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教育信息化视域下基于“PBL驱动”的高中化学教学实践研究
——以乙醇的化学性质为例
教育信息化(EducationInformation)是运用现代信息技术手段,全面深化教育领域,促进教育改革与发展的过程。在教育信息化浪潮的驱动下[1],中学化学教育必须强化对学生的核心素养的培植,并且关注学生掌握化学知识的过程。此外,应鼓励教师积极采用信息技术,以此来提升化学教学的品质与成效。加强化学教学与信息技术的融合,为满足学生全面发展的需要,创新开发多样化、层次丰富、可供选择的化学课程资源。PBL是近年来探索课堂教学的重要方式之一,其关键在于设计驱动性问题,学生主动参与项目活动,以驱动性问题为主导进行合作探究,能够建模、论证、说明等基于证据的实践活动。好的驱动性问题不仅可以深入、持续地激发学生思考、探究,也可以帮助教师有效组织教学,及时诊断与评价学生的学习,有效达成教学目标。那么在项目式的学习中,我们就如何设计一个高品质的驱动问题进行讨论呢?如何开展基于驱动性问题的课堂教学?持续、连贯、深入地发展学生化学学科的核心素养,在当下是很有现实意义的[2]。
一、PBL实施过程及学习成果
首先由老师介绍课程背景,提出驱动性问题,然后师生共同寻找问题解决的方案,最好逐渐实施子任务,最终完成整个PBL。在教学活动中注重学生认知模型的自主建构[3],注重引导学生进行自主探究,并应用信息化技术促进学生学习。
驱动性问题的具体设计以高中化学必修第二册中“3.3乙醇”的化学性质为例,对PBL驱动性问题的设计进行具体阐述。通过对乙醇的组成、结构和性质的研究与探讨,学生可以加深对有机物普遍特性的理解。此外,这一教学模块目的在于促使学生形成并且逐渐完善分析和解决问题的技能,同时把握有机物“组成-结构-性质-用途”这一学习模型,以掌握有机化学的基本规律。因此,乙醇是有机物的一种,也是有机物在进行问题设计时要思考可以促进学生深度学习的真实问题情境,与此同时情境能够承载课程标准中对该内容的基本要求。基于此,该部分选择“乙醇在人体中的代谢全过程”作为真实的问题情境。基于该情境,根据驱动性问题的基本特征确定“乙醇在人体中转化成什么物质?”[2]以整体驱动性问题为核心,拆分成环节驱动性问题[4],并以此生成子问题情境。
二、以核心素养为根本,实施“PBL驱动”教学。
1.创设“有趣”情境,激发学生兴趣
设置问题:中华文化博大精深,其中酒文化更是历史悠久,自古以来留下了许多与酒相关的诗句,你知道哪些与“酒”有关的诗句?
2.“问题”驱动,探究学习
根据创设情境引出喝酒脸红的画面,接着是一连串的疑问:为什么喝完酒的后人脸上会泛起红晕……趣味测试:是什么物质引起了这些外在的变化?喝酒脸红的人酒量好不好呢?
查阅资料,发现人体内乙醇的转化过程为:乙醇(乙醇脱氢酶)→乙醛(乙醛脱氢酶)→乙酸→CO2和水,学生们在对人体内乙醇发生的一系列反应进行简单分析后,就会开始分组进行模拟乙醇转化为乙醛反应的实验。
3.深化整合,思维构建
以悠久的中国酒文化为开端,通过酒的相关诗句,让学生自己认识乙醇,再通过小组合作实验、微观探析结构变化、讨论总结等,通过问题探究乙醇的化学性质,加深对概念的融会贯通,让学生自己动手构建思维导图。
本研究主张通过问题链式讲解,将问题任务驱动法运用于教学中,将课程的学科逻辑融会贯通。为揭示和克服学习过程中的认知和能力盲区,设计与学生认知发展相适应的问题,明确构建学科思维,致力于深层次的学习体验的实现。通过问题设计的连贯性,采取螺旋上升的教学策略,分层递进地展开复杂的专题。这样的做法,既有利于重点难点的突破——即解决认知盲区,培养化学思维,又能促使学生深入了解化学学科。在以学生为本的课堂环境中,强化学生的主动参与感和主体地位,促进学生能动性的发挥,包括激发引导、交流思考、集体协作等多种互动方式。
三、以核心素养为基础,落实反思“PBL驱动”课堂教学
1.创设促进学生思维逻辑性的“问题”情境
在课堂教学中,通过构建与实际生活紧密联系的“问题”场景,旨在提升学生的逻辑思维能力,这样的做法不仅具有现实的教育意义,而且能有效地激发学生对学习的热情。在教学中,为增强学生提取信息的能力,创造与学生生活、社会实践经验有关的情景,帮助学生感悟“化源自生,服务于生活”的学习理念。现在的信息社会,每天都有大量的复杂数据涌现出来,这种信息的大量涌入对于化学学科而言至关重要。近几年的高考试题也呈现出一种趋势,那就是对“材料多,化学学科活用”这一题型的重视程度有所提高。快速发现重点信息,对重点知识进行提炼,并在答题时灵活应变。
2.运用信息手段,展示隐藏的真相,展示微观的过程
为了促进高效学习,课程内容的设计和呈现需遵循学生的认知进程。在高中阶段,化学科目所涉及的信息量庞大,其中包含了大量的抽象概念与专业术语,并且化学的理论与原理通常较为复杂。如微观粒子的结构、有机化合物的立体构型以及原子间的相互作用力等领域,因无法在现实世界中被直接观测或分析,往往会给学生的理解带来不小的挑战。将化学动画、微观模型以及动态效果图融入教学中,有助于学生对观察到的现象进行更深入的观察与描述。这样的教学手段不仅实现了微观世界的可视化呈现,而且有效地提升了学生的观察能力和表达技巧。
3.以“素养立身”为教学设计理念,培养学生化学核心素养
在化学教学中,我们将采取以“以素养为基础”为核心的教学策略,依托化学核心素养来进行教学设计。这种设计并非单纯将知识点相加而形成完备的素养,反之,缺乏组织结构的教学往往难以培养出深厚的学科素养。因此,教学应走过系统化的四个层次:模块教学、单元主题教学、课时教学,以及问题驱动教学、情境探究教学和信息集成教学[4]等多样化的教学模式。这些模式之间的相互联系与相互促进有利于知识的深入理解及思维、逻辑能力的提升,更有助于核心素养的内化。
化学教学的终极目的是以学生为中心,以帮助他们达到最好的个人成长为目的,所以教学进度和内容深度都要以学生的认知能力为基础而定。在展望未来的时候,化学教学要在巩固基础和鼓励创新的同时,不断地将新兴的科技知识和技术成就融合到教学内容中去,以丰富教学内容并提高教学方法。参考文献:
[1]梅景怡,张宇,付本臣.教育信息化驱动下中小学建筑教学空间设计研究[J].西部人居环境学刊,2019,34(05):109-117
[2]何鹏.项目式学习中驱动性问题的设计与实施策略——以“电离与离子反应”为例[J].化学教育(中英文),2022,43(05):68-73.
[3]张四方,黄盼盼,周辰爽,等.“原电池”的项目式教学——探究“水动力”盐水灯发光之谜[J].化学教育(中英文),2022,43(17):47-52.
[4]张昕.基于核心素养的“问题任务驱动”式翻转课堂教学实践——以人教版高中化学必修二“离子键”为例[J].中小学教学研究,2019,(03):47-53.

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