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网络背景下化学“体验式”教学模式的探索*

2012-10-09沈世红

化学教与学 2012年9期
关键词:体验式高中化学化学

沈世红

(南通市教育科学研究中心 江苏 南通 226001)

化学体验式教学是指教学中围绕“情境”和“体验”两个核心理念,根据化学学科特点和学生的认知规律,通过创设教学场境,使学生在亲历的过程中理解并建构化学知识、发展能力、产生情感、生成意义的教学形式。网络所带来的教学资源的广博性、教学系统的开放性、教学形式的灵活性、教学方式的交互性为高中化学体验式教学拓展了更大的空间,更有利于《化学课程标准》中“体验”价值取向的达成,推动着高中化学课堂教与学的变革,为化学体验式教学的深入开展提供了良好的环境。

一、网络背景下高中化学体验式教学的特点

网络背景为化学体验式教学提供了宽广的、有弹性的、极具创意的教与学的空间,实现了学生对化学知识从感性到理性的飞跃,具有以下三个特点:

1.更新了“教”与“学”的理念

体验式教学的网络化改变了 “教师为中心”、“教材为中心”的教学理念,树立了以“学生为中心”、“实践为中心”的新的教学观念。教师和学生在教学中的角色发生了变化,学生的大脑不再是一个要被填满的容器,而是一个要被点燃的火把。学生掌握了化学学习的主动权,而教师则是扮演指导者、促进者、评价者的角色,师生之间是一种平等的协作关系。这种新型的师生关系,在网络背景下将有助于师生之间的情感和理念的交流,真正实现教学相长。

2.丰富了“道”和“器”的内涵

从哲学角度而言,“道”乃价值理性、“器”乃工具理性。传统的化学教学中,教学媒体比较单一,学生学习体验比较缺失;在体验式教学中,网络化教学能充分利用各网站的相关资源,实现化学教学资源的优势互补,及时把握与跟踪化学领域的前沿问题,使化学教学与实际生活更紧密地结合在一起。化学变得可以触摸,化学结论学生可以通过自己探索得出,这不但使学生懂得了获取知识的途径和方法,养成了合作、交流,共同提高的学习态度和克服困难,锲而不舍的学习精神,还进一步培养和提高了他们的逻辑思维能力、文字表达能力、人际交往能力。实现了“道”在“器”中的融合。

3.顺应了“智”和“能”的发展

知识是模仿,智慧是创造。传统的化学教学中“线性知识”组成的内容、单一的教学手段、方法、时空,一定程度上束缚了学生智慧和个性潜能的发展,不利于培养创造型人才。而网络背景下的体验式教学能够提供个性化的化学教学,网络的超文本性能提供不同风格类型、不同教学方法的资源,允许学生自我控制学习进度,自主调整学习的深度和广度,用自己的视角观察、分析和解决问题,能培养学生的控制与参与能力。网络技术进入化学教学后,把复杂、抽象的化学知识变得简单、具体,缩短了学生认识化学知识的过程,非常适合学生的自主学习,彻底改变让所有学生一起学习的一元化学习模式,让学生的个体潜能得以充分发挥,顺应了学生的“智”、“能”发展。

二、网络背景下高中化学体验式教学的优势

新课程下,高中化学课堂教学正从传统的“传播模式”向“体验模式”转变,网络背景下的体验式教学能促进学生更好地适应学习环境,产生更加浓厚的化学学习兴趣和探究欲望,进而主动参与学习活动。其教学流程如下(见下页):

基于网络的体验式教学增加了学生参与特定情境之下教学活动的机会,培养了学生迁移能力和创新能力,为体验式教学提供了新的机遇。

网络背景下体验式教学流程

1.海量的网络资源为体验式教学提供了新的支撑

信息资源是化学体验式教学的重要素材源泉。就信息资源而言,体验式教学是一种基于资源的教学,与传统的资源相比,网上化学资源无论从内容还是形式上都有很大的优势,它可以提高化学教学的质量和效益。网络在中学化学体验式教学中的作用主要体现在三个方面:

(1)为化学体验式教学提供了丰富的背景资料。如高中化学教学中常见的“酸雨”课题,常常伴随有情境性问题的产生(如有关酸雨的调查:酸雨的成分、酸雨的危害、代表性地区酸雨的pH值等),这些信息往往不可能预先准备,甚至对学生来说会十分陌生。网络的海量资源为此提供了可能,利用互联网Baidu、Google等搜索引擎,输入关键词“酸雨”,点击“搜索”,近11600000个相关内容立即呈现在眼前,这些丰富的信息,为启发学生创造性思维与学习,提高体验式学习质量,提供了十分便利的条件。

从相关资源的用途分类,支持化学体验式学习的网站大体可分为四类:①化学教学资讯网站,如化学在线、化学资源、中国基础教育教学网K12等;②互动式化学学习网站,如化学网上家园、化学之家等;③综合信息资源网站,如虚拟博物馆、网上图书馆、中学化学学科网等;④社区交流学习网站,如各类化学学习论坛、网校等。借助网络体验,学生的知识面显著拓宽,视野愈加开阔,化学文本理解明显深入,化学教学的实效性得到明显加强。

(2)为学生探究和体验提供了虚拟化情境。如最近频繁曝光的食品安全和毒害事故,可以让学生自主搜索相关专题网站,在网上体验学习毒害物的相关性质和动画演示情境,如需要了解毒性物质与健康和环境数据库可查阅网站:http://esc.syrres.com/efdb/TSCATS.htm;需要查阅化合物毒性相关数据库:http://www.epa.gov/ngispgm3/iris/index.html;对于难于再现的实验如“燃料电池”可在网络上找到仿真度很高的教学课件来实现虚拟体验式教学。利用网络资源的丰富性和便捷性,教师可在教学中创设好更多的体验情境,以唤起学生的情感体验,激发化学探究的兴趣。

(3)实现了体验式学习小组之间的沟通和交流。区别于传统教学相对封闭的时空,体验式教学在网络时代打破了沟通和交流的壁垒。如学习铁的不同化合价之间的转化,有的学习小组难以直观理解,其余小组迅速上传了“探究菠菜汁液颜色发生变化过程”的网络学习视频,利用关于Fe的视觉符号推断引起变化的本质。新榨出的菠菜汁液呈现绿色是由于Fe2+的存在,在空气中露置一段时间颜色变为黄绿色是因为Fe2+转变为Fe3+,并能用化学符号语言写出本质。网上虚拟身份的平等性,打破了原有学习空间的封闭性,使学生与他人之间的信息交换和多向沟通变得更为便捷,为化学体验式教学的实施起到了很好的支持和促进作用。

2.教学场境的再现为体验式教学提供了新的途径

教学场境的再现,是高中化学体验式教学的重要手段和有效途径。网络通过教学场境的再现可以拉近化学与生活的距离。化学学科提倡通过实际操作来体验知识的产生以及规律的形成过程等,注重发现实践操作过程中的生成问题,唤醒学生的内在学习潜能。但化学实践,尤其是化学实验常常受条件和安全因素的限制:反应速率过慢的实验(如氯水分解反应实验)、变化太快的实验(如K与H2O反应实验)、污染大的实验(SO2的制备等)、错误操作及其后果再现(将水加入浓H2SO4中)等实验即时演示更加困难,就必须通过网络手段来再现和创新。

网络软件平台的强大功能不仅能实现教学场境的“再现”还能在教学游戏中不断“创新”。在互联网时代,人们逐渐发现“教学游戏将成为相当适合学习的有力学习工具。”教学实践中可借助三维化学实验模拟游戏学习软件“Corel ChemLab”的强大功能,模拟化学实验室的情境,使软件操作者可以像在实验室做实验一样操作其中的各种仪器和设备,进行各种预设的实验,也可利用该软件提供的实验平台进行自主设计的实验。通过使用该软件,学生可进一步熟悉各种化学实验操作,培养自主探究的能力,在一定程度上弥补实验室条件不足的限制。对于需要重现实验场景的复习课型的教学起到很好的作用,它内置的32个实验模块及元素周期表、式量计算器、分子浏览器等,内容丰富,功能突出,能在不重复现实实验的基础上很好地得到“逼真虚拟”实验的体验。

除此之外,借助网络平台教师还可将制作好的网络实验课件放在校园网上,让学生根据自己的学习时间和需要登录学习。网络化教学实验场境再现的功能,具有其它化学教学形式不可替代的特殊功能和作用,使得静态实验得以动态呈现,起到事半功倍的教学效果。

3.适切的教学演示为体验式教学提供了新的可能

传统教学媒介下实施化学体验式教学有两个难以突破的瓶颈:一是微观世界的宏观化展示;二是宏观工业生产的微型化演绎。任何学校均不可能凭一己之力提供高中化学教学所需要的全部适切体验环境。而网络则为体验式教学提供了适切的教学演示平台,使得微观事物宏观化,抽象问题直观化。

首先,高中化学尤其是结构化学部分微观领域内容较多且距离学生生活遥远,给学生理解和体验带来困难。网络虚拟实验可以形象、逼真地展示微观世界的分子、原子等物质的内部变化和发展过程,能艺术地表现化学世界的奥秘。如,用3DMAX等制作的多视角动画或三维立体图像可以进行拆分、组合、旋转、着色等操作,动态展示氯化钠、金刚石、石墨晶体及原子的结构、电子在核外的运动、化学反应中分子、原子、电子等微粒的行为,有效地帮助学生形成对化学物质的空间想象能力,学会从量的角度来分析物质的微观组成。网络技术使得微观世界宏观化,让学生对化学知识有了更多感性的认识,从而有效地激发了学生学习的兴趣,提高了教学效率。

其次,大型化工生产工业的微型化演绎也是体验式教学所面临的一个难题。针对硫酸工业、氯碱工业、硅酸盐工业等大型化学工业,我们可借助网络背景“虚拟”真实的教学现场。利用网络技术来将分散、孤立的生产设备连接成完整的、系统的设备,将静态的生产流程变为动态的生产过程,将各个环节进行局部放大和反复演示,使学生看清楚、理解到各设备的工作原理和整个生产的流程。有条件的学校可以引入“课程基地”这一教学范式,设置化学课程实训基地,采用与化工企业完全相同的真实生产装置,但采用的是“虚拟”生产运行方式,所有操作岗位都可以让学生动手操作,反复训练,且整个过程既安全、节能,又绿色环保。现场教学中适时为学生创设适宜的学习情境,学生才能显现其真正的活力,课堂才能焕发勃勃的生机,新课程理念才能得以落实。

从中学化学教学的角度来看,一方面,体验式教学的发展必须要得到以网络为代表的信息技术的支持;另一方面,对于网络教学而言,与体验式学习的结合也是现实发展的需要。只有网络环境下的体验式教学,才能把二者结合在一起,充分体现体验式教学的亲历性、主体性、交互性、反思性、个性化等特征,才能让学生理解得透彻、掌握得准确、记忆得牢固。

三、网络背景下高中化学体验式教学的策略

1.创设问题情境,激发学习体验

建构主义认为,教学活动总是在一定的教学情境中发生的,学习总是与一定“情境”相联系的,在生动、直观、形象的实际情景下进行学习,可以有效地激发学生的联想,唤醒长期记忆中的有关知识、经验或表象,利用自己原有认知结构中的有关知识、经验去“同化”和索引当前学习到的新知识,赋予新知识以某种意义。

高中化学教学中,可借助网络背景积极创设实验问题情境、思维问题情境、辨析问题情境、趣味问题情境等来激发学生的学习兴趣。如《化学能转化为电能》教学中可以尝试提出设计性问题“如何用两个西红柿,铜锌两极等制作一个水果电池”,并请学生把自己实验的视频上传到网络,再与网络上其余“水果类电池”进行比较,使学生在学习活动中不断获得情感体验。

网络背景下的体验式教学由进入问题情境阶段、网络学习体验阶段和借助网络平台表达交流阶段三阶段组成。网络背景下高中化学问题情境的创设应满足以下几个要求:(1)创设的情境要符合学生的认知。(2)创设的情境要引发学生的思考。(3)创设的情境要紧扣学习的目标。学生在学习中体验撞击、交融、感悟等心理活动,能将蕴藏在实验现象中的化学概念、化学规律内化为记忆长久、理解深刻的知识素养。

2.积极引领探究,巩固学习体验

网络背景下的高中化学体验式教学中,教师只是跟学生探讨和设定好起点(体验学习课题),告诉他们到达终点时的要求(学习成果形式),以及一些必要的帮助因素(如Internet网址和文献检索方法)后,就让学生上路,老师也参与其中,支持并帮助他们,提出解决困难的建议,让学生切实感知体验式学习的真正价值在于学习过程中的不断探索并充实自己。

传统的体验式化学教学除面临教学资源、教学手段有限等客观因素外,还存在师资不足这个现实瓶颈的制约。而网络除了提供大量的信息资源外,还可以为中学化学体验式学习的开展提供丰富的导师资源。真正的体验式教学中教师、学生、课题的比例有一个经验值是1∶20∶4,就是说一位教师只能够辅导4-5个课题、不超过20位的学生。如果学生人数过多的话,教学质量很难得到保障。高素质师资的匮乏是目前体验式教学实施的一个瓶颈。而利用网络就可以很好地缓解此类问题所带来的矛盾,可以约请化学专业人士或研究专家在校园网上注册为体验式教学的“校外导师”,这在一定程度上不仅缓解了指导教师数量不足的矛盾,还可以解决学校化学教师知识结构不合理的问题。

有了师资的保障,才可能实现学习体验的有效引领。体验式教学的实施阶段,学生在教师的指导下,对收集到的资料、信息、数据等进行分析、加工、整理,提取有用的信息进行课题研究。教师可运用Frontpage设计网页,通过BBS论坛、MSN、Blog、E-mail不定期地通报学习情况,这些网络交流方式利用网络即时通讯工具的对话、共享、下载、发帖、交流等功能,既可以实现一对一的个体间的信息交流,同时还能实现个体对群体的交流,支持多人在线交换信息,达到相互交流的目的。还可进行同伴互教、讨论交流等合作性学习。这种“以学生发展为本”的体验式教学,不仅可以提高教学的效果,而且在不同程度上将有助于学生合作精神的培养,引领着体验式教学走向深入。

3.营造和谐氛围,升华学习体验

网络时代,体验式教学更加重视和谐教学氛围的创设,更加突出认知主体在升华学习体验、建构化学知识体系中的作用。

网络环境创设了全新的化学学习“心里场”。高中化学体验式教学的网络化一下子把学生置身于一个多元、开放、动态的学习环境中,师生之间通过充分的对话和共同的探索可以将公共知识转化为个人知识,将学生个人学习中遇到的问题转化为网上的公共问题,并借助公共知识解决个人困境,这构成一种加速学生个人学习和创新的良性循环,为学生提供了更多的获取知识的途径,推动学生形成一种主动探求知识并重视解决实际问题的“心理场”。

此外,网络背景还为中学化学体验式教学构建了一个“虚实相融”的“学习场”。这里“实”指的是面对面的交流,“虚”指的是互联网构成的虚拟的学习环境。这种虚实结合的体验式教学组织形式,既能完成高中化学教材教学的任务,拓展学生阅读和思考的范围,还能让体验式教学具有一定的深度与广度。网络为体验式化学教学提供了知识增值的新空间,让学生体验生活、体验自主、体验过程、体验创新、体验成功。

网络技术的发展,为高中化学教学带来了全新的发展空间。体验式教学作为一种创新型教学模式,突破了传统学科课程知识陈旧、封闭保守等局限性,为学生构建一个自主学习和发展、开放的符合信息时代要求的环境。但是需要指出的是,决不能用网络体验全盘替代现实情境中的学习。高中化学学科的特点决定了并非所有的学习体验都可以借助网络实施,尤其是在那些便于实地观察和动手操作的实验,传统的体验手段和网络教学体验手段各有所长,需要在教学实践中将两者有机结合配合使用。

网络背景下的体验式教学目前已经成为传统教学的延伸和补充,在某种程度上对化学知识的建构起了促进和推动作用,它不仅改变了学生的学习方式,也带动了教师教育观念的改变,为高中化学课堂的有效构建提供了有力的支撑和保障。

[1] 朱培君.研究体验式创新教学法的学习与实践[J].教育探索,2006,(4)

[2] 温恒福.研究体验式创新教学法[M].哈尔滨:黑龙江人民出版社,2003.5

[3] 毕华林等.高中化学新课程教学论[M].北京:高等教育出版社,2005

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