摘要:在新课程改革中,由于初高中教学的分离,教学衔接问题是影响中学化学教学效果的因素,后疫情时期为实施“以学生发展为中心”的教学目的,依托信息化资源平台,采用线上线下混合教学模式,探索在满足不同程度学生的个性化学习需求,提升学生学习的主动性,开启学生内在潜力与学习动力的教学实践。
关键词:混合教学模式;初高中衔接
一、探究初高中化学衔接教学的价值
对于初入高中、知识程度参差不齐的学生来说,无论是学习的方式、抑或教学的进度都与初中时期有了很大的差别,而在传统的“以教师为中心”的教学模式中,学生被动接受知识,疲于记忆,缺乏思考,不仅难以提高学生的学习兴趣和自主学习能力,也无法满足网络时代学生的个性化学习需求、实现“以学生为中心”的教学目的。依据建构主义学习理论,围绕学生知识、能力和素质三方面的综合培养,通过合理设计教学内容,建设课程的信息化资源平台,进行线上线下混合教学模式的探索与实施。主要思路如图1所示。
二、混合教学模式的实施
化学是人类进步的关键,化学是为变革的社会服务的,作为现代文明社会的公民应该具有的基础知识,化学教育是提高公民素质,民族素质必须的教育。化学教师担负着化学教育的重任。初中和高中都属于基础教育,化学是必修课,因此,应通盘考虑,全面把握培养学生的兴趣。
(一)师生共建资源
经历了疫情特殊时期的居家学习与教学,无论是对学生还是教师,都是一种不小的生理和心理的考验。广大教师需要明白,后疫情时代的教学再也不可能回到疫情之前。我们所面临的问题,会比之前更艰难、更亟待解决。我校依托希沃教学平台进行课程信息化资源库的建设,主要内容涵盖传统信息化教学资源所需的课程视频、教学全程PPT、动画库和丰富的题库,还包括针对各章节重难点制作的微视频和知识拓展资源,并根据教学活动反馈的信息不断进行资源的修改、完善与更新,充分满足学生的个性化学习需求,这部分内容主要由教师提供。另外为充分调动学生学习的积极性和主观能动性,在资源平台开辟了学生成果展示交流区,主要包括学生独立制作的课后习题解说微视频,针对某些知识点制作的微课,以及教学活动中录制的各种作品,并不断更新迭代。信息化资源平台从师生双主体视角对教学资源进行优化整合,不仅为学生获取知识、交流讨论提供线上资源与空间,更为他们展示自我能力和成果提供舞台,让学生在教学活动中充分体会成就感,提高他们的学习积极主动性、激发内在学习动力。
(二)碎片知识系统化
网络课程资源的特点之一是便于学生利用碎片化时间进行学习,因此提供的课程视频均采用内容碎片化方式。但信息资源将知识碎片化的同时,会造成知识的系统性在一定程度上的缺失。基于此借助希沃平台建立便于检索的立体化超链接课程思维导图,每章的思维导图均有相应的二维码便于学生查找,导图不仅包括章节内知识点之间的关联,还将重难点微视频、动画等链接其中,实现碎片知识的系统化、立体化,解决碎片知识迷航问题,意味着让落叶般的碎片知识“重回枝头”。学生可以在手机学习通平台直接查找导图及其链接的各种资源,也可以用学习通APP扫描二维码以便快速获得相应章节的导图并将其放大。
以晶体思维导图为例,结晶为初中化学内容,溶解和结晶则是初高中共有知识点,分子晶体、离子晶体,原子晶体及晶体熔沸点比较是高一高二高三研究内容。
(三)教学实践
在课程教学活动中,传统单一化的教学方式弊端凸显,早已不能满足互联网时代学生的需求。为此以信息化资源平台和智慧教室为依托,依据线上学情统计的数据聚焦教学中的问题,进行交互学习的多模式的混合教学,将课程信息化平台与教学活动有机融合。在课程教学活动中的交互学习,主要包括学生与资源平台的交互,学生之间、师生之间的交互,以及学生个体原有的知识结构与新知识的交互。而多模式混合教学包含课堂翻转、小班拓展讨论以及趣味实验等多种教学活动。具体安排如图所示。
课堂翻转 | 互动讨论 | 拓展课题 | |||
课前 | 课前任务 | 学习微课 | 自主选课 | 文献查阅 | 文献查阅 提交方案 开展实验 成果展示 |
在线测试 | 小组学习 | 线上讨论 | PPT制作 | ||
答疑互动 | 学情反馈 | 答疑分析 | |||
课中 | 情境创设 | 任务驱动 | 组间问答 | ||
分组讨论 | 分析互动 | 成果发布 | 评价反思 | ||
课后 | 课后巩固 | 知识胶囊 | |||
评价反馈 | 思维导图 | ||||
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1.以实验探究任务驱动,创设化学学习情境
高一化学《开学第一课》我首先问学生一个问题,化学是什么?Chemistry = Chem + is + try,—that is, Chemistry is try!化学即尝试!
课堂教学中设计探究实验:
探究实验一:对比测量食盐固体、食盐水溶液的导电性;思考为什么都是食盐,但导电性不同?
探究实验二:测定0.1mol/LHAc, 0.1mol/L HCl, 0.1mol/LNaCl, 0.1mol/L氨水溶液的导电性并思考为什么导电能力存在差异?
探究实验三:设计1电解饱和食盐水微实验:用锡箔纸连接干电池与食盐水溶液,观察锡箔纸表面的变化。设计2探究电解饱和食盐水微实验:9伏干电池、滤纸、饱和食盐水、酚酞试液、KI-淀粉试纸、石墨电极、导线,在用饱和食盐水浸湿的滤纸上用电极连接干电池,滤纸上滴加酚酞试液,电极片上分别放置湿润的KI-淀粉试纸,观察现象?并对比初中学习的电解水,讨论为什么?以上实验物质的选取都是基于生活常见物质,尤其第三个实验又是在新冠疫情大背景下,家庭自制消毒液的简易设计。学生学习兴趣很浓,而这些内容对学习离子、电解质和氯碱工业打下基础,使学生感知到化学基于实验、尊重实验事实,进行对比、探究的乐趣。
2.基于信息平台,课后拓展课题的延申分享
科学只能实事求是”!实验探究的魅力在面对新冠肺炎疫情中,钟南山告知公众新冠肺炎存在“人传人”现象。此后,他带领团队只争朝夕,一边进行临床救治,一边开展科研攻关。在新药研发中,中国中医科学院首席科学家,“共和国勋章”获得者,首位华人诺贝尔生理学或医学奖获奖者屠呦呦,多年从事中药和中西药结合研究,创制出新型抗疟药青蒿素和双氢青蒿素,挽救了全球特别是发展中国家数百万人的生命,她从系统收集整理历代医籍、本草、民间方药入手,在收集2000余方药基础上,编写了640种药物为主的《抗疟单验方集》,对其中的200多种中药开展实验研究,历经380多次失败,利用现代医学和方法进行分析研究、不断改进提取方法,终于在1971年获得青蒿抗疟发掘成功。1972年,从该有效部分中分离得到抗疟有效单体,命名为青蒿素。青蒿素为一具有“高效、速效、低毒”优点的新结构类型抗疟药,对各型疟疾特别是抗性疟有特效。
设问:青蒿素的结构是什么样的?为什么在高温下会丧失活性?具有特殊的过氧基团对热不稳定,易受湿、热和还原性物质的影响而分解。这些在高中化学的后续学习中,我们可以解答。
化学探究源于生活又服务于生活,发展学生的科学素养离不开科学的学习过程。科学不仅是一堆事实和理论,更是一种思考和探索的过程,科学的核心是探究。尽管教材中的内容对我们来说是已知的,但对学生来说却是未知的。教学中教师必须改变学生接受学习、死记硬背、机械练习的学习方式,将知识的自然途径还原为类似于科学家的探究过程,让学生主动探究,通过“真知”再发现来还原和感受知识的形成过程,获取知识和技能,领悟科学思想观念,学习科学的研究方法。
3. 结合初高中衔接知识,线上与线下有机融合
现行高一课本第一章原子结构,对于初三未曾建立原子、离子概念,是很难理解比较抽象的。所以,课堂教学中首先我会演示一个简单的实验,把高锰酸钾固体颗粒无限制的分割,最后是把它溶解在了水中,颗粒消失不见了,而水却变成了紫红色,使学生建立物质无限可分的观念,使学生从微观角度去认识物质、认识世界。
现代化学以物质结构理论为依据,人们不仅能利用化学反应,还能控制化学反应,甚至能操纵原子。
我就设计请同学结合“华为芯片事件谈谈微粒观的理解”。
全球半导体龙头企业台积电公布了第二季度业绩。关于备受瞩目的华为问题,台积电官方表示,9月14日之后台积电将终止为华为供货。芯片除了纳米制程工艺,还有包括场效应管在内的一些关键技术工艺。FinFET(Fin Field-effect transistor),全名叫鳍式场效应晶体管,是一种立体的场效应管,由加州大学伯克利分校胡正明教授发明,目前被很多主流芯片采用。当晶体管的尺寸小于25纳米以下,传统的平面场效应管的尺寸已经无法缩小。FinFET的主要思路是将场效应管立体化,由此减少晶体管间距。华为麒麟系列芯片从950开始采用台积电FinFET工艺,制程也从950开始采用台积电FinFET工艺,制程也从950点16nm逐步提升到980的7nm。nm制程的实际定义,是把一个晶体管FET门电路的栅(source到drain的距离)做到等效7nm级别的长度,晶体管示意图中的“L”。制程越小,功耗也就越小,性能和能效比相对也越强,同样体积硅片容纳晶体管数量越多。但进入7nm工艺后,由于接近原子级尺寸,开始受到量子理论影响,后续改进制程回越来越难。可见纳米技术的发展,企业的生死存亡,都基于微观微粒理论,为中华之崛起而读书,努力学好化学,始于足下,不再是口号!
4.自主选课,翻转课堂
在开展化学教学活动时,教师应结合本课时的具体知识来创设良好的教学情境,在教学情境中渗透社会主义核心价值观、最前沿的化学科研成果、与本章节知识有关的化学家的真实故事。在教学的过程中实现育人目标,引导学生树立正确的世界观、人生观和价值观,从而培养学生科学精神与社会责任。
例如:在高一化学第一章学习原子结构部分,我会设计请同学查阅资料介绍AI与人类的联系。学者迈可斯.泰格马克《生命3.0》中将生命分为分为三个层次,生命1.0、生命2.0、生命3.0,生命3.0是一个由人工智能重塑的科技阶段,在这个阶段生命不仅能极大程度地重新设计自己的软件,还能重新设计自己的硬件,而不必等待进化的恩赐。人们发现神经细胞这模糊了心灵和身体的界限。如果意识也如同化学研究的物质一样都是由原子构成的,那么未来人类与AI机器人将不再有本质的区分。那么近现代原子结构理论将帮助我创造出,今天我们不敢想象的世界,也许我们的世界观将被重建。
又如高一学习同位素时,认识氢元素的三种同位素中,我会设计请同学查阅资料介绍中国的受控核聚变技术,在一定条件下一个氘核(由一个质子一个中子组成)和一个氚核(由一个质子和二个中子组成)会发生聚变核反应生成一个氦核(二个质子和二个中子组成),并放出一个中子,精密的测量表明氦核加上一个中子的质量之和小于一个氘核与氚核反应前的质量之和,发生了明显的质且亏损,根据著名的爱因斯坦质能公式E=mc 反应过程中出现的质量亏损转化为巨大的能量释放出来。受控核聚变技术难度极高核聚变的条件相当苛刻,要求具有足够高的点火温度几千万摄氏度甚至几亿摄氏度的高温,非常低的气体密度相当于常温常压下气体密度的几万分之一并保持温度和密度足够长的时间等。学生突然意识到所学的知识点——同位素,居然能帮助人类解决能源问题,学习热情高涨。
化学是为变革的社会服务的,作为现代文明社会的公民应该具有的基础知识,化学教育是提高公民素质,民族素质必须的教育。学生是社会中的成员,化学教学不能远远与社会生活剥离。新课程标准中明确指出“通过以化学实验为主的多种探究活动,使学生体验科学研究的过程,激发学生学习化学的兴趣,强化科学探究的意识,促进学习方式的转变,培养学生的创新精神和实践能力。
对刚刚步入高中的新生,由于教育环境、教材方面、教学和学生的学习、学生心理和思维发展的不成熟等原因,高一化学教学要在学习目标、学习心理、教材教法,化学语言和实验技能等方面做好衔接。在教学实践中注意紧密联系生活实际,将社会、科技前沿热点融入化学教学内容体系的点滴当中,在教学实践中,我们发现学生掌握信息技术的能力和兴趣远超我们的设想,将课堂内容融入到信息平台,给予孩子以类似电游式的挑战。不仅提升学习的热情和主动性,更能体会作为基础中心学科化学无处不在的无穷魅力,同时也是个体能够适应未来社会、促进终生学习、实现全面发展的素养动态保障。
参考文献:
[1]中华人民共和国教育部制.普通高中化学课程标准(2017年版)北京,人民教育出版社.
[2]张克龙.基于化学学科核心素养落实的课堂行动[J].现代中小学教育,2017(3).