北京师范大学王磊教授-化学新课程与教师专业成长.ppt

化学新课程与教师专业成长,王 磊 北京师范大学化学学院化学教育研究所,化学 1,化学 2,有机化学基础,物质结构与性质,实验化学,化学反应原理,化学与技术,化 学,必修模块,选修模块,认识化学科学 化学实验基础 常见无机物及其应用,物质结构基础 化学反应与能量 化学与可持续发展,化学与生活,新课程的基本观点,发展观 结构观 建构观 整合观,一切为了学生科学素养的发展， 基于学生的发展，促进学生的发展； 每个学生都要学化学，不同的学生可以学不同的化学； 基础性时代性多样性选择性 三条内容线索支撑三维教学目标 从生活走进化学，从化学走向社会 化学溶解于实际中，再结晶出来 将裸露的知识包装起来 高观点大视野多角度有层次 揭示学科本质知识结构化知识结构功能化 超越具体性知识传授，注重观念建构，促进认识方式转变,高中化学新课程课程结构 的主要变化,层次性必修选修 多样性领域模块 选择性必修学分选修学分,高中化学新课程的内容变化特点,内容的模块化和主题性 内容的多元化和层次性 内容的结构化和建构性,以探究为核心的多样化教学,基于观察-思考-讲授的教学 以实验探究为核心的教学 以问题解决为驱动的教学 基于交流研讨的概念建构与转变教学 案例教学 基于课题的综合与开放教学 学生自主性学习,新课程的教材编写思路,高观点大视野多角度有层次 最大的突破 内容组织结构化 更加符合学科本质 内容呈现建构化 更加符合学生学习的规律 内容要求层次化 更好地解决差异问题 栏目设置教学化 更好地解决操作性问题 教材是范式、是资源、是传送带、是发展的阶梯,新课程实验区进展,年个省 （山东广东海南宁夏） 年个省 （江苏） 年个省 （福建浙江辽宁天津安徽） 年个省 （北京湖南陕西黑龙江吉林） 年, 最晚2010年全部进入,新课程实施第一年 必修教学的经验和困惑,经验：生动活泼多样、注重能力和方法、重视联系生活生产实际； 问题：课时紧、知识系统“散乱”、深广度难把握、实验探究难实施；,新课程实施第二年 选修教学的经验和困惑,经验：模块开设操作化，建立学科知识系统，认识化学学科本质，发展学生学科能力； 问题：模块选择性不高，技术和实验模块开设的太少；必修与选修跨度大，学科困惑和问题增多，教学方式重新回归，文科生化学与生活模块教学不正规,新课程实施第三年 高考及其复习教学的困惑,经验：一轮依据教材、二轮综合课标、考纲和习题，必修选修实现整合，生活技术实验与复习内容实现整合，教材课标和考纲实现整合； 问题：不知所措、抛开教材、彻底回归、单纯依赖习题训练。,新课程进入第四年（新一轮）的展望,提倡： 全面总结第一轮实施经验 全面梳理核心知识内容的必修、选修和高考要求，准确把握不同课程模块的功能定位 优化选课和开课方式，合理制定本校高中三年整体教学计划 总结和整理前三年的教学资源,不提倡： 高一第一学期就分文、理，理科班将必修与反应原理打通进行教学； 高二开课只开高考模块，尽可能依据考纲进行教学； 按照高考题改造教材、筛选增补教材内容,有关化学课程结构的问题例举,高中化学新课程为什么要设置模块？这样是否会影响学科知识的完整性，是否会降低中学生的化学学习水平？ 高中化学必修学分为什么是“4+2”，而不是“60”？，这样是否会削弱化学学科的地位？ 高中化学两个必修模块之间是什么关系？是完全独立的吗？ 必修模块与选修模块之间是什么关系？是紧密衔接关系吗？怎样在必修课程的教学中适时引导学生关注相应的选修模块？ 高中化学各选修模块之间是什么关系？有前后基础关系吗？有水平高低差别吗？可以相互替代吗？,对新课程教学的主要问题例举 如何解决学生在新课程中“上课听得懂，下课不会做题”的问题？ 教材中的学习活动栏目各有什么功能？教师在课堂教学中应该如何使用？ 以实验为基础是化学学科的重要特征之一。但是由于受学校条件的限制以及领导、教师对这个问题的认识不到位，又加上现在的教材中没有明确的演示实验和学生实验划分。因此，在许多学校的化学教学中化学实验不但没有加强，反而出现被削弱的现象。那么，在推动新课程的进程中，我们如何引导教师在教学中，突出化学学科特征，更好地发挥实验的功能？ 如何处理学生实验、教师演示、学生讨论以及教师讲授的关系？ 化学课堂中演示实验、多媒体实验、实验录像、学生动手实验的作用各是什么？我们该如何用好他们？ 新课程中是否还需要引导学生阅读教材，又应如何引导？ 交流研讨是新课程的一种重要学习方式，组织学生开展交流研讨活动时，容易出现的一些问题及其对策？ 有人认为：“把演示实验改成分组实验就是探究式教学”，应该怎样看待这个问题？ 如果学生不能亲自动手做实验，是否就无法开展科学探究？ 探究式教学是新课程倡导的一种重要的教学方式，探究式教学的一个重要特征之一是给学生提供活动的时间和空间，如何合理的确定探究的核心问题？针对哪些内容和环节组织学生的分组活动？针对哪些问题组织学生在全班范围内进行交流？在探究过程中，教师的讲解是否有必要？应该如何进行？ 在基于探究和交流讨论的教学中，如何引导学生做好学习笔记？如何引导学生归纳整理重要的结论和要点？课下如何引导学生进行及时的巩固和练习？ 如何处理教学设计与教材的关系？如何看待既认真遵循教材又不拘泥于教材？有老师认为新教材有利于教师优化教学设计，减轻了教师教学设计的负担；另有老师认为拿到新教材后不会进行教学设计，不知该如何实施教学，应该怎样看待这一问题？ 如何评价目前各地广泛开展的课堂教学评优活动？评优课与日常教学的关系是什么？ 教师的集体备课、地区的教学教研、教师的教学反思如何进行，各起什么作用？,有关新课程内容的问题例举,高中化学新课程中的化学核心知识内容有哪些？各模块之间的关系是什么？ 高中化学新课程中的过程方法内容有哪些？各模块的特点是什么？ 高中化学新课程中STS内容有哪些？各模块的特点是什么？ 高中化学新课程中化学实验的功能和内容有什么变化？,高中化学课程标准中的内容标准弹性较大，该如何理解和使用？课标对教学要求的阐述比较宏观，现行的三个版本的必修教材内容也有所不一致。在教学实施过程中，教师应如何把握内容的深广度？ 必修1、必修2涵盖重要的元素化合物、基本概念原理、有机化合物基础，化学实验和基本计算各类知识。这么多重要的内容与72学时构成了很大的矛盾，如何解决？ 如何理解新课程必修模块中化学知识的系统性和规律性？有教师认为：“新课程重视学习的过程和方法，的确体现学生认知过程的特点，但化学知识的系统性却削弱了很多”，应该如何看待此问题？ 有人说：“必修模块的内容是深度降低、广度增大，但广度太广了，好像什么都说到，什么都不落实，学生把握不住，教师心中没有底”，应该如何看待此问题？,化学与生活、化学与技术和实验化学三个模块的内容标准没有规定化学知识的具体内容标准，那么在实施中该如何处理化学本体的知识内容？ 对课标和教材中没有出现但又被教师认为很重要的知识内容是否需要补充？ 对于化学反应原理、有机化学基础、物质结构与性质等选修模块，有的老师认为：“必修与选修模块之间学习梯度比较大，教学难以衔接，会造成学生学习的困难”，应该如何看待此问题？ 选修模块的教学内容好像是大学内容下放，这样是否增加学生负担？ 选修模块对定量要求是否高了，有必要吗？,与教师专业成长密切相关的 化学新课程的主要特点,大一统的课程结构被打破，逼迫教师要具有基本的课程意识 大一统的教材被冲击，逼迫老师要树立新的教材观 稳定不变的教学内容体系被替换，逼迫老师要重构对化学科学的认识和理解 单一的教学方式受到挑战，逼迫老师要学习多样化教学的教学方式和策略 教师最不适应之处就是专业发展的关键之处,教师专业素质的内容,教师的专业知识 学科内容知识；一般教学法知识；课程知识；学科教学法知识；有关学生及其特性的知识；有关教育脉络的知识；有关教育目标、价值、哲学与历史渊源的知识。 本体性知识；实践性知识；条件性知识。,教师的专业技能,教师的教学技巧 教师的教学能力 教学设计能力 教学实施能力 学业检查评价能力,教师的专业态度,专业理想 专业情操 专业性向 专业自我 对教学工作来说，教师的专业自我是教师个体对自我从事教学工作的感受、接纳和肯定的心理倾向，这种倾向将显著地影响到教师的教学行为的教学工作效果。从这个意义上说，教师专业发展的过程也是教师专业自我形成的过程。,新课程要求化学教师发展什么,对课程的理解 对教材的理解 对学科的理解 对学生学习和发展的理解 对教学的理解 对自身的理解,理解的水平,了解、比较,理解、评价,模仿、应用,改进、设计,对课程的理解,课程理念,课程结构,课程功能,对教材的理解,教材结构,内容选择,内容组织,教材呈现,呈现过程,呈现形式,不同模块,改革目标,内容维度,理念 目标 课程结构 教学方式 评价 管理 教师,个模块的功能定位 各模块的特点 各模块的内容 各模块的教学及评价,元素化合物 概念原理 过程方法 ,认识化学科学 物质结构基础 常见无机物 化学反应 化学与可持续发展,知识与技能,过程与方法,情感态度与价值观,必修化学1和必修化学2形式上是独立的，但实质上是一个整体。 它从“认识化学科学”、“元素与物质”、“自然界中的元素”、“元素与材料世界”、“原子结构与元素周期律”、“化学键 化学反应与能量”、“重要的有机化合物”等方面，由感性到理性，由具体到一般，由事实到本质，进一步提升全体高中生基本的化学科学素养。同时为相应的选修模块予留接口，搭建平台，奠定良好基础。,“从自然到化学，从化学到社会”，“从自然界到实验室，从实验室到社会生活”，将学生对自然界的认识、对社会生活实际的了解与化学实验室的科学探究三者之间紧密联系在一起，开阔学生认识元素与物质的视野、建构更加富于应用迁移价值的认知框架。,化学生产技术,化学科学,化学与技术,焓变概念 焓变计算,原理,第一章 化学反应与能量变化,化学能与电能的相互转化,能量转化,化学能转化为热能 反应的热效应,电能转化为化学能 电解,化学能转化为电能 原电池,应用,化学 热力学,化学反应,判据：反应焓变（H） 反应熵变（S） 影响规律：H TS,认识化学反应,化学反应条件的优化 工业合成氨,共同 影响,第二章化学反应的方向、限度与速率,化学 动力学,限度,速率,定量描述：化学平衡常数 平衡转化率 影响因素：T 、c 、P,化学反应速率有差别： 反应历程、基元反应 定量描述：化学反应速率 影响因素： c 、T、催化剂,方向,第三章物质在水溶液中行为,自身电离,溶剂,认识物质在水溶液中的行为,加入多种电解质,水溶液,加入一种电解质,水溶液,水,物质的存在形态,电离、水解平衡,沉淀溶解平衡,离子反应,有机化学基础的核心知识结构,物质 结构 性质 应用 官能团 反应 合成,“新世纪”有机化学基础教材内容体系,1、有机化合物的结构与性质 烃,认识有机化学 有机化合物的结构与性质 烃,2、官能团与有机 化学反应 烃的衍生物,有机化学反应类型 醇和酚 醛和酮 糖类 羧酸 氨基酸和蛋白质,3、有机合成及其 应用 合成高分子化合物,有机化合物的合成 有机化合物结构的测定 合成高分子化合物,物质结构与性质的核心结构,物质性质 物质聚集状态 晶体 其他聚集状态 分子性质 微粒间相互作用 化学键 分子间作用力 分子 元素性质 微粒 原子 离子 核外电子 原子核,“新世纪”物质结构与性质教材内容体系,1、原子结构,原子结构模型 原子结构与元素周期表 原子结构与元素性质,2、微粒间的相互作用,共价键模型 共价键与分子立体构型 离子键、配位键与金属键 分子间作用力与物质性质,3、物质的聚集状态与物质性质,认识晶体 金属晶体与离子晶体 原子晶体与分子晶体 物质的其他聚集状态,化学2甲烷、乙烯、苯、乙醇、乙酸、糖类、油脂、蛋白质的组成和主要性质（感性认识）；常见高分子材料的合成反应（加聚反应）及应用,有机化学基础初步掌握有机化合物的组成、结构、性质等，了解有机化学研究的基本方法，掌握有关实验的基本技能。,化学与技术介绍了几种工业上常见的有机合成反应（如以乙烯和丙烯为原料的合成）,实验化学通过实验探究甲醛和苯酚的性质、检验阿司匹林的主要官能团、制备乙酸乙酯,化学与生活借助栏目介绍了甲醛、氨基、羧基的性质，缩聚反应等,有机化合物的结构与性质,化学反应与能量变化,化学反应原理化学与热能的转化（定量计算和测定）、化学能与电能的相互转化（理性分析）,化学与技术 由氯碱工业介绍电解原理 借助金属材料的保护这一技术问题介绍原电池工作原理,实验化学 通过实验探究电解规律,化学2化学反应过程中会发生能量变化，能量变化的实质是旧化学键的断裂和新化学键的形成，化学能与热能的转化、电能的转化（感性认识）,化学与生活 通过电池探秘和金属防护介绍原电池原理、化学电源和金属腐蚀及防腐的原理和方法,化学2化学反应的快慢（感性认识、定性分析） 化学反应的限度（建立化学平衡及其移动的概念）,化学反应原理化学反应的方向（定量判断）；化学反应速率（理性分析）化学反应的限度（定量计算、理性分析）,化学与技术 影响化学平衡的因素(知道)，并应用该理论初步探索氨的工业合成的最佳生产条件,实验化学 通过实验使学生反应条件对反应速率的影响，感受浓度对化学平衡的影响，简介温度、压强对化学平衡的影响,化学反应的快慢与限度,初中,选修,必修,不同模块对“化学平衡”内容的处理,必修模块2,化学反应原理模块,课题以重要产品的生产技术为核心构建内容和问题线索。,氨氧化法制硝酸,吸收二氧化氮,净化尾气,获得一氧化氮,联想质疑,交流研讨,交流研讨,观察思考,实验室,工 厂,反应原理（条件对反应速 率和平衡移动的影响）,化学与技术模块,教材的栏目设计,学习过程栏目 方法支持引导栏目 拓展视野栏目 提高要求栏目,知识点击,正文和活动栏目,身边的化学,化学与技术,身边的化学,拓展视野,追根寻源,资料在线,知识支持,历史回眸,化学前沿,方法导引,工具栏,对学科的理解,学科体系,学科本质,学科内容本体,学科思想方法,对学生的理解,认知发展,认知结构,认知过程,对教学及 自身的理解,教师工作系统,教学反思,教学方式和策略,新的教学设计能力系统,目标设计 内容设计 活动设计 评价设计,知识逻辑,问题线索,认识脉络,情境素材 证据,活动任务 过程,学科思考,学生思考,教学思考,思考学科问题 内容本体的思考 (知识点本身和知识域的思考) 学科价值的思考 (认识价值思想方法价值),思考学生 他们已经知道什么? 他们最想知道什么? 如何将学生的问题转化为教学的问题? 学生的认识及认识方式与科学的之间 的差异 学生的问题发展脉络(关键点和障碍点),思考教学 我们能改变学生什么？ 学生需要我们帮助什么？ 我们怎样帮助学生？ 什么问题由谁来解决？ 哪些问题要通过学生活动？ 需要什么活动？ 什么问题，什么活动，什么地方需要教师提供什么帮助？（刺激、思路、证据、论证、推理等）,基于新教材的教学设计模式,静态,动态,情境素材线索,核心内容线索 问题线索,学生活动线索,基于新教材的教学设计构成图,概括联系,交流、活动、问题,假设检验,探究,建立 理解 应用,同化 顺应,概念转变,概念掌握,心理机制,三阶段,外部环境,心理过程,基于探究的概念掌握教学模式,概念建立,概念理解,概念应用,创设情境，初步建构概念 引发原有概念，提出假设。,活动探究，建构或重新 建构概念 实验、交流、讨论、寻找事实 依据，检验假设。,总结评价，整合精致概念 类比、转换、解释关键词。,迁移应用，发展概念 将概念应用于新情境等。,影响教师专业成长的核心因素,课程及教材的发展功能 教师自身的教学反思意识和能力 外部教研和培训研修 整体的研究水平,定向 机制,其他调节 机制,教学对象和内容,教学反思能力,执行 机制,教师教学反思能力的构成模型,返回,教师姓名,反思表现 评价,表 2 教师反思水平的比较,反思水平相关因素,反思表现 评价,教师姓名,一个教学设计的行动研究案例 “氮气性质”的教学,元素化合物教学 典型个案： 张毅强、乔敏 氮气及氮的固定,(1)在教学中能不能更好的体现知识之间的内在联系，体现知识之间的系统性、逻辑性，更好的体现化学学科的特点呢？ (2)学生能不能通过本节课的学习，掌握元素化合物知识的学习方法，能不能把元素周期律等化学原理作为工具熟练使用呢？,以学科知识为核心,第一次：以学科知识为核心的教学设计,（1）这样的课堂教学，除了学科知识以外，还有什么值得学生关注的？ （2）化学除了其本位学科知识的功能外，还能发挥什么作用？ （3）应该为学生提供丰富的科学学习背景，教学内容应能贴近生活、贴近学生、贴近社会，应从社会实际问题出发。,以化学的社会功能为核心,第二次：以化学的社会功能为核心的教学设计,（1）教学模式仍以讲授为主，学生的自主参与性并没有明显改善，科学素养的形成需要有效的学习方法和教学方式。 （2）教学目标中的知识和技能可以靠灌输，但过程与方法，情感态度与价值观则必须在具体的活动过程中才能不断体验和内化，所以应当以“固氮”为线索，设计以学生探究为中心的活动。,以学生活动为中心,（1）学生活动过多造成课堂效率低，教学时间不够，学生面对问题的本源性知识是什么？哪些活动才是学生们真正需要的呢？ （2）社会功能的过分凸现造成了化学学科的特征不明显、内容知识被弱化。那么学生面对教学内容的学习心理是怎样的？哪些内容才是真正促进学生发展的呢？,以学生综合发展为中心,第三次：以学生活动为中心的教学设计,活动记录表,第四次：以学生综合发展为中心的教学设计,实践反思：实践中学生比较容易获得结论，但是由于学生思维活动的空间很小，使他们探究活动的兴趣降低。,实践反思：通过录像增加了学生对该反应的可信度；整体上学生的思维空间增大了，探究的兴趣也提高了，但难度也增大了，学生并不能通过录像判断是否有NO、NO2，后2个实验好像是强加给学生的。,实践反思：这样设计思路比较顺了，学生通过讨论基本能获得结论；但是也有个别学生提出：从录像分析只能获知N2在雷电情况下被氧气氧化，最终颜色变成红棕色说明有NO2生成，而不能判断过程中是否有NO生成。无疑这些学生的分析是正确的，但是试讲中绝大多数学生没有看出这点，在天津实际授课中也没有出现学生质疑的情况。,第一次设计,第二次设计,第三次设计,研究背景,问题解决教学是通过教师精心设计真实的驱动性问题，以问题贯穿整个教学过程，使学生在设问和释问的过程中萌生自主学习的动机和欲望，在对问题的分析和解决的过程中学习知识和技能，进而逐渐形成解决问题的能力，掌握解决问题的思路和方法。,适用于化学课堂的问题解决教学中驱动性问题是围绕化学学科特点和学生认知特点而生成的，能够驱动和组织师生开展讨论、探究等课堂教学活动，以实现教学目标和促进学生发展的真实的、有意义的问题。,问题解决教学,驱动性问题,阶段性研究中拟解决的问题,1、在高中化学课堂教学中引入问题解决 教学模式,2、怎样的“问题”才是“问题解决教学”中 良好的驱动性问题？,3、如何设计适用于课堂教学的驱动性问题？,4、如何实现对驱动性问题的有效评价？,研究案例基本情况,教学内容：“元素周期律和元素周期表” 研究目的：采用问题解决教学模式，研究如何 进行驱动性问题的设计。 研究方法：行动研究 研究对象：太原五中高一年级 278、280、281、284、285、287班 (施教的教师在整个研究过程中始终都 积极参与对驱动性问题的设计和改进) 研究时间：2007年3月5日3月18日,研究案例前期准备,“元素周期律和元素周期表”的教材分析 “元素周期律和元素周期表”的学生已有认知 基础分析（学生访谈和问卷调查） “元素周期律和元素周期表”教学中驱动性 问题的选择,自然界的元素之间存在 一定的内在联系吗？,研究案例驱动性问题的设计,问题呈现： “自然界的元素之间存在一定的内在联系吗？ ” 情境信息： 1-20号元素的相关信息和“知识支持”阅读材料 活动设计： 学生找联系、排顺序 学生汇报交流问题解决的过程和结果 教师组织小结元素周期律和元素周期表,问题设计基本思路,研究案例驱动性问题的设计,教学情况监控和测查,学生录音分析 课后学生问卷调查反馈,教学录像分析,研究案例驱动性问题的设计,对驱动性问题的反思,优点： 学生对驱动性问题比较感兴趣的(占班级总人数的82.7%) 在问题解决过程中，多数学生都能积极、主动的发现元素 之间在原子结构、半径、化合价等方面的变化规律和联系 在交流汇报和教师的引导下基本实现了教学目标,缺点： 驱动性问题在具体的表述方式上并不是很清晰 (很多学生 对问题无法正确表征，占班级总人数的22.4%) 在问题解决过程中，没有对驱动性问题进行分析、拆解的 过程，致使学生不明白活动与要解决的问题之间有何关系 元素种类和卡片上的信息太过简单，驱动性问题的开放度 太小,调整问题的呈现方式、增大问题信息的开放度,研究案例驱动性问题的设计,问题情境呈现：教师带领学生回顾历史，以史实图片和精彩讲解为学生展示真实的历史情境在18、19世纪化学家是如何寻找元素之间的变化规律，为元素进行分类的。 问题表述方式：“根据卡片上的信息，寻找元素之间存在 着怎样的变化规律？” 情境信息：1-20号及其它主族、稀有气体元素（共42种） 的相关信息、无关信息和“知识支持”阅读材料 活动设计：学生找联系、排顺序 学生汇报交流问题解决的过程和结果 教师组织小结元素周期律和元素周期表,问题设计基本思路,研究案例驱动性问题的设计,教学情况监控和测查,学生录音分析 课后学生问卷调查反馈,教学录像分析,研究案例驱动性问题的设计,对驱动性问题的反思,优点： 在设计中加入了丰富、真实的问题情境，有效地帮助学生 理解问题的含义 问题呈现方式改变使学生表征问题较为顺利（22.4% -6%） 驱动性问题中呈现的信息量增多了，问题的开放性增大了,缺点： 学生对“元素间变化规律”的寻找仍显得随机和盲目 学生问题解决的质量不高 虽然学生能够理解解决驱动性问题的意义，但却缺少切身 的体会，缺少真正的认同,如何才能让学生在问题解决过程中关注到元素的各种变化规律？如何才能让每个学生都体会到解决这个问题是有意义的、有用的？,研究案例驱动性问题的设计,问题设计基本思路,问题情境呈现：教师带领学生回顾历史，以史实图片和精彩讲解为学生展示真实的历史情境在18、19世纪化学家是如何寻找元素之间的变化规律，为元素进行分类的。 问题表述方式：“根据卡片上的信息，寻找元素之间存在 着怎样的变化规律？” 情境信息：增加2种过渡元素，去掉两种主族元素，控制 其它元素所给的信息（有一些所给信息不完全） 和无关信息，提供“知识支持”阅读材料 活动设计：学生找联系、排顺序 学生汇报交流问题解决的过程和结果 教师组织小结元素周期律和元素周期表 迁移应用：预测去掉元素的性质，体会意义,研究案例驱动性问题的设计,教学情况监控和测查