非常鲜明,随着课的推进更是渐入佳境。整堂课始终洋溢着好奇的、轻松的、平等的气氛。我想这样的氛围是有助于学生的思维发展的,在这样的氛围中,学生对探究充满了好奇,他的思维才是活跃的;教师没有居高临下,他与学生是一个探究的共同体,学生才会大胆地进行尝试,并愿意交流自己的想法。为课堂的有效互动创造了很好的氛围。

4、课堂的互动生成

我们经常会发现学生思考问题的角度和方法与我们预想的完全不同。所以在课堂探究中应给学生充分思考和表达的时间和机会,教师通过学生的表达充分关注并理解学生的思维状态,才可能给出有效的引导,达到促进其思维发展的目的。这对教师的要求很高,

例如,在讨论燃烧的本质时,运用的是归纳思维,即从已知的燃烧反应中归纳出它们的共性,教师提出问题后,学生归纳出了有氧气参加、发光发热、物质本身要有可燃性这几点。显然,学生的归纳不够完整,教师要去理解原因,才能给出更到位的引导,从而提升学生的思维品质。如果我们分析一下会发现:没有归纳出化学变化这一点,是由于学生思维的不全面或不严密造成的,怎样引导可以让学生意识到自身思维存在的问题并改进?而得出有氧气参加,则是由于学生了解的燃烧反应有限,在有限的反应中进行了不完全归纳造成的,可以说在一定范围内并没有错。教师可以让学生认识到由于我们知识的局限性,用不完全归纳得出结论是有局限的,又如何突破这种局限性。实际上,学生的这些问题在科学家研究燃烧时也出现过。通过这样的教学,学生就会意识到只有克服思维上这些障碍,对问题的认识才会更加接近本质。对课堂上的这些生成,陈老师都有反馈和引导,如果能引导学生对自身思维的意识和自省就更好了。

5、探究的开放度

我觉得陈老师在开放度的把控上做得很好,很好地调动了学生思考。

一般来讲,我们可以从课堂问题的相对大小来看课堂探究的开放度,问题越大开放度越大。如果问题十分细小而且比较简单,学生往往不需要太多思考就可以轻易地给出正确的答案。于是,课堂上就会出现教师不断地问、全体学生不停地“齐答”,师生一起“小步走”的现象。“小问题”的设计必然导致封闭的教学,压缩了学生的探究空间,反映了教师希望学生循序渐进地按照规定路线行进的控制愿望。

适当地放大问题更能激发学生产生解决问题的内驱力,激发学生形成深层次思考的意识和习惯,使学生的思维更加积极和开放,同时也会暴露思维上更多的不足,教师就可以从中获得更多的生成性资源。教师对学生基础性状态和发展需求解读越清晰,问题的“大小”就越具有适切性。

在陈老师的课中,非常重视问题的设计,并达到了很好的效果。但我个人认为有些问题还可以适当地放大,给学生更多主动表达的机会。例如,用烧杯罩住燃烧的纸团导致火焰熄灭的实验,这个实验对学生的思维要求还是比较高的,学生究竟是怎么想的?我认为讨论没有完全展开。

总之,我觉得这是非常精彩的一堂课,为我们讨论“基于实验探究的化学思维教学”提供了非常好的案例。如果适当放大探究问题,给更多机会让学生表达想法,鼓励生生之间的互动,教师从中把握学生的思维脉络,引导学生对自身思维的认识和自省,并改进和提升思维。我想这样可以使这节课更加精彩。

(责任编辑:xhm

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