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美国当代著名教育心理学家布鲁纳在他的《教育过程》中提出了学科结构论的教学论思想。他指出:“不论我们选教什么学科,务必使学生理解该学科的基本结构”,“学习结构就是学习事物间怎样相互联系的”。按照“认知结构组织起来的材料就是最有希望在记忆中‘自由出入’的材料”。而心理学认为:一个良好的结构就是一个有序的系统,在这样的系统中,信息可以有效地储存、加工和输出。
学科结构论在教学上主张:突出基本概念和基本理论在教学中的中心地位;重视知识和原理的迁移;重视激发学生的学习兴趣; 重视引导学生发现学习;重视知识的应用和能力的培养等。这些思想应用于我们的高中化学教学实践,就是要把知识的整体化、结构化渗透教学全过程。
我国传统的高中化学教学无论是教材的编写还是教学过程的安排,基本采用了“部分——部分——整体”的模式进行。这种模式把化学知识分解成若干个小部分,结果造成知识各部分内容之间、教学过程诸要素之间互相封闭,学生获得的知识大都是—些“散装”的内容,没有形成具有普遍联系和广泛迁移能力的化学知识结构。学生普遍认为中学化学零星、细碎、易懂、易学,但日久易忘、难掌握。
上课时轻轻松松、明明白白,用化学知识解决实际问题时往往束手无策。这些都与学生对化学知识点的外延、对知识间的相互联系认识不够,没有形成整体的化学知识结构有关。这不仅影响了学生的知识掌握水平,同时还严重阻碍了高中化学学科整体育人功能的发挥。
因为中学化学各个知识点是纵横交叉,相互联系的。点可连成线,线可连成面,面可结成网,进而构成一个立体网状的整体知识结构。通过知识的整体化,可以使看起来零星、细碎的知识变成有序化、网络化,能充分揭示理论和实践的关系,揭示研究问题的方法和途径,充分体现知识发现、更新、完善的全过程。科学方法和知识的有机结合更能有效地激发学生学习的兴趣,以达到提高能力,培养创新精神的目的,挖掘个中的各种教育因素,可以充分发挥化学学科的整体育人功能。整体结构教学就是基于上述认识基础上提出的一种化学教学新模式。
化学复习无论是单元复习、学期复习,还是总复习,其目的都是为了使学生再现知识、熟练技能、查漏补缺。学会分析、综合、评价,落实高层次的教学目标。构建知识整体结构网络,能解决综合性的问题,评价不同的解题方法、实验方案、促进知能的迁移。在化学复习教学中整体结构教学的基本的操作程序为:
1、研究“两纲”, 明确复习目标
《教学大纲》是我们实施教学的理论依据。如果是高考复习,《考试说明》是国家教委考试中心惟—向考生公开透露高考信息的文件,我们称之为“考纲”,它包含着许多高考命题的信息。在实施复习计划前,必须认真研究上述“两纲”,明确要复习哪些知识点,哪些是重点、难点,着重培养哪些能力等,做到心中有数,
目标明确。并且还要同学生一起学习,让学生首先明确复习的目标,使他们能积极、主动地学习,做学习的主人,这是搞好复习教学的关键所在。
2、深化网络,把握整体结构
有系统地组织起来的材料所提供的信息,远远大于个别材料提供的信息之和。在单元复习教学中, 以重要的知识点为连结点,建立知识的整体结构网络,主要是以本单元的知识为基础构建的,只是对单元
主要目标的初步领悟,对单元之间的逻辑联系、对整个学科知识体系的把握还远远不够。在复习中,教师应进—步引导学生深化对知识网络的认识,理解各单元知识之间的内在联系,站在整体知识结构的制高点上总揽全局。使小网络变成大网络,形成一个有机的知识整体。比如在复习元素及其化合物知识时,不仅要建立起同族元素及其化合物之间的相互转化的网络结构,同时要用元素周期律的知识去理解它们的共性和递变规律;用化学反应速率和化学平衡的观点去理解反应的快慢和程度;用电解质溶液的知识去认识物质在溶液中的表现和变化等,构建起一个大的知识结构网络。
例如:铝是最重要的主族金属元素,在性质上具有两性的特点。铝及其化合物的知识网络如下:
为了加深对此网络的理解和应用,提出以下讨论问题:
(1)、明矾净水的原理是什么?
(2)、用平衡移动原理解释Al(OH)3既能和强酸又能和强碱反应的原因。
(3)、铝盐和偏铝酸盐参加的反应总结。
将少量单质铝溶于盐酸,取1/2,后加入氢氧化钠,沉淀消失后,分成两份,—份加入盐酸;一份加入原来的氯化铝溶液,该实验中所发生的化学现象及化学原理是什么?
(4)在氯化镁和氯化铝溶液中分别滴加氨水和氢氧化钠直到过量,画出产生沉淀的图像。
3、强化训练,实现融会贯通
形成知识的整体结构,只是为应用知识打下了基础。要培养学生灵活应用知识、解决实际问题的能力,还必须强化训练。
培养学生综合运用能力的途径是很多的,例如可以编选具有“一题多解”、“一题多变”、“一题多法”的典型题目,进行强化训练。
[例]常温为气态的烷烃A和炔烃B的混合气体,其密度是氢气密度的27.5倍,已知A、B分子中含碳原子数相同。求:(1)A、B的分子式。(2)A与B的体积比。(3)若在120℃和1大气压下,将1升该混合气体与9升氧气混合后充入密闭容器中,点燃,充分燃烧后又恢复至原来状态下,问此时气体总体积为多少升?
此题具有多种解法。现介绍一种综合运用讨论法、平均值法、十字交叉法、差量法等技能技巧的解法。
[解]设A、B混合气体平均分子组成为CxHy
MCXHY=27.5×2=55 即12x+y=55
讨论:若x≤3,则y≥19(不合实际,舍)
若x=4,则y=7(符合题意)
若x≥5,则y≤-5(不合实际,舍)
则A、B混合气体平均分子组成为C4H7。
(2)根据十字交叉法(由氢原子)
(3 )根据差量法
C4H7+(4+7/4)O2 4CO2+7/2H2O(气)气体体积增加
1升 5.75升 4升 3.5升 0.75升
则此时气体总体为:(1+9)+0.75=10.75(升)
答:A、B分子式分别为C4H10、C4H6。体积比为1∶3、反应后气体总体积为10.75升。
在解题的过程中,我们引导学生:观察题目特点——认真审题,确定解题方法——理清思路,设计解题程序——培养能力,提高思维品质。解题结束后要总结解题的特点和规律,以达到巩固知识与培养能力相统一的教学目标。
4、交流讨论 促进知能升华
在完成了前面三个程序后,要组织学生进行交流讨论,如:今天你学到了哪些解决化学问题的方法,你是如何把握知识整体结构等。例如在《物质的量》这一章的复习课中,学生以知识整体结构建立了如下网络:
其中一位学生解说:“本章主要讲了物质的量与物质的微粒数、物质的体积及溶液中物质的浓度之间的关系;要实现物质的微粒数、物质的量、物质的体积及溶液中物质的浓度之间的换算,必须通过物质的量这个中间物理量(‘摩尔’起到了‘桥梁’的作用)。”无疑该同学实现了对本章知识认识上的飞跃,促进了知识、能力的升华,同时也使全班同学的认识上了一个台阶。
显然,化学复习采用整体结构教学模式,通过知识的有序化、网络化,揭示了理论与实践的关系,提示了研究化学问题的方法和徐径,体现了知识的发现、更新、完善的全过程,实现了科学方法与知识的有机结合,达到了提高能力、培养创新精神的目的。这种教学模式不仅能使学生有效地掌握高中化学知识,更重要的是挖掘了化学教学的整体功能,促进了学生素质的全面发展,特别是创新意识和创新能力的培养。
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