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试论“建构—探究”式化学教学中的习题设计

2017-09-25陆晔

中学化学 2017年7期
关键词:习题建构化学

陆晔

建构主义最早是瑞士心理学家皮亚杰(J·Piaget)提出的,他认为个体获得知识不是被动的,而是在与周围环境相互作用的过程中,通过“同化”和“顺应”两个基本过程来达到与周围环境的平衡,从而建构知识,使自身认知结构得到发展。

探究式教学是美国著名的教育学家施瓦布提出的,其实质是将科学领域的探究引入课堂,使学生通过类似科学家的探究活动来理解科学概念和科学探究的本质,并从中获得新知和培养能力。

综合以上两种理论,可以找出他们的共同之处:以学生为中心,要求学生积极主动地参与探索和讨论中去,亲自体验探索的过程并从中获得新知,主动完成对知识的意义建构。因此,在建构的过程中可能也有探究的成分,而在探究的过程中也渗透有建构主义思想。笔者所运用的“建构—探究”式教学并不是把以上两者的简单相加,它们两者也不是从属的关系,而是一种互补、互相融合的关系。主张在进行教学时,对某些环节运用建构主义教学理论进行教学,体现学生对知识的意义建构;而某些具有探究性质的知识、内容则运用探究式教学理论来进行教学,体现出探究性。把两者有机结合起来运用,目的在于激发学生的学习兴趣,更充分地发挥学生的积极性、主动性和创造性,培养学生的能力,提高教学效率。

一、化学习题的类型及其功能的研究

1.能力型

以往的习题大多都是考查学生头脑中死记硬背的知识,所强调的是对知识的积累和记忆,解答时不需经过复杂的思维活动,只需将记忆中的知识提取出来即可达到目的,即使学生对知识的理解是片面的或者仅仅是字面上的理解也能够解答。而能力型的习题虽然考查的也是最基础的知识,但却换了一个角度来提问,增大了思维容量,要求学生对所運用到的知识必须深刻理解,并且开动脑筋灵活运用才能解决问题。这样必将引导学生抛弃死记硬背的学习方法,在平时要养成勤于动脑的习惯和注意能力的培养。这种题型既考查了学生的基础知识,又考查了学生运用知识解决问题的能力,因此受到命题者的青睐。这种类型的习题一般作为选择题或填空题,也可作为简答题、计算题等主观题。

例 镭是元素周期表中第ⅡA族元素,下列关于镭的叙述不正确的是( )。

A.镭比钙的金属性更强B.在化合物中呈负价

C.镭是一种放射性元素

D.氢氧化镭呈碱性

本题以ⅡA族元素为素材,实际上考查的是学生对化学学科重要的基本概念——物质结构及元素周期律的理解,但却不直接提问,而是要求学生把这些概念运用到镭元素中来解决问题。

2.应用型

即STS试题,也可称为新信息题,是近年来主流题型。这种题型题材广泛,涉及化工生产、农业生产、医药卫生、日常生活、最新科技及高新产品,其知识点基本上涵盖了化学学科中的基本知识。题型既新颖又灵活,要求学生应用化学知识来解决实际问题,鼓励学生善于联想,大胆推测,勇于创新,充分体现了科学探究的过程,可以培养学生的科学探究精神、科学态度、科学实践意识和科学方法,同时也激发了学生学习化学的兴趣,使学生感到学习化学知识是很有实际用处的。这种题型一般作为选择题、填空题或者简答题。

例 1999年曾报导合成和分离了高能量的正离子N+5的化合物N5ASF6,下列叙述错误的是( )。

A.N+5共有34个核外电子

B.N+5中氮——氮间以共用电子对结合

C.化合物N5ASF6中AS化合价为-1价

D.化合物N5ASF6中F化合价为-1价

N+5的制备是1999年报导的化学界的重大事件之一,本题以此设置了新情景,要求学生应用核外电子、共价键、化合价等基本概念来解决问题。

3.开放型

对“开放”有两种理解:一指习题知识内容的“开放”;二指习题答案的“开放”。习题知识内容的开放即与科学、技术、社会等广泛联系,因此也可以归入前面的“应用型”习题。这里讨论的主要是指习题答案的“开放”,即习题的答案不唯一或题给条件有缺陷,需要补充条件进行讨论,具有一定的探究性。要解决这类问题必须开动脑筋,如果只用一般的思维方法可能也会得出答案,但可能还不完整,还需充分地发挥发散思维进行发散,深入考虑各种情况,方能得到正确的、完整的答案。开放型习题为学生提供了一个广阔的思维空间,充分激发了学生的发散思维。而发散思维是创新思维的核心,故这种习题对于培养学生的创新思维和创造能力有很大的作用。正是因为这一点,在人教版高中化学新教材中增加了许多开放型的习题。开放型习题一般作为不定项选择题或者简答题,但也有实验题的。

4.创造型

这种习题基本上具备了以上三种习题的特点,其不同于一般习题的突出特点是有“新意”,包括提出的问题新,附设的条件新,要求解决问题的思路、方法新等。习题或者要求学生改造、组装化学实验装置,或者探索物质的组成或性质,或者根据题给条件进行创造性的模拟。解题时一般没有现成的思路,而必须打破常规,跳出定势思维的圈子,充分运用多种思维方式,采取多种途径、多种方法去探索,方能得出具有创造性的结论。因此,这种习题可以训练学生的想象能力和设计能力,以及思维的批判性、灵活性、发散性等较高层次的能力和思维品质,是培养学生创造能力不可缺少的一类习题。此类习题题型新颖而灵活,可以以各种形式题目进行命题。

二、课内习题和课外习题的研究

习题设计是“建构—探究”式化学课堂教学设计的一个重要环节,通过精心设计习题,帮助学生完成对知识的意义建构,培养学生的能力。在实际教学中,应该如何来精选和设计习题,以形成性的习题为例,分别就课内习题和课外习题来讨论。

1.课内习题

课内习题主要是紧密配合课堂教学的进行,适时地穿插安排,促使学生更好地理解所学内容,同时检查并及时纠正学生认知过程中的错误理解和片面认识,帮助学生达到符合要求的意义建构。endprint

(1)命题原则

在设计课内习题的时候,必须要遵循的第一个原则是建构性原则。教师是学生意义建构的帮助者,设计的习题要有利于学生建构知识意义,让学生通过做习题和讨论,获得自己对知识理解的反馈信息,重组最初的认知结构,归纳出对所学知识正确的、完整的理解,完成对所学知识的意义建构。其次是针对性原则,习题要紧贴课堂教学,但也不能面面具到,而是要有一定选择性,主要针对课堂教学的重点知识内容和目标能力及学生比较难理解的内容,以使学生更好地掌握重点知识和训练能力。再次,习题要符合学生的“最近发展区”,使学生通过习题能够达到认知上一个新的平衡。课内习题以传统的常规习题为宜,可以设计一些比较简单的问答题、判断题和选择題来给学生探讨。

(2)案例

以气体摩尔体积第一课时为例,这节课属于化学基本概念教学,重点是气体摩尔体积的概念和使用条件,要求培养学生的归纳思维能力和逻辑推理能力。因此,在学生通过阅读、讨论,对气体摩尔体积的定义有初步认识后,可以设计以下习题让学生完成并进行认真讨论。

【练习】判断题

(1)1 mol H2的体积是22.4 L。( )

(2)1 mol O2和1 mol N2体积相同。( )

(3)1 mol任何物质在标准状况下的体积都是22.4 L。( )

(4)CO2在任何标准状况下的体积约是22.4 L。( )

(5)只有在标准状况下,1 mol气体所占的体积才近似为22.4 L。( )

通过做习题和分组讨论交流,学生可以发现自己对气体摩尔体积理解上的缺陷,并加以修改和完善,最后归纳得出正确的理解:只有在标准状况下(00C,101 KPa)1 mol气体的体积才近似为22.4 L。在此基础上,再以第(3)题为基点,引导学生进一步发散思维:既然标准状况下1 mol任何气体的体积都相同,那么在其它相同的状况下又会怎样呢?再组织学生进行更深入地讨论,让学生自己推理、归纳出阿伏加德罗定律。

2.课外习题

课外习题主要是使学生对已学过的内容能及时复习,加深理解,达到牢固掌握的程度。习题要求学生在课堂学习的基础上,对所学知识进一步综合运用,可以促进知识迁移,形成技能技巧,是开拓学生视野,培养学生能力的一个基本途径和有效方法。

(1)命题原则

首先是基础性原则。课外习题主要是用来帮助学生巩固课堂上所学的知识的,因此学生做的课外习题,其主要内容应该是学生所学基础知识技能,让学生运用所学知识和技能来解决问题,不断改组和扩建原有的认知结构,以达到对知识加深理解和巩固。其次,课外习题还应在基础性的基础上具有一定的探究性,以激发学生的探究兴趣,培养学生的探究精神、探究方法和探究能力。这就要求走出课堂,联系社会、生活、生产和科技来设计习题,为学生提供一个探索和实践的机会,让学生自主探索,并在探索过程中训练探究能力和实践能力。同样,课外习题难度也要符合学生的“最近发展区”,使学生从现有水平出发,经过努力能够达到潜在的发展水平。课外习题是学生较高能力层次的训练,因此可以精选一些能力型、应用型、开放型及创造型的主观题来给学生练习。

(2)案例

现以第四章《卤素》第一节氯气第2课时为例设计课外习题。这节课的基本知识是氯气跟水的反应,氯气可以用来漂白杀菌及氯水的不稳定性,氯气跟碱的反应及漂白粉的制法和漂白原理,氯气的实验室制法。据此,可以联系学生在生活中接触到的氯气来设计习题让学生练习。

【课外练习】

1.氯气有毒,但为什么却可用来给自来水消毒?用自来水养金鱼时,将水注入鱼缸以前需在阳光下暴晒一段时间, 为什么?

2.将氯气用导管通入较浓的NaOH和H2O2的混和液中,在导管中与混和液的接触处有闪烁的红光出现。这是因为通气后混和液中产生的ClO-被H2O2还原,发生激烈反应,产生能量较高的氧分子,它立即转变为普通氧分子,将多余的能量以红光放出。试设计一套快速制备氯气的反应装置,以进行此实验,所用仪器药品任选。

命题意图:1.联系生活实际,激发学生的探究兴趣,同时让学生复习巩固氯气跟水的反应、氯气漂白杀菌的原理及氯水的不稳定性;2.拓宽学生视野,激发兴趣,训练学生的想象能力和发散思维能力,培养学生的创新精神、创新能力和实验能力。在“建构——探究”式化学教学中,通过精心设计习题并付诸于教学实践,在实践中这些习题所取得的效果可以看得到的,主要有以下几点:

其一,有力地促进了课堂教学的进行。因为在“建构—探究”式教学中,教师并不是直接把知识传授给学生,而是让学生自己主动地去探索,在探索的过程中获得知识。这样学生对同一知识就可能会有各种各样的理解,有的可能会是片面的甚至是错误的。通过练习,便可以及时发现并纠正存在的错误理解,使所有学生都能达到对知识的正确的、完整的意义建构。其二,改变了学生的学习观念。以往学生的学习也许只需背背书本上的概念、定理或者典型例题,再通过大量的机械练习,便可以轻易地完成习题或在考试中拿高分。而现在不行了,必须屏弃以前那种死记硬背和题海战术的学习方法,取而代之的是变被动为主动,要在平时的学习中养成勤于思考和勇于探索的习惯,同时还要联系社会生活实际,关心身边的每一件事,这样做起题来才能得心应手。

其三,学生的能力有所提高。设计的习题,并不是单单靠学生头脑中所记忆的知识就能轻易解决的,而是要具有一定的能力,把这些知识灵活地应用才能解决。因此在做习题的过程中,学生运用知识解决问题的能力、思维能力、创新能力等各方面的能力也在不知不觉中得到提高。

在“建构—探究”式教学中,精心设计习题,为的是更好地进行教学,培养学生的能力,把学生的知识转化为能力,这才是最重要的。因此,学学习困难。endprint

二、提高学生化学学习适应性水平的对策

1.引导学生准确定位,提升化学学习预期水平

不同的阶段学生对化学学习预期是不一样的,较高的学习预期可提高学习动机水平从而减少化学学习不适应。高一年级的化学必修课程是在义务教育化学课程基础上为全体高中生开设的课程,旨在促进学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面的发展,进一步提高学生未来发展所需的科学素养;同时也为学生学习相关学科课程和其他化学课程模块提供基础。

隨着高考招生制度的改革,学生的化学高考(选考)最早在高二年级就可以参加。所以化学教师在高一起始阶段就应当帮助学生做好适宜的生涯规划,通过举办“化学是什么?”主题班会、参观走访化工厂、污水处理厂等活动,使他们明白化学课程的功能和定位以及对他们今后人生发展的重要意义,提高他们对化学学习的预期水平,端正学习态度,努力学习化学课程。

2.化学课程校本化,提高化学学习适切性

随着新一轮课程改革的深化推进,普通高中普遍实行选课走班制度,将学生分类分层,这为化学课程校本化和实施分层次教学提供了可行性。可将学生水平分成A、B、C三个层次,同一层次的学生编入同一个教学班。A层:学生学科知识基础较弱,学习习惯、学习毅力欠缺,学习积极性不高;B层:学生知识基础一般,学习比较自觉,有一定的上进心,能力中等;C层:学生学科知识基础扎实,接受能力强,学习自觉,方法正确,有毅力,表现优秀。

学生根据自身实际,在导师的指导下,自主选择修习的层次。相对水平较低的A层学生,是化学学习适应不良的主力军。教师要低起点、补台阶、拉着走、多鼓励,帮助他们树立奋斗目标、恢复自信心和自尊心,培养其学习化学的兴趣,使之养成正确的学习方法,能基本掌握课本上的基础知识和基本技能,并培养一定分析、观察、解决实际问题的能力,从而提高他们化学学习适应性。对中等水平的B层学生和高水平的C层学生,可适当提高要求,注意其知识的深度和广度,注重化学理解、掌握、运用、思维、实验、观察、分析等综合能力的培养。

备课组根据分层教学目标,将国家课程进行校本化改造,完成分层教学设计,实施分层(分班)课堂教学,并且分层设计课后作业,让不同层次的学生在达到国家课程共同的、统一的基本要求后都得到有个性的发展,获得化学学习的成功体验。

3.做好衔接教学,优化化学教学效果

从教科书的编排体系来看,《化学1》注重把学生学习的逻辑顺序与学生的心理发展顺序相结合,专题内容的选择不单纯从化学学科知识体系的角度出发,而是从化学与社会发展的关系入手,体现了由具体到抽象、由简单到复杂的循序渐进的特点。《化学1》有很多地方是初中《科学》内容与高中《化学》选修内容的桥梁和衔接,既是初中科学的延伸,又是选修内容的基础准备,所以做好初高中化学的衔接教学可以有效提高教学效率,对提高高一新生的化学学习适应性显得有现实意义。

首先,衔接教学的时间安排宜分散不宜集中,避免集中时间炒冷饭。教师可以把初中化学中的重要知识分散安排在《化学1》各个专题相应内容学习之前进行复习,需要用到什么再复习什么,而不必专门集中时间进行。其次,衔接教学的内容要有所取舍,尽量与“专题1”的相关内容进行整合,避免老调重弹。衔接教学决不必把初中《科学》中所有化学学科知识复习一遍,而应挑选那些学生认识比较模糊而高中化学课程又必须要用到的内容进行重点复习。比如第一单元“物质的分类与转化”,可以把酸性氧化物、碱性氧化物的性质在非金属氧化物和金属氧化物的基础上提升拓展。还要适当补充一些初中没有学过而高中又要用到的内容,比如有关“溶解度的计算”。最后,衔接教学的深度要把握得当,避免超纲,点到为止不超标,到位而不越位。

新的招生考试制度,对广大化学教师来说既是挑战,又是机遇。只要准确把握新课程的目标要求,正确处理好高一化学教学中的各种问题关键,在教学中能根据高一新生的心理特征和学习需求,采用合适的教学方法和教学策略,就能使高一新生尽快地适应高中学习和生活,并在学习过程中逐步形成积极的情感态度和正确的价值观,提高学生科学素养和人文素养。

(收稿日期:2017-05-15)endprint

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