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以兴趣实验活动为载体提升单元复习品质——以“溶液”单元复习教学设计为例

更新时间:2009-03-28

随着课程改革的不断推进,近年来对于在学科教学中促进学生深度学习也越来越被一线教师所认可和重视。深度学习要求学习者通过加工知识信息,深度理解复杂概念,深度掌握内在含义,主动构建个人知识体系并有效迁移应用到真实情境中解决复杂问题[1]。单元复习是对一个单元知识的整理和深化,既要对基础知识进行整理归纳形成脉络又要关注学生能力的培养。以往的单元教学仅重视知识的复习,学生的学习停留在浅层次的死记硬背,机械训练,被动学习。因此学生的学习兴趣和效率大大降低。单元复习教学设计中融入深度学习,我们可以将所学知识建立关联,创设情境,在新情境中解决问题,从而使学生的学习积极性和解决问题的能力得以提高。因此笔者尝试在单元复习课中利用兴趣实验活动为载体,精心设计问题情境,让学生开展有效的深度学习,提升了单元复习的品质。

一、教学目标的设定

教学目标的设定体现了教师对深度学习理念的理解和对课程标准、教学内容的整体理解。也是对学生的课堂学习提出的明确要求。因此,教学目标的制定必须准确而全面。“溶液”单元复习目标设定如下:

1.通过兴趣实验进一步巩固溶液组成、溶液组成表示方法、饱和溶液、不饱和溶液,溶解度等基础知识;

2.会运用溶解度、溶解度曲线等知识解决问题;

3.能根据有关信息学会选择正确的结晶方法和混合物分离方法。

4.为什么将樟脑溶解在酒精中而不溶解在水中?

依据布鲁姆教育目标分类方法,笔者将本课教学目标分为两个层次。目标1属于认知水平较低的浅层学习,对本单元基础知识的描述、记忆或复制。目标2、3是对本单元知识的深层理解和迁移运用的认知水平较高的深层学习。本课重点是教学目标2和3,通过学生的系列深层学习活动形成运用知识解决问题的能力。

经两天二十次对不同温度范围的实验,由我们小组自制温度计与市面上某品牌电子温度计进行对比,发现两者平均温度相差在0.02℃-0.07℃之间,x牌温度计于35℃-40℃测量较准确,而我们的电子温度计在38℃-44℃测量较准确。温度对比打8分。

二、兴趣实验活动的选择

由于复习课要对学过的知识进行回顾和整理,学生势必会产生倦怠感,学习的热情没有新课时高。因此单元复习课如何将已学知识很好串联起来并以一个恰当形式展现出来就显得十分重要,串联的是否巧妙、展示的是否合理对学生学习兴趣的提升和复习效果将产生重要影响。要激发学生的复习兴趣和热情,最佳方法是让学生参与到课堂学习中,最好能动起来(动手、动思维)。所以必须设计一个好的活动,能让学生轻松参与并激发学习兴趣,又能将所要复习的知识串联融合。“溶液”单元复习活动的设计,采用了网上一个流行的DIY趣味实验——“天气瓶”的制作。四人一组制作活动,不仅将溶液的相关知识串联起来,又保证所有学生都能参与到实践活动中来。课堂引入时利用多媒体展示了网上网友制作的精美天气瓶成品,极大调动起学生动手参与的积极性,个个跃跃欲试,也为动手制作前的问题探究奠定了良好基础。

硝酸钾溶解度:(1)列表法

[材料]硝酸钾2.5g,氯化铵2.5g,蒸馏水33mL酒精40mL,粉状天然樟脑10g。

[步骤]1.将硝酸钾和氯化铵加入水中;

2.将樟脑溶解于酒精中;

以往临床中为有效的对患有冠状动脉疾病患者进行确诊,多进行选择性冠状动脉造影检测,并且成为临床诊断金标准,但此种检测方式的花费较多,并且造影剂将会对患者造成较为严重的不良影响,使患者产生诸多并发症,对于诸多无症状患者而言无法接受[4],因此需要对检测技术进行不断的改变。

为了提高船舶营运能效,航运界提出了多种节能减排的方法,例如降速航行、航线优化、气泡减阻、主机热经济学分析、采用LNG等新能源。但是,要采取这些节能减排的方法都要增加船舶的投资资本或者是降低营运效率,并且这些方法对不同的船舶有不同的适应性,因此不能进行普遍推广。本文利用FLUENT软件计算船舶不同吃水及不同速度时在单相流(水)、两相流(空气、水)中的阻力,并结合项目组研发的船舶能效监控系统实测出船舶在不同吃水差下主机每海里的油耗,比较船舶在同种工况不同吃水差下阻力和主机每海里油耗的变化趋势,从而找出在相应工况下的最佳吃水差。

4.混合后封存在试管或玻璃容器中(瓶子要封禁,避免酒精挥发)。

三、问题情境的设计

深度学习要求能对知识进行迁移和运用,设计有效的问题情境,在解决问题的过程中既复习了基础知识,又培养了其深度学习的能力。为了将本单元要复习的知识串联和展示,笔者通过设计以下探究问题,让学生在“天气瓶制作”实验活动前对设计的问题进行讨论交流。通过这些精心设计的问题的解决既将本单元重要知识进行了系统梳理,又促进了学生运用知识解决问题能力的提升。

[问题探究]天气瓶制作教程中的问题:

1.将硝酸钾2.5g和氯化铵2.5g,加入33mL蒸馏水中搅拌后形成的混合物叫什么?

2.将樟脑溶解于酒精中形成的溶液溶质是什么?溶剂是什么?溶液名称叫什么?

3.在配制天气瓶中混合物过程中为什么加入氯化铵?

深度+主题的游学指南——《XX主题/深度游》。根据当地文化,设计经典特色性强、体验沉浸感重的满足不同文化需求的休旅线路。闻名景区的文化旅游+外事体验为主的常规线路;美丽乡村、山居民宿、特色家庭、工厂企业为代表的微观特色线路等。

整个上世纪80年代,全国东部沿海地区,特别是广东深圳地区都在开发开放的前沿。上海作为老工业基地,是国有经济比较重的一个地方,同时也是国家的财政口袋,整个中央财政的1/4是由上海财政上交的资金贡献的,上海相当于是改革开放的一个后卫,也因为此,整个80年代,上海经济社会发展总体比较慢。邓小平老人家在1990年这个关键的时候,推动了上海的浦东开发。老人家说过,深圳的开放是面对着香港的,珠海的开放是面对着澳门的,厦门的开放是面对着台湾的,而上海浦东的开发开放是面对世界的。在老人家的心目中,浦东的开发开放,是一盘大棋中重要的一步棋。他甚至讲过,浦东的开发开放晚了5年,如果要早一点起步更好。

5.你能计算出步骤1所配溶液的硝酸钾质量分数么?

6.在室温下该溶液是硝酸钾的饱和溶液么?

[趣味实验]天气瓶制作教程

 

表1 KNO3溶解度

  

温度/℃溶解度/g 11.3 0 10 20.9 20 31.6 30 45.8 40 63.9

  

图1 KNO3溶解度曲线

(2)曲线法

文章中我们仅讨论针对共识机制的攻击方式,并不考虑例如双花攻击、日蚀攻击、整数溢出攻击、分布式拒绝服务(DDoS)等针对区块链其余部分的攻击方式。白帽汇安全学院列举了5种针对共识机制的攻击方式[12],部分攻击方式仅针对部分共识算法。

(1)因地制宜,逐渐形成“家和计划”本土服务特色模式。如沙坪坝区打造“家和故事”;黔江区探索“离婚分类分流服务”模式;长寿区针对服刑人员开展的困境家庭案例;綦江区以家庭理财教育助力脱贫致富;秀山县挖掘传统民族荤素作用等。

1.现有硝酸钾100g和氯化钠35.8g的混合物,为了提纯硝酸钾可采用如下操作:

①图中A,B,C三点所对应的溶液分别是饱和溶液还是不饱和溶液?

②当温度由80℃降低到30℃过程中A点如何移动?

③在B到C点移动过程中会出现什么现象?该过程称作什么?

(2)将该溶液冷却到10℃,此时硝酸钾的溶解度为_____g,可以析出硝酸钾晶体_____g;氯化钠的溶解度为____g,可以析出氯化钠晶体______g。

MOOCs的微视频每个约10-15分钟,穿插测验与练习,学习完成后通过在线平台与教师或其他学习者进行交流。根据学生的学习规律和认知特点,简短视频更能提高学生的学习兴趣,学习效果更佳,学习积极性更高。另外,MOOCs采取线上教学模式,使得学生可以不受时空条件限制,随时随地自主学习,这样自由多了,同时对自觉性的要求也更高了。

  

图2 知识脉络图

四、巩固练习的设计

学生经过讨论交流解决了6个探究问题后,进行了天气瓶的制作。在制作中小组中的四位学生分工合作,带着极大的热情共同参与完成了天气瓶的制作。为了让大家看到天气瓶感知天气冷暖而结晶的现象,让学生将制作好的天气瓶在冰水中冷却降温。等待结晶过程中引导学生进一步进行习题探究,进行深度学习。物质的分离与提纯对学生始终是一个难以完全掌握的难点知识,为促进学生对物质分离与提纯方法的更进一步的理解和运用,设计如下三题:

3.将步骤一的混合物加到步骤二的溶液中,最好是加热搅拌到澄清;

[知识运用]下表是氯化钠和硝酸钾在不同温度下的溶解度:

 

表2 硝酸钾和氯化钠在不同温度下的溶解度

  

温度(℃)KNO3 NaCl 0 13.3 35.7 10 20.9 35.8 20 32 36 30 45.8 36.3 40 64 36.6 50 85.5 37 60 110 37.3 70 138 37.8 80 169 38.4 90 202 39 100 246 39.8

根据图1硝酸钾的溶解度曲线:

翻转课堂是“课前”和“课堂”两个学习环节紧密配合的教学组织形式,体现了“学生主体,教师主导”的教育理念,课堂上主要以相应的学习活动为学习发生的主要场所。杨开城教授在《以学习活动为中心的教学设计理论:教学设计理论新探索》一书中提到,“以学习活动为中心的教学设计理论将学习活动作为组成教学系统的基本单元”。何克抗教授“双主理念”的教学设计模式主要针对的是课堂上45分钟的教学组织形式。鉴于此,我们需要结合“以学习活动为中心”的教学设计理论,在“双主理念”教学设计模式的基础上进行更加具体地调整、修改和发展而形成真正适合翻转课堂的教学设计模式(如图1)。

(1)取100g水加热到60℃,将135.8g固体混合物全部加入后充分搅拌,所得到的溶液中含硝酸钾____g,氯化钠_____g。

问题1涉及溶液的特征,问题2涉及溶液的组成,问题3涉及溶解现象,问题4涉及溶解性,问题5涉及溶液组成的定量表示,问题6涉及溶液的分类、溶解度和溶解度曲线。6个探究问题将本单元重要知识点完整展示了出来,学生在思维活动中不知不觉将知识进行了复习,并且学生在解决问题的同时,教师通过板书将这些重点基础知识以知识脉络图的形式展示在黑板上,帮助学生建构起溶液有关知识的体系。

面对一些思想理论问题,如何培养和发挥自己的创造力?我们知道,人的知识结构有“一横”“一纵”两个方面。“一横”是知识的广度,我们要开阔知识的视野,尽量多了解各方面的信息,全面拉开横向的宽度。在这个基础上,还有纵深的专业知识方向。经过一两年打基础的学习之后,进一步就会进入到专业学习阶段,把“一纵”延伸出去。这“一横”“一纵”连接起来,构成我们的知识结构中最基本的东西。

(3)这种提纯物质的方法叫做____________。

在摩尔定律的指引下,芯片特征尺寸不断减小,芯片上可集成的功能模块增多,设计的复杂度也逐渐上升.工艺参数波动对芯片良率的影响越来越明显,因此有时不得不进行过度设计,以增加时序阈度提高芯片良率.流片后,工艺参数的波动固定,针对参数的波动和具体的芯片工作需求,对特殊延时器件进行调整,即可提高芯片良率.

[问题讨论]①为什么要加热到60℃溶解固体混合物?50℃可以吗?

②降温结晶时能否将溶液冷却至0℃?

2.现有氯化钠30g和硝酸钾10g的混合物,为了提纯氯化钠可采取如下操作:

(1)取100g水,在室温下(20℃)将40g固体混合物全部加入后充分搅拌,所得到溶液含氯化钠____g,硝酸钾____g。

(2)将该溶液加热蒸发掉90g水后,停止加热。此时温度约为100℃,该温度下氯化钠的溶解度是___g,剩余10g水中溶解氯化钠____g,析出氯化钠____g;

此时硝酸钾的溶解度为___g,剩余10g水中溶解硝酸钾___g,析出硝酸钾___g。

(3)这种提纯物质的方法叫_______________。

[问题讨论]①在蒸发时能否将溶剂蒸干?

教师要借助“一题多解”引导学生全面地分析问题、多角度地审视问题,帮助学生形成良好的思维习惯。学生的思维具有发散性,会不拘泥于一种途径、一种方法,教师要通过情境的创设鼓励学生从不同角度、不同方向去思考问题。当学生的思维遇到障碍时,教师还要有意识地引导学生从反方向去思考问题,探求出新思路、新方法。

②将析出的氯化钠晶体如何分离出来?

③根据以上例子的分析我们可知,对于如下图所示的两种物质,当_______中混有_______,为了提纯_____,可采用降温结晶的方法;当_______中混有______,为了提纯______,可采用蒸发结晶的方法。

  

图3 物质溶解度曲线

本巩固练习要求学生能运用物质的溶解度数据进行问题分析并得出规律性结论,属于要求较高的深度学习。练习1和2后还设计了相关问题讨论,目的是进一步促使学生思考,真正理解该提纯物质的方法原理。练习3是在对比练习1和2的基础上将物质提纯方法进行提炼总结,得出一般性规律。整个练习的设计循序渐进,学生在解决问题的过程中形成了能力。

五、总结与成果展示

本节复习课的总结形式为知识层面的知识体系建构和知识运用的方法提炼。前者通过教师的板书来完成,后者通过巩固练习题来达成,最后以展示各组制作的“天气瓶”来收尾。在整个教学过程中“天气瓶”的制作贯穿始终,教师全程进行恰当的评价,让学生不断体验到深度学习的乐趣。最终制作成功的“天气瓶”成为学习活动的一个成果,学生感受到了巨大的成就感。学生在成功的实验活动中不仅复习了知识,收获了方法,还锻炼了能力。

六、结语

在单元复习中,教师不仅要带领学生回顾、梳理已学的基础知识还要给学生提供思考、实践和运用所学知识的机会。因此,在教学中开展深度学习对教师也提出了更高的要求:教师必须对学科知识再理解、重加工,教学行为和方式要针对性的进行转变;教师必须开展教学创新,依据教学内容精心设计一些真实的实践性实验或活动,并把深度学习融入问题的分析和解决过程中,为学生深入理解知识、发展思维技能、学会运用所学知识解决实际问题的能力提供保证。

参考文献

[1] 张浩,吴秀娟.深度学习的内涵及认知理论基础探析[J].中国电化教育,2012(10):7-11

[2] 何玲,黎家厚.促进学生深度学习[J].计算机教与学,2005(5):29-30

[3] 左金鑫,何彩霞,贾同改.运用“真实情境问题”促进深度学习[J].教育装备研究,2016(11):30-34

[4] 胡久华,罗滨,陈颖.指向“深度学习”的化学教学实践改进[J].课程·教材·教法,2017(3):90-96

 
于荣贵
《化学教与学》 2018年第05期
《化学教与学》2018年第05期文献

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