第一篇:围绕核心概念,建构科学概念——《动物的卵》一课科学概念建构初探
围绕核心概念,建构科学概念——《动物的卵》一课
科学概念建构初探
【摘要】
当代科学教育的一个重要特点是重视科学概念建构,而研究的重点是如何帮助学生建构核心科学概念?在此我以四(下)科学《动物的卵》,为例,以“围绕核心概念,构建科学概念”为题,从以下三个方面进行初步的探索:
1、解读文本,理解意图,明确核心概念;
2、围绕核心概念;了解学生科学前概念,罗列具体概念;
3、明确方向,理性引导,建构科学概念;
【关键词】 核心概念 科学概念 建构 【正文】
核心概念是一个科学领域中的核心思想,是人们认识世界、改造世界的核心思想和观念。它是领域内每个事实、知识、主题的高度概括,而不是具体的知识。引导学生建构核心概念,建构核心概念是一项复杂的工作,它不是简单把核心概念的讲解告知,而应在教学活动每一个环节上都进行细致的设计,并能巧妙的渗入学生心中。
一、解读文本,理解意图,明确核心概念
《动物的卵》是“生命科学”领域动物繁殖方式第一课的内容,是在学生已经研究了关于植物的繁殖,由植物的繁殖发展到动物的繁殖,由植物的种子联系到动物的卵的基础上学习本课的内容,主要包括:观察动物的卵、观察青蛙卵的孵化,观察小鸡的孵化。
“新的生命”单元,从“花”到“果实”、“种子”再到“种子的散播”、“种子的萌发” 无不指向核心概念——“繁殖”。而《动物的卵》一课承前启后,从植物繁殖过渡到动物繁殖。因此,本课教学紧紧围绕“繁殖”这个核心概念,引导学生从外至内进行探究实验,认识鸡蛋无论是形状还是结构都与繁殖密切相关,从而形成新的科学概念——鸡蛋的结构特点为新生命发育生长提供条件。
二、围绕核心概念;了解学生科学前概念,罗列具体概念;
四年级的学生对动物的卵有了一定的认识,有一定的探究能力,懂得怎样去观察等等。在研读教材与对学生的认知起点及生活经验的分析基础上,我发现:他们对卵的结构以及各部分对孕育新的生命所起的作用,很模糊的,特别是对鸡蛋胚胎和气室的理解。基于以上的认识我对教材进行再处理,把原教材编写采用的是典型个案研究法,即由动物的卵→鸟类的卵→鸡蛋→“生”和“熟”鸡蛋→小鸡的孵化。
在以上分析的基础上罗列了科学概念:
1、认识到很多动物都要产卵,而且卵有相似的基本构造。
2、知道卵在合适的条件下会发育成动物。
3、知道青蛙、鸡这样繁殖后代的方式叫做卵生,靠卵繁殖后代的动物叫卵生动物。
三、明确方向,理性引导,建构科学概念;
著名的建构主义者皮亚杰认为:知识是不能被完完全全地由一个人传给另一个人,人们必须拥有自己的知识和自己对知识的理解。教师的基本工作是让学生们能够自己发现并作出相关连接,从而形成有效的内化了的、适合于自己的意义。所以教师在应该树立“用教材教”的意识——站在学生原有的前科学概念基础的高度上,设计有梯度的教案,引导学生在科学探究中逐步建构科学概念。这样才能真正使每一节的科学课教学成为聚沙成塔的沙,滴水穿石的水。下面我结合具体的课例《动物的卵》,谈谈自己在实践探索中的一些粗浅做法:
导入新课时,我利用课件展示各种动物的卵,让学生说说这些卵的区别及共同性,使学生明白动物的卵是各种各样的,同时也为学生了解核心概念“有些动物是有卵繁殖后代”的埋下了伏笔。
第二环节让学生通过分组实验去探究鸡蛋的外部特征和内部构造,放手让学生在探究中发现、交流:鸡蛋用手捏不碎(师引导——拱形承受力强,对鸡蛋起了一个很好的保护作用,其实也蕴含了对鸡蛋繁殖后代时的一种保护);鸡蛋壳上有小孔(师引导——有利于小鸡胚胎发育时呼吸空气)„„当学生提出有些蛋黄上有小眼睛(师引导——蛋黄上的“小眼睛”为胚);有些蛋黄上没有小眼睛(胚),这时学生已经出现了认识上的不平衡:为什么有些卵上有胚?什么是受精卵?受精卵是怎样形成的?受精卵有什么作用?其实学生认识到认识上的不平衡是科学概念建构过程中的一个必然阶段。这时,教师可及时抛出一个问题:在正常的情况下,为什么有些鸡蛋能孵出小鸡来,有些鸡蛋不能孵出小鸡来?放手让学生去讨论、解释,在讨论中解决彼此之间的分歧。在这样的基础上就可以水到渠成地引出:,卵孵化成动物需要一定的时间和条件。
第三个环节,利用课件展示各种动物卵的孵化过程,例如青蛙,并让学生说说自己见过的一些动物的卵的孵化过程,使学生们明白:不止有鸡蛋孵化成小鸡,进一步完善科学概念的建构,同时也为学生了解核心概念“繁殖是一切生物生命过程的共同特征”埋下了伏笔。
基于核心概念的教学设计,核心概念成为建构科学概念课教学的主线。以上就是我对《动物的卵》围绕核心概念,建构科学概念的粗浅看法。请给予宝贵意见,批评指正。
第二篇:社会建构教学与科学概念(教学观点)
社会建构教学与科学概念
壹、前言
科学概念的学习对许多同学而言是相当困难的。根据最新科学教育文献发现,这些困难是学生的知识是片段的,不一致和肤浅的(Green, McClosky, &Caramazza, 1985;McDermott, 1984),尤其是学生不能清楚分辨在科学上及在每天生活中所用的概念和推理(Reif, 1987)。另外,发现学生上课前,他们对科学的概念有相当基础的认识,但是在许多情况下,往往学生的认知是不同于在科学领域中已被接受的认知。虽然如此,学生还是拒绝改变从传统指导模式所学的概念(Clement, 1983)。更进一步,学生经常不断使用他们已有的认知,因为他们觉得非常合乎逻辑,且值得去尝试与经验的结合(Clough & Driver,1986;Osborne & Cosgroue, 1983)。这样的结果是有许多的原因,其中主要的因素跟教师的教学方式有关。
传统的科学教育教学,基本上是以教师为中心,专注于直接传输知识和定理,学生则是成了消极的接受者,听讲、作笔记和强记所有的事实或理论,为了获得这客观的知识和通过考试,学生就必须记住所有的定理,并反复练习背诵,如此,在许多教室中,大部分的教师,上课方式就是用演讲去讲解主要科学概念或内容,接下来就是指定学生练习作业。因此,许多学生就强记所听讲的,而不去理解它;分组讨论活动很少实施,传统上分组活动是被使用在做实验和数据收集的活动。
社会建构教学法提供了另一种不同的学习观点,它允许师生或学生彼此间共同的思考,问题的解决和作决定的过程,从这些过程中,学习者可得到新知识或概念。为了磋商意义或形成共识,学生就必须互相讨论(Rogoff, 1990)。社会建构学者的观点非常支持讨论学习过程,他们认为个人建构知识的确是孤立的,因每个人会建立一些假设。并由他自己的经验再去拒绝或推敲这些假设,然而没有一个人对事物建构和分析方式会和别人完全相同。学生的想法若不经由与别人合作,是很难形成或维持的,当他们与别人互动,或与教师互动时,他们很自然就能建立概念,因为他们在交谈时,共同创造出一个可论述的世界,和一个共同架构,在其中可以产生沟通(Solomon, 1987)。
分组合作是一个好的社会建构教学指导环境,在其中个人和团体的动机可以促进学生对活动的参与及增进团体成员间行为的帮助。因此,合作学习被认为是一种教学策略,可增进学生的成就和认知的技巧(Brophy, 1986;Slavin, 1984)。一般来说,在学习活动期间,学生在小团体运作,他们就成为其它人的资源、分享和搜集所需信息的对象;而教师就扮演着一咨询者和活动协调者。这种合作方式在小团体中,学生一起努力朝向一个共同的目标,互相刺激和鼓励,被视为一个团体可产生最大效能所必需的学习技巧。
学生借着在一起工作,可以获得很大的利益,借着问题的解决可以刺激认知的成长,如此他们的思考结构会随着时间有巨大的改变,学生两人一组或在团体中,逻辑问题的解决比单独个人工作时,更能产生足够的解决之道,当学生在小团体运作时,他们的想法会被同侪的观点刺激和挑战,然后重新组织他们的概念,这种表达他们观念的方法会提供一种自我反射,以致作适当的修正。研究问题
本研究主要探讨社会建构教学对教育学程学生科学概念学习的关系,其研究问题如下:〔社会建构教学的交互过程如何冲击与影响学生概念的改变?〕
贰、研究方法 研究对象
研究者(教师)和他的班级35位大学生参与这项研究,这些学生的年龄从19至26岁,正在选修教育学程所开设的教育课程:科学教育,这些学生大部分曾修过大一基础物理和化学等科目。研究步骤
在这班级中,教师首先使用讲述与讨论教学法,刚开始上课时,教师先讲解基本且重要科学教育的主题及发展趋势,同时运用各种不同的讨论技法去激励学生参与讨论与回答问题,教师扮演辅助与咨询的角色,通常讨论答案和结果不乏有争议之处,然而智慧的产生和概念的形成,乃在于学生们能够将其不同的观点更趋于共识性。例如“科学教育目的有许多,就你而言,学习科学教育的目的为何?”教师刚开始可指定一位学生做为引言和讨论的催化剂。在某位学生发表意见后,教师最好不要马上下结论,采用转问或反问的技巧,以增加学生参与讨论。结果就会发现许多不同的见解,经过教师与学生的互动,学生能获得较佳学习科学教育的目的。
五周后,学生们慢慢的学会讨论教学技巧和合作学习气氛,下一步老师将全班分成十组,每3-4人一组;并就着学习的主题,设计几个具有概念和开放性讨论问题,交由各小组去思考和讨论。例如,几个代表性讨论问题如下:
教师展示一个实验活动:浮沉子,一瓶装满水中有一个玩偶,沉在水底,当用手压瓶子时,玩偶会浮起来;手松开后,玩偶会沉下。示范活动之后,教师提出一个问题交由各组去讨论:“为甚么当用手压瓶子时,玩偶会浮起来?手松开后,玩偶会沉下?应用了那些科学原理?”
教师搜集了一篇有关构成物质最基本粒子(夸克)的文章,交由各组同学研读后并加以讨论下列问题:“构成物质的基本粒子有那些?这些粒子有甚么异同?试着比较现在和以前的想法。”
学生运用脑力激荡和来回的讨论以增进他或她自己概念的发展。每当一个单元主题讨论结束后,各组必须有代表向全班作摘要和总结报告,其它同学可就主题提出问题或补充意见。这种讨论方式允许共同的思考,问题的解决和作决定的过程,从这些过程中,学生们可以建构新知识。资料收集
目前研究使用三个资料来源,第一个数据来源是直接的观察,教师观察班上学生讨论和分享的情形,并加以记录,时间为一个学期。第二个资料来源是问卷调查,这问卷调查主要探讨学生对单元主题的概念了解,经过社会建构教学后是否有任何改变,采用开放性问题,让学生有机会去表达他们的观点。这些问题如下:
1.这单元教学之前,你对此单元主题知道那些?
2.现在你对此单元主题知道那些?
3.比较社会建构教学法跟其它类似科目的教学法有甚么不同?是否喜欢社会建构
教学法?为什么?
4.写下其它你的评论或建议。资料分析
这研究采用质的分析,而不是量的分析,根据问卷调查或教室观察所收集的数据,研究者先大约分成几个子目录,然后用晤谈数据作辅助,使用持续性比较方法(Strauss, 1987)加以归类,让学生类似的观点放在一起,如第一大点的主张「学生指出社会建构教学过程是较好的学习方式,它使学生有更多的讨论并对知识能有意义的解释」,首先,研究者从问卷中第三题发现学生的评论:「我认为讨论是一个学习的较好方法…」,然后,晤谈学生时,再询问社会建构教学是否一个学习的好方法,如果是,那么「较好的学习方式」就成了一个子目录,另一方面,从平时教室观察活动,教师发现并记录学生反应:「三个臭皮匠胜过一个诸葛亮,讨论过程允许我们有许多的解释…」,然后,晤谈学生时,再进一步的确认,学生认为社会建构教学「产生许多机会讨论且对知识能有意义解释」,就成了另一个子目录,这二个子目录组成了第一点的主张。
参、结果与讨论
学生在问卷调查有关是否他们喜欢社会建构教学法,大部分学生(88%)喜欢目前社会建构教学法胜过以前的教法,因为社会建构教学法帮助他们对主题概念的了解,他们更多思考自己的观点并且受到重视;约有12%的同学不太适应或不喜欢社会建构教学法,因为他们刚开始或初次采用这种方法学习科学。学生喜欢社会建构教学法原因可分为五个主要方式: 1.更多的互动与讨论
2.较少抄写笔记
3.更多思考自己和别人的想法
4.更多对主题概念的了解
5.科学教育是有趣与好玩的。
在完成问卷调查后,研究者接续所作的晤谈,主要目的是扩大和澄清学生在问卷调查的观点和评论,更加强探讨他们在社会建构教学所扮演的角色。讨论教学是一种由团体的每一成员共同参与的活动,它不像讲述法只由教师独自扮演教学的角色。因此,在讨论的过程中,所有的成员的意见可充分沟通,这是一种非常生动且刺激的教学方法,师生之间可以产生互动,共同就某一主题进行探讨,有助于思考能力和价值判断能力的发展,尤其是对学生科学概念的学习最为重要,研究者经过多方面资料分析,归纳了下列四点主张,并提供更多的细节,加以说明。
1、学生指出社会建构教学过程是较好的学习方式,它使学生有更多的讨论并对知识能有意义的解释。
学生认为社会建构教学是一个概念学习的好方法,他们并指出靠着彼此的对话,他们发展更多的了解与更有意义的知识。虽然,他们说由讨论中所建构的知识是类似于从讲课或教科书中所学的,但是其中的差异,便是经过讨论之后的概念会更牢固且更长久。例如,王五认为经过此次讨论活动,浮力概念比中学时代更清楚且容易记住,教学的目的,就是激励学生自动自发的学习。因此,学生在讨论活动中所获得的知识,不仅是概念性的,也是过程性的认知。Harel &Papert(1991)说“由做中学,…最后是从思考和讨论有关系所做的事务”(p.42)。
另外,学生也明确指出这种教学方式使许多人能实质的参与并产生更多的讨论。以讨论的方式解释学习的主题,而不是传统教师告诉答案,已经变成课程重要的部份,他们了解,从教科书上提供一些较客观的知识,对他们本身并无意义,这些客观的知识能够变成有意义之前,必须被合理的解释。因此,知识在他们的谈论后,变得更能被了解。例如,至雅知道浮力使玩偶上升到水面,但却不知道如何解释,佩文就帮助他解释原因,因此,学生很高兴他们在如此学习的环境中,试着去解释原因。
2、学生的概念更有机会借着口头形式更主观化,并使他们减少作笔记的时间。
许多时候,学生说他们了解观念,但他们不知道如何去描述这观念,例如,秀丽懂得浮力的概念,却不知道如何去解释浮沉子现象,社会建构教学使得学生的概念更有机会借着口头形式去表达,讨论一开始,他们的观念就受到同侪间的挑战,而不是教师,这是非常重要的,因为学生可以很容易地背诵教师所给的答案而不必修正他们自己的想法。在讨论中,他们与同侪的观念,常常会有所不同或互相冲突,这时他们就必须决定是否要辩护自己的想法或采用同侪所提供的观点。
另一方面,学生不需要一直写笔记,让更多的时间去参与讨论,例如,惠雅认为“这是一门有趣且生动的课,我不需要一直在抄写笔记”。在概念的学习上,教师要给学生口头练习的机会(演讲或对话式),就像Lemke(1990)所主张“一个在教法上能求改善的人,就是增进学生运用语言的能力,并让他们多方面练习和使用它”(p.168)。
3、它能刺激学生的想象力,产生新概念,和测试自我概念是一项很有效的工具。
在学习过程中,学生认为有许多概念被建构而且继续成长,若学生要为其自身概念想法辩护时,他们必须思考为什么他们相信此概念,为什么不能接受同侪的想法以及如何有效地为自我概念辩护,给学生更多刺激他们想象力的机会。尤其学生们根据以往所接触之信息而做推论,为了产生许多的解释,这样的解释往往产生新的概念,最后他们必须收集数据或证据,以测试他们自己的概念,并且仔细思考同学们不同的想法(Bayer, 1990)。例如,志强认为自己原来的概念是正确的,即构成物质最基本粒子是质子、中子和电子,经过研读和讨论之后,他修正自我概念并产生新的概念,构成物质最基本粒子是“夸克”。
4、教学过程带给学生极大的自主权去表达他们的感受,快乐和有趣地学习并增强他们的自信心。
Fisher和Lipson(1985)指出,如果教学内容需要学生去放弃先前拥有的概念,那么就需要有一种气氛,让学生能自由地表达他们的想法。在这讨论过程中,没有教师权威的阴影,充分提供给每位学生机会去表达他们的意见和分享彼此的经验,几位学生指出,对于这样的课程,他们感到很兴奋而且快乐地学习,他们觉得有较好的概念和增加他们在这课程的自信心。肆、结论
从社会建构的教学观点,知识和理解是被建构当个人很愉快地从事谈论和分享问题活动的结果。意义与了解的产生,往往是在一种对话过程中所完成的。一个较有经验的或有技巧的人员可以支持较没有经验或技巧的人,使较没有经验的人也可能完成同样的结果。许多学生指出:“听听同伴的意见,我或许会改变思路,因为我看出他的论点比我更有意义”。这种同侪相互学习与帮助的教学方式对于事教育工作者是非常重要的,因为教师可从这样过程中去调整他们的教学型态。
教师必须认识及了解,知识不能仅仅借着单方面的传输或转移,让学生只抄写笔记,而没有事先意义的了解和一些经验的基础,学习是一种自我组织及再组织的产品(Yager, 1991)。知识不是被动的获得,乃是要积极的去建构,许多学生认为传统讲述方式,使得他们被动着学习和复制黑板上所写的,较少思考所抄写的单元主题。在讨论过程中,学生必须积极去追求意义的了解,借着同辈的交互影响,他们再重新思考或组织他们认知的架构。
听听同辈的想法或彼此互相教导可以帮助学生学习和对主题概念的了解。大部份有经验的教师都同意,最好的学习方法就是去教别人,然后你才真正的开始了解这主题,尤其学生借着讨论及解释,他们必须将隐藏的认知及了解,明显的表达出来,这在学习的过程中是迈进一大步,因为许多学生,在传统的教学模式上,认为他们了解某一主题,但却不知道如何表达出来。
Brown(1988)指出这种社会交互教学的方式是现代的趋势,在交互讨论过程中,学生必须整合他们自己的知识,并且用新的方式去建构较新和有意义的认知型式。当他们需要解释,精益求精或辩护他们的立场时,他们必须整合已存在的知识,而更进一步建构较深的了解。这研究结果更加强了每位学生的自信心,大多数学生喜欢这样教学方式,因为对于这样的课程,他们感到很兴奋而且快乐地学习,他们对主题概念有更深刻的了解。
目前这个研究,采用科学教育为主题,着重在科学概念的建构,研究者也试着将讨论教学应用在其它教育科目上,例如,教学原理、中等教育等,发现学生都有热烈正面的反应。这种教学方式是借着彼此的讨论和解释到所有成员都能接受的地步,如果这种的讨论活动经过一学年的期间或更长时间,学生就能领导去支持建立这种教室教学环境和文化。在这里,学生相信他们在一起,能产生互相都能接受的答案和互相能接受的解释及解决的方法(Cobb, Wood, & Yackel,1991),许多教育学者专家,都期盼着能建立如此的教室环境和文化,因为他们允许学生以具体或真实方式建构个人和社会本质的知识(Brown, Collins, &Duguid, 1989)。
中原大学教育学程中心副教授 张世忠 参考文献
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第三篇:基于核心观念建构的概念原理教学设计
基于核心观念建构的概念原理教学设计
摘要:在“电解池”教学中,围绕电解池的核心概念,通过问题情境引发学生思考,通过教学活动促进学生理解和建构核心概念,发展认识,落实三维目标。
关键词:核心概念;电解池;教学设计
文章编号:1008-0546(2016)05-0067-03 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2016.05.027
一、教材分析
本节教材分为两部分,一是电解原理,以电解CuCl2溶液为例,根据实验现象分析装置中发生的电解反应,介绍了电解的基本概念――电解的概念、电解池的组成、离子放电顺序和电极反应,从而揭示了电解的原理;二是电解原理的应用,以氯碱工业、电镀、铜的精炼、电冶金为例,介绍电解原理在化工生产中的应用。因此本节教学的重心是第一部分电解原理,本设计为第一课时。
“化学能与电能的相互转化”是贯穿全章的主线。在原电池的学习中,学生已经了解了利用自发的氧化还原反应能够把化学能转化为电能,本节的核心概念是“通过电解池使非自发的氧化还原反应能够发生,反应中电能转化为化学能”。氧化还原反应、离子得失电子难易程度、电解池如何形成闭合回路,这些知识是电解原理的基础。
二、学情分析
学生在初中就对电解水有了一定认识。必修1学习了氧化还原反应,能够判断一个氧化还原反应能否发生,掌握了氧化剂还原剂的相互关系以及反应中电子转移等知识。必修2元素周期律的学习,对金属阳离子和非金属阴离子得失电子难易程度进行过归纳总结,学生对得失电子难易有一定基础,但对于电极反应方程式的正确书写仍然存在困难。选修4原电池的学习让学生对自发进行的氧化还原反应有了更加深刻的知识。由于电解的概念多、理论性强,特别是原电池和电解池装置学生也易将二者混淆,它们对应的电子和离子的移动方向、电极反应等分辨不清楚。因此,通过复习电解水,分析用惰性电极电解CuCl2溶液、电解NaCl溶液的过程,列举电冶金工业中金属Na的制取方法等实例,帮助学生建构电解池的核心概念。
三、教学目标
1.知识与技能
通过电能转化为化学能的探究实验,知道电解池装置的基本构造,能够从电极名称、电极反应、能量转化、反应驱动力等方面认识并掌握电解池的工作原理,会正确书写简单电解池的电极反应方程式和电解总式。
能够根据电解质溶液的组成和电极特点,运用氧化还原知识判断电解产物,并形成分析判断电极产物的一般思路:电极材料→溶液中存在的微粒→微粒的运动方向→分析得失电子的能力判断→写出电极产物。
2.过程与方法
在用惰性电极电解CuCl2溶液、电解NaCl溶液的实验中,教师通过提出问题、分析解决问题调动学生学习的主动性,通过观察、分析、推理实验现象,归纳、总结基本概念和规律,帮助学生建立综合运用微粒观和氧化还原反应理论分析电解池问题的基本思路。
3.情感态度价值观
通过查阅资料、观看录像等方式了解电解原理在工业生产中的应用,感受电解原理在科技、生活中的应用价值,培养学生对化学的学习热情和求知欲望;通过对戴维及其成就的介绍中,培养学生对化学史的关注,感受科学家的精神品质。
四、教学重难点
教学重点:电解池工作原理
教学难点:电解池工作原理
五、教学活动设计与分析(第1课时)
1.化学史引入,提出问题
复习旧知:以2H2+O2■2H2O为例复习原电池原理,分析自发进行的氧化还原反应设计为原电池的方法,总结原电池的核心概念,为构建电解池的核心概念做好知识储备。那么对于反应2H2O■2H2↑+O2↑如何实现?反应过程中能量如何转换?该反应学生很熟悉,容易想到高温和电解实现水的分解,反应中伴随能量的转换,有助于学生能量观的建构,初步认识到“电解是最强的氧化还原手段”。
化学史引入,提出问题:在化学发展史上第一次实现水电解为H2和O2是在1799年伏打电池诞生后。电给世界带来了太多的神奇变化,好奇心驱使人们进行各种尝试。英国化学家戴维用他发明的电解法相继发现了K、Na、Ca、Sr、Ba、Mg 等元素,成为发现化学元素最多的化学家。他的研究思路是水通电生成H2和O2,那么物质的水溶液通电时,物质的变化是如何发生的呢?
设计意图:把原电池原理和本节要学习的电解池原理自然地结合在一起,向学生展示了电解法产生的时代背景及其对化学发展带来的巨大影响,温故而知新,激发学生的求知欲。
2.实验探究,建立认识
将课本中的实验装置改为在蒸发皿中进行(如图),学生思考并回答:该实验的实验目的是什么?该实验用到的仪器和药品有什么?猜想通电时在阳极和阴极的产物可能是什么?可以观察到什么现象?
设计意图:在问题解决过程中明确实验探究的目的,帮助学生建立认识:非自发进行的氧化还原反应可以在外接直流电源作用下发生,反应过程中电能转换为化学能,构建学生的能量观,并根据实验总结电解池的构成条件。
3.分析研讨,建立概念
将实验现象投影到大屏幕上,学生观察、归纳实验现象,根据实验结果思考讨论:①CuCl2溶液中有哪些离子?②在接通直流电源时,离子如何运动?③如何书写电极方程式?
实验现象:阴极有红色的固体;阳极有气体产生,并能使湿润的碘化钾淀粉试纸变蓝。
分析:CuCl2溶液在接通直流电源时,电子从电源负极出发流入电解池的阴极,溶液中Cu2+向阴极移动得到电子生成Cu单质;Cl-向阳极移动失去电子生成Cl2,电子流回电源正极,形成闭合回路。
总结:电解池相关概念
①电解:使直流电通过电解质溶液在阴、阳两极引起还原反应和氧化反应的过程。
②电解池:把电能转换为化学能的装置。
③电极名称及判断:
阴极:与电源负极相连,阳离子向阴极移动,得电子,发生还原反应。
阳极:与电源正极相连,阴离子向阳极移动,失电子,发生氧化反应。
设计意图:该实验是理解电解原理的突破口,也是本节教学重点。引导学生通过观察实验现象,运用所学知识分析电极表面发生变化的原因。通过实验现象分析电解原理,符合学生的认知过程。通过对溶液中微粒的分析,使学生对电解的认识从宏观上物质的变化上升到微观上微粒的变化,进而认识电解池的功能是实现非自发进行的氧化还原的装置,认识“电解质溶液的导电过程,就是溶液中的离子在两极发生氧化还原的过程,即电解质溶液的电解过程”。
4.实验探究,完善概念
提出问题:理解电解原理的基础上,回到由化学史引入的问题:戴维是如何发现金属钠的?
设置台阶:电解CuCl2溶液得到单质Cu,如果戴维利用电解CuCl2溶液的装置电解NaCl溶液,能否也得到金属Na?
设计意图:让学生产生认知冲突,引发他们积极思考,看他们能否联想到金属活动顺序表中金属阳离子的氧化性顺序,在问题解决中建构新知识。
利用电解CuCl2溶液的装置演示电解饱和食盐水(如图),学生猜想阴阳极的产物。将实验现象投影到大屏幕上,观察、归纳实验现象,根据实验结果思考讨论:①饱和食盐水中有哪些离子?②通电后,溶液中的离子如何移动?③如何书写电极方程式?
总结:
①离子放电顺序:阳离子Cu2+>H+>Na+(联系金属活动顺序表),阴离子Cl->OH-;
②分析判断电极产物的一般思路:电极材料→溶液中存在的微粒→微粒的运动方向→分析得失电子的能力判断→写出电极产物。
设计意图:通过实验,巩固学生对电解池装置的认识,并通过获得的产物及物质变化的原理分析,理解体系中多种离子存在竞争放电时,离子放电顺序就是比较氧化性、还原性的强弱顺序,体会研究水溶液电解产物的一般过程和方法。
5.应用评价,落实概念
问题①:结合电解饱和食盐水的实验结果,回扣开始导入的问题:利用电解CuCl2溶液的装置电解氯化钠溶液得不到金属Na,那么戴维应该如何从NaCl中成功制取了Na?
问题②:在电解水的实验中,如果用纯水,反应速率是非常慢的,为了增强水的导电能力而又不影响电解产物,可以加入哪些物质?
设计意图:在新的情景中运用原理进行解释、预测,巩固、内化新原理,利用结论解决问题,落实知识,掌握完整的电解池概念。
6.归纳总结,建构核心概念
作业:本节涉及的概念有电解、电解池、电能、化学能、阳极、阴极、氧化反应、还原反应等,请画出这些概念间的思维导图,并用一句话概括对电解和电解池的理解。
设计意图:引导学生用思维导图组织概念,可以帮助学生建立概念之间的联系,形成概念的网络化结构,加深对概念的理解,并促进知识结构的合理化。学生用自己的理解高度概括本节重点内容,帮助学生构建核心概念:非自发进行的氧化还原反应,可以通过外加电源的装置使其发生,反应中电能转化为化学能。
五、反思总结
本节课的教学过程,是在引导学生复习原电池核心概念的基础上,从电解法的科学发展史引入,设置问题情境:如何使非自发进行的氧化还原反应能够发生?通过实验探究、分析实验现象、应用概念解决问题、归纳总结与教师点拨指导相结合,逐步构建电解的核心概念。这样的教学过程凸显概念的形成过程,符合学生的认知规律,以学生为主体,通过问题的层层递进,激发了学生的求知欲,促进学生在解决问题的过程中获取知识与方法,掌握核心概念。
第四篇:基于概念建构的化学教学设计
基于概念建构的化学教学设计
摘要:按照“问题―活动―知识―认知发展”的线索脉络,以问题线和活动线为主线,立足于概念的建构进行教学设计,在化学课程基地实施后得到一线教师的广泛认同,教学效果显著。
关键词:概念建构;教学设计;高中化学;电解质
文章编号:1008―0546(2017)11―0078―05 中图分类号:G633.8 文献标识码:B
doi:10.3969/j.issn.1008―0546.2017.11.026
离子反应是电解质溶液中的核心知识,在中学基本概念、基本理论中占有很重要的地位。听课调研发现,在高一新学期讲解化学1“离子反应”一节内容时,不少教师一开始就过于关注离子方程式的书写方法和技巧,把很大篇幅都用在讲解离子方程式的书写方法上,开篇即是“写、改、删、查”的方法介绍,至于离子反应为何会发生?发生的本质是什么?学习离子反应有什么学科价值?等则很少涉及。经过反复训练,学生即使掌握了离子方程式的书写技巧,但由于缺乏对离子反应的深刻认识,并不知道为什么要写离子方程式;记住了哪些物质要“拆”,哪些物质“不拆”,但并不知道“拆”和“不拆”的本质是什么;强化记住了书写离子方程式的方法技巧,却不知道为什么要书写这些离子方程式。这种只重视技能训练而忽视概念建构的做法,对于学生树立学科观念、渗透学科素养、形成学科能力是极为不利的。
本文以鲁科版化学1第2章第二节第二课时“电解质在水溶液中的反应”为例,设计了一个基于概念建构、素养为本的教学案,在郑州市化学课程基地实施交流后,对一线教师的化学教学产生了很大触动,教师反响强烈。
一、本课题的基本观念
化学基本观念是事实、概念、原理等具体化学知识经思维加工后在学生头脑中沉淀下来的一种学科素养,这种素养一旦形成,就会支配和影响学生在获取知识、解决问题时的思维方式和方法选择。化学基本观念包括知识类核心观念(如微粒观、元素观、变化观)、方法类核心观念(如分类观、实验观)和情意类核心观念(如化学价值观)。本课题的基本观念包括微粒观、变化观、实验观和化学价值观,学习了本课题后,学生要能从宏观和微观相结合的视角分析与解决离子反应的实际问题。具体见图1。
学生在学习本课题中涉及到宏观、微观和符号的三重表征,其关系见图2。
二、教学设计
1.教学目标
(1)通过实验事实,感悟、认识离子反应及其发生的条件。
(2)通过类比,分析酸、碱、盐之间的反应,了解复分解反应类型离子反应发生的条件,认识离子反应的本质,初步学会书写一些简单的离子方程式。
(3)通过离子反应的学习,了解Cl-、CO32-、SO42-的检验方法。
(4)初步认识离子反应在生活和科研中的重要作用。
2.教学设计流程
依据问题线―活动线―知识线―认知发展线的线索脉络,设计了如下教学流程,见图3。
3.教学过程
一、离子反应
活动1观察?思考
[师]通过上一节课的学习,同学们已经知道硫酸和氢氧化钡都是电解质,那么它们在水溶液中分别能电离出哪些离子?这些离子之间能否发生反应呢?请同学们认真观察实验,并思考分析下列问题:
(1)稀硫酸与氢氧化钡在水溶液中分别能电离出哪些离子?
(2)溶液的颜色有何变化?变化的原因是什么?
(3)烧杯中还有什么现象?这种现象是什么微粒反应导致的?
(4)电流计的指针有何变化?这种变化是什么原因导致的?
实验:向0.01mol?L-1Ba(OH)2溶液中滴入几滴酚酞试液,然后向Ba(OH)2溶液中滴加0.2mol?L-1H2SO4溶液,请观察氢氧化钡与硫酸反应的现象。实验装置示意图见图4。
?O计意图:通过实验,直接观察电解质溶液反应过程中离子浓度变化所引发的一系列现象,让学生对离子反应有一个感性认识;通过问题链的设计,引导学生有针对性的思考离子反应的相关问题。
活动2 交流?研讨
设计意图:通过交流研讨,初步建构电解质溶液之间的反应是离子反应这一概念,引导学生根据电解质在溶液中电离出的离子发生反应来直接书写离子方程式。
活动3 归纳?总结
[师]请从电离的角度分析下列反应的实质,写出相应的离子方程式,并从离子浓度的变化和产物特点两个角度尝试归纳这些反应有哪些特点?
①盐酸与NaOH溶液反应
②NaCl溶液与AgNO3溶液反应
③盐酸与碳酸钠溶液反应
[师]从以上三位同学的分析,我们可以归纳出离子方程式的含义:
(1)揭示出了离子反应的本质。
(2)代表了一类反应。
设计意图:通过分析比较,归纳总结出离子方程式的含义。
[师]你书写上述离子方程式时经历了什么样的思维过程?
[生11]首先写出电离方程式,然后分析哪些离子可以发生反应生成什么物质,用化学式表示该反应并配平。
[师]书写离子方程式时一般经过三个步骤:首先分析反应物在水溶液中的存在形态,然后判断上述微粒中哪些能够相互作用生成沉淀、气体或水,用化学式表示这些物质,最后结合前两步,写出离子方程式,并配平(电荷守恒、微粒种类、原子守恒)。
设计意图:引导学生建构书写离子方程式的思维过程。
活动5 拓展?延伸
[生13]由于醋酸是弱电解质,在水中部分电离,主要以CH3COOH分子存在,写离子方程式时要写物质存在的主要形态,后者正确。
[师]电解质在水溶液中存在的形态有离子和分子两种形态,书写离子方程式时首先要考虑物质在溶液中存在的主要形态,以离子形式存在的就写离子形态,主要以分子形式存在的就写分子形态。通常情况下,水、弱酸、弱碱等弱电解质,难溶电解质,气体,氧化物,在离子方程式中都写成分子形态,强酸、强碱、中学阶段遇到的可溶性盐都写成离子形态。
设计意图:引导学生建构“书写离子方程式时写离子还是写分子,主要看电解质在溶液中存在的主要形式”的观念。
活动6 借石攻玉
[师]书写离子方程式时还有另外一种常见的书写方法,请同学们阅读教材P45的“方法导引”,然后尝试用这种方法书写我们前面学习过的离子反应。
[生]阅读、练习、比较、思考
设计意图:让学生了解书写离子方程式时还有另外一种常用方法。
活动7 迁移?应用
[师]有3种白色固体分别为氯化钠、硫酸钠和碳酸钠,你能用所学过的知识将它们鉴别出来吗?写出相应的离子方程式。
设计意图:建构学以致用的学科思想。
活动8 概括?整合
通过这节课的学习,请同学们课下把“电解质在水溶液中的行为”一节按照“电解质的电离一离子反应一离子方程式的书写一离子反应的应用”的程序梳理一下,形成学习这一节课的知识脉略。
[师]离子反应在生产生活、化学研究、环境保护等方面都有非常广泛的应用,在物?|鉴别、污水处理、溶液除杂等方面都会大显身手,我们要学好离子反应,将来更好地服务于社会。
三、教学反思
本节课一改重传授、重技巧、重操练的教学模式,通过实验观察、问题线、活动线等的教学设计,将重点放在对离子反应概念的建构和学科素养的养成上,引导学生认识电解质溶液之间的反应是离子反应这一重要概念,强化了要从电离的角度书写离子方程式,归纳出离子反应的本质和离子反应发生时的伴随现象,让学生初步体验学习离子反应的功能价值。学科素养不是由教师教出来的,而是在问题情境中借助问题解决的实践培育出来的。如何落实基于素养的教学,需要广大一线教师进一步思考和探索。
第五篇:1科学人才观概念
科学人才观的基本观念
树立和落实人才资源是第一资源的观念。这是科学人才观最基本的观念。人才是智力资源的载体,“人才是经济发展的财富之源,是真正意义上的第一资本。”当今世界,世界综合国力的竞争,说到底是人才的竞争。胡锦涛总书记强调:“应对日益激烈的国际竞争,要大力加强人才资源能力建设,充分发挥人才资源开发在经济社会发展中的基础性、战略性、决定性的作用。”尊重劳动、尊重知识、尊重人才、尊重创造的核心是尊重劳动,本质是尊重人才。惟有加强人才资源能力建设和开发,让最重要的发展因素最大限度地活跃起来,我们的事业才能始终充满生机和活力,我国的竞争力才能不断增强。为此,要克服有些领导未能真正把人才资源视为第一资源的旧观念,改变人才资源建设开发不力的状况。
科学人才观的重要内容
树立和落实人人可以成才的观念。这是科学人才观的重要内容。人才具有多样性、广义性、层次性、相对性、发展性、群体性等特征,是个很广阔的概念。人才存在于人民群众之中,拓展育才识才用才的范围,行行出状元。只要勤奋学习、勇于实践,就能成为对国家对人民有用之才。要以品德、知识、才能、业绩为标准和社会承认、业内认可衡量人才,不拘一格选人才。随着社会主义事业繁荣发展,人才对象的覆盖范围更广,接纳人才的社会包容度更大,为人人成才、争做贡献,提供了广阔的天地和更多的机会、条件。为此,要克服“名本主义”,改变单纯按资历、学历、职称、职务等论人才的片面观。
科学人才观的重点
树立和落实培养造就高层次人才队伍的思想。这是科学人才观的重点。现在,全国高级人才仅占专业技术人才的5.5%,国际化人才更是凤毛麟角。山西高新技术、信息技术、金融、法律、保险、国际贸易、经济管理等方面的高层次人才频频告急,能整合生产要素、有效运用社会资源、聚集人才积极创业的经营管理人才奇缺。
科学人才观的主题
树立和落实小康大业人才为本的观念。这是科学人才观的主题。国以才立,政以才治,业以才兴。全面建设小康社会,最重要、最根本、最核心的是人才问题,必须培养规模宏大、结构合理、素质较高的人才大军和领军人。目前,我国人力资源中人才比例还很弱。要采取切实措施,实现新世纪百千万工程人才培养计划;为各类人才脱颖而出、大显身手创造条件,使人才创业有机会、做事有舞台、发展有空间;鼓励人才干事业,支持人才干成事业,帮助人才干好事业;让一切劳动、知识、技术、管理和资本的活力充分发挥出来,为全面建设小康社会提供人才保证和智力支持。为此,要克服忽视人才重要性的旧观念,改变培养计划不落实、创业条件不具备的现象。
科学人才观的重要措施
树立和落实为人才创造优越环境的意识。这是科学人才观的重要措施。人才的活力取决于机制和环境。努力营造有利于优秀人才脱颖而出、健康成长的以培养、留住、评价、激励、流动、使用为内容的政策、法规环境,营造为人才服好务、办实事,有用武之地、无后顾之忧的拴人引才环境,营造突出重点、加大投入、支持科研、鼓励创造、施展才智、建功立业的工作环境,营造互相理解、增强团结、彼此信任、真诚合作、和谐宽松的人际环境,营造百花齐放、百家争鸣、倡导自由、发扬民主、反对垄断、敢于冒尖、勇攀高峰、生动活泼的学术环境。要克服对人才缺乏法制、制度保障,改变没有人情味的现象。
科学人才观的出发点和落脚点
树立和落实人才工作协调发展、服从服务于经济社会发展的观念。这是科学人才观的出发点和落脚点。科学人才观指导下的人才工作,必须是以实施人才强国战略为根本任务,以促进经济社会发展为根本目的。用经济社会发展的成效,检验人才工作的成效。坚持各类人才队伍建设相协调,市场配置与宏观调控相结合,推进人才资源整体开发;坚持企业管理人才、专业技术人才、党政人才一起抓;促进人才在地区、产业、行业、不同所有制之间的合理分布;进一步做好农村、西部地区的人才工作;加强青年人才、妇女人才、少数民族人才和党外人才的培养;注意发挥离退休人才、老科技工作者的作用。树立和落实党管人才的观念。这是人才工作沿着正确方向发展的重要保证。中国共产党历来重视人才工作。实施人才强国战略,充分反映了我们党对人才问题认识的不断深化。党管人才,就是从宏观、从协调、从政策、从服务上进行管理;就是遵循人才发展规律、社会主义市场经济规律、人才资源建设利用规律,来制定好政策、整合好力量、创造好条件、营造好环境;就是按照管好管活的要求,把各类各级人才的积极性和创造性引导好、保护好、发挥好。