分组 实验的关键现象。白磷燃烧实验普遍采用的是玻璃棒加热引燃白磷的实验方法,小试管与锥形瓶组合装置、透明矿泉水瓶等实验改进装置。
(3)大 概有不到一半的老师是让学生按照老师设计好的实验步骤和具体要求进行实验的;有近三分之二的老师让学生自己设计实验方案,但是只有五分之一的老师是让学生 按照自己的设想实施的实验,其他的老师都是在实施实验之前组织了实验方案的交流和讨论。有的老师提供给学生的实验装置是安装好的,有2-3位老师提供给学生的是实验装置部件,还有一位老师最大胆,他允许学生跨实验选择实验装置,所以出现了同一实验内容不同小组的学生选择的实验装置不一样的情况,而且老师还鼓励他们进行了实施,并对实施效果进行了交流,引导学生们分析实验结果出现差异的原因。
(4)有4-5位老师是在得出质量守恒定律之后演示了“镁带燃烧”、“蜡烛燃烧”、“碳酸钙与盐酸反应”,有一位老师是让学生又分组实验了“镁带燃烧”和“碳酸钙与盐酸反应”。17位老师在学生分组实验之后直接总结出质量守恒定律的条文。有三位老师通过演示“镁带燃烧”、“蜡烛燃烧”、“碳酸钙与盐酸反应”让学生关注参加化学反应的各种物质质量总和与反应后生成的各种物质质量总和。1位老师是通过给出32克氧气和12克木炭完全反应生成44克二氧化碳,以及12克木炭与36克氧气充分反应生成多少克二氧化碳的判断题来制造认知冲突,使学生从质量总和转换到参加反应的物质质量总和。1位老师通过铁与硫酸铜的反应引导学生的认识从质量总和转换到参加反应的物质质量总和。1位老师通过图示分析质量总和包括哪些部分的质量让学生的认识从质量总和转换到参加反应的物质质量总和。
我更关注的是3和4两种情况, 在听课过程中我一直在思考,在这节质量守恒定律的教学中,学生分组实验的作用是什么呢?学生分组实验是照方抓药好还是自主设计实验方案好,开放点设在哪, 开放度设多大,内在的依据和思路是什么呢?也就是学生分组实验、自己设计实验方案、选择组合实验装置、实验走弯路出差错的意义和价值又是什么?实验之后能 直接得出质量守恒定律的结论吗?要不要进行二次分析和推导?又该怎样进行二次分析和推导?
概念原理新授课上学生分组实验的价值和功能仅仅是为了建立概念吗?
面对有的老师不仅组织学生分组实验,而且还让学生设计实验步骤,甚至让学生挑选实验装置。有的老师质疑说,这节课的重点不在于让学生设计实验方案,这样做纯粹是在做秀,在这事上浪费时间没有实效性,没有多少意义??
说句实话,我在这次评比活动之前,也多少持有上述观点。更何况好像大多数学生在上课初对于老师的提问“化学反应前后反应物的质量总和与生成物的质量总和是相等、小于还是大于?”都回答是相等。那么,再做这些实验还有多大意义和价值呢?
为此,我也询问了一些学生,他们的回答是:“亲自做实验之前,自己只是觉得化学反应前后反应物的质量总和与生成物的质量总和应该是相等或者可能是相等的,但还有些将信将疑,亲自做了实验之后就真信了。”??
另外,我从学生们在分组实验过程中的所思所想所为受到震动,特别是那些让学生自己设计实验方案并按照自己想法进行实验的课堂中,我发现学生们在用天平探究化学反应前后物质质量关系问题时存在着较为普遍的认识方式冲突,凡 是没有让学生自己设计实验方案的课,学生就没有表现出这种认识方式的冲突,反之则会表现出。我突然产生了顿悟:原来,实验就是实验,让学生亲自设计并实施 实验是不会没有意义和价值的。如果我们认为这节课的目标就是认知质量守恒定律的条文,那么我们的教学充其量也就是个知识传授。如果我们创造某种时空条件鼓 励学生与客观事物发生直接的接触和相互作用,我们就有可能改变他的原有认识方式,触及他灵魂。
通 过多堂课的现场比较,促发我思考,理性思维和实验思维(实践思维)是不同的,学生在获得化学的理性思维方面存在着科学的认识方式与自身原有认识方式的冲 突,同样的,学生在获得化学的实验思维方面也存在着科学的认识方式与自身原有认识方式的冲突,理性思维和实验思维的培养途径和方式也是不同的,至少是不可 相互替代的。这是我这些天听课观摩的最大收获,因为它冲击了我原来的想法,使我有了新的认识。
什么是决定教学开放性与实效性的内在因素? ——《质量守恒定律》教学的学生认知脉络分析
我认为,一节好课应该明确教学内容的知识脉络,探明学生的认知脉络,据此设计恰切的问题线索、有效的证据线索,创设合理的活动、有意义的情景和素材。
那么,对于质量守恒定律这个教学内容,知识脉络不难明确,主要是质量守恒定律的内容和微观解释。那么学生围绕质量守恒定律的认知脉络是怎样的呢?这是难点。综观20节 课,我发现,凡是比较精彩的课(精彩的课并不等于获一等奖的课)都是非常关注学生认知脉络的。我也通过多种途径思考研究学生的认知脉络。到目前为止,可以 明确的是,学生对化学反应前后质量变化的认知发展大致经历以下主脉络:首先是以单一物质的质量为基准去想去看化学反应前后的质量变化;其次是以各物质质量 总和为基准去想去看化学反应前后的质量变化;再者是以参加化学反应的各物质质量总和为基准去想去看化学反应前后的质量变化;另外,还有两条副脉络:其一是 从微观水平和本质上理解质量为什么会守恒;其二是从实验水平上证明质量是守恒的。在这两条副认知脉络上,可能存在着若干认知障碍,比如:从开放体系到密闭 体系、从分步称量到整体称量的实验“思维”转换;从物质质量到微粒质量的理性思维转换。
我 认为,基于学生认识方式转变的教学,其问题线索的设计必须是针对学生的认知脉络的关节点的。证据线索应该支持和回应问题线索。学生活动开放点的设置应该选 择合适的问题解决环节和获取证据的环节上。解决了问题就获得了相应的结论,这结论就是我们所要的知识;解决问题之后或开展活动之后要交流讨论的还应该有认 知脉络的发展,认知障碍的突破,认识方式的转变,这就是我们所要的过程方法;最后,要明确的是学生有权明了为什么要学习这个知识内容,这就是设置有意义的 情景和素材的出发点和落脚点了。
开放性与实效性一定是对立的吗?封闭与控制就一定有实效吗?
一般的人都认为,开放性与实效性是矛盾对立的,提高实效性的途径是否一定就是控制和封闭?真是这样吗?现举实例说明。在质量守恒定律一课的教学中,老师们普遍的想法是:(1)如果让学生做4个实验肯定开放性更好,但是时间不够,就会降低实效性。于是,近一半的老师让学生分组做相同的2个实验,而且是没有气体参加或生成的反应。而另有四分之一的老师则让学生分组从4个实验中挑选2个实验做,全班同学加起来则做了4个不同类型的实验。(2)如果让学生设计实验方案肯定开放性更好,但是时间不够,而且一让学生自己设计他们就乱做,成功率太低。于 是,大概有不到一半的老师是让学生按照老师设计好的实验步骤和具体要求进行实验的;有近三分之二的老师让学生自己设计实验方案,但都在实施实验之前组织了 实验方案的交流和讨论;也有五分之一的老师是让学生按照自己的设想实施的实验,有的老师提供给学生的实验
装置是安装好的,有2-3位老师提供给学生的是实验装置部件。还有一位老师最大胆,他允许学生跨实验选择实验装置,所以出现了同一实验内容不同小组的学生选择的实验装置不一样的情况,而且老师还鼓励他们进行了实施,并对实施效果进行了交流,引导学生们分析实验结果出现差异的原因。
其 实上述各种不同的处理,都是教师在开放性与实效性之间做出的某种权衡和选择。但是令人深思的是上述不同开放性的教学处理都是这次优质课评比中的教学现实, 大家的教学时间都是相同的,学生都是陌生的且都是来自同一所学校的平行班,一节课中质量守恒定律的相关知识的教学目标都完成了。可是学生的活动内容和空 间,接触的信息和问题却有很大差异。那么,综合看来,这一节课,到底哪种教学处理的实效性更好些呢?开放性与实效性一定是对立的吗?提高实效性的途径是否 一定就是控制和封闭?还有,老师对学生的指导只能有让学生全体安静面朝老师听老师统一讲、统一演示这一种方式吗?当然,我们首先要决定的是开放性的必要性。
在这20节 课中,我们还能看到很多有意义的兼顾开放性和实效性的措施,比如,有的老师自制了各种化学反应精彩图片为质量守恒定律学习创设开放的情境,同时还兼有感受 化学美的教育功能,但为了节省时间,利用课间十分钟期间电脑投影播放;再比如,教师将实验分成前后两部分使用,特别是在定律条文讲完之后再演示蜡烛燃烧及 称量的实验,然后让学生讨论、分析、质疑和改进实验,这样做一方面增加了教学的开放性,同时提高了蜡烛实验的使用实效和教学功能。老师们开始体会到提高学 生分组实验实效性的多种手段和方法,开始不盲目追求成功率和一致性,开始学习利用差异的学习价值和教学功能。??
多花时间用于知识传授就能保证知识教学的实效性了吗? ——虽然重视知识传授却忽视最基本的学习规律
说来很有意思,在这次北京市初中化学优质课观摩活动的前半程,我更多地思考了前面六篇博客中所写的问题,等到后半程时,我更想跟听课的学生做一些个别交流。首先,我在上课之前询问学生: “你 以前听说过质量守恒定律吗?”回答说“听说过,大体知道。”我又问:“拿木炭燃烧这个您熟悉的实验来说,你认为在这个反应前后什么的质量没有改变(守 恒)?”被询问的两个学生回答:“木炭的质量等于生成的二氧化碳的质量。”下课后,我又询问这两个学生上述同样的问题,其中一个学生的回答
仍然是“木炭的 质量等于生成的二氧化碳的质量。”另一个学生回答:“木炭的质量等于生成的二氧化碳的质量与剩余的木炭的质量之和。”听了学生的回答后,大家好象都哑然 了??这种问答结果在其他班的课那儿也有重现。
我 突然感到很多的老师居然都忽略了一个知识传授的重要规律,这就是认识需要具体化,要想提高概念原理的学习和应用水平必须伴随着更科学的认识方式的建立。所 有的老师都想当然地认为或者说是假定学生已经顺利完成了这一认识过程。做了那么多实验难道还会出这样的问题吗?老师围绕质量守恒定律的条文分析了关键字 词,强调了注意事项,为什么还会出现这样的问题?回想老师的教学行为,还真缺失了点什么,比如很少有老师会自始至终地要求学生真正按照“首先分析反应物都 有什么,质量是多少?质量总和是多少?再分析生成物都有什么?质量是多少?质量总和是多少?反应前后质量总和变没变?”这样的思维程序去分析问题。大部分 都是直接问:“反应前后质量总和变没变?”,如果学生根据实验结果来回答,结果与上述相同,分析不分析,只要是封闭体系,总质量都不会变,所以掩盖掉他自 身认识的缺陷。如果学生根据定律条文来回答,他根本用不着分析,同样会掩盖掉他自身认识的缺陷。综上所述,我认为,真正有效的提问方式应该是:首先举具体 的化学反应带学生分析,明确分析程序,并且贯穿始终地问学生:是什么的质量没有变?反应物有哪些,生成物有哪些?不满足于他只说出反应物的总质量等于生成 物的总质量。只有这样,才能形成和确立学生正确、合理的化学反应及其质量的分析方式和习惯。这对于后续的学习,如化学方程式的书写、质量守恒定律的应用等 等都是非常基本又是非常重要的。开来,就是讲知识传授,我们也还有许多需要探索和改进的地方呀!