搜索
在“失误”中反思，在“体验”中成长——记叙一堂初三化学实验探究课的改进过程松江区九亭中学王仁余松江区教师进修学院教研室金国钧一．理由与目的市教科院在青浦的“教师在教育行动中成长”研究结果表明：1．教师需要有课例的专业引领2．教师需要行为跟进的全过程反思3．教师的需求在过程中提升2003年4月，我们参加了由上海市教科院顾泠沅博士领衔与松江区进修学院合作进行的《教师在行动中成长—以课例为载体，专业引领反思实践中提高的培训模式》课题研究。我们对课例想法是：1、二期课改倡导探究性学习，作为一种新型的学习方式，教师只停留在“理论学习”的层面上，而目前初三已进入全面复习阶段，为了让学生在以后高中阶段的研究性学习提供一点感性认识，于是我们产生了一个实践探究的欲望。“实验方案的设计与改进”，要掌握一定的化学基础知识，又要具有一定的知识迁移的能力。初中学生进实验室机会不多，物质鉴别、鉴定实验以及“实验方案的设计与改进”等大多是在课堂中“口述、笔耘”来完成，实验现象总是“正确”的，学生感受不到“失误和失败”的亲身经历。我们注意到：学习必须由一般化的原则来引导以便能够广泛应用，死记硬背获取的知识极少会迁移；当学习者理解了那些可以应用于新情况中问题的基本原则时，迁移才最有可能发生；技能与知识应被扩展，应超越它们起初被了解的狭窄的内容。例如，在学校掌握了液体引流方法后不一定能迁移到生活中液体的倾倒中。对学习者而言，学会“何时”应用所学的知识——即应用的条件至关重要。迁移的失败往往是由于学习者缺乏这种条件化的知识。二．基本情况和研究方法1．基本情况：（1）案例《实验方案的设计与改进》（2）执教老师王仁余合作伙伴金国钧等（3）样本分析2．研究的基本过程以“实验方案的设计与改进”课例为载体，以知识、技能的迁移为突破点，为教师专业成长搭一层脚手架，将教学提升到研究水平。执教老师及班级样本学校类型年级学科课型班额执教教师性别年龄教龄职称学历水平普通初中初三化学实验开放研究45男4019中教一级大学本科中上自然状况阶段新行为阶段新设计阶段观察了解教师已有经验和教学行为关注新理念的教学设计关注实验研究性学习新理念的教学基本过程课合例作为为载平体台三．行动过程：１．自然状况阶段的教学过程、讨论与反思（1）教学过程：根据我们对课例的想法，执教者对本堂“实验方案的设计与改进”探究课设计了三方面的内容进行教学：（一）是学生模仿教师演示探究实验过程，选用的材料是空气中氧气体积含量的测定，主要意图是通过实践，使学生认识科学研究的一般过程和让学生体验“和失误”的过程（氧气体积含量的数据精度不高或实验失败），激发学生改进、探究的欲望。（二）是个案诊断分析。选用01年一道中考实验题（某学生为了验证氢气还原氧化铜的产物，设计了下图实验装置，为了达到实验目的，使根据现象得到的结论更科学，上述实验装置添加酒精灯后还存在缺陷，请提出简要修改方案），目的是让学生通过设法排除氢气中的水蒸气，培养分析问题和解决问题的能力。（三）是学生实践设计方案（现有铁片、铜片、盐酸、硫酸铜溶液及硝酸银溶液五种试剂，为了确定Fe、Cu、Ag和H的活动性顺序，请设计几种实验方案并加以验证）。（2）讨论：合作伙伴倾听了对本堂课的设计思路，又参考了听课纪录，对执教者的教学理念和行为进行初步分析和诊断，寻找差距。课堂教学记录一（部分）①课堂实验方法与水平②“高参与度高认知水平教学”课堂教学“高参与度高认知水平教学”课堂教学观察表课堂观察视角/主要视点观察纪录简要说明优秀5良好4一般3改进2不满意1未观察到1．关注学生发展差异与个体差异3分组未根据学生程度，辅导“针对”性差2．引导学生独立思考，自我监控思维过程2给于时间少，提示较多，思维容量不够3．投入足够时间，让学生扩展学习空间2限于课内，活动空间狭窄，参考资料少4．建立新旧知识间联系，作好铺垫4能结合课本内容选择复习专题，但不够深入5．注意学科内学科外的综合2缺乏有效的点拨、链接8．强调问题解决过程，激励好奇探究3设置悬念，但“有效”程度不够找出主要的问题是：本堂课是探究实验课，课题实验的设计与改进是很大的一个概念，这种能力的培养需要给学生搭建一个研究平台即“脚手架”。而选择的三块内容相互间隔，缺少相互联系，缺少一个学生向上攀登的“脚手架”。面临着差距，我们进一步学习了理论，认识到确定探究课题的原则：1、和学生的知识水平相适应的原则。我们所设计的问题是为学生而设的，必须让学生看得懂、经过努力解得出，即我们常说的使大多数学生“跳一跳够得着”。过于艰涩，将使学生失去兴趣，流于形式；过于简单又等同于一般应用题，失去“研究”的价值。要充分利用学生所学知识，使学生通过对一个问题的深入研究，更加深入的掌握所学知识，了解、体验科学研究的过程。2、和生产、生活紧密相连的原则。开设探究课的目的是培养学生利用所学知识发现问题、解决问题的能力和意识。3、和学生的兴趣相结合的原则，因为兴趣是学生探究的动力。4、解决方法多样性的原则。我们所选的课例将使大多数学生利用自己已有的知识从不同角度、不同层面得到解决，只要能真正体现科学的研究方法和研究过程，无论解决方案如何，都是值得肯定的。这也能够体现教学的异步化，也便于分析、比较其利弊和侧重。5、充分体现研究过程的原则。科学研究的过程是欢乐与艰辛相互交织的过程，设计研究课的目的是培养学生基本的研究方法，使学生感受到科学研究的欢乐与艰辛。（3）反思：通过表格的信息反馈和讨论，我们在思考：探究课的一般模式是什么？实验设计与改进对于初三学生是一种要求较高的实验能力，如何设计探究过程使实验能力得到培养和提高？带着这些问题，执教者对二期课改中有关“科学探究标准、化学实验探索、教学过程”的要求重新深入学习。认识到探究过程实质上是类似于科学研究的过程，教师创设情境和途径，让学生去主动探索，体验发现问题、解决问题的过程，从中学会对信息数据的收集和判断，培养学生获取知识的能力，提高科学素养。而初选设计的内容，貌似学生探究，实质上就是已有知识的运用，对于学生知识的迁移，探究能力、科学方法的形成没有起到作用。2．新设计阶段的教学过程、讨论与反思（1）教学过程：回忆以往教学的情景，对照《一堂课的现场观察与诊断》的要求，初步感知当前的教学理念、教学方法、教学艺术等基本素质和教学行为上的差距。由执教教师按学习理论后的体会结合自身的长处写好教学详案，然后由合作伙伴听其说课。接着小组讨论，修改方案，再实施教学。通过课堂观察，双向录像，做好课堂观察与诊断的记录。最后再次进行分析、找差，过程是先由小组分析，再请专家（伙伴）指点迷津。执教者再反思、学习相关理论，准备在搭好的“脚手架”上攀登“高峰”。实验探究要求给学生提供真实而完整的问题情景，使学生产生认知上的需要，给学生亲自经历一个从发现问题、形成问题到解决问题的探究过程。我们在思索、分析学生已有的知识和教材内容，一个大胆创新的“实验设计与改进”的课例浮出水面，提供给学生探究的平台是空气中氧气体积的测定。尽管课本第四章有演示实验，但我们认为按照初三学生现有水平，应能重新进行设计和改进，让学生体验到科学研究的一般过程和创新改进的无穷魅力。设计思路是：再现课本中演示，让学生建立实验研究的一般模型：实验问题→提出假设→制定实验方案→方案改进→实验验证原理→得到结论；学生根据一般模型进行实验探究。第二次教学过程:和教案教师活动学生活动设计意图引言1、激情动员,让学生合作参与,亲身体验2、教师提出本节课学习的目标二、再现课本中氧气体积含量的测定方过程。学生１、测定空气中氧气的体积含量。让学生回忆，目的是：为本课实验方案继续返回1、多媒体展示课本中测定氧气体积的装置。２、问题１：实验目的？问题２：实验原理？３、点评：学生２、一个密闭的容器，预先设定了一定体积的空气，通过反应使氧气全部消耗，减少了在密闭容器中的体积，减少的部分体积／总体积，即为氧气的体积的含量。设计的过程和有关的实验原理作提示。建立实验研究的一般模型三．实验探究：1、多媒体展示：空气中氧气体积含量测定2、演示：（１）滴管吸水（２）注射器吸水３、启发：这两个小实验对于本课要解决氧气的体积测定有启示吗？（物理过程转化为化学过程）4、多媒体展示：试剂、仪器的选择问题３：消耗在密闭容器中的氧气用哪一种试剂最好？问题４：如何来选择仪器、连接实验装置？（要考虑安全性）5、教师评价：6、多媒体展示正确的实验装置问题５：如何设计氧气体积测定的实验步骤。7、多媒体展示实验步骤。ａ、装置的气密性检查。b、白磷放入铺沙的锥形瓶中。c、夹子夹紧橡皮管,塞紧在锥形瓶上。d、在三脚架下微热到反应后，迅速移开酒精灯。e、等到白烟消失冷却后，把导管伸入盛水的烧杯中，打开夹子。８、定量分析：问题６：你认为测定进入锥形瓶的水是A还是B？A锥形瓶内的水B锥形瓶内的水和导管中水之和．问题７：如何测量出进入锥形瓶的学生观察：说明现象和吸水原理。学生演示：在密闭的具支试管中抽20ml空气并验证。学生观察现象，并说明原理学生开展讨论：实验原理：假设在某密闭容器中，设法消耗掉氧气，体积减少就会形成一个压力差，连接一进水装置，水就会进入，水进入的体积就是氧气的体积。学生讨论：形成结论。学生小组讨论。基本形成实验思路后，进行装置的安装。小组汇报。学生讨论并选择实验步骤。小组评价。学生实验操作。学生动手实践（提示：把导管中的水全部倒入锥形瓶中）培养学生学会反思、学会创新的意识启发学生得出空气中氧气体积含量测定的原理。复习已有的知识和技能在众多矛盾的冲突中，促进学生去积极思考，学会选择。结合实际让学生在交流中进行可行性思辩。培养学生的动手能力。自行探索，拓宽思维空间学会交流，体验探究的过程和合作学习的快乐。氧气体积的测定的实验设计欢迎各位莅临指导开始水？问题８：如何测量出锥形瓶的容积？问题９：如何知道进入锥形瓶的水体积占整个锥形瓶容积的百分比？9、信息收集：收集各组测量的信息并作综合评价１０、误差的诊断分析问题１0：结合本组实验，说明在操作中出现误差的原因？１１、综合各种误差并用多媒体展示。１2、教师评价学生讨论测量方法并观察记录。学生讨论测量方法并观察记录。学生利用手中工具进行计算。组长组织交流各组讨论并交流尝试“失败”的滋味，培养分析问题、解决问题的意识，追求实验的创新。四、总结实验方案设计的一般过程（用多媒体展示）学生讨论归纳总结。认识研究问题的一种方法。五、实验方案的改进和优化（用多媒体展示）学生讨论：为减少误差（1）将锥形瓶改成有刻度的容器。（2）烧杯改成量杯，量杯内减少的体积数就是锥形瓶内含氧气的体积数。鼓励学生进行大胆的发散思维和求异思维。（2）讨论：合作伙伴肯定了本堂课从教育理念的贯彻到学生探究方法的培养和学生体验研究过程有了很大的进步(可对比观察表二与表一)，但他又提出本课还存在的主要问题是A．“学生的训练时间不够，学生思维没有展开，为了课的节奏有点到为止的感觉；Ｂ．在改进方案上力度不够，教师提示多了，学生有乘电梯，一步到位之感”，应留给学生思考的空间。课堂教学记录二（部分）①课堂实验方法与水平“高参与度高认知水平教学”课堂教学观察表课堂观察视角/主要视点观察纪录简要说明优秀5良好4一般3改进2不满意1未观察到1．关注学生发展差异与个体差异4分组未根据学生程度，辅导“针对”性差2．引导学生独立思考，自我监控思维过程3给于时间少，提示较多，思维容量不够3．投入足够时间，让学生扩展学习空间3限于课内，活动空间狭窄，参考资料少4．建立新旧知识间联系，作好铺垫4能结合课本内容选择复习专题，但不够深入5．注意学科内学科外的综合4缺乏有效的点拨、链接8．强调问题解决过程，激励好奇探究5设置悬念，但“有效”程度不够专家引领。顾博士等三位教育专家倾听了设计和探究课过程的描述，对教学过程进行了“把脉”会诊。顾泠源博士对科学方法的研究要素与我们进行直面交流，他从科学方法的四方面的要素谈起，并对本节课的探究过程进行了质疑（a）消耗O2的方法，学生发表观点的面不够，是一个学生掌握了还是全体学生都掌握了，学生参与讨论的时间、空间