耗散结构理论对化学教学的几点启示

1 耗散结构理论对化学教学的几点启示耗散结构理论对化学教学的几点启示 兰州民族中学兰州民族中学 曹曹 先先 王晓庆王晓庆 1967 年 比利时科学家伊里亚 普利高津 I Pregogine 提出了 耗散结构理论 我们可以将其概括为 一个远离平衡态的开放系统 通过与环境不断地进行物质和能量交换的 自组织 过程 当外界 条件变化达到一定阈值时 系统可以发生突变 由原来的无序状态 转变为一种在时间 空间 功能上新的有序状态 由于这是一种在 远离平衡的非线性区形成的有序结构 并且以能量的耗散来维持自 身的稳定性 故称为耗散结构 联想到化学教学中 学生普遍感到知识琐碎 概念繁多 而教 师教学的任务就是将凌乱无序的知识根据其内涵 本质以及知识间 的联系 逐步转变为有序的知识结构 人脑就是一个耗散结构 因为 学习包含了信息的输入 加工与知识的遗忘两个过程 由师生共同 组成的教学系统共同作用于这个耗散结构 将耗散结构理论与化学 教学实践有机结合 可以有效转变教师教学理念 改变学生学习方 式 提高教学效益 一 尊重学生 主体 地位 实现学习 自组织 过程 依据耗散结构理论 学生个人的学习 是其大脑思维系统的 自组织过程 学生获得的知识 是其思维系统 自组织 的结果 实践也已证明 如果学生在课堂中表现得越积极 越主动 学生对 信息的接收 消化也就越为有效 教学效果也就越为明显 因此 教师在课堂教学应确立学生的主体地位 引导学生自主学习 例如 在学习燃烧的条件时 我首先向学生提出问题 燃烧的实质是什 么 燃烧需要哪些条件 然后指导学生通过自主学习来获取知识 学习的结果使我大为震撼 有的学生说通过看书 理解了燃烧的含 义 有的学生通过回忆木炭在氧气中燃烧 知道了燃烧是有条件的 有的通过小组讨论 研究设计 燃烧的条件 试验方案 获得了燃 2 烧所需的 3 个条件等等 总之 不同水平的学生在原有基础上都得 到了发展 学生自主学习能力得到了培养 实现了对知识的 自组 织 过程 反思成功之处 就在于准确把握了学生是课堂的主人 让学生结合自己的认知风格 原有的知识经验 选择了适合于自己 的学习方式 二 构建开放式教学系统 增加学习信息输入量 耗散结构理论认为 系统是否开放是能否提高有序度的关键 因为开放的教学系统 克服了传统教学在教学内容 教学时间 教 学空间等方面的封闭性 增加学习信息的输入量 促使学生开放地 学习 学生开放的学习可以积极 主动地接受 加工来自外界的学 习信息 应用到化学教学中 教师应该实施开放式教学 促使学生 思维系统全方位开放 从课堂 他人 生活 媒介或调查实践中 多渠道吸收 获取学习信息 要实施开放式教学 教师首先要努力拓展教学时间与空间 将 教学由课内延伸到课外 将理论学习与实践有机结合起来 例如学 习 水资源的保护与利用 时我们组织学生参观了自来水厂净水设 备与水净化常用方法 指导学生进行了 水污染程度 来源及防治 措施 的自主课题研究 开放学校实验室进行了对含较多泥沙黄河 水的过滤操作 进行了自制简易净水器的家庭趣味小试验等 教学 时间与空间的拓展 学生获得的不仅仅是学科知识 更重要的学生 学会了关心社会 为社会做贡献的责任意识得到了增强 其次 要做到教学内容的开放 当今世界 社会生活与科技创 新日新月异 知识也是动态生长的 教学内容的开放促使师生共同 学习 吸收新知识 使教材中静态的知识得到激活并不断地生长与 延伸 教学效益得到有效的提升 在学习分子的性质时 学生结合 物理学科知识与生活现象 很容易得出分子在不断地作无规则运动 的结论 此时 教师如果给学生展示素材 科学家已研制出能在人 3 体血管中自由通行的纳米药物分子运输车 它由于可以将药物引导 到某一个特定的疾病靶点时才将药物释放出来 所以对疾病治疗产 生了良好作用 这样不仅可以加深学生对分子特点的理解记忆 更 重要的是让学生认识到借助与科技手段 分子还可以作定向的移动 学生努力学习科学知识 为人类服务的意识得到了强化 三 精心创设问题情境 构建思维非平衡态 非平衡是有序之源 当系统处于远离平衡的非稳态时 信 息的输入会更加有效 所以 在化学教学中 教师应努力为学生构 建思维的非平衡态 思维源于问题 精心创设良好的问题情境是构 建思维高度非平衡态的有效途径 在教师设疑 学生生疑 师生共 同析疑直到释疑的过程中 实现了知识结构向更高层次有序水平的 的转化 例如在学习 CO2实验室制法时 学生已经熟知了 CO2的检 验方法 教师有意将稀 HCl 换为浓 HCl 然后将制得的 CO2通入澄 清的石灰水 结果未见浑浊 学生极为惊讶 探究的欲望大为高涨 教师不失时机的引导学生从使用药品的不同入手分析 结合浓 HCl 的挥发性 深入理解了制取 CO2 时不使用浓 HCl 的真正原因 四 利用多种方法与手段 减少知识遗忘 耗散结构理论告诉我们 新形成的有序结构要想保持稳定 必 须要耗散能量 所谓耗散能量 就是教师不仅要传授知识 更要帮 助学生对知识进行内化 加深理解与记忆 只有有效减少知识的遗 忘 知识在大脑中的有序程度才会得以维持 所以 在教学中教师 特别要注意信息输入的正确性 牢固性 科学性 规律性 在容易 混淆的知识方面 更要着重用力 抓住问题的关键 例如学生感觉 对碱与盐 盐与盐之间发生复分解反应的条件总是记忆不准 于是 我就为学生总结了 无酸盐碱须可溶 生成气体 沉淀水 帮助学 生记忆 效果很好 当然 减少知识的遗忘 教师还要指导学生合理的进行复习 4 我在教学中除了将及时复习 分散复习 与尝试背诵有机结合起来 以外 还特别注意用好 2 个 5 分钟 即新课前 5 分钟对上节课所学 知识及时复习 在新课结束后 留 5 分钟让学生消化吸收新知识 理解记忆 需要指出的是 对知识的复习 不是简单的重复与再现 应将旧知识至于新颖的问题情境中 例如复习分子的性质时 如果 教师只是提问 分子具有哪些特点 就会显的枯燥无味 难以达 到复习的效果 我在复习时给学生创设了这样的情境 假如和水分 子一样大小 把你放入一杯水中 你会观察到什么现象 结果学 生思维高度活跃 发挥想象 积极发言 不仅说出了水分子的构成 还说出了水分子在不断的运动 分子之间有间隔的特点 这样的复 习不仅达到了巩固旧知的目的 而且为新课的引入奠定了很好的基 础 综上