摘 要:在化学实验探究教学中,应用ADDIE教学设计模型,分析学生建构新知识所需要的已有知识,把学生的学习设计成是一个连贯的过程,开发学习资源以促进学生学习,并对每一个阶段进行实证研究。以实现化学实验探究中各教学因素的协调,追求学习环境和学生的成就的最优化。
关键词: 分析 设计 开发 实施 评价
加涅的ADDIE教学设计模型,包括分析(analysis)、设计(design)、开发(development)、实施(implementation)、评价(evaluation)几个阶段。化学实验探究的教学设计同样要针对学生学习的问题,开发能促进学生学习的资源,设计系列的学习活动,引导学生从经验和信息中有目的地建构知识的意义,形成一个连贯的学习过程。同时必须结合化学实验探究的教学特点,对多层次、多功能的结构的探究教学进行一定的重组和完善,以便系统安排学生学习的资源和程序,促进化学实验探究学习有序、高效开展。 分析 先通过教学内容的分析,选择能体现化学科学核心观念的教学的内容,促进学生知识的迁移。对于那些学生能够通过自主或合作学习解决的问题,要结合其它教学形式引导学生主动建构知识的意义。现以乙醛教学为例说明,乙醛的教学内容有乙醛的物理性质、醛类的概念和通性、甲醛的简介,这些属于陈述性知识。其加氢还原反应能在不饱和烃加氢反应的基础之上实现顺应。而乙醛的氧化反应,属于氧化还原反应分析的高级技能,结合化学实验探究,引导学生探讨这些有机物氧化反应,能深化和提高这些高级技能。
其次是教学目的的分析,要从高中教学的整体出发,结合教科书、教学大纲和教学参考书作必要的调整。如乙醛的加成反应的教学,学生拥有加氢反应的学习经验,还知道乙醇脱氢氧化成乙醛。可以提供烯烃、芳香烃、醛、酮加氢的反应,通过模仿尝试书写反应方程式,引导学生认识反应物的结构特征、反应条件、反应中化学键的变化。乙醛的物理性质,可通过分子极性的分析,结合讨论和交流开展学习。而乙醛的氧化,学生不了解这些特殊的试剂,需要精心设置情景,提供必要信息,引导学生开展实验探究学习,以有效突破教学的重点和难点。
探究教学设计的分析就是准确描述学生的实际状态和预期状态,把握有可能影响达到预期状态的教学因素,调动原有知识参与新知识的建构。从而创设良好的学习条件,促进学生顺利跨越思维障碍。如乙醛的氧化反应,需要调动学生氧化还原反应的观念在新情景中应用,而学生熟悉的氧化剂溴水、高锰酸钾,通过这些熟悉的反应分析,促进学生形成对银氨溶液、碱性氢氧化铜与乙醛反应的认识,以促进学生的探究学习。而直接以实验为情境引入实验探究,学生相关知识和技能不能有效参与到新知识的建构之中,导致探究学习缓慢,甚至是“瘫痪”。
探究教学时间往往不足,要从整体出发,权衡教学内容,把某些问题包括在探究教学之内,把某些问题排除在探究教学之外,采用精简的教学策略来促进学生主动建构,使化学实验探究成为一种常见的化学学习方式。如在铁与水反应的探究教学设计中,对反应条件、产物、实验装置等全部采用探究教学模式实施教学,探究教学时间过长。如果把探究的内容设定为反应观念的学习,提供铁与水蒸气反应的一些信息:化学史上将炽热的铁伸入水中以获得氢气,或编写铁匠打铁后用水淬火的故事等,直接帮助学生认识铁与水反应的本质,在提出预测后,设计实验进行探究学习,教学效率就会明显提高。探究中可进行必要的延伸,帮助学生认识铁制品表面的黑色物质,引导学生探究生活中铁制品的使用。 设计 “教的法子是为了学的法子”,为了体现学生探究学习为中心,要转换化学课程的目的,用可表现性的结果与主要的教学目标来衡量教学,包括三位教学目标和学习策略。如乙醛的氧化性探究教学目标,结合前述分析设置为:在初步探讨乙醛能被高锰酸钾等氧化的基础上,结合信息的分析,进一步探究银氨溶液、氢氧化铜对乙醛的氧化,表现出一定的信息素养,增强对化学实验探究的兴趣。
探究学习需要收集和分析相关资料,但在课堂教学中这些资料往往由教师以信息的方式提供的,如教学材料的信息,教师的言语信息,实验情境的信息,学生研读教材获取的信息、讨论中获得的信息等形式。如为了向学生解释银氨溶液和碱性氢氧化铜的氧化性,其信息传递方式很多。可用多媒体直接提供制镜、糖尿病检测中使用的试剂,反应的控制条件等信息。也可将这些内容印制成文本,让学生直接阅读。如果当地具有与课程相关的课程资源,可组织学生到医院、工厂调查后汇报。如果受到条件限制,还可引导学生研读教科书实验方案。
教学设计要重视高级技能学习活动与反馈的设计,突出核心知识的意义建构,确保足够的时间,结合自主、合作学习开展多样化的探究学习。如乙醛氧化反应实验探究的教学设计,过于关注银氨溶液的配置、水浴加热、试管要求、操作等细节,就会冲击有机氧化还原反应分析这样的高级技能的学习。这种强调教学信息覆盖的教学,会导致广度有余而深度不足,没有充分的时间来促进高级技能的学习,和进行必要的反馈,是“水过地皮湿”式的探究学习。实验细节如以信息方式提供,把学生引入实验探究之中,形成有机氧化还原反应观念。探究后要进行相应的练习强化,如写出甲醛的氧化反应,进行教学评价与反馈,促进学生习得的技能能在新情景下应用。
然后对学习这些新知识与技能的条件进行推理,把学生将要学习的结果,和对应的先决条件,以视觉化形式表示出来,制作教学流程图,如乙醛的实验探究 情境实验高锰酸钾溶液与乙醛反应 初步探讨乙醛与强氧化性物质的反应 提供制镜和糖尿病检测的相关信息 实验探究 讨论1、发生反应的方程式
2、甲醛与过量银氨溶液反应 形成结论 流程图表述如下。流程图中学生从信息和经验中建构意义,通过知识的迁移,准确把握知识的内在联系。体现了学生主动建构为基础的精简教学策略,引导学生使用思维和推理,建立有机物氧化反应的良好认知结构。教学流程图还要转换为得更为详细、合理的教学方案。如情境实验后,要提供高锰酸钾的还原产物和乙醛的氧化产物的信息,帮助学生运用氧化还原反应观念书写化学反应,激发学生的学习动机,提出乙醛氧化反应的问题,并明确学习目标是探讨还有那些特殊的氧化剂能氧化乙醛。制镜和糖尿病检测的相关信息,应帮助学生开展实验探究,要包括实验控制条件、操作要求等。在学生明确实验操作要求后,组织学生设计实验开展探究实验,并及时组织讨论,完成乙醛氧化反应的实验探究。