问题解决学习在高三化学教学中的实践——基于证据推理与变化观念分析复杂体系中的反应

以学科核心素养为导向的命题框架强调“情境”与“知识”同时服务于“问题”的提出与解决,在高三课堂教学中创设复杂实验情境,采用问题解决学习,引导学生在应用内容性知识解决真实问题的过程中,自主合作习得程序性知识和认识性知识。培养对学科的整体认识,形成严密的知识结构体系和思维逻辑,着重发展“证据推理与模型认知、变化观念与平衡思想”等学科核心素养。     

以深度的科学探究促进初中生高阶思维能力发展*——以“酸和碱的中和反应”为例

针对学生在学习“酸和碱的中和反应”中普遍存在的“被动接受具体知识、缺失开展真实科学探究的思路、机械记忆中和反应规律、缺乏批判质疑精神及高阶思维能力不足”等倾向问题,设置了驱动性问题链协助学生搭建“情境问题”与“真实的科学探究”间的思路桥梁,在深度的科学探究中发展学生的发散性思维、有序思维、多角度分析问题、设计创造思维、逻辑严密的推理及评价反思等高阶思维能力。课堂教学中营造轻松、舒适的交流讨论环境,有益于学生之间碰撞出思维的火花、激发出创造的灵感。课堂观察表明,深度科学探究教学的实施,有效提升了学生的高阶思维能力及解决问题的能力。     

项目式学习中驱动性问题的设计与实施策略——以“电离与离子反应”为例

项目式学习是落实“素养为本”的化学课堂教学的重要途径之一。驱动性问题设计是确保项目式学习高效运行的关键。驱动性问题能够驱动和组织整个项目式学习,促进学生“提出问题”能力的形成,驱动学生项目参与,引导学生进行真实问题解决。本研究结合“电离与离子反应”专题为例,对驱动性问题的类别与功能、设计原则、具体设计与实施等3个方面进行阐述,并对如何在项目式学习中进行高质量驱动性问题的设计以及如何开展基于驱动性问题的课堂教学等2个方面进行深入探讨,以期对当前基于学科核心素养的化学课堂教学有所启示。     

促进深度学习的专题复习教学*——以“碳及其化合物”为例

以促进学生的深度学习为基本理念,围绕“自然界的碳循环”“大气中CO₂的控减排”“化学家们合成的新型碳家族成员”等板块,设计并成功实施系列情境问题,在系列问题的讨论、分析、解决过程中帮助学生建构“碳”家族成员间相互转化的知识网络,提高学生思维的纵深度,引发高阶思维,促进深度学习。     

以层层深入的问题引导计算思维模型建构* ——以“化学反应中含杂质物质质量的计算”为例

针对学生在学习“依据化学方程式的计算”中普遍存在的“机械记忆解题步骤、怠于探求问题背后深层原因、将化学问题沦为单纯的数学计算”等倾向问题,采用层层深入的问题设置来激发学生深度思维,促使学生将已有知识链条化、结构化,同时将内在的思维链条外化,逐步搭建解决问题的一般思维模型,以此促进学生对化学核心概念和原理的深度理解。在初步建模的基础上,进一步引导学生对“化学反应中含杂质物质质量的计算”的具体问题再次建模,逐步形成“依据化学方程式的计算”类问题的解决图式。调查数据表明,经过思维建模及其应用有效发展了学生的深度思维能力和问题解决能力。     

基于思维导图发展化学学科核心素养的“醇”教学设计*

基于思维导图架构知识模块,提出“醇”的“六环式”教学模式:“导”“馈”“联”“寻”“攀”“展”。以思维导航、问题学习、讨论活动为教学活动的主线,结合生活化教学情境的创设,由浅入深地探索问题,旨在教学活动中建构和发展化学学科核心素养。     

基于精益安全管理的实验教学研究*——以乙酸乙酯的制备为例

以经典酯化实验为载体,引入精益安全管理,指导教师从“做一名有感领导”开始,有意识地引导学生运用“打破惯性思维”“自觉自愿”“持续改进”等先进理念关注实验过程中的安全问题;通过设计与精益安全管理相适应的教学环节,培养学生的安全意识和自觉的安全习惯。经教学实践发现,精益安全管理应用于实验教学能够显著提升学生的安全意识,消除实验过程中的安全隐患,能更好地达到实验教学的目的。     

大学有机化学“五维度”教学新策略——以“芳烃的亲电取代和亲核取代反应”为例

介绍了大学有机化学“强理念、重思维、活课堂、共育人、乐钻研”五维度教学新策略的内涵与实践。以线下教学为主,腾讯会议和慕课为辅助,践行“有机化学是科学也是艺术”的教学理念;采用多循环“疑探式”教学方式,辨析亲电试剂和亲核试剂的多样性;注重培养学生多种科学思维的综合运用;强化“文献预习”“练习讲解”“综合作业”“师生互动”等多个教学环节,加深学生对知识的理解与应用,提升学生在课堂中的参与度,着重培养学生的科学思维和人文素养、自主学习与团队合作精神。     

促进学生个性化深度学习的教学策略设计——以“二氧化硫的性质和作用”为例

在BEM理论的基础上，分析常规课堂教学的弊端，提出“1-1-2问题模板策略”进行教学设计的建议，以苏教版《化学1》“二氧化硫的性质和作用”为例，展示学生进行个性化深度学习的实践探究过程。     

基于移动教学的无机及分析化学课堂教学设计与实践

根据移动教学的功能和特点对无机及分析化学课堂教学进行了重新设计,以移动终端和互联网为辅助,构建移动学习平台,课前上传教学资料,供学生在线预习;课堂通过“签到”“抢答”“选人”“直播”等控件和在线上传图片等操作,增强课堂教学活跃度,提高互动效果;课后学生登录移动学习平台进行复习和自我检测。实践证明,移动教学有利于培养学生主动学习和解决复杂问题的能力,体现了以学生为本的教育理念。     

以问题驱动培养初中生定量实验能力的实践*——以“测定混有碳酸钠的氯化钠样品中碳酸钠含量”为例

在搭建初中定量实验分析的思维模型的基础上,以“测定混有碳酸钠的氯化钠样品中碳酸钠含量”教学为例,在 “总问题”与“子问题”驱动下,引导初中生逐步建立解决定量实验问题的一般方法,提升对定量实验的设计、评价与改进能力,形成具有迁移价值的关键性能力。     

构建 “三三三”混合式课堂教学新模式*——以“原子结构”类比模型的建构为例(Ⅱ)

根据优化的无机化学“原子结构”教学设计,运用一系列直观具体的原子结构类比模型,开展了“三三三”混合式课堂教学改革。通过比较改革前后的教学效果及问卷调查结果,发现试点班学生的主动性、积极性和参与性有明显提高,教学改革达到了预期效果。结果表明,在课堂中渗透类比思维,是帮助学生理解抽象概念和理论的有效方法。     

化学实验“三三三”翻转教学模式的探索与实践*

针对当前化学实验翻转课堂教学模式中存在的不足,依托“云班课”,重构了以学生为中心的化学实验“三三三”翻转教学新模式,即将实验教学划分为“三个课堂”:自学课堂、理论课堂和实验课堂等;理论课堂里包含“三个环节”:个人汇报、小组活动和测试点评等;学习效果评判有“三个评价”:自学评价、参与评价和动手评价等。以有机化学实验中“环己烯的合成”为例,采用该新的教学模式开展了教学活动,整个教学过程不仅体现了“以学定教、学生为中心”的教学理念,而且也能发挥出线下传统课堂的优势,实现了将“知识内化”的时间拉长,达到对学生线上自学“知识传授”掌握度的有力检验的目的,更有时间和空间进行课程思政元素的挖掘与融入,完成在知识传播中实现对学生的价值引领。     

布卢姆教育目标分类视角下的中美化学教材习题比较——以“氧化还原反应和电化学”为例

基于布卢姆教育目标分类学,从知识、认知过程2个评价维度对中美化学教材“氧化还原反应和电化学”主题的习题进行了比较研究,结果表明,在知识维度,2国教材均较为重视“概念性知识”和“程序性知识”,但中国教材侧重前者而美国教材侧重后者;在认知过程维度,美国教材对“理解”“运用”水平的考查均较多且尤为侧重“运用”,中国教材对“运用”“理解”“分析”水平的考查均较多,整体上较为均衡。教材习题编写应该关注习题的课程功能创生,注重对学生学科思维、解决实际问题能力的考查,充分发挥其对教与学尤其是学生学习方式的引导作用。     

关联法和类比法在生物化学教学中的应用

“生物化学”涉及到生命科学与化学2个知识体系的交叉,内涵非常丰富,正因为如此,在课堂教学中往往容易遇到知识点过于分散的问题,而导致学生难以系统而有效地抓住重点。为解决这一问题,在“生物化学”的教学中引入关联法和类比法,紧扣生物大分子复杂性与分子层面的同一性兼具的特点,利用“关联”与“类比”相结合的教学模式,将书本中繁杂的知识点联系成一个彼此相互联系的树状的网络,向学生讲述这个生命之树相关的故事,从而提升“生物化学”的教学效果。     

熵理论指导下的化学开放性教学模式探究

熵定律这一自然界的重要定律也被认为是“一种新的世界观”。熵是一个不断被深化与泛化的概念。教学过程也是不断从低级有序向高级有序转化的过程,即是从“高熵”走向“低熵”。用熵理论指导开放性教学模式,以“化学能转化为电能”为例进行课堂教学,从低级有序状态到非平衡态,输入新的教学手段、教学方式--涨落,通过非线性作用达到新的高级有序阶段。为学生的学习创造了一个广阔的思维空间和全方位、多层次、多渠道的学习环境。     

无机化学中体现“高阶性”的化学键教学设计*

基于对大学授课应做到“高阶性、创新性和挑战度”的科学理解,将“高阶性”作为化学键教学内容改革的重点突破方向。教学改革应从内容高阶性的内涵、内容结构重组、强化学科融合和充分发挥育人功能等4个方面进行突破。利用新的设计与研究方法,实现学生科学素养提升和发展的目标。这种教学方式能够突出创新思维培养和科学研究方法训练,激发学生的学习积极性和主动性,以实现“知识-能力-素养”的教学目标,从而有效提高课堂教学质量。     

“电离与离子反应”的单元教学设计与实施*——食盐精制:从微观角度看粗盐中可溶性杂质的去除

在“食盐精制:从微观角度看粗盐中可溶性杂质的去除”的单元教学中,通过初识粗盐中的杂质、微观角度看氯化钠、微观角度看粗盐溶液、微观角度认识除杂方法、设计除杂方案并实施等活动,促进学生理解与应用电离、离子反应等核心概念,引领学生解决真实问题,形成解决除杂实验问题的基本思路,实现能力素养的发展。经过多轮次教学改进,结合教学实践及其教学效果抽提出“聚焦核心概念和学生必做实验,实现认识能力的进阶与实际问题解决过程高度融合”“通过学科实践及实验探究,建立宏观、微观、符号关联,突出证据推理,构建思维模型”“通过持续性评价活动,外显学生的前概念,促进概念转变,形成化学学科思维方式”等教学策略。     

基于科学态度与社会责任的反向思维教学——以“元素化学”为例

“科学态度与社会责任”是《普通高中课程标准(2017年版)》提出的5大化学学科核心素养之一,但在课堂教学实践中对其的培养却往往流于形式和表面,使得学生并不能真正理解和认同化学学科与社会发展的密切关系。在元素化学的必修课和选修课课堂教学中进行了一系列的“反向思维”教学尝试,通过建立“当某种元素不存在”这一假设来引导学生思考此情境对社会生产生活的影响。通过此教学尝试,让学生在获得元素知识的同时,深刻认识元素价值,并理解化学科学与现代社会发展的重要关系,提升学生的社会使命感与责任感;使学生进一步树立科学利用元素资源和建设现代化祖国的远大志向。     

通过翻转课堂培养学生化学学科核心素养*——以“乙醇”为例

以翻转课堂“乙醇”为例,以思维导图为主要评价手段和表征阶段成果的方式。在翻转课堂教学过程中,促进了学生化学学科核心素养的培养。