大学化学, 2021, 36(4): 2011054-0 doi: 10.3866/PKU.DXHX202011054

师生笔谈

化学师范生“课堂导入”存在问题与对策分析

黄静,

Problem and Countermeasure Analysis on Classroom Introduction of Pre-Service Chemistry Teachers

Huang Jing,

通讯作者: 黄静, Email: huang198731@163.com

收稿日期: 2020-11-24   接受日期: 2021-01-11  

基金资助: 福建省教育科学十三五规划课题.  2018CG01441

Received: 2020-11-24   Accepted: 2021-01-11  

Abstract

Classroom introduction is the starting link of classroom teaching and plays a key role in the teaching effect of the whole class. Classroom introduction skill is an essential ability for pre-service teachers. Based on classroom observation and analysis of study cases, the author summarizes some typical problems of classroom introduction of pre-service chemistry teachers, such as simple stacking of situational materials, excessive use of negative materials, and tedious introduction design. In addition, attribution analysis is carried out from three aspects, namely, ignoring the function of introduction, insufficient understanding of subject value, and inadequate grasp of skill elements and designing principles. At the same time, combined with the analysis of demonstration cases, the countermeasures are put forward to guide the pre-service chemistry teachers to improve their classroom introduction skills.

Keywords: Pre-service chemistry teachers ; Classroom introduction ; Existing problems ; Countermeasures

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黄静. 化学师范生“课堂导入”存在问题与对策分析. 大学化学[J], 2021, 36(4): 2011054-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202011054

Huang Jing. Problem and Countermeasure Analysis on Classroom Introduction of Pre-Service Chemistry Teachers. University Chemistry[J], 2021, 36(4): 2011054-0 doi:10.3866/PKU.DXHX202011054

1 问题的提出

课堂教学导入是在上课开始或学习新课程,进入新单元、新段落的教学之时,教师通过某种教学方法,用以引起学生注意,激发学习动机,建立知识联系的教学行为[1]。课堂导入是传授新知识的起始阶段,是课堂教学进展的关键前奏。规范的课堂导入有三个基本原则,一是针对性,即导入设计必须针对教学内容,不能游离于教学内容之外,并符合学生的年龄特点、心理状态、知识能力基础与爱好兴趣等;二是启发性,即设计内容能够激发学生认知冲突或包含有效关键问题,能够激发学生学习的欲望并启发学生思考;三是简洁性,即尽量用最少的语言、最短的时间,迅速而巧妙地完成导课。同时,优质的课堂导入应具备引起注意、激发动机、明确学习任务和建立联系四要素[2],这样才能在自然引入新课的过程中实现迅速集中学生注意力、激发学生兴趣和求知欲、营造生动活泼的课堂氛围、启发学生思维、明确学习内容等多个教学功能与价值,对于一节课的教学进程与教学效果有至关重要的作用。

导入技能是师范生必备的教学技能。但在教育实习过程中,笔者发现仍有不少师范生课堂导入环节的实施并不理想,未充分实现课堂导入的功能。以往对课堂导入的相关研究主要集中于课堂导入方法的介绍与示范案例的呈现,而借助课堂观察与访谈分析探讨师范生导入存在的问题并进行归因分析的研究还比较少。因此,笔者通过微格教学,对40名化学师范生导入技能模拟训练进行课堂观察和教案文本分析,总结师范生课堂导入存在的问题并提出对策,以期为提升化学师范生导入教学技能提供参考与借鉴。

2 化学师范生“课堂导入”存在的问题及案例分析

笔者通过课堂观察,记录了40名化学师范生导入技能模拟训练的教学过程,结合教案文本分析,揭示了化学师范生课堂导入存在的具体问题,并呈现典型案例进行分析。

2.1 情境素材简单堆砌,导入功能达成有限

【案例1】二氧化硫的性质和作用

播放视频:化石燃料的燃烧与酸雨的危害。

展示图片:腐蚀的雕塑,枯萎的树木。

讲述:由于酸雨的腐蚀,树木和雕塑都变得面目全非。

展示图片:超市售卖的银耳。

讲述:如果银耳过于白净鲜亮,很有可能是SO2超标

讲述:SO2究竟有哪些性质和作用,下面我们就进入今天这节课的学习。

【案例2】含硅矿物与信息材料

播放视频:一望无际的沙漠,最后定格在一堆沙子上。

展示图片:各种含硅化合物和产品。

提问:你们看到了什么,并由此想到什么?

学生:不知如何作答。

讲述:这些都是与硅相关的物质。我们今天就开始新的单元:含硅矿物与信息材料的学习。

上述导课案例是通过播放视频和展示图片引出二氧化硫与含硅矿物的教学。虽然素材与教学内容有一定的关联,但教师仅仅是简单拼凑和罗列素材,情境创设流于表面的形式,未充分运用其内在价值。同时教师设计的问题缺乏导向性,未能引发学生思考与教学内容相关的问题或是达成新旧经验之间的联系,课堂气氛较沉闷。上述案例仅能引起学生对相关话题的注意,未充分发挥导入环节应有的教学功能。

2.2 过多使用负面素材,忽视学生正面情感体验

【案例3】氯气

展示图片:重庆氯气泄漏事故现场。

展示材料:天原化工总厂发生爆炸,黄绿色的氯气冲天而起。记者赶到现场时,整个空气中弥漫着一股浓浓的刺鼻气味。消防员们戴着氧气瓶从厂内进进出出,现场气氛十分紧张。消防员用消防用水与碱液在外围50米处形成两道水幕进行稀释,稀释后的水进入了天原化工总厂的下水道,进行全面的消毒。

提问:通过这则新闻大家思考下氯气到底具备哪些性质,消防员为什么要用碱液来稀释氯气?

学生回答:氯气有毒,会引起爆炸;碱液和氯气会反应。

讲述:通过这则新闻大家可以猜测氯气的一些性质。那通过这几节课的学习,我们就能对氯气有较全面的认识。

【案例4】氯气

展示图片:第一次化学战相关图片。

展示材料:1915年4月22日下午5时,在第一次世界大战两军对峙的比利时伊珀尔战场,趁着顺风,德军一声令下开启了大约6000只压缩氯气钢瓶,霎时间,在长约60公里的战线上,黄绿色的云团飘向法军阵地,所经之地绿色植被都枯黄褪色;英法士兵先是咳嗽继而喘息,甚至死亡。部分逃到高山上的士兵活了下来,还有一些人用湿手绢捂住口鼻才保住性命;战场上的武器锈迹斑斑。这就是战争史上第一次化学战。

提问:同学们,读完材料,你们想到什么?为什么绿色植物会枯黄褪色?逃到高山上和用湿手绢捂住口鼻的人为何能幸存?

学生回答:氯气有毒,是黄绿色的,有腐蚀性,可以溶于水。

讲述:同学们通过这则史实了解了氯气的一些性质。究竟氯气是一种什么样的物质,会有那么大的威力,我们今天这一节课就系统地学习下氯气。

【案例5】金属钠的性质与作用

展示图片:雨水引爆药厂金属钠,浓烟滚滚。

展示材料:2015年5月29日,记者从沈阳消防部门获悉,中午12:56,沈北消防大队接警称,位于沈北新区百龙生物有限公司厂房起火。8个中队20台消防车赶赴现场,经查,该厂停产10个月的厂房内存放的200公斤金属钠遇雨水后爆炸燃烧,浓烟滚滚,所幸无人员伤亡。

提问:同学们,我们知道水能灭火,为什么金属钠遇雨水却会爆炸?

学生回答:钠和水会发生反应。

讲述:钠和水究竟如何反应,金属钠着火怎么灭火?通过今天的学习,大家就能了解这些问题的答案。

上述3则导课案例都是教师通过展示图片和相关材料,并针对素材中关键信息发问,引导学生思考相关教学内容引出课题。师范生们认为这些导入设计恰到好处,却不知不觉将氯气和钠的危害深入学生心中,对其积极正面的用途并未提及。通过课堂观察,笔者发现许多师范生都热衷于寻找化学负面新闻作为导入素材,一方面网络上负面素材资源较丰富,另一方面师范生们认为此类素材可以在有限时间内吸引学生眼球,让学生感觉惊奇,集中注意力并活跃课堂气氛。但如果教师长期过度关注、展示化学负面素材,会让学生感受到化学的恐怖和心灵的不安,特别是在化学实验操作时,学生感受的不是化学神奇之美,聚焦的不是变化的化学反应现象,而是随时可能爆炸的未知之险,这样的化学课堂又何以让人向往并得以美好的享受呢?氯气是一种重要的工业原料,化学家舍勒发现氯气并探索其性质的过程也是充满趣味和艰辛。这些内容都可以作为氯气学习的素材,让学生感受化学与生活、生产的紧密联系,体会科学家们的努力和执着。因此,导入设计不宜夸大某些物质对人类的有害性,教师要引导学生辩证地看待这些物质[3]

2.3 导入设计冗长拖沓,教学节奏把握不当

【案例6】硝酸的性质

讲述:之前我们学习了硫酸,知道浓硫酸和铜可以发生反应,那么硝酸究竟和铜会不会发生反应呢,请大家和我一起观看一个视频。

播放视频:浓/稀硝酸和铜反应的实验。视频包括实验装置、实验步骤和实验现象和化学反应方程式的简单描述介绍。(耗时8分钟)

讲述:通过视频大家知道浓硝酸和稀硝酸都会和铜发生反应。那么硝酸究竟有哪些性质呢?接下来我们就一起来学习。

【案例7】同分异构体

讲述:同学们,丁烷的分子式是C4H10,你们知道它的结构式吗?老师准备了一些小木棒和球,大家现在可以尝试在桌上摆出C4H10的结构式。

学生操作:分组操作(有些学生违反成键规律,搭错结构式CH3-CH3-CH2-CH2;有些小组搭了相同的结构式比如CH3-CH2-CH2-CH3(活动耗时6分钟)。

讲述:解释碳、氢的成键规律和烷烃四面体构型。(耗时10分钟)

学生:针对教师讲解内容,台下师范生模拟高中生不停地提问。

讲述:无奈地回答学生问题。最后只好说:大家有问题我们课下再详细讨论,我们先进入今天的教学主题——同分异构体。

导入环节尽管很重要,但它的功能是为教学作铺垫,一般不超过3-5分钟。导入时间过长,就会出现课堂重心偏离,教学内容主次不分。上述导入教学案例都花费了10分钟以上的时间。案例6中,教师想通过播放视频让学生了解硝酸和铜会发生反应,同时也提高了学生的学习兴趣。但硝酸和铜的反应是本节课的核心知识点,教师在教学中应引导学生认真观察实验现象,分析讨论产生现象的原因,从而了解反应原理,因此没有必要在导入环节播放此反应的完整视频。学生在有限时间内被动接受大量信息,无暇思考、质疑,也没有互动,不仅导入功能达成有限,还可能影响学生对教学重难点知识的掌握[4]。案例7在导课环节中安排了学生活动,能够激发学生的学习动机和兴趣。教师设想学生有能力在短时间内顺利完成任务,自然引出课题,但事与愿违。由于教师没有基于学情进行教学设计,活动内容即是教学难点,部分学生存在较大疑惑,甚至无法完成任务。此外教师的课堂控制力不足,被学生的提问打乱教学节奏,导而不入,影响了整堂课的教学安排。

3 化学师范生课堂导入存在问题的归因分析

笔者基于课堂观察,并随机抽取15名师范生进行访谈调查,尝试对化学师范生课堂导入存在的问题进行归因分析。

3.1 对课堂导入的功能与价值认识局限,忽视导入环节的重要性

通过交流,我们发现部分师范生并没有意识到课堂导入是基于课堂全局需要的一种设计:在整个教学中,它起着从旧知到新知的诱导作用,起着新旧知识逻辑上的衔接作用,起着诱发学生学习新知识的兴趣的作用,是课堂教学结构中一个不可忽视的重要环节。他们对课堂导入功能与价值的认识单一,仅仅停留在吸引学生注意、活跃课堂气氛这一作用。有的人甚至认为课堂导入只是为了追求示范课教学环节的完整性,在日常教学中可有可无。这种观念致使其在设计课堂导入环节时也只是流于形式,导致课堂导入无法发挥真正的作用和效果。

3.2 课堂教学情境素材积累有限,对化学学科的价值认识不足

新课程提倡在“课程内容”的相关主题中设置“可供选择的学习情境素材”,以帮助教师更好地实施课程教学,更充分地调动学生学习的主动性和积极性,并帮助学生理解学习内容。因此,大多数师范生认可教学情境创设的价值,但由于缺乏有意识的阅读、观察、思考与记录,多数人对于情境素材的选择与使用主要来源于个人学习生活经验、网上课例的搜索以及教师教育类课程中有限的课堂教学案例的借鉴。因此,师范生对于课堂教学情境素材的积累十分有限,常常在教学设计时陷入“无米之炊”的境况。同时他们对化学前沿、化学与社会、化学与生活联系的相关信息缺乏关注,导致对化学学科价值的认识不足,自然在教学素材的选择和加工时,很少去关注、运用体现化学学科价值的信息。

3.3 对课堂导入环节的设计原则和要素把握不到位,缺乏有针对性的反复训练

在导入技能模拟训练之前,教师会进行相关理论讲授,引导师范生明确导入设计的原则、规范与要求。但在实际教学设计与模拟教学的过程中,部分师范生并未充分地掌握相关理论,没有遵循导入技能的规范要求进行教学设计,设计方案未包含导入环节的要素并符合导入设计的原则。因此模拟教学时的效果常常不尽人意。同时,由于微格教学课时数有限,无法做到组织师范生反复地进行教案修改、实践练习和交流讨论,师范生缺乏有针对性的训练,导致技能掌握不到位。

4 优化化学师范生导入技能的对策

笔者基于现存问题的提炼与归因分析,结合示范案例的呈现分析,提出以下教学建议,从而优化化学师范生课堂导入教学技能。

4.1 引导师范生重视导入环节,关注导入设问,充分发挥素材的价值与导入的功能

导入素材存在的价值不仅在于其与教学内容有“共同元素”,更重要的是学生能抓住“共同元素”从对素材的理解过渡到对学习内容的理解,这个过程需要教师进行引导,而提问是实现素材价值的有效途径。因此教师可通过优秀案例展示引导师范生认识到有效的导入设问能够帮助学生梳理素材,建立素材与课堂教学之间更深层次的联系,建立学习的预期[5],进而引导学生全面认识导入的功能与价值,强化导入环节的重要性。下面呈现案例8 (案例1的修正)为例进行说明。

【案例8】二氧化硫的性质和作用(案例1的修正)

播放视频:化石燃料的燃烧与酸雨的危害。

教师讲述并提问:通过视频的观看我们知道硫酸型酸雨的形成与二氧化硫的排放密切相关。现在请大家思考三个问题:(1) 从视频里提供的信息我们可以初步推断二氧化硫具有哪些性质?(2) 能否简单地描述硫酸型酸雨的形成过程?(3) 根据你的生活经验谈谈二氧化硫在生活生产中有什么应用,它是否百害而无一利?

师生讨论:教师组织学生讨论如何通过视频中具体的信息猜测二氧化硫可能具备的性质;简单描述酸雨的形成;根据自身经验谈谈二氧化硫在生活中的应用。

教师讲述:通过视频的观看和讨论,我们对二氧化硫有了初步的了解,二氧化硫究竟具备哪些性质与用途,转化为酸雨可能的路径有哪些?如何防治酸雨的形成?我们一起通过本节课来系统的学习下。

修正案例相较原案例,在素材呈现的基础上通过有效问题组的提出帮助学生建立素材与教学内容的联系,启发学生思考问题的同时明晰学习任务,从而充分发挥导入的功能。在实践训练中,针对简单堆砌素材的问题案例,教师可组织大家进行修改:围绕如何通过进行有效设问合理利用素材、优化教学展开讨论。逐步引导师范生从关注素材本身到关注素材的价值,充分发挥导入的功能。

4.2 引导师范生注重日常素材积累,聚焦“化学之美”,感受化学学科价值

对于中学生来说,刚刚接触到化学这门学科,教师要帮助学生认识化学与人类生活的密切联系,关注与化学相关的社会问题,引导学生辩证地看待问题。如果教师都一味地关注展示化学负面新闻,学生何以不抵触提防化学,发展学科核心素养便是一句空谈。师范生是未来的教师,在模拟训练中,应鼓励他们日常阅读、观察生活和及时思考记录,有意识积累教学情境素材,关注体现化学功能价值的各类信息,比如化学家如何揭示自然奥秘,化学如何改善人类生活,推动人类社会文明发展,如何用化学知识解释、解决生产生活中的问题等,并将这些素材运用于教学设计[6]。教师可组织师范生针对同一主题进行同课异构式的课堂导入模拟教学,并进行比较分析,引导师范生挖掘、感受化学之美,进而通过课堂教学展示化学之美。下面呈现案例9、案例10为例进行说明。

【案例9】电化学复习课[7]

PPT播放:呈现比能量的概念。

教师讲述:理想的电池应该是比能量越高越好,也就是电极材料质量要轻、放出的电能要大。根据这一要求,同学们翻翻周期表,你觉得哪些材料比较适合用来做电池。

学生回答:H和Li的比能量高,适合做电极材料。

教师讲述:很好,最好的材料就是氢,所以科学家从未放弃对氢氧燃料电池的研究,但是很难普及。那接着就是锂了。

PPT播放:介绍2019年诺贝尔化学奖及其得主。

教师讲述:锂电池的发明彻底改变了人们的生活,为无化石燃料社会奠定了基础,因此2019年诺贝尔化学奖颁给了在该领域做出突出贡献的三位科学家。本节课我们就沿着锂电池的发展历程,在锂电池技术原理与技术思想的学习过程中来帮助大家复习电化学的相关内容。

【案例10】含氯化合物性质的学习

教师讲述:我们生活的环境中难免会有一些致病微生物,比如细菌、病毒等。消毒杀菌可以减少致病微生物的数量,甚至杀死致病微生物的繁殖体和休眠体,降低人体的发病率。84消毒液是一种常见的含氯消毒剂,广泛用于家庭、宾馆、医院、食品加工行业的消毒。那么84消毒剂的有效成分是什么,有哪些性质呢?我们首先一起通过一张84消毒液的产品说明书来认识下。

PPT播放:84消毒液的产品说明书。

教师讲述并提问:请同学们阅读84消毒液的说明书,并思考几个问题:(1) 84消毒液的有效成分是什么物质,它可能具有什么性质?(2) 资料表明,84消毒液使用过程中起主要消毒作用的是次氯酸,你认为这里的次氯酸是怎样生成的?(3) 产品说明中的哪些注意事项可以用我们所学的化学知识来进行解释说明?

学生回答:对上述问题发表自己的观点。

教师讲述:的确,84消毒液的主要成分是次氯酸钠,大家对它的性质预测是否正确?同时大家对说明书注意事项解读过程中存在许多疑惑。不要着急,通过今天的课堂学习,我们就能找到答案。

案例9首先向学生普及比能量概念,一方面拓展学生视野,让学生认识到高比能量电池是电池技术发展的永恒追求,正是因这一技术发展思想才推动电池工业不断创新进步;另一方面利用寻找高比能量材料的活动自然引出本节课的学习主题:借助锂电池技术原理的研究复习电化学知识。同时通过诺贝尔化学奖的介绍让学生认识到化学不仅与经济发展、社会文明的关系密切,也是材料科学、能源科学等现代科学技术的重要基础。案例10通过一张84消毒液的说明书创设问题情境,启发学生思考的同时自然引入课题,引导学生运用所学知识解释生活中的相关问题,感受化学学习的意义。这两个案例选择的素材都是向学生展示化学之用、化学之美,有利于学生认同化学学科价值,提高学习兴趣。师范生若长期有意识收集并运用正面素材,其训练过程中能够逐渐认识到化学美也能成为激发学生学习化学的驱动力,不仅给予学生知识技能,促进了情感态度价值观的发展,有利于情意教学目标的有效达成。

4.3 引导师范生把握导入技能要素与设计原则,反复训练形成规范技能

教无定法,贵在得法。无论采用哪一种方式导入,只要能充分发挥导入功能,达到理想教学效果皆可。但对于新手来说,明确导入技能的要素,有利于其设计出规范的导课案例。因此,教师在教学中不仅要向师范生介绍各种导入方法,更重要的是结合不同的案例引导师范生明确导入技能的各要素,即引起注意,激发动机,组织引导和建立联系,进而分析把握各要素的教学策略。比如通过创设情境引起注意,设计认知冲突激发动机,实施有效提问组织引导、建立联系,同时要注意把握好教学时间,言简意赅,随时准备进入课题,用最少的时间争取最好的教学效果等等。此外,教师应规范微格教案的格式,要求师范生在教案编写过程中,标注导入技能要素与教学用时。下面呈现案例11 (表 1)进行说明。

表1   【案例11】吸热反应与放热反应

教学用时教学过程教学意图技能要素
1分钟教师演示实验:同学们,上课前请大家先观看老师变个魔术:将Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl晶体混合物置于小烧杯中,在下面垫一张滴有水的纸,向混合物中滴几滴水后,迅速用玻璃棒搅拌,烧杯下的纸冻结在烧杯底部通过演示实验创设问题情境,激发学生学习兴趣与求知欲引起注意
教师提问:烧杯下的纸怎么会冻结在烧杯底部呢?学生回答:因为温度降低,纸上的水结冰了激发动机
1.5分钟教师讲述:回答得很好。实际上是老师在烧杯中事先放入了Ba(OH)2·8H2O与NH4Cl两种晶体,搅拌后,它们之间发生反应,需要吸收大量的热,使周围温度瞬间下降,水就结成了冰通过交流讨论对实验现象成因进行简单分析,组织联系本课题相关内容,从而进入课题组织联系
教师讲述:我们知道,所有的化学反应都不仅仅是物质的变化,还伴随着能量变化。化学能可以转化为光能、热能、电能等,当能量以热的形式表现时,化学反应可以分为吸热反应和放热反应。我们本节课就一起来具体学习下建立联系

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案例11将导入要素明确标注出来,即教师通过演示实验引起学生注意,借助提问激发学习动机,在与学生讨论过程中进行组织引导,建立联系,进而自然进入课题。同时标注教学用时,让学生有意识地关注导入用时,避免冗长拖沓,导而不入。在日常训练过程中,除了规范教案格式,同时在评析模拟教学片段时可组织师范生围绕教学是否涵盖导入技能四要素、是否符合设计原则展开评价,从而促进师范生在理论学习和实践训练过程中加深对导入技能规范与要求的理解,并反复进行训练,提升课堂教学效果。若课时有限,教师们可尝试拓展课程教学形式,建设与面授相结合的网络课程,组织学生拍摄模拟教学视频,上传分享,利用线上线下联动教学,最大限度地加强学生训练,不断提升自己的课堂教学技能。

参考文献

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