高中化学教学论文 新课程实验探究教学策略与案例分析.pdf

高中化学远程研修专题六 高中化学新课程实验探究教学策略与案例分析 高中化学远程研修专题六 高中化学新课程实验探究教学策略与案例分析 专题简介 专题简介 新一轮国家基础教育课程改革的一个重要而具体的目标就是改变学生被动 接受知识 运用题海战术应对考试的学习方式 倡导学生主动参与的探究式学习 普通高中化学课程标准 实验稿 中明确提出要 重视探究学习活动 发展 学生的科学探究能力 探究学习是学习化学的一种重要方式 也是培养学生探 究意识和提高探究能力的重要途径 课程标准中的内容标准部分对每个模块的 每一个主题都给出了丰富的活动与探究建议 不同版本教材中也都安排了明确具 体的探究活动栏目 无论是从现代的科学教育理念还是课程标准要求以及教材内 容呈现都要求我们开展实验探究教学 今天我们就来讨论在化学教学中如何开展 实验探究教学 上部 本讲主题 本讲主题 通过对探究教学本质及特点的分析 理解在科学教育中为什么要实施 探究教学 实施探究教学的核心目标是什么 通过专家讨论 教学设计分析等活 动明确探究教学设计的一般思路和方法 本讲还将针对教师开展实验探究教学过 程中的常见困惑展开讨论 一 为什么要倡导实验探究教学 实验探究教学具有怎样的功能和价 值 1 实验探究教学的成功案例例举 田玉凤老师 1 实验探究教学的成功案例例举 田玉凤老师 关于 原电池原理 教学 我曾经设计过这样一节课 首先演 示铜 锌 稀硫酸可以构成原电池 然后提出问题 是否只有铜 锌 稀硫酸 才能构成原电池 铜 锌在原电池中的作用是什么 是否一定要使用稀硫酸 教师为学生提供如下材料和试剂 电极材料 碳棒 锌板 铜板 铁钉 塑料片 溶液 硫酸 硫酸铜 氯化钠 蒸馏水 酒精 不同的组提供的材料和 试剂是不同的 学生用本组实验条件进行实验探讨 回答上述问题 最终要总结 1 出构成原电池的条件 通过实验探究活动和随后的课堂汇报交流 学生总结出锌 可以用其他的活泼金属替换 它的主要作用是提供电子 铜的主要作用是导电 可以用其他导体来替换 如果把铜换成比锌更活泼的金属 也能形成电流 但是 电流的方向就是相反的了 对于电解质溶液也作了实验探究 用乙醇 纯水 纯 水中追加食盐 硫酸铜溶液等替代硫酸 观察原电池构成的情况 使学生对于原 电池构成条件 原电池反应原理有了特别深刻的认识 刘江东老师 刘江东老师 海淀区八一中学宋晓敏老师做了一节二价铁三价铁转化的区级 研究课 这节课中教师向学生提供了补铁剂的使用说明 使用说明中的内容很大 程度上体现了亚铁盐的性质 同时教师向学生提供三价铁检验方法的信息 然后 教师提出问题 如何更好地保存补铁剂 保存过程中避免和什么物质在一起 在这个探究活动中 学生了解了哪些物质可以和二价铁共存 哪些物质能够把二 价铁转化为三价铁 这样就把二价铁 三价铁转化的知识融入探究活动 2 实验探究活动具有怎样的功能和价值 王磊教授 2 实验探究活动具有怎样的功能和价值 王磊教授 对于这个问题首先要从课程目标说起 新课程以发展每一个学生 的科学素养为根本宗旨 科学素养的发展不是单一知识目标的 还包括全面培养 学生的科学知识 科学过程方法 科学态度 以及正确全面的理解化学科学与社 会 与技术 与其他学科领域的相互关系等 以知识传授为主的教学无法支持全 面培养学生科学素养的培养目标 因此需要其他的教学方式进行补充和协从 在 这样的背景下 实验探究的教学方式被提出 其次 我们应该思考我们教的课程是科学 科学的本质是什么 科学家的工 作方式是什么 这些与一般的学习有什么不同 在科学教育中我们应该让学生 亲身体验 经历和收获一些科学家的工作方式和思考问题解决问题的方式方法 科学方法和科学过程都应该是科学学习的重要方面 而科学方法 科学过程的学 习单靠讲授式教学很难完成 因此这也是科学探究教学提出的一个原因 刘江东老师 刘江东老师 我们在推行探究教学的过程中 发现教师认为探究教学会影响 知识的落实 实际上探究教学是有利于知识的落实的 同样一个知识简单的呈现 给学生和学生通过一个研究过程得到它留给学生的印象是不一样的 比如宋晓敏 老师的课中就把简单的知识传授变成了学生研究的过程 学生对二价铁离子和三 价铁离子之间的转化及其体现出来的氧化性还原性之间的关系的印象就会深一 2 些 另外 我们也认为化学教学是一种科学教学 要体现科学方法 实验探究是 一种很重要的科学方法 在化学教学中应该体现这样的内容 田玉凤老师 田玉凤老师 以我谈到的 原电池原理 课例为例 课本上的原电池原理教 学是构建一个基本模型 在此基础上 在后续课程中要研究金属的腐蚀与防护问 题 新型化学电池的研制问题等 只有原电池原理这个基础牢固 后续的学习才 可能顺利进行 在以往 原电池原理 教学中 教师演示铜锌原电池实验后就给 出了原电池构成条件 学生对与电极的作用认识得不清楚 会认为原电池就是负 极失电子 电解质溶液得电子 造成很大局限性 导致在后续课程中很难理解金 属腐蚀与防护的有关问题 以及新型燃料电池中外加氧化剂气体等有关问题 因 此 此处应设计一个探究活动反复更换电极 提升学生对原电池原理的认识 3 探究教学的特点是什么 王磊教授 3 探究教学的特点是什么 王磊教授 探究教学最鲜明的特点是问题性 在实验探究活动中 围绕着核 心问题 学生充满了假设预期 而后通过自己的活动或是教师引导的活动搜集各 种证据 并对证据 假设 问题之间的关系形成科学解释和推理 当问题 假设 证据之间都匹配自洽的时候 学生会得到合理的科学结论 所以说 实验探究活 动是用科学的方法手段进行科学问题解决的一种活动 实验探究活动的这一特 点 使得它非常有利于学生好奇心的激发 学习动力的激发 有利于激发学生原 有的认识 这很符合学习规律 在原有经验和认识基础上的教学才是有效教学 由于实验探究活动中要寻找证据 学生不但要形成假设 还要通过设计方案收集 证据的过程把假设变为行动 这一过程中学生不断深化 展示 明确自己的认识 因而保证了学习的深刻性 例如氧化剂还原剂部分的学习 如果只记住了概念是没有用处的 很难保证 学习达到理解水平和应用水平 但是如果概念学习后给学生一个用氧化剂还原剂 知识探究某个物质的氧化性还原性的活动 就会使得学生将概念转化为研究物质 氧化性还原性的能力 这一过程中学生要建立思路 运用方法 要能够把事实 实验和概念结合起来 这样就能够深化学生的氧化还原认识 还能够是概念迁移 为应用 从这一点来讲 实验探究教学能够支持核心知识的理解和能力转化 另 外 在实验探究教学中学生还要解释实验事实与证据 假设 问题之间的关系 这样就要求学生更加深刻理解学习内容 同时还要将实验前后的思考认识打通整 3 合 进行深层的思维加工 所以越是核心知识 越是重难点内容 越值得采用实 验探究教学 因而课程标准的活动探究建议往往都是在核心知识内容上建议搞活 动探究 各版本教材也往往会在核心知识点上开发活动探究栏目 二 如何进行有效的实验探究教学设计 1 探究教学设计案例及点评 1 探究教学设计案例及点评 以下三个教学设计的教学主题都是 影响化学反应快慢的因素的探究 教学案例 1 教学案例 1 教师将 影响化学反应快慢的因素的探究 这一核心问题分解为四个二级问 题 依次抛给学生 在每一个问题的解决过程中逐渐加深学生对核心问题的理解 问 题 序号 问题内容 解决该问题时的教学过程和达成目标 问 题 序号 问题内容 解决该问题时的教学过程和达成目标 问 题 一 如何比较判断 化学反应的快 慢 完成钠与水 钠与乙醇的对比实验 明确可用于判断化学反应快慢的实验现象 了解对比实验 问 题 二 为什么钠与水 的反应比乙醇 与 水 的 反 应 快 明确参与化学反应的物质本身的性质是影响化学反应 快慢的因素 进一步思考 并提出假设 还有哪些因素会影响化学反 应的快慢 问 题 三 探究温度对化 学反应快慢的 影响 完成如图实验 交流实验现象和结论 明确对比实验的方法 从生活中找相似事例作为 温度影响化学反应快慢 这 一结论的旁证 4 问 题 四 探究催化剂 浓 度对化学反应 快慢的影响 完成如图实验 其中第一支试管为空 白实验用于对照 交流实验现象和结论 将上述实验中加了催化剂的两支试管内容物分别平均 分成两份 一份加水稀释一倍 另一份留作对照 观察 实验现象 交流实验结论 案例点评 主持人 案例点评 主持人 在这份教学设计中 教师并没有把 影响化学反应快慢的因素的 探究 这一核心问题直接抛给学生 而是自己先行对问题做了拆解 降低了学 生开展探究活动的难度 为学生探究活动的有效开展搭梯子 同时教师关注到科 学方法的指导 如对比实验的方法 教师还关注到证据的丰富性 引导学生从生 活中寻找实例作为结论的补充证据 教学案例 2 教学环节 教学内容和达成目标 教学案例 2 教学环节 教学内容和达成目标 分组实验 完成如图实验 交流实验 现象和结 论 明确催化剂能影响化学反应的快慢 提出问题 在前一结论的基础上提出 还有哪些因素能影响化学反应速率的快 慢 教师提供 分析素材 为了帮助学生有效思考上述问题 教师给出一些可供分析的素材 食品保鲜方法 近几年酸雨对雕像腐蚀加剧 研磨后使固体药品发 5 生化学反应 使用溶液替代固体药品进行实验 课堂交流 交流要点有两个 哪些因素影响化学反应的快慢 在前面进行分组实验时用到的科学方法 对比法 控制变量法 分组实验 在前面交流的基础上 进行下面的分组实验 教 师提示学生试管上加装气球可保证实验现象更加直观 交流讨论 交流实验现象和结论 讨论实验中如何有效控制变量 气球 案例点评 刘江东老师 案例点评 刘江东老师 前面两个教学设计体现出了探究水平上的差异 学生对实验的 设计和控制程度是探究水平差异的直观体现 一般而言 在实验探究活动中 教 师交给学生完成的内容越多 探究水平就越高 一个实验探究活动通常包括提出 问题 方案设计 方案的实施 证据的提取记录和分析 交流反思 第一个教学 设计中除了问题是教师直接给出外 其它环节基本上都交给学生了 而第二个教 学设计中 教师希望由学生设计方案 但是实际上没有放手 因此与第一个教学 设计显示出了探究水平上的差异 教学案例 3 教学 环节 教学内容和达成目标 教学案例 3 教学 环节 教学内容和达成目标 创 设 问 题 情境 以楼房爆破 钢铁生锈 溶洞形成 牛奶变质等实际生活中的化学反应 为例 感知化学反应有快慢之分 强调人类需要采取措施调控化学反应的快慢 提 出 探 究 问题 哪些因素可能影响化学反应的快慢 6 明 确 探 究 任务 1 预测影响化学反应快慢的因素 2 明确教师提供的试剂 教师向学生提供 3 组试剂 制O2组 5 H2O2 0 5 H2O2 MnO2粉末 热水 冷水 制CO2组 3mol LHCl 0 5mol LHCl CaCO3块状 CaCO3粉末 热水 冷 水 制H2组 1mol LHCl 0 1mol LHCl 镁条 镁粉 铁粉 热水 冷水 每个小组只拿到一组试剂 3 设计实验方案 4 思考 通过什么说明化学反应的快慢 5 如何处理有多个影响因素的情况 小 组 合 作 探究 学生依据探究任务开展小组合作探究活动 交 流 研讨 学生按照教师提供的汇报框架进行交流 1 你们小组预测的影响化学反应快慢的因素有哪些 2 教师向你们小组提供的试剂是什么 3 你们小组设计的实验方案 4 通过什么现象说明化学反应的快慢 5 如何处理有多个影响因素的情况 6 实验现象和实验结论 在实验探究活动和交流研讨过程 每个小组都至少发现一个影响化学反 应速率的因素 研究同一个化学反应的小组能发现影响本化学反应速率 的多个因素 全班共同找出了影响化学反应速率的大部分因素 且互为 证据 总 结 提升 教师对学生的交流结果总结提升 明确探究结论 强调科学方法 并引 导学生将探究结论应用于生产生活实际 提升学习价值 案例点评及教学建议 田玉凤老师 案例点评及教学建议 田玉凤老师 实验探究教学按照教师控制程度通常可分为教师控制型 半开 7 放型 完全开放型三种类型 相比较而言 第三个教学设计开放度较大 在学生 刚开始接触探究活动 初次进实验室做实验时 教师可以控制多一些 给出明确 的指导 甚至可以让学生预先设计好一个学案后再进实验室 随着学生探究经验 的不断积累 教师可以逐渐减少对学生的控制 有些年轻老师感觉在实验室上课 不好控制所以惧怕上实验课 我们应该逐步锻炼学生的实验能力 从一开始让学 生完成少量实验后教师再讲课 到最终教师对学生实验和自己讲授收放自如 王磊教授 王磊教授 这三个教学设计都是基于 影响化学反应快慢的因素 这一个主 题进行的教学设计 面对这样一个教学主题 我们首先要判断要不要开展探究教 学 这个内容由于蕴含着多因素 多变量的研究 是对典型的科学研究的一个模 拟 所以是非常适合开展探究教学的 第二 这个教学内容的知识难度不是很大 很容易体现出过程方法的探究价值 所以是一个很经典的探究教学内容 在对这 样一个探究教学内容进行教学设计时 我们要关注以下问题 首先是探究教学的 环节问题 三节课都表现出来 探究教学的基本环节是有核心驱动性问题 学生 进行方案设计 学生的实验取证活动 获得和解释结论 汇报交流 至于这些环 节中那些环节交给学生完成 哪些环节由教师控制 哪些环节花的时间多 哪些 环节花的时间少 哪些环节详 哪些环节略 都是可以根据具体情况设定的 三 份教学设计在这些问题的处理上表现出了多样性 第一个案例是一种切断式设 计 将一个完整的探究活动切成四个阶段式的探究活动 这种设计方式在很多其 他的探究教学设计中使用 如氨的性质就可以设计成氨的溶解性的探究 氨能够 与酸反应吗 氨能够与碱反应吗等三 四个局部探究问题串联在一起 这是通常 使用的化大为小的一种设计思路 第二个案例本身还是一个完整的探究活动 但 是探究活动中各个环节的展示与推进是以老师为主的 这是具有启发性的一种探 究活动 教师提出问题 学生明确确认 教师提供实验设计思路甚至方案 学生 理解或评价方案 学生进行具体的实验操作 如果条件不允许 教师也可以演示 第二种教学设计的模式的极端情况就是以教师讲解为主要方式 表现探究教学的 过程和环节 第三个案例也是一个完整的探究教学过程 但是这个案例中所有的 探究环节基本都是让学生来开展的 老师只是一个引导 支持 协助的作用 2 教材中的实验探究栏目该如何转化为教学设计 教材中的实验探究栏目示例一 2 教材中的实验探究栏目该如何转化为教学设计 教材中的实验探究栏目示例一 详情见本专题拓展资源 6 2 1 8 教材中的实验探究栏目示例二教材中的实验探究栏目示例二 详情见本专题拓展资源 6 2 2 主持人 主持人 一类教材在探究栏目中给出了明确的探究主题 实验方案和实验步 骤 另一类教材给出了探究的问题 提示学生要经历猜想与假设 设计实验方案 完成实验记录 形成实验结论等环节 但是并没有给出明确的实验方案和步骤 9 只是给出了方法导引 工具栏等支持性栏目 刘江东老师 刘江东老师 对于第一类教材 可以有两种处理形式 一是简单的复制 按 照教材的活动步骤进行探究活动就可以了 但是我们不能做操作上的复制者 如 果只是把操作步骤简单复制给学生 一定达不到教材设置探究活动的目的 教师 应该明确教材上设置探究活动的目标是什么 是知识的落实 还是科学方法的提 升 明确探究目标后 在进行探究活动时要把教材的意图很好的体现出来 而不 仅仅让学生做一个操作者 如果对教材的设计不满意 教师还可以进行改造或自 主设计 王磊教授 王磊教授 第一个教材案例是一个很具体的探究问题 研究对象是确定的 研究主题是铁盐和亚铁盐的性质 首先要考虑铁盐以什么为代表物 将研究问题 具体为明确的研究对象 然后分析教材引导我们关注铁盐 亚铁盐的什么性质 是作为盐的性质还是二价铁 三价铁的氧化还原的性质 这样又将研究问题进一 步具体化 之后研究的问题就转化为类似 氯化铁是否具有氧化性 这样的问题 也就是说 在依据教材中的实验探究栏目进行教学设计时 先要明确教材本身的 探究问题 然后把教材中的探究问题具体化 具体化包括研究对象具体化 研究 目的具体化 接下来是假设 比如假设氯化铁具有氧化性 然后是取证 分析获 得证据需要做哪些实验 教材中给没给出这些实验 在使用第一类教材时 教师 要思考教材呈现的探究任务 探究问题 探究空间有多大 你是否认同教材的探 究活动设计 如果认同就复制 在教学设计中具体实现 如果不认同 要明确是 在什么方面不认同 比如探究问题 问题情境 探究对象 还是提供的实验试剂 然后再具体问题上改造教材中的设计 田玉凤老师 田玉凤老师 第二类教材给了学生预习的框架 教师可把它当作指导学生自 主看书学习的过程 这类教材其实就是一个科学探究活动的学案 引导学生的思 维过程 给学生提供科学探究方法 因此教学中可以直接复制为教学过程 3 教师自主开发科学探究活动举例 田玉凤老师 3 教师自主开发科学探究活动举例 田玉凤老师 教师自主开发的实验探究活动可以是比较小的探究问题 比如 我对 乙烯 这节课中乙烯的加成反应问题的教学做了这样一个尝试 乙烯通入 溴的四氯化碳溶液 溴的四氯化碳溶液褪色 根据这一现象应该得到什么结论 呢 有的教师就说是发生了加成反应 但是我给学生的结论是乙烯和溴发生了反 10 应 发生了什么反应由学生自己去探讨 因为学生有甲烷与氯气光照取代的经验 所以学生往往会直接迁移认为发生了取代反应 那么这个反应是不是取代反应 呢 取代反应和这个反应有什么本质的区别吗 我让学生看书上这个反应的化 学反应方程式和加成反应的定义 要求学生设计实验证明乙烯和溴发生的不是取 代反应 学生设计出的方案很多 可选取最优方案进行实验演示 教师也可以自己设计较为完整问题的探究活动 比如 我对 铁的化合物的性质 设计了这样的教学方案 我向学生提供了下列试剂 Fe粉 FeSO4 晶体 FeCl3 溶液 NaOH 盐酸 KSCN溶液 硫酸 氯水 学生自主确定最想研究哪种 铁的化合物的性质 就去做哪个物质的实验 学生设计实验方案并实施 之后进 行汇报交流 从而认识铁的化合物的性质 这个过程中没有给学生太多提示是因 为学生在学习钠和钠的化合物 铝和铝的化合物时已经有了丰富的探究经验了 这里就可以实施完整的探究过程了 在这个过程中学生掌握了铁的化合物的性 质 也提升了学习能力和科学探究能力 4 教师自主开发探究活动的一般方法和注意事项 王磊教授 4 教师自主开发探究活动的一般方法和注意事项 王磊教授 教师自主设计探究活动时首先要选好知识内容 还要确定探究问 题 探究问题的素材线索是教师自主进行探究教学设计时普遍感觉最关键也最困 难的地方 根据教师们的经验 探究问题的素材可以来源于生活线索 也可以来 源于知识理解线索 象田老师举的乙烯的例子就是从对知识理解的核心点上挖 掘 教师们还可以从新闻报刊 新闻事件 媒体信息上挖掘线索 也可以从科学 活动 如物质制备的线索 从氢氧化铝的制备了解氢氧化铝的两性等 都是教师 自主创设探究活动的线索 教师在进行自主探究教学设计时 明确探究问题后还要明确使用什么探究方 法 我们现在以实验探究教学为主 但是进行探究教学设计时也可以考虑使用其 它的科学探究方法 比如调查的方法 辩论的方法 以及设计的探究任务等等 可以选择不同类型的探究活动 最后 教师进行自主探究教学设计时 还要设计合理的探究程序 另外 教师进行自主探究教学设计时要注意一些事项 探究问题的选取要有 价值 比如对于实验技巧的探究价值就不大 对于从习题反推成的探究活动也要 慎重 不要让探究任务过于枝节化 新课程必修模块教学中的探究活动一定要注 11 意深广度 如氯水成分的探究曾经是非常经典的探究活动 但是在必修模块学生 还没学过次氯酸是弱电解质的有关知识 如果用传统的探究内容就超标了 当然 这个活动在化学反应原理选修模块中就会是一个比较好的探究活动 三 开展实验探究教学的常见困惑与对策 1 开展实验探究教学时的课时问题 王磊教授 1 开展实验探究教学时的课时问题 王磊教授 实验探究教学中的课时问题要使用一些策略来解决 首先要相信 实验探究与提高成绩不矛盾 其次要学会单元整体教学设计 在一个单元的几个 课时中不要每节课都探究 该探究的地方就认认真真地探究 有些课时则专门用 于处理习题 精讲多练 这样既保证了总课时不超 又保证了探究教学的必要课 时 我们建议学校能安排周三课时 如果可能的话 最好能有一次连堂课 以保 证探究活动的开展 有的实验区排成了大小课 一小时的大课 四十分钟的小课 周总课时没超标 但大课用来探究就比较充分 小课可以讲授或习题训练 2 开展探究教学过程中的实验条件问题 王磊教授 2 开展探究教学过程中的实验条件问题 王磊教授 实验条件也是教师特别关注的 目前新课程实验区很多 发展也 不均衡 有些实验区创造了因地制宜的方法 比如实验室一周排一次课表 以便 让尽可能多的班级有机会进行分组实验活动 还有的山区学校想尽各种办法使教 材中涉及的探究活动全部得以实现 但是也有学校是新建的实验室而利用率很 低 这其实是观念的问题 还有就是管理制度要配套 实验室的使用也可以有多 种形式 有条件时可以进行同步的分组实验探究 条件不允许时 一章处理一次 实验 平时以演示为主 还有的学校无法做并进式的分组实验 就采取教师示范 探究过程 学生小组上讲台与教师配合 教师在一个学期中有计划地安排不同的 小组进行实验活动 而且 实验条件不足 只会减少学生动手的机会 并不影响 学生在假设 实验设计 论证 推理等其他环节发挥自主性 下部 本讲主题 本讲主题 本讲将就实验探究教学过程中基本教学环节的具体实施策略展开讨 论 本讲的核心问题是 如何确定实验探究教学中的驱动性问题 实验探究教学 中该如何运用学生活动组织策略 12 主持人 主持人 北京师范大化学教育研究所在读博士 首都师范大学首都基础教育发展研究院 黄燕宁 嘉宾 嘉宾 教育部高中化学课程标准研制组组长 北京师范大学化学教育研究所所长 王磊教授 北京市海淀区教师进修学校化学教研员 刘江东 大连市二十中学高级教师 夏凯 一 如何确定实验探究教学的驱动性问题 1 进行有效的实验探究教学设计需要思考哪些问题 场外专访徐伟念老师 1 进行有效的实验探究教学设计需要思考哪些问题 场外专访徐伟念老师 化学反应速率这节课最主要的驱动性问题就是影响化 学反应速率的因素 如何将这一主驱动问题转化成教学过程和教学过程中的各个 问题使这节课最关键的 我们给学生一些实验用品和试剂 让学生通过实验探究 了解和认识影响化学反应速率的各个因素 开始我们想让学生大范围的去讨论 但是觉得开放度太大 尤其是对高一的学生实效性不见得好 所以在药品呈现时 我们按照制氧气 制二氧化碳和制氢气三类把药品呈现给学生 除了药品还有冷 热水和其他仪器 在学生设计实验时 我们让学生考虑如下问题 1 通过什么说 明反应的快慢 2 遇到多因素的时候如何解决 我们给学生思考的问题是为了减 少学生在探究活动中的盲目性 引起学生对如何观察 如何实验这样的问题的注 意 是学生的探究活动有序进行 由于是高一的学生 我们还给学生提供了两种 完成任务的方法 一是用一个反应研究多个因素 二是当有不同反应的试剂时 也可以考察一个因素在多个反应中的情况 所以这个环节教师用问题启迪学生的 思维 使学生能够有序探究 在此基础上学生进行实验探究活动 然后是探究活动汇报 这是这节课最核 心最重要的 会反映出学生在探究活动中的差异和认识问题解决问题上的差异 我们让学生通过五个问题进行汇报 1 你们小组预测的影响化学反应快慢的因素 有哪些 2 教师向你们小组提供的试剂是什么 3 你们小组的实验方案 4 你们 13 通过什么现象说明化学反应的快慢 如何处理有多个影响因素的情况 5 实验现 象和实验结论 汇报后并没有结束 紧接着问学生这次探究活动中还获得了哪些探究的方法 是学生在获取了知识 掌握了规律的层面上又提升到了方法的角度 学生在实验 中可能并不能有意识的想到用什么方法指导本次探究活动 但是通过这个问题促 使学生思考使用什么方法比较科学比较有效 比如定性观察 对比实验 都是科 学探究中非常重要的方法 然后教师又将视角转到生产生活实际 比如问学生对于合成氨反应 经过你 的学习 你有哪些方法可以加快反应速率 使学生感受到学习的价值 王磊教授 王磊教授 徐老师他们做的教学设计有很多点值得关注 首先是确立问题情 境 在给出驱动性问题之前 他们先让学生感受到将要探究的问题是有价值的 是一个普遍存在的问题 第二 他们将驱动性问题转化为交给学生的任务 也就 是确定围绕大的驱动性问题 学生要做的具体探究任务是什么 在这一方面 他 们做了很多思考 比如 给学生的试剂是什么 探究内容的具体素材是什么 他 们还考虑到怎么把核心探究问题转变为学生分组活动的任务 在教学设计时 教 师要预设每个小组在整个探究活动中的作用 这就是核心驱动性问题 转换成面 向学生提出来的具体驱动性问题 然后再转换成每个小组的具体探究任务 正是 这样一个负责任而又精致的层级转化保证了这个探究教学的质量 第三 这个探 究教学既不盲目开放也不盲目收缩 开放时教学的内涵是明确的 第四 学生活 动后的交流环节也很有特点 学生汇报要交流哪些问题 学生汇报时小组间的层 级性也很明显 学生不同的小组汇报时不是平行的 而是有梯次的 有发展的 2 如何确定一个好的驱动性问题 驱动性问题该怎样转化为具体的教学问题 夏凯老师 2 如何确定一个好的驱动性问题 驱动性问题该怎样转化为具体的教学问题 夏凯老师 好的驱动性问题应该是结构不良的 能引发学生认知冲突的问题 王磊教授 王磊教授 同一个内容可以设计出不同的驱动性问题 比如 铁及其化合物 的教学就可以有多种驱动性问题 探究二价铁和三价铁的氧化性和还原性 氯 化亚铁溶液中为什么要加入铁粉 探究氯化亚铁的化学性质 请你设计实 验实现二价铁和三价铁的相互转化 这几个驱动性问题的内容指向都是一致的 他们都是可以的 但是针对不同的学生就要具体研究哪一种驱动性问题效果更 14 好 刘江东老师 刘江东老师 好的驱动性问题应该能体现科学探究的价值 能体现矛盾冲突 感的问题是好的驱动性问题 3 实验探究教学中探究点的选择和开放度的确定 王磊教授 3 实验探究教学中探究点的选择和开放度的确定 王磊教授 有些教师对驱动性问题不拆解直接抛给学生 感觉开放度很大 实际上会给学生造成混乱 学生不清楚要想对这一问题提出假设 找到证据时要 思考哪些问题 驱动性问题转化为探究活动中的假设 方案 证据 结论的全部 过程都由学生完成 难度较大 也需要较多的时间 比如 氯化亚铁中为什么要 放铁粉 这一问题如果不拆解 学生很难找到研究的方向 如果教师对问题不拆 解 不逐层具体化 学生就不知如何下手 就会导致探究活动效率低下 第二种情况是教师自己在选择探究点的时候出现迷失 自以为选择的探究点 很有意义 当一个驱动性问题有多种不同的探究点的可供选择的时候 教师要根 据教学的主要目标和学生情况确定合适的探究点 教学案例 探究任务 实验室不同价态硫元素间的转化 中探究点的选择 案例 1 教学案例 探究任务 实验室不同价态硫元素间的转化 中探究点的选择 案例 1 探究任务是 0 4 6 价硫元素之间的转化 教师指定 4 价硫元素 的代表物是亚硫酸钠 6 价的代表物是浓硫酸 在面对其中的一个转化任务时 如 4 价硫向 6 价硫的转化 学生列举出他们知道的所有的氧化剂 在讨论另一 个转化任务时 学生列举出他们知道的所有的还原剂 然后教师要求大家讨论 如果进行实验你会选取哪些试剂 为什么 这个探究教学设计把学生思考的重点 放在如何选取氧化剂 还原剂上 案例二 案例二 探究任务是不同价态硫元素之间的转化 教师通过与学生的交流首 先明确氧化还原反应规律是本次探究活动的理论基础 学生列举常见的氧化剂还 原剂 教师向学生简要介绍实验探究活动的一般方法和程序 为学生后续的小组 活动作支持 在教师引导下 学生列举各种价态硫元素的可能代表物 教师为每 个价态确定一种代表物 然后教师向学生展示本次实验探究活动提供的试剂 对 其中学生不熟悉的试剂 如酸性高锰酸钾溶液 解释其功能及可能的现象 学生 根据教师提供的相关支持和实验条件设计实验方案 这个探究教学设计把学生讨 论研究的重点放在不同价态硫元素通过哪类物质可以发生转化 教师通过对提供 的试剂的控制 降低了学生探究活动的难度 15 案例评价与教学建议 刘江东老师 案例评价与教学建议 刘江东老师 选取探究活动的探究点首先应该明确探究的核心内容 这两位 老师都能把握住在硫的转化教学中核心内容是氧化还原的知识 但是在把核心内 容转化为教学行为的过程中 两位老师对教材的分析和对学生的要求出现了差 异 在化学必修 1 部分 对氧化还原知识的要求只是以具体的物质为代表进行氧 化还原分析 还上升不到对氧化剂还原剂 氧化性还原性做熟练的应用和强弱推 断 基于课标要求 教材要求和学生的具体情况 我认为第一位教师对学生的要 求偏高了 夏凯老师 夏凯老师 实际教学中有些教师根据自己的意愿和兴趣设计了探究活动 但 是对于这个探究活动是否符合课标要求 是否符合学生情况 教师思考的并不多 带有一定的随意性 这样做的负面影响是很大的 王磊教授 王磊教授 教材设计硫的转化这一探究活动的核心目的是让学生在完成不同 价态硫元素的转化任务中发现具体代表物的氧化性还原性 建立硫元素各种价态 间的转化关系 所以实现转化 以及通过转化的结果确认这个价态的代表物是否 具有氧化性还原性应该是这个探究任务认识的出发点和落脚点 因此在这个实验探究活动中 学生实验探究点的选择不要放在实验技巧上 第一个案例中教师的兴奋点在于告诉学生这个实验实施起来的复杂性 这样的一 个探究点的选择不是指向性质和转化关系的 而是指向具体实验技术的 虽然也 有意义 但是比起性质的研究和转化关系的建立来讲就属于次要问题了 而且在 这个阶段 学生还没有氧化剂 还原剂强弱好坏比较的能力和水平 所以在这个 探究活动中 对于氧化剂还原剂的问题可以采取这样的方式处理 学生自主的回 忆说出一些他们已知的氧化剂还原剂 然后让学生从中挑选一两种实现他们的假 设 或者向第二位教师那样 教师给学生提供一些氧化剂还原剂 缩小学生的选 择难度 我看过十几节关于硫元素的转化的不同的教学设计 关于这个内容探究活动 的开放点很多 比如 代表物的选取 代表物是否具有氧化性或还原性的预测 同时思考多个价态硫元素之间的转化或是分段式一次只讨论一种价态向另一种 价态的转化 氧化剂还原剂的选择 实验方案的设计 实验方案的实施等等 在 教学中选取哪些开放点需要教师的通盘考虑 总之 教师要思考怎么把核心问题 16 逐渐细化变成学生活动的具体探究任务 二 实验探究教学中学生活动组织策略的运用 1 实验探究教学中如何有效使用分组策略 夏凯老师 1 实验探究教学中如何有效使用分组策略 夏凯老师 做对比实验时 如果每个小组连续做两个实验 时间太长 我就 让每个小组再分成 A B 组 A 组完成一个实验的同时 B 组完成对照实验 然后 组内对比交流 起到了互补作用 王磊教授 王磊教授 还可以用必做选做的方式 重点知识 重点实验就应该让每个小 组都要做 而其它只是为了提供更多样的证据的实验就可以选做 不同小组选作 不同的实验 每个小组有必做有选做 既保证了每个学生都做了重点实验 也保 证了实验证据的丰富性 2 实验探究教学中要不要进行实验探究前的交流 王磊教授 2 实验探究教学中要不要进行实验探究前的交流 王磊教授 目前大部分探究活动过于依赖实验探究前的讨论 很多教师把实 验前的讨论定位在统一方案上 这样学生在实验中是按照同一方案实验 实验后 的讨论就没有什么意义了 探究也就停止在实验之前了 探究是一个过程 假设 方案 证据 解释是一个自洽系统 不同的假设会导致不同的方案设计 如果不 让学生经历这样一个自主推理的过程 探究活动就变成了还没有证据就已经判定 某些学生的方案不对了 这样的探究活动就失去了探究的意义 刘江东老师 刘江东老师 探究前的讨论还是有积极意义的 如果探究前缺乏讨论 学生 在实验活动中就会出现很多失误 就会增加实验后讨论的负担 甚至需要安排学 生进行第二轮实验 这在教学中就比较低效了 但是探究前的讨论决不是教师帮 助学生统一操作 方案和步骤 而是帮助学生修订自己的方案 比如有的教师采 取这样的交流策略 学生在做实验之前 如果对自己的方案有疑虑的话 可以到 其他组去参考一下别人的方案 王磊教授 王磊教授 实验前的交流是有价值的 但实验前交流的形式是可以多样的 交流的点和内容也可以是多样的 比如徐伟念老师介绍的课例 表面看实验前没 有交流 但教师通过试剂控制和指导学生的实验设计 通过 ppt 指导学生的探究 思路 ppt 上给了学生重要的方法支持 明确提示学生思考通过什么判断反应的 快慢 如果是多因素你该怎么办等关键问题 17 3 实验探究教学中如何开展实验后的课堂讨论 教学案例 影响化学反应快慢的因素 探究活动的实验后交流 详情见拓展资 源 6 1 1 3 实验探究教学中如何开展实验后的课堂讨论 教学案例 影响化学反应快慢的因素 探究活动的实验后交流 详情见拓展资 源 6 1 1 教师向学生提供汇报框架 1 你们小组预测的影响化学反应快慢的因素有哪些 2 教师向你们小组提供的试剂是什么 3 你们小组的实验方案 4 你们通过什么现象说明化学反应的快慢 如何处理有多个影响因素的情况 5 实验现象和实验结论 在学生汇报过程中 教师及时把学生汇报的结果通过板书 ppt 展示出来 教师有意请结论较为简单的组先汇报 而让其他组不断补充和相互映证 在展示学生汇报的成果时 教师注意从两条线索展示 一是对同一个反应 学生发现的影响反应快慢的多个因素集中在一起展示 二是对不同反应 都受同 一个因素的影响也集中在一起展示 案例点评及教学建议 王磊教授 案例点评及教学建议 王磊教授 实验探究活动后是一定要有交流的 在交流过程中要梳理出明确 的结论 还应该让学生说一说收获和体会 这些都是基本的要求 我们还要关注 交流的层次性 这个层次性主要体现在学生小组做的事情与别的小组做的事情的 关系 还体现在学生小组内完成的实验的实验现象与小组得出的局部结论的关 系 以及小组内的实验现象与全班总体结论之间的关系 比如这个案例中学生汇 报了小组实验现象和结论后 老师会提出这是这个小组得出的结论 仅靠一个证 据不能说明问题 教师鼓励其他小组给出新的证据支持 很多老师开始的时候会 满足于一个学生汇报出一个证据得到一个结论 马上就板书在黑板上 可是这样 不能体现科学探究的本质 科学探究的本质中证据和假设的关系是复杂的 不是 一个证据就可以证明假设的合理性的 其次 实验探究活动后的交流还要关注推理过程 比如 在 铁及其化合物 的教学中 实验内容是二价铁 三价铁的化学性质 学生实验后汇报看到氯水褪 色 酸性高锰酸钾溶液褪色就说明二价铁有还原性 实验事实到结论其实没有这 么简单 这里有一个相对复杂的推理过程 如果二价铁有还原性 这里的氧化还 18 原反应是什么 如果二价铁要升价 反应前的物质是什么 反应后转化成什么 怎么证明二价铁升价了 我们要拿出相应的事实证据与推理过程匹配 这样的推 理过程在高中教学中特别重要 在概念原理模块的实验探究教学中尤为重要 第三 我们要关注探究出的结论有什么价值 影响化学反应快慢的因素 探究教学案例中 教师在得出结论后引发学生思考 我们再面对合成氨这样的化 学反应 需要进一步去调