新课程下的化学教育论文

2022-04-23

小编精心整理了《新课程下的化学教育论文(精选3篇)》相关资料,欢迎阅读!【摘要】新课程下创设有利于初中化学教育的自由环境,指创设有利于初中化学教育的宏观社会自由环境,中观多元教学评价自由环境,微观开放式课堂教学自由环境。

新课程下的化学教育论文 篇1:

浅谈新课程观下的化学教育改革

摘要:在新课程观下,高中化学课程是科学教育的重要组成部分,它对提高学生的科学素养、促进学生全面发展有着不可替代的作用。在新课程标准下,我们教师的观念、素质、角色、行为又将发生怎样的变化呢?又如何进行化学实验教育教学呢?这将是我们每一位化学教师面临的实际问题。在新课程教育下,让实验能在学习中创新,采用多种实验方法,活跃学生思维。培养学生的创新能力,激发学生学习兴趣。

关键词:教育观念 更新 全面发展

在新课程观下,要全面推进素质教育是我国当前教育现代化建设的一项紧迫任务,是我国教育事业的一场深刻变革,更是我国教育思想观念的转变与更新和人才培养模式的巨大进步。当前,在化学教育教学中,要推行素质教育,适应新课程改革的新要求,需要解决的问题很多,但我认为急需解决的问题是以下几个方面。

一、教育观念的转变与更新

教育观念是人们对教育问题的认识和看法,可以说教育中的每个问题都存在着观念问题。它通常表现为教育过程中的观点即教育观念,有正确和错误、先进与落后、积极与消极之分。先进的教育观念产生积极的教育行为,使教育获得成功和进步;而落后的教育观念则产生消极的教育行为,导致教育的失败,甚至害了我们的受教育者。因此,必须转变那种“妨碍学生创新精神和创新能力发展的观念、教育模式,特别是教师单向学生灌输知识,以考试分数作为衡量教育成果的唯一标准,以及过于划一呆板的应试教育制度”。冲破传统教育观念的束缚,面向全体学生、关注学生,以学生为本,尊重学生的身心发展规律,以全面提高学生素质,促进学生的主动、全面和健康发展;牢固树立:“关注人”、“一切为了每一位学生的发展”的现代教育观念。新课程要求教师树立的新观念不能只是社会舆论,只是教育家、教科书等所宣传的“应该如何做”的观念;而是应该倡导观念,并在此基础上,进一步学习与实践,使这些现代教育观念逐渐被教师理解和接受,在感悟中逐步内化,并在实际中对自己的教育行为形成切实的指导。只有这样才能真正成为符合新课程要求的课程改革的实践者、研究者、推动者。

二、要建立一支高素质的教师队伍

教育离不开教师,教师是教育教学的实施者,是教育的直接组织者和实践者、研究者、推动者。没有高素质的教师,就不可能适应新课程改革的要求,更不可能培养高素质的学生。教师的素质决定课程改革的进程和成败,教师是新课程实施中的关键环节,教师的素质直接影响着新课程实施的效果。

我根据《普通高中化学课程标准》中对其课程的基本理念概括为:必须要有一支高素质的教师队伍,否则由于教师的知识结构、能力、水平、观念、教学方法等方面制约着化学教育目标实施的质量。这样在新课程观下,对化学教师就比以往提出了更高的要求:①必须敬业、勤业、乐业、热爱教育事业;②要有系统、扎实的化学专业基础知识;③要有系统的科学方法论的知识;④应具有较高的教学艺术水平;⑤要牢固树立现代教育观念。现代教师应该是学生全面发展的培养者;是师生民主平等关系的建立者;是学生学习过程的指导者;是教育信息资源的开发与应用者;是学生心理健康的培育者、维护者;是课程的建设者、研究者、开发者。

三、注重培养学生的兴趣、方法和创新能力,促进学生全面发展

在化学知识的教学中,要注意培养学生的学习兴趣和学习方法。高中化学课程是科学教育的重要组成部分,它对提高学生的科学素养、促进学生全面发展有着不可替代的作用。新课程要求教育旨在谋求学生整体的智能与人格的健康发展,而学生的主动参与则是他们的智能得以持久发展的关键所在。这就要求教师在化学教学过程中,要精心组织和设计教学活动,创设化学情境,引发学生思维的积极性,以生动的实例和充分利用化学演示实验、学生实验、课外活动,并依据化学学科的特点,启发引导学生,通过对化学知识的产生、形成和发展过程的探究,使学生产生浓厚的学习兴趣,获得学习化学的方法,增强学生对化学知识的求知欲,引导学生积极主动地学习。其中,在新课程观下的化学教学中实验有非常重要的地位,它不仅提高学生对化学课的学习兴趣,还能培养学生对化学课题的思维能力,并且它还能提高学生的观察能力以及动手操作能力。新课程教育大力培养学生对科学不断探究的精神,因此教师讲实验时候,不仅讲教科书上的实验方法,还鼓励学生多多思考,并讲出课本以外的各种实验方案。

因此,教师对于实验,要更新实验思路,改变过去为做实验而做实验的意识,让实验能在学习中创新。实验中要引导学生观察,采用多种实验方法,活跃学生思维。要创设实验问题,变演示实验为探索性实验,培养学生的创新能力,激发学生学习兴趣。实验后要重视方法总结,改变过去只以成绩来评价学生的观念。

参考文献:

1.过氧化钠与水反应实验的改进.化学教育.1987,(6).

作者:李今花

新课程下的化学教育论文 篇2:

新课程下创设初中化学教育的自由环境

【摘 要】新课程下创设有利于初中化学教育的自由环境,指创设有利于初中化学教育的宏观社会自由环境,中观多元教学评价自由环境,微观开放式课堂教学自由环境。

【关键词】化学教育 自由环境 教学评价 开放式 课堂教学

一 问题的提出

初中化学新课程以提高学生的科学素养为主旨,将科学探究作为课程改革的突破口,激发学生的主动性和创新意识。初中化学教师据此进行了众多有益的探索。但是在目前,化学中考作为初中化学教学评价非常重要的一种终结性评价形式的背景下,全社会在“考分至上”的功利思想驱使下,人们仍然认为,化学中考考什么,教师就该教什么,学生就该学什么。因此不改变现行初中化学教育的大环境,初中化学新课改就很难再上一个新台阶。那么,如何改变新课程下初中化学教育的大环境呢?马克思主义哲学的基本原理告诉我们,人类社会发展的总趋势表现为从必然王国向自由王国不断转化的过程。自由王国是指人们认识和掌握了社会历史的必然性和规律,使自己成了自然界和社会的主人。人只有在自由环境下,才能开出创新之花,结出创新之果。美国密歇根大学校长玛丽•苏•科曼女士认为:现代人才培育需要资金及自由环境。因此分析制约初中化学教育的诸因素,创设有利于初中化学教育的自由环境非常有必要。

二 创设新课程下教育公平的宏观自由环境

初中化学教育是一个受多种环境因素影响的生态系统,它首先离不开宏观社会大环境的影响。

主体因素:一是各级政府和教育行政主管部门;二是全体社会成员(具体指学生家长)。

客体因素:学校的教育资源。

主体对客体的制约因素:一是教育资源的不平衡性。这是由我国现行教育财政投入制度造成的和各地经济发展水平决定的。我国现行制度规定,各级地方政府负责本级地方的教育投入,由于各地经济发展不平衡,所以就造成各地教育资源的不平衡。二是优质教育资源具有稀缺性。而化学中考作为获得优质教育资源的最主要的公平手段而不断被强化。三是学生家长的望子成龙心理及教育功利思想对微观教育环境的主体所造成的巨大压力。

创设宏观社会自由环境需要各行为主体共同努力:一要实现中学教育的公平,中央政府应负责。二是切实落实《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010~2020年)》确保到2020年我国基本实现教育现代化,满足人们对优质教育资源的需求。2010年7月14日国家主席胡锦涛在全国教育工作会议上发表重要讲话就推动教育事业科学发展提出5项要求,他指出:“必须促进教育公平,加快缩小城乡、区域教育发展差距。”三是家长要转变思想观念,尊重学生个性发展,给学生创造一个宽松自由的成长环境。

三 创设新课程下多元评价体系的中观自由环境

初中化学教育也是一个深受中观多元教学评价体系影响的生态系统。

主体因素:教育主管、学校领导、化学教师、学生。

客体因素:教学评价体系。

制约因素:一是受化学中考作为唯一的升学评价体系制约。受中考指挥棒影响,教师只能机械地教学,学生沦为考分的奴隶。二是化学新课标规定教学二元评价体系没有与学生的升学评价体系相挂钩,初中化学新课标规定的二元评价体系指教师对学生的评价和学生的自我评价。

创设初中化学教育的中观多元教学评价体系的自由环境需要各行为主体的共同努力:一是教育主管部门要规定教师对学生的评价和学生的自我评价及化学中考三者在升学评价中的合理比例。这样多元教学评价才能形成合力,共同推动新课程下初中化学教育。二是要逐步提升初中化学教师对学生的评价在升学评价中的比重。三是要逐步降低化学中考在升学评价中的比重。这样就可以逐步降低化学中考对初中化学教育所带来的副作用。

四 创设新课程下开放式课堂教学的微观自由环境

课堂教学的微观环境时刻影响着初中化学教育的每一节课。

主体因素:教师、学生。

客体因素:初中化学课堂教学。

制约因素:一是人们现在否定教师在教学中的主体地位。二是我国的教师格被诸多利益主体束缚。教师格是指教师依法享有的教育学生的独立权利、手段、资源、方法、人格等。教师格被诸多利益主体束缚直接影响课堂教学创新。例如,初中化学新课标规定,教师可有对学生进行活动表现评价和纸笔测验评价的权利,但事实是,每学期中学教育的三种重要评价形式,如:期末考试、期中考试、月考等均剥夺了课任教师的命题权、组织权、阅卷权。考学生的实质就是考老师。三是我国尚未形成独立的学生格。学生格是指学生健康快乐自信成长过程中所具有的权利和人格等。我国家长普遍有望子成龙的心理,过于强化考试这一公平手段。学生的成长压力太大。难以形成独立的完整的学生格。

创设新课程下初中化学教育的开放式课堂教学的微观自由环境:一是要承认教师是教育的主体,学生是受教育的主体。二是要创设独立的完整的教师格。确立初中化学教师对学生化学教育负责制。三是要尊重学生,促进学生形成独立的完整的学生格。

开放式初中化学课堂教学必须是在自由环境的氛围中所形成的动态的开放式的课堂教学。当然这就要求初中化学教师转变教育观念,允许学生有不同见解,独立见解,不求唯一标准答案,鼓励独创意见,允许出现错误答案等。下面以沪教版九年级化学下册第七章第一节溶液的酸碱性教学设计为例,探讨其受教育环境的影响。

〖教学目标〗知道溶液的酸性和碱性。了解溶液酸碱性与生命活动的关系。初步学会用酸碱指示剂检验溶液的酸碱性。

〖教师准备〗实验用品:白醋等。多媒体课件:波义耳发现酸碱指示剂。酸雨给人类生产生活带来的危害。

(学生准备)

〖预习新课〗带一些常见的物品用来做实验,物品的量可极少。

〖教学过程〗请同学们将所带来的物品制作成溶液,并将自制的溶液按酸性、碱性、中性分为三类,

提问:你们是用什么方法来分类的?

请两个同学到黑板上统计使用各种方法的人次。

学生回答:用嘴尝、用鼻子闻、用眼看、别人告诉、猜测等。

那么,是否有科学的方法来检测溶液的酸碱性呢?下面我们来看英国化学家波义耳是怎样发现酸碱指示剂的。多媒体课件演示。

参考教材第180页,师生共同自制酸碱指示剂。

师生共同用自制的酸碱指示剂和PH试纸分别检测刚才我们自制的溶液的PH值,并写出实验报告,说明我们一开始分类是否正确。你对本次实验是否满意,如不满意,请写出下次实验需改进的地方。如实填写实验报告,包括两次实验中做错的地方。

阅读教材第182~183页了解一些农作物生长最适宜的PH范围,回家后,测量自家承包地土壤的PH值,并提出施肥改良土壤的意见,写出实验报告上交。若无承包地就测量你家的花盆土。

本次为开放式课堂教学,安排三次实验,用第二次实验去检测第一次实验,课后安排的第三次实验来巩固第二次实验,已经接近测土配方改良土壤,用所学化学知识服务于生产实际了。每一次各人所作的实验各不相同。但每一个人做过三次实验知识和技能肯定提高。本次开放式课堂教学设计只适宜在初中化学教育的自由环境中进行,如果师生在追求考分至上的环境中学习本节,那么教师只需按常规讲解本课知识,做好规定的演示实验,学生只需记熟本节的知识结论即可,就不用设计这些开放式实验。因此,创设初中化学教育的自由环境,是下一步新课改再上一个新台阶的重要保证。

参考文献

[1]中华人民共和国教育部.全日制义务教育化学课程标准(实验稿)[M].北京:北京师范大学出版社,2001:1

[2]孙同明.新课程标准下的中考化学试题探析[J].中学化学教学参考,2010(5):50

[3]赵家祥.马克思主义哲学原理[M].北京:经济科学出版社,1999:254

〔责任编辑:高照〕

作者:徐小叶

新课程下的化学教育论文 篇3:

生成性教学在化学实验教学中的应用探究

摘要:与预设性思维主导下的灌输式教学相反,生成性教学强调学习的主动性和知识意义的自我生成,具有参与性、创造性和开放性等特征。随着新课改的深入,为了不断提升化学课程教学质量,在化学实验中应用生成性教学,既是对实验教学认识深化的结果,也为实验教学设计提供了新视角,能很好地满足当下化学实验教学需求。以辅酶催化合成安息香为例,通过创设教学情境,激发学生兴趣,孕育生成→设计教学问题,发散学生思维,有效生成→捕捉教学时机,鼓励学生质疑,强化生成三个层次的分析,探究了化学实验的生成性教学。

关键词:化学实验;生成性教学;安息香

文献标识码:B

doi:10.3969/j.issn.1008-0546.2019.04.021

一、引言

化学是一门以实验为基础的研究物质组成、结构、性质及其变化规律的自然科学。许多化学知识,如化学概念、基本原理、元素及化合物性质等都可通过化学实验获得。化学实验不仅是人类认识物质的一种方法,也是人类创造性地运用科学知识和实验手段,有计划地实施探究性活动的过程。化学实验不仅能锻炼学生的动手实践能力,更能培养学生实事求是的科学态度和批判性思维能力,是培养创新型人才的重要途径。

在传统的以预设性思维主导下的化学实验教学中,教师照本宣科,学生照方抓药;教师是知识的传导者和实验过程的监督者,学生是知识的接受者和既定方案的执行者,缺乏主动参与意识和探究欲望,不利于创新人才的培养。这种模式下的教学计划是刚性的,教学过程是静态的,教学结果是现成的;但实际的实验教学过程会出现各种偶发事件,是动态的、不确定的,具有内在的生成性。作为以“传道、授业、解惑”为己任的教师,除了传授学生知识,更要教给学生科学探究方法,培养学生的批判性思维意识,使其能够自我发现知识并进行内化。因此,教师不能机械地按预设推进教学,而应把动态的教学过程中有关人物、环境及精神等因素结合起来,及时识别并捕捉各种偶发的知识信息,机智调整教学过程,调动学生的参与积极性,激活学生原有的知识结构,引导学生进行创新性思维,生成属于自己的个体知识,实施生成性教学。

处于信息时代的当今大、中学生已经具备相当的知识水平和认知能力,生成性教学可为学生发挥自己的主观能动性,促成学生生成新的认知,尊重学生的现实发展提供可能”。基于化学实验过程的不确定性、自组织性、复杂性、创造性的特点,实验教学要由封闭型静态设计转向开放型的动态设计,这是以学生的学习为本位的教学观和以学生的发展为本位的价值观的必然选择2]。这就要求教师要正确看待预设,做到凡是预设的都是具有弹性的,学习用动态、生成的观点看待丰富多彩的化学实验课堂,在教学情境中及时地对实验设计进行感知、判断和操作,根据实验过程中生成的问题和过程特点动态地完善和修正实验教学,更好地促进个体知识意义的自我生成13.4)

辅酶催化合成安息香是我校《综合化学实验》课程中开设的一个探究性实验项目。实验过程主要为在辅酶催化作用下,苯甲醛在乙醇-水溶液中发生双分子缩合生成1,2-二苯基羟乙酮,又称为安息香缩合反应。笔者以此实验为例,在教学过程中结合我校专业和学生特点,在促使由预设式教学向生成性教学转变的过程中,做一些积极的思考和探索。

二、辅酶催化合成安息香的生成性教学

1.创设教学情境,激发学生兴趣,孕育生成

生成需要一定的教学情境。情境要能够吸引学生的注意力,增加学生的学习兴趣,激发学生的学习热情,提高学生学习的内驱力。情境是新课程教学观中不可缺少的教学方式,情境为新知识的学习提供了模拟的环境,它可以帮助学生进一步加强对教材的理解,从而促进学生心理学习机能的发展和完善[5]。

美国教育家达克沃斯(Duckworth)[6]曾说:“我为学生提供情境,促使他们思考,并观察他们如何做。他们告诉我如何思考,而不是我教给他们如何思考。”所以,教师在实验教学活动中要有意识地创设有一定感染力的教学情境,要考虑使学生“爱学”,在教学结构设计中应包含调动学生兴趣、好奇心和主动性等环节,使这些内容对学生的影响深刻而持久,这样就为孕育生成做好了准备”。

[案例1]在本实验开始前,设置了这样的教学情境:在三个没有标示的烧杯中,分别放入新蒸馏的苯甲醛、在空气中暴露一段时间的苯甲醛和久置的苯甲醛(图la、b、c);可以看出,三种溶液的颜色分別为无色透明、淡黄色透明和黄色透明并伴有少量白色结晶自。

当把这三种苯甲醛溶液分别放在学生们面前时,他们的好奇之心不出预料地油然而起,并马上提出了一连串的问题:为什么苯甲醛会有三种状态?黄色透明的是什么成分,白色晶体又是什么物质?哪种苯甲醛可以进行安息香缩合?如果都可以用于实验,是否要纯化?纯化的话需要哪些实验手段?有效地调动了同学们的学习积极性。

通过创设这样的情境,促使学生自主地去探究这种现象的本质。通过查阅资料,他们了解到颜色的变化是与苯甲醛易被空气氧化有关,所以实验前需要新鲜制备苯甲醛或进行提纯处理,可为后续实验的顺利开展做好准备,这样的情境设定在悄然之中孕育了生成。

在生成性教学中,除了要注重创设情境,教师还要根据课堂实际,及时调整教学思路和教学行为,创设即时性的教学情境。由于教学过程的动态性和不确定性(实验课更是如此),教师课前的备课和预设无论多么充分,都无法穷尽课堂上可能发生的一切。这就需要教师在教学实践活动中,针对不同的教学实际,适应性地创设不同的教学情境,采取灵活多样的形式,并根据教学内容、教学进度和学生的反应等做出即时反应,及时调整教学计划,拓展教学内容,提升教学效果。譬如,教师可根据课堂教学实际,把即时出现的“预设”之外的情况作为情境,让学生进行分析;把学生的疑问、猜测设想作为情境,让学生对疑难问题争议讨论;把未按预期发展的实验过程作为情境,让学生将错就错地继续下去,等待是否会有其他意外惊喜的发现。

[案例2]在制备伊始,需要把维生素B1(VB1)加入装有水和95%乙醇的烧瓶中,待溶解并置于冰水浴中充分冷却后,才可继续滴加同样已冷却的氢氧化钠溶液。

教师在解释为何用冰水浴冷却时,通常会从VB1的性质入手,如VB1在碱性条件下不稳定,氢氧化钠会使VB1结构中的噻唑环开环导致其失效,为了防止VB1失效,同时又要使VB1在碱性条件下形成碳负离子催化安息香的形成,故VB1溶液和氢氧化钠溶液在反应前都要用冰水充分冷透。

但在一次教学中,对于比较简单的VB1溶解和冰水浴冷却过程,学生们却发现了异常现象。正常情况下,VB1溶液是无色均一透明的,但部分学生反映VB1一直未溶解或者先溶解后体系逐渐变浑浊并有白色物质析出;“是VB1失效了吗?”教师也感觉很意外,让学生再次重复该过程,但仍然出现了相同情况,教师对比了两组学生的实验条件,就发现了问题。于是提出“请同学们查阅VB1的溶解性质”,有学生很快找到答案:“VB1易溶于水,微溶于乙醇,当其乙醇水溶液被长时间置于温度较低的环境中时,其溶解度将降低,VB1会逐渐析出。”“那为什么其他几组同学冰水浴那么长时间体系还是透明的呢?”有学生再次追问。教师继续引导:请观察各自的冰水浴条件,实验成功的同学用的是冰块和水,而你们用的是生物冰袋和水,这个生物冰袋的包装使用说明上提到其可冷却的温度区间是-189C~-12C;学生接着回答:“也就是说需要控制冰水浴的温度,如果这个’冰’没有选对,温度太低,VB1就会析出。”其他几位同学恍然大悟:“我们刚才去取冰的时候没有拿冰块,自作主张地用了生物冰袋”,教师肯定了学生的分析。文献上一般都是提及VB1对热极敏感,遇热分解,故实验时需要充分冷透,笔者后来通过实验证明,当温度低于-3C时,就会出现VB1结块、凝固,导致其先溶解后析出,这样不利于催化剂的转换,使反应产率降低,VB1溶解于水和乙醇并于冰水浴中冷却是预设好的情境,体系出现浑浊是学生错用了实验材料而意外出现的低概率异常现象。学生对本反应的认知停留在“VB1溶液和氢氧化钠溶液在反应前都需要用冰水充分冷透,因为既要防止VB1的噻唑环发生开环反应,又要使VB1在碱性条件下形成碳负离子”。针对这种意外情况,教师应及时识别,快速思考,机智调整教学过程,且不可回避异常的浑浊现象,而以VB1失效烧瓶未洗干净等其他原因搪塞学生。通过该“意外”事件,学生不仅更深一步地了解了VB1的性质,而且体验了一次很好的由实验现象探究化学反应本质的过程。同时,由于学生的“失败”也促使教师对这一问题进行进一步的探索,精准把握了冰水浴条件。所以,“教师和学生都要充分关注课堂教学中的意外异常情况”[8,9],因为“这样的情境更利于激活学生思维,催生学生灵感,发挥学生的学习能动性”[10]。

2.设计教学问题,发散学生思维,有效生成

思维活动由问题的产生开始,到问题的解决结束;问题是思维的导火索,学生的自主学习,也是由问题开始。有意义的问题会激活学生原有的知识,并与新知识信息进行碰撞,促使学生进行创新性思维,形成真正属于自己的个体知识。

[案例3]本实验中用的催化剂是VB1,而教师在讲述安息香缩合反应的催化剂时,一般只是简单地提到早期使用的催化剂是剧毒的氰化物,极为不便,后来改用价廉易得操作安全和效果良好的VB1。学生在获取该信息时,第一反应就是把有毒的氰化物催化剂换成安全的VB1;VB1就是平时服用的一种维生素,而对VB1的结构特点及化学性质不再深究。

基于此,我们在教学中进行了情景设计:在3个试剂瓶中分别装入药店买来的VB1药片、新制备的VB1和放置一段时间的VB1溶液,并提出问题“这些VB1溶液是否都可以用于本实验?”;学生马上回答:“口服VB1药片,可治疗多种神经炎症,如脚气病。”VB1药片是一种生活中常用的药物,以此为切入点,可激发学生的好奇心和求知欲。对于新制备和放置一段时间的VB1溶液,则引导学生“从色泽和手感度感受二者的状态,能说明VB1的什么性质特点?”在这两个问题的引导下,学生经过资料查询和多边讨论,了解到“VB1药片除含有少量VB1成分外,还含有大量的淀粉、糊精、酒石酸硬脂酸镁等辅料,并不适用于本实验”、“VB1在酸性条件下稳定,易吸水,在空气中久置变黄失效并结块,同时光、金属离子均可加速VB1的氧化,在碱性溶液中VB1的噻唑环易开环失效”以及“采用何种化学分析方法去鉴别VB1是否失效”等信息。基于这些有意义的问题,引发学生头脑风暴,使其对VB1的化学性质全面了解,有利于后续实验的顺利开展,促进了课堂教学的有效生成。

每一个科学问题都有多种解决方案,如果教师对某个问题仅教条性地规定只有一个答案时,便失去了与学生心理和思维沟通的桥梁。针对问题的设想,一般的教学内容会安排的过于细致,推着学生生搬硬套地接受一连串的预设埋下的陷阱结论,这完全局限了学生的思维”。在实际课堂教学中,问题的设计要充分考虑学生的创新思维能力,从已有的信息出发,尽可能向各个方向扩展,不受已知的或现存的方式影响,给生成预留足够空间。

[案例4]安息香缩合反应对溶液pH值的要求很严,否则产率较低,甚至得不到产品。该反应要求在碱性条件下(pH9~10)进行。以下是一般教师关于溶液酸碱性教学中的一个很典型的问题设计及提问过程:该反应为什么要在碱性条件下进行?→碱溶液的浓度多少为宜?→既然要在碱性条件下反应,为什么溶液的pH值又要控制在9~10?→反应过程中,pH值超出,上述范围该如何调节?

上述教师所设计的问题答案指向清晰,环环相扣,学生不需要通過新旧知识的碰撞而进行创新性思考就能给出教师需要的答案,一切都在预料之中,无论是知识本身还是学生思维的生成性空间都不大。

基于教学的生成性和学生创新思维能力的养成,我们在教学中设计了这样的问题:“如何调节溶液pH值使VB1有效催化安息香的生成?”这个问题暗含了三个方面的内容:VB1在酸碱条件下的性质、VB1的催化机理及什么是有效的催化。反应快的学生马上回答:“因为VB1分子中噻唑环上的氮原子和硫原子之间的氢有较大的酸性,在碱性条件下可以使VB1形成碳负离子,去进攻苯甲醛的羰基碳正离子”;另有学生进行了反驳:“碱性条件下不行,因为碱会破坏VB1中的噻唑环,并且在碱性条件下苯甲醛更容易发生坎尼扎罗歧化反应生成苯甲酸和苯甲醇”;其他学生又继续补充:“从VB1的化学性质来看[12],其水溶液在pH=4以下时很稳定,加热沸腾1小时无明显变化。但当溶液pH升高时,VB1的稳定性则逐渐下降,当溶液pH值达到7.0时,加热沸腾1小时,VB1可分解68%,而在碱性条件下分解更快,所以不能在碱性条件下进行实验。”“这样看来好像有点自相矛盾?”学生处于迷惑之中。我们在此时对学生进行适时的引导和启发:既然VB1水溶液的pH值过低和过高都不行,那是否可以折中一下,pH值取个中间态?学生们各抒己见:“溶液必须呈碱性,没有碱就不能形成碳负离子,反应无法往后推进,所以应该是在一个相对较低的碱性条件下反应”“溶液pH值在8以上都属于这个范围,可以对比各个pH值条件下的效果”“这个反应会有少量水生产,可能需要实时检测溶液pH值并适当补加稀碱液”“万一碱加多了,是不是可以再补加VB1,因为如用盐酸中和可能会引入带氯的副产物”……学生们的思路就这样被打开了,你一言我一语的提出各自的见解,并最终通过多次实验,得到水溶液的最佳pH值在9.7时安息香产率最高的结论。

学生在讨论中形成不同的方案,在评价总结不同方案和实验验证过程中加强了溶液pH值对VB1影响的认识,避免了重复罗列的学习形式,提高了学生的创新思考能力。整个教学过程不再是在教师预料中的一问一答中进行,而是充满了不确定性和创新性,学生的好奇心得到了激发,课堂参与的积极性得到了提升,原有的碎片化知识得到了激活和条理化,批判性意识和创新能力得到了养成。

3.捕捉教学时机,鼓励学生质疑,强化生成

清朝唐彪曾说过:“有疑者看到无疑,其益犹浅;无疑者看到有疑,其学方进”,他强调质疑能力的培养对知识的学习是至关重要的。心理学研究也表明善于质疑的人不会盲从权威,敢于向传统挑战。在生成性教学中,需要教师运用大量的智慧性的而又是未加反思的行动[13],这就要求教师能化质疑为知识生成的火花,使学生变消极为积极,将生成性事件巧妙地转化为有价值的课程资源4。对于每个学生提出的疑问、建议和见解,教师应该用心和爱去感受,努力创造轻松和谐的课堂氛围,激发学习兴趣,焕发课堂活力。

[案例5]案例4中提到如果溶液pH值过高,安息香缩合难以进行,我们鼓励学生对该现象的成因进行质疑。

学生马上问到:“我们之前分析过pH值过高会带来的影响,一方面催化剂VB1的噻唑环容易开环,另一方面原料苯甲醛可发生坎尼扎罗反应[‘5),这是在较高碱性条件下得不到产物的两个主要原因,但是哪个起主导作用?”我们抓住契机,进行补充和启发:怎么去证明这两个影响是否存在?“VB1的噻唑环在碱性条件下容易开环,文献上提到用肉眼可以观察颜色是否变黄,刚才滴加碱液的时候也发现了这种现象,且在所有氢氧化钠加完后,溶液为淡黄色,可间接说明有部分VB1已失效”,反应快的学生用理论加实证的方法证明了第一个原因。对第二个原因也有学生进行了推理:“苯甲醛在强碱性条件下通过坎尼扎罗反应可生成苯甲酸和苯甲醇,但是苯甲酸也已通过苯甲醛的自身氧化得到,因此VB1催化下的安息香缩合反应中是否存在坎尼扎罗反应,可以通过苯甲醇的存在与否进行判断,即如果存在苯甲醇,就能说明有坎尼扎罗反应进行。”教师顺着这个思路继续引导:那么如何检测苯甲醇——红外光谱法、质谱法、色谱法……学生们经过分析,选用了液相色谱法进行检测,但没有检测出苯甲醇的吸收峰,从而证明了在较高pH值条件下,安息香缩合反应难以进行的主要原因是VB1的噻唑环打开而引起的催化剂失活,苯甲醛的坎尼扎罗反应并不是影响因素。

对于安息香缩合反应所需要的溶液pH值,多数实验讲义只是从理论角度分析pH值过高可能会造成的影响,但没有具体而深入去探究。在我们的实验教学中,教师针对这个点让学生提出质疑,并鼓励学生从实证的角度去验证,除此之外还引导学生把其他相关课程的知识创新性地进行融合,强化知识迁移应用能力的培养,有利于知识的自我发现和生成。

“为学患无疑,疑则有进,小疑则小进,大疑则大进。”这句南宋古语道出了问题的价值及意义,学生质疑能力的高低是生成性课堂的关键[16],特别是经过仔细推演反复验证的棘手的高水平问题[17],教师应该对此加以关注。培养学生的问题意识,引导学生敢问、乐问,通过师生之间的互动,发展学生的个性,挖掘学生的潜在优势,培养学生的质疑能力,达到强化生成的目的[18]。

[案例6]在水浴加热制备安息香缩合反应结束后,需要冷却烧瓶并使产物结晶析出,我们鼓励学生对该结晶过程进行质疑。

“教材上提到应先冷却至室温后再置于冰水中使其结晶,其实水浴反应的温度也就70C左右,为什么不能直接用冰水冷却结晶?这不是更快吗?”学生马上提出了其实早已存在的疑问。这种似是而非的认识反映了学生知识的碎片化和表面化,只能让其“眼见为实”;教师表面上认同了学生的想法,并让其尝试直接冰水浴冷却的效果。“怎么出现了油状物?固体结晶呢?”学生惊讶地问到。教师顺势进行释疑:“因为烧瓶中是水、乙醇和多种有机物的混合体系,如果冷却速度过快,杂质和产物就一起结晶析出了。”另一位学生追问:“结晶是个物理变化过程,产物都已经制备好了,就是出来的形态不对,是不是有补救的方法?”于是教师提出了预设的“重新加热油状物使之溶解成为均相体系,再慢慢冷却结晶”方案,但又有细心的学生提出质疑:“老师的方案是可行的,但我觉得既然产物已生成,只不过是直接冰水浴引起的冷却速率过快,暂时导致了油状物这个’假象’,我觉得可以再耐心等一会,应该会有结晶析出。”我们对这种突发情况也没有预料到,但学生分析的有道理,于是让学生们采用两种方法分别进行结晶,结果都得到了浅黄色的晶体,大家兴奋不已。

教师抓住教学过程中的“意外”问题,连续两次引导学生质疑,讨论一个看似简单的结晶过程,通过质疑→失败→再质疑→成功的过程,强化了对这个问题全面而深入的认识,不仅锻炼了学生的实践和观察能力,而且培养了学生的科学意识和发散性思维能力,有利于知识的自我发现与生成。

三、结论

化学实验教学过程具有不确定性、非线性、创新性、生成性等特点,因此寻求一种普适且有效的化学实验教学模式是不可能的,也是没有意义的。但任何事物的发展都遵循一定的规律,在动态的化学实验教学活动中,采取创设意境、设计问题和鼓励质疑等方法,透过复杂的实验现象寻找隐藏在现象背后的事物产生和发展规律,不断反思与总结,激发学生对化学实验的好奇心和参与积极性,培养学生的科学探究精神和知识的自我发现与生成能力。

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作者:单树楠 张雷

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