通常把“教学模式”定义为在一定教学思想或教学理论指导下建立起来的较为稳定的教学活动结构框架和活动程序。教学模式强调从宏观上把握教学活动整体及各要素之间内部的关系和功能,从活动程序上体现教学活动的有序性和可操作性。教学模式能为各个学科的教学提供依据一定理论的模式化的教学方法体系,在教学理论与教学实践之间搭建桥梁,可以帮助教师克服凭经验和感觉靠着自己摸索处理教学实践的状况,规范和指导课堂教学的设计和组织。
每一种教学模式都是一定的教学理论或教学思想的反映。教学理论或教学思想影响教学目标的制定,决定着教学模式的操作程序和师生在教学活动中的关系,以及教学评价的方式和标准。目前,依据不同的教育教学理论,提出的教学模式多达十余种,如“传递─接受式”“自学─辅导式”“探究式教学”“自主学习模式”“抛锚式教学”“范例教学模式”“发现式学习模式”“合作学习模式”,还有强调利用学生先前经验对问题进行解释的“现象分析模式”、依据信息加工理论的“加涅模式”、依据有意义学习理论的“奥苏贝尔模式”等等。
从课堂教学中教和学的关系看,教学模式可以有三类,一是教师系统地向学生传授书本知识的模式;二是教师指导、引领学生通过学习活动自主学习的模式;三是介于上述两者之间的模式,教师讲授和学生学习活动并重,学生在教师的组织指导下开展学习活动。
教学模式随着社会的进步不断变化、发展,从单一教学模式向多样化教学模式发展,由归纳型教学模式(重视从经验中总结、归纳)向演绎型教学模式(从一种科学理论假设出发,推演形成)发展,由以“教”为主向重视“学”为主的教学模式发展,教学日益重视学生的学习活动设计和组织,注意利用现代科学技术的新理论、新成果推进教学模式的现代化。
我国在20世纪五六十年代广为流行的是“传递─接受式”教学模式。“传递─接受式”教学模式是苏联凯洛夫等人对赫尔巴特的四段教学法进行改造而形成的。该模式以传授系统知识、培养基本技能为目标,认为教学是从教师到学生的一种知识单向传递,注重教师的权威性和间接经验在掌握知识方面的作用,强调教师的学习指导作用,注重发掘学生的记忆力、推理能力,使学生比较快速有效地掌握更多的知识。该教学模式倡导三中心(以教师为中心、以课堂为中心、以知识为中心),五环节[组织教学、复习旧课、讲授新课、巩固新课(或知识、练习)、布置作业]的基本教学程序。
20世纪70年代后,随着凯洛夫教学模式被批判,西方各种教育、教学理论得以介绍和普及,不同的教育教学专家介绍、推介了多种多样的教学模式。其中的某些教学模式,在不同时期,在不同力量的推动下,在不同地区的中小学一线都曾经推行(或流行)过。基础教育课程改革实施以来,探究式教学模式受到推崇。探究式教学是依据皮亚杰和布鲁纳的建构主义理论提出的,它以问题解决为中心,着眼于学生的思维和探究能力的培养。注重学生的前认知,注重学生的独立学习活动,注重体验式教学。探究式教学的基本程序是:问题—假设—推理—验证─总结提高。首先创设一定的问题情景,提出问题,激发学生的自主探究欲望。然后组织学生对问题进行猜想和做假设性的解释,并在富有开放性的问题情景中进行实验探究。为了实现自主学习的目的,教师要引导学生自己去发现问题,做适时的点拨,再设计实验进行验证,最后进行总结。我国基础教育课程改革,九年义务教育课程标准和高中化学课程标准都倡导探究式教学,指出“科学探究是一种重要而有效的学习方式”,要求“引导学生体验科学探究的过程”,提出了按八个要素发展学生科学探究能力的要求。
我国基础教育课程改革实施的十余年来,一些地区和学校推行的课堂教学模式,虽然名称各异,但基本上是属于自学辅导式。自学辅导式的教学模式是学生在教师的指导下自己独立进行学习的模式。其教学基本程序是:自学—讨论—启发—总结—练习巩固。这种教学模式注意发挥学生的主体性,以培养学生的学习能力为目标。它是在学生先行独立学习的基础上,教师再根据学生的具体情况进行指导。它承认学生在学习过程中试错的价值,培养学生独立思考和学会学习的能力,能够培养学生的独立思考能力。
我国基础教育课程改革中涌现出的课堂教学改革尝试典型,吸取了国内外各种教学模式的长处,努力探索提高课堂教学实效的途径,提出了各自的教学模式,为课堂教学改革积累了宝贵的经验。但是,从多数课堂教学的实践和研究看,对课堂教学模式的认识和选择应用比较随意,如有些地区的地方教育教学行政领导依照自己的主观意愿,为了实现“课堂转型”,要求地区里的学校推行一种教学模式,倡导一种教和学的行为模式,但不多久就不了了之。从课堂转型的视角认真分析研究不同教学模式及其对教学的影响,研究课堂教学的教和学的行为方式,提高教师的课堂教学设计组织能力,是非常必要的。
从国外、国内基础教育课堂教学的改革和发展看,课堂教学愈来愈重视课堂学习活动的设计和组织,学生的学习活动成为课堂的主旋律。事实性知识的学习需要学生通过感知、理解、接受、记忆,通过练习再现和简单应用所学的知识,获得巩固,真正学会。方法策略性知识需要学生用探究的方式,通过动手操作、动脑思考来学习。让学生经历实验、调查等活动,运用推理、归纳、概括等逻辑思维方法,通过同伴间交流、讨论和反思来学习;再运用所得的结论来解释、说明相关的问题,拓展认识,在“做中学”,达到“学会”“会学”的目的。价值性知识的学习,应让学生在学习和运用的过程中体验、反思,获得感悟和认同,在“悟中学”。
课堂,应该是学生在教师的激励、引导和组织下,开展形式多样的学习活动的学堂。课堂上,既有学生的独立学习,又有学生之间的合作学习、师生之间的对话和情感交流,使课堂充满活力、富有创造性。凡是符合现代教育理念和教学思想的教学模式,无论是“自学─辅导式”“探究式教学”“自主学习模式”“发现式学习模式”“合作学习模式”,都非常强调学生的学习活动。课堂教学模式的选择和应用应该多样化,应该服从于教学需要,促进课堂转型的实现。不应将课堂教学模式化,教学模式要依据教学内容、学生的学习基础和能力,乃至学校的教学条件、教师的教学特点等来选择。不论采用什么样的教学模式,都要在学习活动的设计和组织上下功夫,使教师教的行为和学生学的行为和谐统一,形成教学共同体。
学习活动的设计,要有明确的目的,要精心设计活动任务、活动的组织形式、活动开展的方法和步骤,并留有调整的余地。好的活动设计,应该是主题明确,活动程序清晰,要求有层次,呈递进式。学生可以在教师提供的活动框架中主动开展探究学习,在“做中学”,体验学习成功的愉悦。
[案例7-1] 《有机化学基础》模块醇类教学的学习活动设计
醇是“烃的衍生物”单元学习的第一类化合物。按教学内容的内在逻辑顺序,依据教学进程,可以设计、组织学生在真实的问题情景中开展交流讨论、实验探究、资料阅读和问题解决等学习活动。通过学生、师生间的交流、合作和协同学习,达成学习目标,落实学科核心素养的培养任务。
1. 学习活动一:理解、掌握烃的衍生物的概念,了解单元学习内容
学习内容和学习方式:联系生活经验,通过交流和问题讨论,理解“烃的衍生物”的概念。
我们在生活经验中已经知晓甲醇、甲醛、三氯甲烷三种有机化合物,化学家称它们是“甲烷的衍生物”。对比甲烷、甲醇、甲醛、三氯甲烷的分子组成和结构,你能理解“甲烷衍生物”的含义吗?依此类推,你能简洁地说明“烃的衍生物”和“烃类”的关系吗?
2. 学习活动二:了解、学习简单的烃的衍生物组成结构的分析表征,掌握乙醇的组成结构知识
学习活动内容和学习方式:运用探究学习和问题解决的学习方式,学习乙醇的组成和结构知识,认识醇的分子结构特点和官能团。
(1) 交流讨论。在日常生活经验和工农业生产中,我们经常会了解到有关酒精(乙醇)或名称中含有“醇”的物质的性质和应用的信息。例如,含酒精饮料、含剧毒的甲醇的假酒、消毒酒精、甘油(丙三醇)、碘酒、乙醇汽油、固体酒精、胆固醇、有抗癌作用的白梨芦醇……从这些和你了解的其他有关信息,谈谈你对乙醇、醇和人的关系的认识。如果有机会更多了解乙醇和醇类的化学信息,你希望进一步了解什么?
(2) 探究学习。通过下列信息和实验的分析、研究,尝试推断乙醇的组成、结构。
信息1:4.6 g 乙醇完全汽化,生成的乙醇蒸气在标准状况的体积是2240 mL。使4.6 g 乙醇在氧气中完全燃烧,生成8.8 g二氧化碳气体和5.4 g水蒸气,且没有其他的生成物。
实验 1:分别在10 mL无水乙醇、10 mL水中投入一小粒金属钠,观察对比反应的现象。
信息2:实验测定发现,4.6 g 无水乙醇和金属钠作用可生成1120 mL氢气。
信息3:科学家运用1H核磁共振方法,测得两种分子式都是C2H6O的有机化合物的1H核磁共振图谱。下图是它们的1H核磁共振图谱的简图。你认为哪一张是乙醇的1H-NMR图谱?你是怎么判断的?
(3) 借助乙醇球棍模型和比例模型,用自己的语言总结乙醇的组成、结构,举出能说明这些结论的实验或事实。
观察下图所示乙醇的结构式,分析乙醇分子中含有哪些基团,有几种不同的化学键。
3. 学习活动三: 在实际问题情景中,通过结构分析推测并进行实验探究活动,依据实验事实论证、掌握乙醇的性质特点和有关反应
(1) 讨论交流。乙烷和各种烃一样难溶于水,而乙醇能与水以任意比互溶,也能与氯仿、乙醚、丙酮等多数有机溶剂混溶;乙醇的相对分子质量是46(和丙烷相当),而乙醇的沸点(78℃)比丙烷(-42℃)高得多,乙烷和乙醇都易燃。试从物质组成、结构和物质性质的关系角度推测其可能原因。
(2) 探究学习。已知乙醇在一定条件下能发生下列化学反应,依据提供的信息(或观察分析化学实验,获取有关信息),从乙醇分子结构入手分析各个化学反应前后有哪些化学键发生了断裂,生成了哪些新的化学键,理解和掌握乙醇的化学性质特点。
信息1:在化学必修部分的学习中我们已经知道乙醇与金属钠反应生成乙醇钠并放出氢气。
乙醇在铜存在下和氧气发生催化氧化反应,生成乙醛:
观察分析演示实验1:如右图所示进行实验。试管Ⅰ中依次加入2 mL蒸馏水、4 mL浓硫酸、2 mL 95%的乙醇和3 g 溴化钠粉末,通过反应获得与乙醇作用的氢溴酸。试管Ⅱ中注入蒸馏水,烧杯中注入自来水。加热试管Ⅰ至微沸状态数分钟后,冷却。观察得到的反应生成物。实验中乙醇和氢溴酸发生的反应如下:
观察分析演示实验2:下图所示装置中,在大试管中放入P2O5并注入4mL95%的乙醇,加热,温度控制在170℃,乙醇转化为能使稀酸性高锰酸钾溶液褪色的乙烯气体。
实验证明,如果实验的温度条件控制在140℃,获得的产物不是乙烯而是乙醚:
在不同温度下乙醇脱水反应的产物不同,试说明乙醇分子在不同条件下结构发生的变化。
观察分析演示实验3:在如左图所示的装置的大试管中加入3mL乙醇,然后边摇动试管边慢慢加入2mL浓硫酸和2mL冰醋酸(纯的乙酸),连接好装置。用酒精灯小心均匀地加热试管3至5分钟,将产生的蒸气经导管通到饱和碳酸钠溶液的液面上。在液面上可以观察到有少量油状液态物质出现。它是乙醇和乙酸反应的生成物,具有特殊香味,称为乙酸乙酯:
化学家用含有同位素18O的乙醇代替普通乙醇和乙酸进行上述反应,发现生成的乙酸乙酯中也含有同位素18O。
请判断乙醇和乙酸反应过程中反应物共价键的断裂,和生成物中新化学键生成的情况。
(3) 交流讨论。我们已经知道化学家依据反应特征把有机化学反应加以分类,如我们学习过的取代反应、加成反应、聚合反应。除了这些类型,化学家把在一定条件下,从一个有机化合物分子中脱去一个或几个小分子(如H2O、HBr等)生成不饱和(含双键或叁键)化合物的反应叫作消去反应(elimination reaction)。
依据有机化学反应的分类方法,归纳上述信息和演示实验分析所获得的结论,运用下面的表格,总结乙醇在一定条件下所发生的化学反应:
(续表)
(4) 交流讨论。对比乙烷和乙醇的分子结构和性质,乙烷分子中的一个氢原子被羟基取代得到的乙醇有了许多乙烷所不具备的性质特点。你认为乙醇分子中的羟基和烃基(乙基)相比,哪种基团对乙醇的性质有更大的影响?为什么把羟基称为醇类的官能团?
在醇类化合物中,羟基是醇类的官能团,直接连接在烃基上。醇分子中的羟基,决定了它们的性质特征。试判断下列化合物哪些属于醇类。
(5) 尝试练习。丙醇CH3CH2CH2OH、异丙醇CH3CH(OH)CH3也都能发生催化氧化反应、消去反应,以及和溴化氢发生取代反应,请用化学方程式表示所发生的反应。
4. 学习活动四——应用醇类的结构性质知识分析解决简单的实际问题
(1) 用甲醇制作燃料电池。甲醇不仅可以用于部分代替汽油,用作发动机燃料,还可以用作燃料电池的燃料。甲醇燃料电池由甲醇负极、氧正极和质子交换膜构成。在催化剂作用下甲醇被氧化为H2O和CO2。甲醇用完后,只要补充甲醇水溶液就可以继续使用了。它可以用于笔记本电脑、汽车等。可以实现污染物的“零排放”。请说明甲醇电池正极和负极的电极反应。
(2) 应用练习。
• 维生素A1在人体内可以转化为反式视黄醛。后者是维持人的正常视力不可缺少的物质。请说明维生素A1、反式视黄醛分别属于哪类有机化合物,维生素A1转化为反式视黄醛,发生了哪一类有机反应。
乙二醇、草酸、草酸二乙酯的结构依次是:HO—CH2—CH2—OH、
乙二酸在一定条件下可以直接氧化生成草酸。请分析并写出上述各步合成反应的化学方程式。
5. 学习活动五——归纳总结本单元学习心得体会,交流讨论
总结本单元学习的基础知识、基本技能和有机化学的学习研究方法。通过学习,你对醇类物质和有机化学有了哪些新的认识?
课堂转型,要重视学生学习活动的设计和组织。但是,不能为活动而活动,如果活动目的不明确,重形式轻内容,只能是有活动之形,无学习之实,将使课堂教学陷于无效的境地。
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