苏教版新教材中“先行组织者”的运用策略

2010-07-19 02:42:54马娟娟
化学教与学 2010年7期
关键词:江苏教育出版社先行组织者电离能

马娟娟

(1.苏州大学材料与化学化工学部 江苏 苏州 215123;2.江苏省宜兴市第一中学 江苏 宜兴 214206)

“先行组织者”,已经不是一个新的名词,最初由美国认知派心理学家奥苏贝尔提出,强调新的学习材料应与认知结构中原有的观念建立合理的联系,才能产生有意义的学习。这一观点不仅是教师有效教学的重要基础,同时也为化学教材中单元内容的设计、教材内容的编写提供了一种重要的方法论。

翻开目前新课改使用的苏教版的教材,让人耳目一新,教材非常注重“先行组织者”的设置,它的形式多种多样,如学习前的引导性材料,学习过程中的信息提示,还通过设置一段有关生活的背景材料、一幅反映化学现象的插图、一个具有启发意义的化学问题或一则生动的化学实验,在后继学习内容之间建立“桥梁”,使学生的学习过程“平易化”。

本文结合苏教版新教材必修和选修中的若干内容片断来分析“先行组织者”的运用策略。

一、多种学习栏目的设置

案例1电负性

【你知道吗?】钠原子与氯原子结合生成的氯化钠是离子化合物,而氢原子与氯原子结合生成的氯化氢是共价化合物,这是为什么?

(普通高中课程标准实验教科书《物质结构与性质》选修 江苏教育出版社)

分析:这是一段学习前的引导性材料,在教材中以学习栏目【你知道吗?】呈现,是为了引出电负性这样一个概念,通过对熟悉的离子化合物和共价化合物的分析,让学习自行比较它们的区别,发现两种化合物中的化学键类型不同,从而得出,成键原子之间是形成共价键还是形成离子键,主要取决于成键原子吸引电子能力的差异,进而引出电负性。

新课标苏教版必修和选修教材中多处设置了学习栏目【你知道吗?】,一般出现在新内容学习的开始,它在学生已有的经验或者熟悉的事实和现象基础上,在新旧知识之间架起“桥梁”,设置有关的学习情景并提出问题,引发思考,使学生对将要学习的问题充满兴趣,激发探究的欲望。

案例2第一电离能

【信息提示】第一电离能的变化与元素原子的核外电子排布有关。通常情况下,当原子核外电子排布在能量相等的轨道上形成全空 (p0、d0、f0)、半满(p3、d5、f7)和全满(p6、d10、f14)结构时,原子的能量较低,该元素具有较大的第一电离能。

(普通高中课程标准实验教科书《物质结构与性质》选修 江苏教育出版社)

分析:原子核外电子排布给出了重要的信息:从原子的结构来分析元素第一电离能这一性质,为学生进行后续的交流讨论 “为什么镁的第一电离能比铝大,磷的第一电离能比硫大?”作了铺垫,也为同一周期中,元素第一电离能为什么出现反常现象提供了理论解释。

这是学习过程中的【信息提示】,以简捷的语言介绍了化学的核心概念、基本原理、物质性质和技能方法等,栏目设置目的是为学生解决问题提供相关资料、数据和方法思路。

新教材设置了多种学习栏目,重视引导学生建构不同知识之间、理论与事实之间、新旧经验之间的有意义联系。例如,在新知识的学习阶段,除了进行【观察与思考】【活动与探究】之外,特别运用【交流与讨论】栏目引导学生建构起各种知识之间的关系,可以说这是学生进行理性思考的重要环节。例如,通过【问题与解决】等栏目帮助学生思考理论与实际、现象与本质之间的关系。栏目的设置,强调学习过程、学习方法和科学探究。使学生经历化学物质及其变化探究的过程,学习科学探究的基本方法,提高科学探究的能力;具有较强的问题意识,能够发现和提出探究有价值的化学问题,敢于质疑、勤于思索,逐步形成独立思考的能力,善于与人合作,具有团队精神;在化学学习中,学会运用比较、分类、归纳、概括等方法对信息进行加工。

二、丰富多彩插图的运用

案例3气体摩尔体积

图1-6 在 273K、101kPa时,物质的量均为1mol的水、氯化钠和氧气的体积的比较

图1-7 在标准状况下,1mol气体的体积与1只篮球的体积的比较

(普通高中课程标准实验教科书 《化学1》必修江苏教育出版社)

分析:对于高中生刚涉及气体摩尔体积的概念、计算,仅用文字说明有一部分学生难以理解,通过以上图示能使抽象概念具体化,降低了知识学习的难度。

在教材中,理论、模型、分类、归纳方面的插图,为学生“认识实验、假说、模型、比较、分类、归纳等科学方法对化学研究的作用”提供了较好的学习平台,从而降低了学生学习化学理论知识的难度。

案例4胶体

图1-9 溶液、胶体在光照下的想象

(普通高中课程标准实验教科书《化学1》必修江苏教育出版社)

分析:胶体是学生刚接触的一种分散系,仅通过语言描述胶体的丁达尔现象效果不是很好,通过实验现象的图片展示,学生能很清楚地看到胶体中呈现的一条光亮的通路。

实验现象、实验装置、实验仪器等图片对学生正确进行化学实验及操作,分析化学实验的现象,事后回忆有关化学实验过程及问题有很好的提示作用,有利于提高学生化学实验能力、实验设计能力和实验知识综合应用能力,同时能大大减轻学生对化学实验过程、现象记忆的信息量。

另外,教材中还大量使用了化学发展史实、化学在生产生活、科技方面的成果和应用的插图,可以帮助学生 “了解20世纪化学发展的基本特征和21世纪化学的发展趋势”,“认识和欣赏化学科学对提高人类生活质量和促进社会发展的重要作用”。

三、自主探究实验的设计

案例5配合物

向试管中加入2mL5%的硫酸铜溶液,再逐滴加入浓氨水,振荡,观察实验现象。

(普通高中课程标准实验教科书《物质结构与性质》选修 江苏教育出版社)

分析:不同的学生在操作这个实验时,观察到的现象可能不一样,关键在于浓氨水要逐滴加入,会发现,先出现蓝色沉淀,后沉淀消失生成深蓝色溶液,与原有的“经验”相冲突,实验事实可能隐含着一种学生未知的新现象,驱动学生进一步探究的动机。

化学是一门实验科学。高中化学课程中,化学实验是十分重要的教学内容,同时它又是新课程倡导的教学方法和学习方式的载体。化学实验能激发学生的学习兴趣,帮助学生形成化学概念、理解化学基础理论、掌握化学知识和技能、培养学生的科学态度和价值观,帮助学生发展思维能力训练实验技能,从而达到全面提高学生科学素养的目的。

新教材增加了大量的学生探究性实验,引领学生积极投身实践活动,在“做中学”的自主探究中享受发现的快乐。

案例6分子的极性

ddPCR反应体系总体积为20 μL:ddPCR supermix(2×)10 μL,正反向引物(10 mM)各1 μL,探针(10 mM)0.5 μL,DNA 模板 2.5 μL,补水至 20 μL。将配置好的反应体系转移至微滴发生卡中,利用微滴发生器进行微滴生成。转移生成的微滴(约40 μL)至96孔PCR反应板,封膜,进行PCR反应。反应条件为:95 ℃ 5 min;94 ℃ 30 s,60 ℃ 1 min,40 个循环;98 ℃ 10 min;4 ℃保存反应产物。扩增结束后将96孔板置于微滴分析仪进行荧光测定和数据读取,采用Quanta Soft V软件分析实验数据。

[实验1]在培养皿中加入少量四氯化碳,用滴管滴一滴水于培养皿中,将摩擦带电的玻璃棒或塑料棒接近水滴,观察水滴的运动。

[实验2]在盛有2mL水的试管中加入一小粒固体碘,振荡,观察其溶解情况。再向上述试管中加入1mL四氯化碳,振荡。比较碘在水中和在四氯化碳中的溶解情况。

从上述实验中,你能得到哪些信息?你能试着解释产生不同实验现象的原因吗?

(普通高中课程标准实验教科书《物质结构与性质》选修 江苏教育出版社)

分析:[实验1]中,水滴会随着玻璃棒或塑料棒运动。通过这个实验,让学生明白水分子是受外电场的作用而运动,说明水分子的一端略显电性,学生会想,为什么呢?从而得出水分子的正负电荷重心不重合。此实验是入门的向导,在实验的基础上进行理论分析。

[实验2]通过简单的实验,能够很明了的理解“相似相溶原理”的内涵。

探究性学习是学生自主获取知识和技能、体验和了解科学探究过程和方法、形成和提高创新意识、树立科学价值观的学习活动过程。化学实验是学生化学学习中的能动的实践活动形式,化学实验为学生创设了亲身参与实践的情境,具有获知、激趣、求真、循理、育德等教育功能。化学实验的功能和探究学习的特征决定了化学实验必然是探究性学习的重要途径。

由以上分析可知,化学教材中的 “先行组织者”呈现的形式可以多样化,但应具有一些基本特点,如具体生动,引人入胜,富有召唤力;展示将要学习的内容和意义;能将有关的方法或思路迁移到新的情景中,降低新学内容的难度。

[1]孙夕礼,马春生.新课标三种高中化学必修教材的编写特点分析[J].化学教育,2005,(7)

[2]刘知新.化学教学论 [M].北京:高等教育出版社,2004.6

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