“脈絡式”教學在分析化學課堂教學中的實踐應用

朱孟嬌 劉守清 張錢麗

蘇州科技大學化學與生命科學學院 江蘇蘇州 215009

分析化學是重要的化學分支學科,被譽為“現代化學之母”。[1]分析化學與物理化學、有機化學、無機化學并稱為四大化學,構筑起了化學專業的基礎。現代分析化學的迅猛發展,分析化學與生物、天文、環境、材料等學科緊密交叉,形成了獨具特色的現代發展路徑,同時也使得分析化學在生活中的作用日漸重要,越來越多的學科需要開展分析化學的課程。面對化學基礎各異、對于化學學習深度要求差異化大的教學要求,急需探索出合適的教學方法,能夠激發學生學習興趣,幫助學生更好地理解課程內容、堅實地掌握課程要義。

1 分析化學課程的教學方式探索及問題

基于分析化學的學科特點,已經有了許多有益的教學方式方法的探索。例如,基于分析中的誤差與數據處理的翻轉課堂實踐[2],通過對學生進行分組,學生講述學習內容并討論,實現翻轉課堂的分析化學創新型教學。此外,對比式教學[3]、線上線下混合式教學[4]、創新創業教育教學融合教學[5]等教學方法均實現了對于傳統分析化學教學的有益探索,取得了較好的教學效果。而課程思政內容融于分析化學的課堂教學中[6],進一步豐富了分析化學在育教于學中的應用,使該課程教授知識,也能在課堂學習中傳達積極向上、奮發昂揚的科學精神和愛國情懷。面對多種多樣的教學方法,探索適合的、有趣的教學方法,引起了筆者的注意。

在進行科學教學調研中發現,分析化學這類傳統的理科課程,在日常的教學中相對更加依賴以教師為中心的集中教授方式。學生課上聽課,課后完成教師布置的作業鞏固知識。進行下次課時,教師進行提問以獲得學生學習效果的反饋。這樣的教學模式較為傳統,存在著諸多弊端,該模式下學生往往學習熱情不高,學習知識比較散亂,學生很容易跟不上教師講課的節奏。事實上,通過對學生的單獨談話發現,大多數學生最初的主觀學習意愿還是比較強烈的,但是由于教學過程枯燥、公式復雜、內容知識點分散,學生的學習熱情逐漸減退。

2 “脈絡式”教學方法的提出

那么,如何將分析化學的課堂變得生動有趣起來?如何充分調動起學生的積極性并在之后的課堂教學中保持學生的熱情呢?好的課堂是以學生為中心的,學生是學習的主體,因此,從學生的學習需求入手,才能更好地改進學生的課堂體驗,激發學生學習熱情。通過與部分學生深入談話發現,學生們往往在課前對于將要進行學習的章節內容不熟悉,更是缺乏對于章節整體學習內容的把握,從而導致學生在上課前,既不清楚本章要講授的內容,也不清楚章節內容之間的內在關聯,因此造成章節學習的困難。據此,我們從改善學生對于章節內容的把握這一點出發,探討性地進行了“脈絡式”教學的課堂實踐,幫助學生快速構建章節學習網絡,串聯學習重點、難點,提高學生興趣及對于課堂內容的理解,促成學生在課堂教學中達成高階學習目標,提高學習的水平,實現從學習知識的灌輸式教學到游刃有余的運用知識解決實際問題。

3 “脈絡式”教學的概念及其操作方法

3.1 “脈絡式”教學的概念

所謂“脈絡式”教學,類似于思維導圖式[7]教學,但是又有不同。相同點是都需要從某一知識點出發進行分析化學課程講授,以提問式的教學方法來開展每一章節的首次授課?！懊}絡式”教學的核心,是將每一章節的內容進行情景的提取和問題的設置,是將問題導向型教學模式[9]融入思維導圖的設置中,形成一種新的脈絡式的學習架構。

“脈絡式”教學一詞的重點在于“脈絡”,不同于思維導圖式教學,“脈絡式”教學更加注重問題,而不是概念?！懊}絡式”教學過程中的概念是在解決問題的過程中自然的引入其中。例如,在講授《分析化學》第一章概論的時候,按照以往的教授方法,應該要從分析化學的發展歷史,分析化學的概念開始講授。但是,在進行“脈絡式”教學的探索過程中,教師會首先拋出問題:如何進行分析化學研究?引導學生思考生活中的分析化學相關應用并舉例。在學生舉例后,引導學生思考某一特定研究目的如何實現。例如,如何檢測湖泊水中的重金屬離子含量等,從而引出針對分析對象的采樣方法、樣本的處理等概念,進一步,引導學生思考樣本檢測如何進行,從而引出傳統的四大滴定方法。學生在思考數據獲得之后,思考如何判斷數據是否可用、誤差大小等。將整個分析化學的學習內容進行串聯,在學生腦中構建分析化學的知識脈絡網。而這個“脈絡”是學生對于教師所提出問題進行思考自然形成的反饋。

圖1 分析化學第一章概論脈絡式教學圖

3.2 “脈絡式”教學的實施方法

如今的大學課堂教學,提倡混合式教學、以學生為中心的教學模式,多種多樣的教學方法的融合使用更是產生了多元化教學[8]的有益探索?！懊}絡式”教學在實際的實施過程中,需要用到思維導圖對知識點進行總結梳理,同時需要以學生為中心,以教材為立足點,尋找出適合作為“脈絡式”教學的切入點的好問題。

那如何評價問題的好壞呢?首先,好的問題能夠給學生真實的思維風暴體驗,激發學生思考問題,同時幫助學生著眼于實際,更好地理解所學內容,自主進行思維網絡的建構,并以此為基礎,進行自主探究,從而將知識變成能力,培養學生的創新能力。其次,好的問題應該是開放性的、發散性的,能夠激發學生的深層思維的,而不是主觀的、確定的。因此,教師應該在課前進行充分的備課,積累實際生活中的素材,提高自身素養,從而能夠在備課過程中發現適合章節教學的好問題,更好地進行“脈絡式”教學。此外,問題的尋找和設置,應該以學生為中心,教師在進行“脈絡式”教學問題設置時,要進行身份的轉換,將自己帶入學生的身份,設想學生的學習體驗和接受能力。不同學生的能力是不近相同的,在進行問題設置時,要考慮到不同學習能力的學生對于同一問題的認知水平和層次的不同,進行多層次的引導,因材施教。

在尋找到合適的問題進行“脈絡式”教學時,還需要注意結合問題導向型教學的特點進行章節的總體把握。傳統的問題為導向的教學需要我們從問題出發,組織學生開展個性探究,幫助學生進行協商解決難題。課堂上實時進行恰如其分的指導,在學生探討結束時進行成果的分享,從而提高學生學習過程的獲得感與參與感。因此,在進行“脈絡式”教學時,需要充分與學生互動,設置的問題需要與學生的生活密切相關,問題的設置應該簡單、清晰、直觀、有趣,從而激發出學生的共鳴。

3.3 “脈絡式”教學實施案例

實際的分析化學“脈絡式”教學實踐中,許多章節的內容都需要進行大量的公式講解、推導,這樣的章節往往是學生學習熱情和效果比較差的章節。在進行這類章節的教學時,可以采用“脈絡式教學+體驗式教學[10]”的方式。

教師課前將下節課即將進行教授課程中涉及的公式推導以PPT的形式提供給學生,讓學生明白每一步公式的變化及其對應條件、背后涉及的公式簡化原因等,從而更好地理解公式。在課堂上,首先利用“脈絡式”教學,幫助學生梳理章節內容。以酸堿滴定這一章為例,從生活中的酸入手,提問:大家生活中,都使用過哪些酸性的物質?可能的答案是醋(醋酸)、84消毒液(次氯酸)、潔廁靈(鹽酸)等,引導學生思考,為什么不同的酸會有不同的應用?因為酸度不同、氧化性不同等,進而引入酸度不同,不同在哪里呢:強度不同。如果你是以為國家檢測機構的工作人員,要如何檢測酸的強度呢?引起學生對于酸的強度的直觀概念以及酸度大小具有實際意義的思考。此時,在PPT中展示不同濃度的醋,引導學生思考如何測量醋的度數:實驗室中最簡單準確的檢測方法,便是酸堿滴定。這里引入高中所學知識--酸堿中和,點出酸堿滴定的原理。隨后邀請學生到黑板上逐步進行公式推導及簡化,同時讓學生也拿出草稿紙進行同步推導,在進行推導的過程中教師進行適當的引導。需要注意的是,同步推導訓練不需要每一章都進行,在學生基礎知識掌握的比較扎實的情況下,有些章節可以不進行逐步推導,取而代之的是重點及難點的講解。

3.4 “脈絡式”教學的教學效果評價

現代教學方法多種多樣,在進行教學方式方法創新的時候,結合學生的學習能力、學生的學習習慣等,采取多種方式融合進行教學,往往能夠達到更好的教學效果。在實施了“脈絡式”教學之后,對同一專業的學生進行教學滿意度和期末成績調研結果顯示,該教學方法確實提高了學生的學習熱情,學生的學習成績也有所提高(圖2)。

圖2 期末成績和課程目標達成分析

結語

回顧分析化學課堂授課過程,“脈絡式”教學的核心便是以某一學生感興趣的、具有實際意義的問題為教學出發點,通過結合多種教學手段幫助學生理解課程內容,引發學生思考的一種混合式教學方法。教師以學生思考的結論為基礎,引導學生提出解決該問題的實際操作步驟、方法。在整個過程中,學生回答,教師在黑板上進行總結歸納。隨后將整個章節的相關知識放進學生的方法步驟中,將知識與實際操作進行有機集合,實現學生3D知識脈絡的構建。實際操作過程中,在進行關鍵問題提煉和學生思考的引導時,需要教師提高自身的教育教學水平,提升自身科學文化素養,緊跟時事,把握社會熱點,與學生多進行交流,保持與學生的同步。只有這樣,教師的課程才能在具有知識的厚重感的同時,給予學生新鮮的教學體驗,激發學生的學習興趣,從而提高課程的學習效果。