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深化对情境的认识,改进化学情境教学  

2009-03-06 13:36:36|  分类: 学科类化学 |  标签: |举报 |字号 订阅

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深化对情境的认识,改进化学情境教学

 

(上海师范大学,上海200234)

摘要:为了进一步深化对教学情境的认识,改进情境教学,更好地体现教学情境对于有效改善教与学的重要意义和功能,教学情境和情境教学中应该注意:1.情境作用的全面性;2.情境作用的全程性;3.情境作用的发展性;4.情境的真实性;5.情境的可接受性。教师可以从学科与生活的结合点、学科与社会的结合点入手,利用问题探究、认知矛盾来创设教学情境。

关键词:情境;情境教学;教学设计;情境设置

中图分类号:G633.8  文献标识码:A

收稿日期:2003-08-18

作者简介:耿莉莉(1975—),女,吉林通化人,上海师范大学硕士研究生,主要研究化学及科学教育;吴俊明(1944—),江苏泰州人,上海师范大学教授,博士生导师,国家化学课程标准研制组核心成员,主要研究科学教育的理论与实践,著有《化学学习论》《化学教学论》等书。

自从“教学情境”这个概念被提出以来,情境教学越来越受到人们的重视,许多教育工作者在有关理论的研究和实践方面做了大量工作,促进了情境教学的发展。如今,人们对教学情境的认识和实践都有了新的发展和变化,使它由日常概念逐步升华为一个具有特定意义的概念。教学情境有哪些内涵和新的发展?作为科学概念,它有哪些规定性?在认识和实践时应该注意哪些问题?怎样设置教学情境……这些问题需要我们予以注意和深入地思考、讨论,才能有效地改进和发展情境教学。

一、对教学情境的再认识

教学情境是一种特殊的环境,是教学的具体情景(situation)的认知逻辑、情感、行为、社会和发展历程等方面背景(context)的综合体,具有文化属性。教学情境这种环境不同于教学系统外在的、宏观的“环境”(社会环境、学校环境等),它作为课程教学系统的内在组成部分,不仅是物理的、现实的,又是心理的、人工的,是一种通过选择、创造构建的微环境。教学情境是知识获得、理解及应用的文化背景的缩影,其中含有社会性的人际交往和协商,也包括相应的活动背景,学生所要学习的知识不但存在于其中,而且得以在其中应用。教学情境的特点和功能不仅在于可以激发和促进学生的情感活动,还在于可以激发和促进学生的认知活动和实践活动,能够提供丰富的学习素材,有效地改善教与学。为明确认识、防止误解,可以考虑把教学情境改称为“教学场境”。

教学情境的意义和功能主要有如下几点。

(1)学习的过程不只是被动地接受信息,更是理解信息、加工信息、主动建构知识的过程。这种建构过程需要新、旧经验,需要通过新旧经验的相互作用来实现,适宜的情境可以帮助学生重温旧经验、获得新经验,可以提供丰富的学习素材和信息,有利于学生体验知识的发生和发展过程,有利于学生主动地探究、发散地思考,从而有利于学生认知能力、思维能力的发展,使学习达到比较高的水平。

(2)适宜的教学情境不但可以提供生动、丰富的学习材料,还可以提供在实践中应用知识的机会,促进知识、技能与体验的连接,促进课内向课外的迁移,让学生在生动的应用活动中理解所学的知识,了解问题的前因后果和来龙去脉,进一步认识知识的本质,灵活运用所学的知识去解决实际问题,发展应用能力,增长才干。

(3)认知需要情感,情感促进认知。知识总是在一定的情境中产生和发展的,具有情境性。脱离了具体的情境,认知活动的效率是低下的。适宜的情境不但可以激发学习的兴趣和愿望,促进学生情感的发展,而且可以不断地维持、强化和调整学习动力,促使学生主动地学习,更好地认知,对教学过程起导引、定向、支持、调节和控制作用。

(4)教学情境是情感环境、认知环境和行为环境等因素的综合体,好的教学情境总是有着丰富和生动的内容,不但有利于学生全面发展,也有利于学生个性的发展。

为了促进学生发展,需要进一步研究、改进、发展情境教学。

二、教学情境设计中应该注意的几个问题

为了保证教学情境能充分地发挥其功能,在设计教学情境时,需要注意以下几个问题。

(一)情境作用的全面性

一个良好的情境,不仅应该包含着促进学生智力发展的知识内容,帮助学生建构起良好的认知结构,而且应该蕴涵着促进学生非智力品质发展的情感内容和实践内容,能营造促进学生全面发展的心理环境、群体环境和实践环境。教学情境的设计不应该仅仅满足某一个方面的需要,要同时为情感教学、认知教学和行为教学服务。另一方面,局部的情境设计可以有所侧重、偏重于某些方面的内容,要根据具体情况灵活地变通处理。

(二)情境作用的全程性

情境设计往往在教学活动展开之前进行,因而有人误以为,设计情境就是在新课教学之前利用有关的实验、故事、问题等来激起学生的学习兴趣,调动学生的学习积极性,引出新课。实际上,教学情境设计的功能不是传统意义上的导入新课,情境不应该只在讲解新课前发生作用,它应该在整个学习过程中都能激发、推动、维持、强化和调整学生的认知活动、情感活动和实践活动等,在教学的全程发挥作用。为此,教学情境可以分阶段设计,逐步地扩展、深入、充实、明晰。[1](51—55)

(三)情境作用的发展性

情境作用的发展性是指教学情境应该具有促进学生产生继续学习的愿望、有利于激发和增加学生潜能的功能。教学情境的设计不仅要针对学生发展的现有水平,更重要的是,还要针对学生的“最近发展区”:既便于提出当前教学要解决的问题,又蕴涵着与当前问题有关、能引发进一步学习的问题,形成新的情境;利于学生自己去回味、思考、发散,积极主动地继续学习,达到新的水平。设计得当的教学情境应该不但有利于知识的综合运用,有利于学习成果的巩固和发展,还应该有利于学生发展个性和特长,有利于学生相互间合作。

(四)情境的真实性

教学情境具有认知性、情感性和实践性,其真实性乃是认知性、情感性和实践性的基础和保证,而其实践性乃是真实性的最重要内容。学习情境越真实,学习主体建构的知识就越可靠,越容易在真实的情境中运用,从而达到教学的预期目的。学习情境的性质决定了学习方式的有效性,决定了所学知识在其他情境中再应用的可能性。

对于脱离真实情境并简化了的知识,学生往往只能达到刻板的、不完整的、肤浅的理解。许多学生在应用所学的知识技能时感到困难,其根源常常就在于他们的学习经验脱离了学习内容赖以从中获得意义的真实情境。真实的情境有利于培养学生的观察、思维和应用能力,有利于培养学生的真实本领,有利于培养学生的真实情感和态度,有利于学生形成良好的习惯、正确的价值观和世界观。因此,建构主义十分注重情境的真实性,极力主张:如果要求学生能应用所学知识去解决真实世界中的问题,就必须要求学习和应用的情境具有真实性。

有人一方面对上述主张表示赞同,一方面又心存困惑和疑虑:把真实的情境搬到课堂中来,行吗?实际上,所谓“真实”有原始真实和人造真实之分。原始真实的时间和空间常常是课堂无法容纳的,把原始真实简单地搬到课堂中,这种做法的可行性很差,在许多情况下是行不通的。为了解决这个困难,需要对原始真实进行分析、提取、富集、凝聚、重组,综合有关的因素,舍弃无关的甚至是有害的因素,来构造人工的真实。人工真实在本质上是真实的,它源于原始真实,又高于原始真实。根据原始真实来构建人工真实,设计良好的教学情境,这是教学设计的重要内容之一,是教师的一种具有职业特点的创造性劳动。此时,设计者需要综合、优化社会因素和教学因素才能形成良好的教学情境。

(五)情境的可接受性

情境的设计要考虑学生能不能接受,要设计好合适的“路径”和“台阶”,便于学生将学过的知识和技能迁移到情境中来解决问题。由于知识和技能的迁移总是受到个人能力以及情境因素的影响。所以,教师提供的情境,一定要精心地选择和设计,由近及远,由浅入深,由表及里,使之能适合于学生,才能被学生理解和接受,发挥其应有的作用。在这样的情境中学习,才能使学生学会知识与技能的迁移,才可能使学生解决具体问题的经验和策略日趋丰富,在新情境中解决实际问题的能力和创造能力逐步提高。

上述几个问题不仅是在设计教学情境时需要注意的,也是改进和发展情境教学时需要注意和努力遵循的。

三、教学情境的设计方法

有人提出,创设教学情境要以培养学生的学习兴趣为前提,诱发学生学习的主动性;以观察、感受为基础,强化学生学习的探究性;以发展学生的思维为中心,着眼于培养学生的创造性;以陶冶学生的情感为动因,渗透教育性;以解决问题为手段,贯穿实践性。[2]上述意见可以给我们很好的启发。下面结合实例,讨论化学等学科教学中设计教学情境的一些途径。

(一)从学科与生活的结合点入手,创设情境

化学与生活联系紧密,生活中处处涉及化学,从化学在实际生活中的应用入手来创设情境,既可以让学生体会到学习化学的重要性,又有助于学生利用所学的化学知识解决实际问题。

例1:“松花蛋中的化学”教学情境设计

【放映】菜场中加工松花蛋的录像。

【教师讲述】星期天,我在菜场看到一个老太太正在用鸭蛋加工松花蛋。同学们现在看到的,就是我在菜场中拍摄的加工松花蛋的过程。当我向老太太询问松花蛋加工的配方时,老太太不肯告诉我,又说是儿子配的,并且好心告诫我不能用手碰,否则手要腐烂的。为了揭开松花蛋加工的秘密,我买了一些加工原料,在实验室里制成了松花蛋加工原料的浸出液。

【投影】教师在实验室中观察加工原料以及取样、溶解、过滤、装瓶的一组照片。

【教师出示松花蛋加工原料及其浸出液,学生观察】

【教师讲述】松花蛋加工原料浸出液中的成分是什么?开始我也不知道。

(有学生小声地讲:“自己化验”)

化验也得有方向,估计里面可能有什么呀!不然就无从下手。我想:我可以到网上找找资料。我在网上搜寻了有关松花蛋的资料,从搜狐网中找到了13744条信息,下载了一些有用的资料。现在介绍给同学们……[1](128)

这是一位初三化学教师为新课“盐”所设置的教学情境的片断。教师寥寥数语的描述、生动有趣的录像,以及精心选择的几幅照片,不但一下子就引起了学生高度的关注和兴趣,帮助学生复习了有关物质分离的知识,渗透了科学方法教育和实验意识培养,而且提供了教学活动的逻辑脉络,随后的教学活动就沿着有关问题的解决生动地展开,学生始终怀着极大的兴趣主动地探究、讨论、合作。最后,作为课堂学习的延伸,教师又让学生自己动手做松花蛋……整个一节课产生了很好的效果。

(二)从学科与社会的结合点入手,创设情境

实践证明,只有当学习内容跟其形成、运用的社会和自然情境结合时,有意义学习才可能发生,所学的知识才易于迁移到其他情境中再应用。只有在真实情境中获得的知识和技能,学生才能真正理解和掌握,才可能到真实生活或其他学习环境中解决实际问题。

现代社会离不开化学,化学与社会紧密相连。它跟社会生产以及生命、环境等现代科学前沿问题有着广泛而密切的联系。联系与化学紧密相关的社会问题(例如能源问题、环境问题等),设计相应的教学情境,是一种常用的方法。

例2:“西部盐湖‘探宝’──食盐和纯碱”情境设计

【教师讲述、发问】……西部开发是国家的一项战略决策,从刚才一组图片上同学们不难看出,在西部这片神奇而辽阔的土地上,分布着许多美丽而奇特的盐湖,其中蕴藏着极其丰富的盐类资源,在这些晶莹剔透的晶体中,有我们同学熟悉的物质──食盐和纯碱。

今天我们将根据课本及有关知识探究它们的性质和用途,并用这些知识解决一些具体问题。下面请同学们说一说:在日常生活中,食盐和纯碱有哪些用途?

(学生讨论、回答食盐和纯碱的用途。)

【教师说明】食盐和纯碱在日常生活中有着广泛的用途,它们在工业生产中还是重要的原材料。沿海地区食盐是从海水中提取的;在西部,食盐可以从盐湖中捞取。今天,我们要对盐湖开发中的一些问题进行初步的探究……[1](139)

同样是关于“盐”的一节新课,这位教师采用了另一类素材。在随后的教学中,教师围绕“盐湖探宝”,不但引导学生通过实验探究和讨论解决了有关的化学问题,而且随后又结合盐湖开发问题组织学生讨论,渗透人文教育,同样取得了很好的教学效果。这个例子有力地说明了教学情境设计的多样性和创造性。

(三)利用问题探究创设情境

适宜的情境一般总是跟实际问题的解决联系在一起。利用问题探究来设置教学情境,便于展开探究、讨论、理解或问题解决等活动,是物理、化学等学科适用的设置情境的有效方法。在学科发展史、学科学习中都可以找到生动的问题素材。模拟科学家进行科学发现的探索过程,可以为学生提供一个真实而有效的问题情境,有着巨大的智力价值和非智力价值。

作为解决科学问题的重要手段,实验是一种特殊的人工真实,它能在实验室中再现、强化、突出物质的各种变化,富有真实性、认知性、应用性,便于人们观察、学习和研究。不过,传统的理科实验只重视学科的认知内容,常常舍弃了原始真实中的人文蕴涵。精心设计的理科教学实验不但应该包含丰富的认知素材,还应该注意保留其蕴涵的人文教育素材,以构建富有真实性、情感性和实践性的教学情境。

例3:“原电池”情境设计

【教师讲述】1792—1796年间,意大利科学家伏特通过实验发现,只要在两种金属片中间隔有用盐水浸过的多孔材料(例如硬纸、皮革等),并用金属线把它们连接起来,就会有电发生。后来,他把铜片和锌片放入盐水中,制成了能提供恒稳电流的“伏特电池”,为电学的进一步发展和电化学的创建开辟了道路。

对于伏特电池产生电流的原因,从19世纪上半叶开始,发生了一场持续一百多年的争论。许多物理学家认为,其原因在于不同的金属接触时,其中的“电流体”从“张力”高的金属流向“张力”低的金属,形成电流;许多化学家则认为,其原因在于金属的表面发生了化学反应,英国科学家法拉第还测定了电量与化学反应量之间的关系。

【提出任务】为了弄清楚原电池的原理,请你完成下列实验并进行思考。

实验:把铜丝和锌片同时放入稀硫酸中,观察铜丝表面有没有气泡产生;如果没有,试试把铜丝跟锌片接触。

思考、实验1:推测铜丝表面生成的是什么气体?设计实验验证。

思考、实验2:什么情况下铜丝表面才会有氢气生成?设计实验验证。

思考、实验3:为什么溶液中的氢离子会在铜丝表面变成氢气?设计实验验证。

思考、实验4:哪个是正极?哪个是负极?设计实验验证……

铜不能跟稀硫酸发生化学反应,这是学生所熟知的。可是,现在学生却发现铜丝表面有氢气产生!这里不但利用认知冲突激发了学生的认知兴趣,又利用有关的化学史资料来创设人文和情感环境,通过一系列问题和实验,引导学生一步一步地深入思考和实验探究,在历经跟科学家类似的科学研究过程之后,最终认识、理解原电池的原理。

(四)利用认知矛盾创设情境

新、旧知识的矛盾,日常概念与科学概念的矛盾,直觉、常识与客观事实的矛盾等,都可以引起学生的探究兴趣和学习愿望,形成积极的认知氛围和情感氛围,因而都是用于设置教学情境的好素材。通过引导学生分析错误原因,积极地进行思维、探究、讨论,不但可以使他们达到新的认知水平,而且可以促进他们在情感、行为等方面的发展。

例4:“溶解度”情境设计

【教师引入】我给大家讲个故事,题目是“‘食盐’与‘硝酸钠’的对话”:

“有一天,‘食盐’与‘硝酸钠’在比谁的溶解能力强。

‘食盐’说:我溶解能力大,在20℃时,在每50g水中最多可以溶解18g。

‘硝酸钠’说:那有什么了不起,我也能够溶解在水中,在10℃时,我在100g水中最多能够溶解20g呢!

‘食盐’又说:你的20g是溶解在100g水里,当然,我比你强。

‘硝酸钠’却说:但是你的温度比我高,我在60℃时,50g水中最多溶解55g。

‘食盐’说:那在20℃时你怎么不说?

‘硝酸钠’说:那么,你在60℃时,是多少呢……

究竟谁的溶解能力强,大家给他们评一评吧……”[1](63)

上述情境的设计,利用了学生认知因素之间的不协调,不仅创设了一个有趣的情感环境来调动学生积极思维,而且,它还同时引入了该节课的重点和难点,创设了一个良好的认知环境。

在设置情境时,教师绘声绘色、富有感情的描述十分重要。而现代教学媒体,特别是以计算机为中心的现代化教学媒体,能把生动的图像、清晰的文字和优美的声音有机地集成并显示在屏幕上,能抛开某些表面的、次要的、非本质的因素,将内在的、重要的、本质的东西凸现出来,能在屏幕上实现微观放大、宏观缩小、动静结合、跨越时空限制,从而高效率地激发学习的兴趣,调动学生的积极性,优化教学情境,增强其效果。现代信息技术给教学情境设置提供了新型的表现手段。在设置教学情境时,也应该注意发挥多媒体技术的特殊功能。

参考文献:

[1]吴俊明,倪志刚.新课程理念下的创新教学设计[M].长春:东北师范大学出版社,2003.

[2]田慧生.情境教学──情境教育的时代特征与意义.

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