突破傳統教學模式的嘗試

黃麗 張嬪

摘要：在“教為主導”的化學教學模式之外，對如何在授課中增強學生主體地位進行了思考。通過將ChemBioOffice化學軟件引入課堂、參觀污水處理廠課外實踐活動和微型電解水實驗獨立探究三方面提高學生參與度的教學探索，在提高學生化學學習能力方面做出有益嘗試。單元測評考試成績單樣本Kolmogorov-Smirnov檢驗結果表明，這樣的教學探索是積極的、有效的。

關鍵詞：ChemBioOffice軟件;調查報告;微型電解水實驗

文章編號：1008-0546（2021）09-0026-03

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2021.09.007

傳統的化學教學模式是一種“教為主導”的教學模式，學生化學知識的獲得、主要靠教師講、學生聽的班級授課。這種以教師為主體，以教材為范本，以課堂講授為主要呈現形式的傳統教學模式雖然在促進知識傳播、推動社會進步方面一直發揮著巨大作用，但隨著現代教育的不斷發展，教學授課回歸本源已呈崛起之勢。激發學生學習化學的興趣、提高學生的科學素養和培養學生的科學探究能力在教育教學中受到重視。教師“填鴨式”灌輸學科知識內容、學生被動接受學習輔以課后機械訓練這一教學模式越來越顯示出其局限性。

義務教育化學課程改革已經持續推進了20個年頭，前后頒布的兩個課程標準《全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）》[1]和《義務教育化學課程標準（2011年版）》[2]作為國家義務教育化學課程的綱領性文件，是對新時期化學教育教學新要求的最好注解，是義務教學化學工作者的基本依據。現代化學教學課程目標更加要求教師注重培養學生的科學素養和科學精神，注重培養學生學會學習、學會生存，注重培養學生在獲取了知識與技能以后能夠更好地適應現代生活。過去以“教師為中心”的授課模式顯然不能很好地適應教學新要求，根據化學學科的特點和規律不斷探索適應新要求新目標的新教學方法是化學教師的職責所在。筆者身處化學教育一線，對如何在授課中突破“教師主導”，增強學生的主體地位形成了一些自己的見解。現以魯教版八年級第二單元“探秘水世界”的教學過程略談一二。

一、信息化教學有助于學生建立對微觀世界的認識

信息技術是當今社會應用最廣泛的高技術之一，人們的工作生活早已離不開它。教育信息化則是教育現代化的重要標志，將信息技術與科學教育有效整合是現代教育的發展方向。在初中化學教學中，信息技術主要是指以數字化、網絡化、多媒體化和智能化為主要特征的計算機多媒體技術和網絡技術[3]。信息技術與初中化學教學的高效融合無疑會更有助于學生化學創新能力的培養和信息技能的提高。信息技術好處多多，雖然在說課比賽、優質課評選、講公開課等教學活動中常被當做亮點呈現，但在教師平時的備課授課中卻應用較少。只有將信息化教學不斷落實到日常教學活動中，教育信息化才可謂步入正途。 本單元第一節為“運動的水分子”，從認識水分子的真實存在出發，中學生第一次從宏觀世界跨入微觀世界，需要掌握宏觀物質變化的微觀實質，需要建立起探索化學微觀世界的科學思維方式。ChemBioOf-fice軟件是一款功能強大的化學軟件，在科學研究、高等化學教學等方面應用廣泛。該軟件可以繪制展示物質的2D和3D結構并展示其三維空間運動視頻動畫，在水分子的存在、水分子的運動和三態變化的授課中，我們將這一軟件引入到一班“運動的水分子”課堂中，讓學生親身體會軟件輔助學習全過程。水分子客觀存在并且很小，肉眼看不見，一滴水約含1021個水分子，借助軟件學生嘗試寫出水分子的化學式H2O，進一步得到其3D球棍模型和空間堆積模型，設置軟件參數可以使3D模型做簡單動態運動。簡單運動的3D模型雖然不能完全真實客觀地反映水分子的無規則運動狀態，但仍有助于學生對物質變化微觀實質的把握。水的固液氣三態是水分子的三種聚集狀態，三態變化的微觀解釋為：水分子獲得能量，運動加快，相互作用減弱，可以使水由固態變為液態，液態變為氣態，反之亦然。三態變化中只是水分子的聚集狀態發生了變化，水分子的數目和大小不會發生變化。通過ChemBioOffice軟件輔助教學在宏觀的物質世界與微觀粒子之間架設一道橋梁，讓微觀世界的奧秘不再晦澀難懂。

ChemBioOffice軟件基本功能如書寫化學式和化學方程式、繪制有機實驗裝置圖等功能在中學化學教學中都可以進行滲透與應用。選擇合適的化學軟件輔助教學可以使學生更好地掌握微觀物質世界的變化，讓抽象的知識變得形象具體。將信息化教學適時的融入到化學教學中，教師的授課過程將不再單調枯燥，學生的信息技能和化學素養也會進一步提高。

二、課外實踐活動是課堂教學的有益補充

課堂教學中書本是學生獲取知識的媒介，以書本為呈現形式的知識往往帶有抽象性和平面性的特點，課外參觀則提供給學生更直觀、更立體、更全面的知識體驗。針對課堂內容中的疑點難點問題，聆聽專業人員講解，結合現場觀察和分析記錄，通過查閱書籍、報刊雜志和網上搜索，完成一份調查報告。這樣的實踐活動可以培養學生的學習興趣，是一次很好的科學體驗課。從搜集、篩選資料到形成、表達自己的觀點和見解，在調查報告的完成過程中，學生可以親身體會到科學探究活動的魅力。

本單元第二節為“自然界中的水”，教學重點是從分子運動的角度解釋水的天然循環現象和過濾的操作方法，教學難點是自來水的凈化過程、過濾和蒸發實驗操作。在課堂教學之外，組織一班同學去本市的污水處理廠實地參觀學習。在技術人員的陪同下，學生第一次觀察到生活污水和生產廢水通過市政管網匯集到污水處理廠，興奮勁兒堆滿求知的面龐。每到一處，他們都圍著技術員問著問那并認真做好記錄，粗格柵、細格柵、曝氣池、厭氧池、好氧池、二沉池、污泥濃縮池、紫外線消毒池這些艱澀的專業詞匯并不能阻止他們刨根問底探本溯源。參觀完畢后，我布置給同學們每人寫一份不限題目的調查報告，主要內容涵蓋“水的凈化和環境保護”即可。三十九位同學均按時完成了調查報告，從字里行間可以看出同學們課下下足了功夫，根據自己擬定的題目，翻閱圖書館里的水處理和環境保護專業書籍，查閱網上資料，甚至有些同學在家長的幫助下搜索到了專業文獻數據庫。調查報告內容各有不同，有深有淺，但亮點頻現，有的將課堂講的過濾操作與污水廠的過濾處理單元從原理、過濾介質和過濾應用等方面進行了比較;有的則從污水廠進水黑如墨到出水清見底的觀察結果中受到啟發，提出問題，查閱學習到了判斷水質好壞的水質指標和水質標準。通過這樣的課外實踐活動，不但讓學生對水的凈化有更深入的認識，而且也使學生受到一次全方位的環境教育，對節約用水、保護水資源有了親身感受和生活體驗。

三、微型電解水實驗的獨立探究

化學首先是一門實驗科學，化學實驗是化學理論產生與發展的直接源泉。開展化學實驗探究教學是提高學生科學探究能力的重要路徑。早期的化學實驗教學弊病較多，有的教師在課堂上“講實驗”，實驗教學活動變成了學生課下的“死記硬背”;有的教師在課堂上“做演示實驗”，學生只能一旁觀察而不能親自動手實踐。這些現象在過去之所以存在可以解釋為受諸多主客觀因素影響制約，但已經與素質教育脫節。創設條件并引領學生主動進行實驗探究則是新形勢下化學實驗教學的不二選擇。

本單元第三節為“水分子的變化”，核心內容是水的電解和氫氣燃燒生成水。霍夫曼水電解器是初中化學實驗教學中最常用的電解水實驗裝置。對于具有專業素養的化學教師做演示實驗來講，該裝置是不錯的選擇，但其易碎而且價格昂貴，不適用于初學者對電解水實驗的獨立探究。筆者從實驗材料簡單易得，實驗效果穩定明顯的角度出發，重新設計微型電解水實驗操作裝置，引導學生進行獨立探究。從長期累積的工作經驗出發，安排一班同學準備如下實驗材料：鍍鎳回形針作電極，塑料燒杯作反應場所，莫非氏滴管作氣體收集裝置，9V堿性電池作電源，選擇水和10% NaOH溶液作電解液。實驗前先將鍍鎳回形針捋直彎折90度后用絕緣膠密封固定在莫非氏滴管上口，實驗中用注射器在下口處向莫非氏滴管中緩緩注入電解液至充滿后用止水夾固定下口，移人已盛裝電解液的塑料燒杯中，使下口浸沒于電解液以下打開止水夾，回形針另一端直接接9V電源，電解反應開始至氣體充滿整個莫非氏滴管后用止水夾再次固定，電解實驗結束。實驗材料來源于生活，9V電源遠遠低于安全電壓36V，實驗產生的氫氣和氧氣均為微量，且反應場所和氣體收集裝置均為塑料材質無安全隱患，因此整個微型實驗從材料選擇到過程探究都是經濟、環保、安全的。實驗中雖不能精確測量氣體體積，但同學們仍能通過莫非氏滴管中電解液面的下降快慢大致看出氫氣和氧氣的體積比，能從秒表計時中看出10%NaOH溶液作為電解液產生氣體速度明顯快于水。少數同學不能一次實驗成功，有的是絕緣膠沒有密封固定好，有的是實驗中莫非氏滴管下口沒有一直保持在液面以下，但都在互相幫助下重復實驗獲得成功。學生在教師的引導下親自動手實踐操作，能主動感悟實驗全過程，對過程中遇到的問題進行理性思考與分析，獲得科學探究能力和科學素養的真正提高。

為了檢驗本單元教學效果，筆者將一班和二班的單元測評考試成績進行了整理，并用SPSS統計軟件進行了統計分析，數據結果見下表（表1）。

單樣本Kolmogorov- Smirnov檢驗結果顯示兩個班成績均服從正態分布，進一步應用獨立樣本t檢驗分析了兩個班平均成績，結果顯示平均成績有顯著性差異（P<0.05）。一班的平均分、最高分和最低分都高于二班;一班的標準差小于二班，說明一班成績較二班成績集中、離散程度小。整體來看，一班成績好于二班且更穩定。

單元測評成績統計分析結果表明在教師主導的課堂教學以外探索新的教學模式是必要的。教師作為課堂教學的控制者和組織者，可以以自身的教學經驗為依托，努力提高“教”的質量，可以設計最優的教學方案，以最精準高效的方式傳授知識給學生。但“教”是為了“學”，在課堂授課以外，不斷探索不斷創設條件使學生“學”的質量得到質的提高才是施教者的最終目標。課堂內外對化學世界的探索有些無疑是耗時的、繁瑣的，有些甚至可能頗費一番周折后也無法達到預期，但只有學生親自經歷這一過程才能真正懂得科學活動的一般原理，實現科學思維的提高。

四、總結與反思

無論教師主導授課，還是授課中增強學生主體地位，兩者目標一致，都是為了學生獲得知識與技能，培養科學素養科學精神，學會學習和學會生存，適應現代生活。義務教育階段是學校科學教育的關鍵時期，這一時期的孩子們正處在認知和學習習慣的養成期，正是培養學生主動探索精神和解決實際問題能力的最佳時期。如何緊扣課程標準授課施教，如何選擇合適的教學方法將教師主導和學生主體這兩方面真正統一起來，培養出高素質人才，在現代教育之路上穩健前行，始終是廣大義務教育工作者持續關注的重大課題。

參考文獻

[1] 中華人民共和國教育部.全日制義務教育化學課程標準（實驗稿）[S].北京：北京師范大學出版社，2001

[2] 中華人民共和國教育部.義務教育化學課程標準（2011年版）[S].北京：北京師范大學出版社，2012

[3]魏宏.信息技術與初中化學教學整合的研究：問題與對策[D].長春：東北師范大學，2007，1-2