探索改革的实践之路——基于项目式教学、单元教学、科学探究开展中学化学课堂教学研究

海南省李燕中学化学卓越教师工作室

武娜
创建于2023-12-01
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2023年11月21日至23日,工作室迎来最后一次集中研修活动,此次活动聚焦的主题是“探索改革的实践之路——基于项目式教学、单元教学、科学探究开展中学化学课堂教学研究”,本次主题聚焦了当前中学化学教学改革的焦点,跟上时代改革的步伐是一线教师应该具有的基本素养,因为不断的学习才能突破自我,重塑自己的教学理念,指导自身的教学方向,提升教学效果。

项目式教学实践展示一

2023年11月21日下午覃小芳老师带来的《基于真实情境的项目学习——以“二氧化碳合成甲醇”为例》

覃老师的课堂给予学生充足的时间从原料的选取、依据实际生成的数据分析优化生产条件、完善设计方案的方面着手,进行分组设计,并针对方案进行小组互评。在设计过程中学生对工业实际生产有了初体验,互评环节我们不但看到孩子们外显的思维,而且迸发的思维火花给老师和其他孩子们都带来了意外之喜。

杨清老师带来的《基于真实情境的化学反应调控——以“合成氨”为例》

杨老师的课堂设计从学生的学情出发,脚踏实地的带着学生对化学反应的速率和化学平衡问题进行回忆复习,并依据所学习的知识解决合成氨实践生成条件的调控讨论,从孩子们的笑脸中我们看到了将生硬知识用活的喜悦。这两位老师都在构建的知识模型框架下,让学生对知识进行充分的讨论和运用,有抓手的活动,学习才能有的放矢,课堂效率更加凸显。

来自华二黄中的刘军辉老师对于这两节课给了教学点评:

在与现场与会老师的互动探讨中,大家对于这两节课给予了高度的评价,让人眼前一亮。两位老师依据真实生产流程和原理,设计出了不同的项目,充分体现了反应原理对生产路径设计的指导作用,并且都提炼了工业生产流程设计的基本框架。两节课在课堂上也充分体现了学生学习的主体地位,在每一个拆解的子项目中,都精心设计核心问题,利用问题驱动让学生积极思考,主动展示。特别是杨清老师,学生基础并不太好,但老师在教学过程中不断鼓励,让学生能够积极主动的展示自己的学习成果。覃小芳老师在课堂上不仅让学生展示,还特别注重评价,评价其他小组的方案,进行自我评价等,在这一过程中不断构建并强化认知思路和模型构建。

项目式教学实践展示二

本次项目式教学展示的缘起是今年7月工作室成员到东方中海油有限公司(富岛化肥)参观学习,有了实践,大家便开启了基于真实生产情境的项目式教学设想。11月22日上午,由工作室的刘柳老师和海口四中的欧尤静老师分别进行课题为《东方天然气原料生产氢气工艺流程设计》和《海带中碘的提取工艺流程设计》的展示课。

刘柳老师依据课标要求、真实情境素材和前测学生情况,以东方终端气和水蒸气为原料,提出“东方天然气原料生产氢气工艺流程设计”的总任务,并将任务拆解成设计反应路径、寻找反应条件、设计工艺方案和评价工艺路线四个子任务,最后与学生共同建构设计反应的一般思路、选择反应条件的一般思路和工艺流程的一般思路。

授课过程中,刘柳老师引导学生小组讨论通过元素守恒和氧化还原视角设计化学反应,并判断反应自发性和可行性。回顾化学反应速率和化学平衡的影响因素,通过数据分析,小组讨论寻找合适的反应条件。紧接着,在真实情境条件下小组研讨,设计、讨论和评价工艺方案,形成工艺流程设计的一般思路和方法。整节课教学思路清晰、紧凑,学生积极参与,教学目标达成较好。

欧尤静老师基于课标要求、学生发展需求,以海带提碘为基础,提出“海带中碘的提取与工艺流程设计”总任务,并拆解成设计核心反应方案和工艺流程方案两个子任务,最后构建提取化学物质的一般模型。

授课过程中,教师提出从海带中含碘物质转化为碘单质的思路,学生通过课前思考、学习和研讨,运用电极电势和所学知识确定在酸性条件下可以实现含碘物质转化为碘单质。接着学生通过小组研讨,设计核心反应方案,并展示、共同研讨各小组的设计方案结果,结合所学知识再迁移应用,评价真实工厂的核心反应方案。在第二课时中,学生继续研讨,并以工艺流程框图的形式绘制出提碘方案,在交流研讨中改进方案设计。最后,获得基于氧化还原物质转化的一般思路和构建提取化学物质的一般模型,促进学生的科学思维和工程思维的发展。

课后,由郑媚老师进行活动总结与教学点评。郑媚老师点评,两节课在教学备课上有共同的设计思路,通过“项目导引-项目拆解-项目流程-项目总结”完成整个项目课题的设计,帮助学生共同建构设计核心反应方案和工艺流程的认识模型,在教学中让各小组成员深度思考,让思维在“小黑板”“小白板”上可视化。其中,《东方天然气原料生产氢气工艺流程设计》收获12份作品,包括6种核心方案设计和6中工艺流程设计;《海带中碘的提取工艺流程设计》收获13份作品,包括7种核心反应方案设计,其他组学生补充评价共9次,7种工艺流程方案设计,1种现代工艺流程设计分享等。学生通过学习、思考和研讨交流,获得对项目学习的更深层次的理解和体会。

基于科学探究的课堂教学实践

下午,工作室成员到iSchool海南微城未来学校参观学习,聆听了周佳伟博士(澄迈未来学校课程助理)的《尊重学生差异 落实个别化培养》专题讲座,了解了iSchool未来学校促进学生个别化发展需求而开设的各项课程;聆听了李硕博士(iSchool实验中心主任)的《助力学科 实现科学一体化实践教学》专题讲座,了解了实验创新中心对选择实验的创新性、研究性、知识性和可开发性,促进学生科学素养的发展。

廖秋英老师进行活动总结,iSchool未来学校的整体课程规划,关注到学生发展差异的“纵向”“横向”两个维度的,基于科学性和人文化,尊重学生的个别化发展。同时,科学实验的开发和应用,能够培养学生对科学充满兴趣和探索精神,培养学生高阶思维,落实核心素养的的发展。

学科研究前沿学习与展望

11月23日的主题聚焦在大单元教学设计分享,让化学教学改革更加生动具体,参观海南大学基础实验中心与大学教授“零距离”交流学习,见识大学实验室的“高、精、尖”的各种实验仪器。通过本次活动的学习,让我们这些一线教师能跟上时代的改革步伐,提升科学素养,通过开拓眼界的学习重塑自己的教学理念,改进教学效果。

23日上午,由李燕老师和吴益平院长分别带领的“命题团队”、“公关团队”、“卓越工作室团队”参观海南大学基础实验中心。这期待已久的一次活动让我们都激动不已,感受大学实验的氛围,听教授给我的分享大学的实验内容和应用,开放实验的建设等,想通过这次的活动尝试中学与大学的实验衔接和合作。让我们一线教师、孩子们能有机会接触更高端的知识层面。

首先由海南大学基础化学实验教学中心主任,王小红教授专题讲座的主题是《化学实验内容及化学应用》,王教授给我们展示基础化学实验的现状,学校实验室的信息化管理,可通过扫描二维码了解仪器使用和耗损情况,仪器操作视频,说明书等等。实验室开设无机化学、分析化学、有机化学、物理化学实验课程。实验室的开放形式也多样化:教学型、技能拓展型、项目申报型。向我们展示代表性科研成果承担国家科技部支撑计划,海南部分产业的研发和行业需求,让我们赞叹大学高水平研究,使我们的生活改善,科技进步。

然后由海南大学化工学院副教授张盛专题讲座主题是《海南大学化学实验室开放与科普建设》,张教授从申报项目——制度保障——开设开放性实验项目——文化墙和安全设施宣传——科普仪器信息化——科普普及化几大方面进行分享。其中海大实验服务科普项目科普化,包括:为大中小学生开设实体实验室体验——社区家庭合体进行社区科普——深入学校进行校园科普课堂让孩子们近距离接触科学——与单位合作,为老师提供课程培训,丰富老师的知识性、方向性的服务。

听完两位教授的讲座后,进行研讨和提问。

吴益平院长感谢海南大学对地方教育的重视,欣慰孩子们能听大学老师讲课,希望一线教师可以和大学教授“零距离”接触,能有机会在大学实验室实验,在大学找到“出路”解决中学老师的一些教学困惑。他指出所谓的实验创新就是开拓眼界才有创新,通过大学的平台设计更多的开放实验清单,实验角度,实验创新团队,为孩子播下化学的种子,开创孩子的思维。

教师代表武娜老师从妈妈的角度希望海南大学可以系统——逻辑——有梯度的开设开放性实验,系统的研发“小——初——高”实验课程,步步推进,让孩子可以跟着体系一直往上推。

李燕老师希望海大给我们科普实验的清单,我们根据学科需要与大学合作,让孩子不只是看热闹,更要与学科相联系。海大教授团队也表示可以我们中学提供系统与教学相关的实验项目,由大学提供实验技术和理论支持。

老师们参观各级各类的实验室,其中郑老师在教学上无法解决的疑问请教大学教授,思维的碰撞解决了中学老师的局限性问题。

海南大学的走廊,实验室各个角度都安全标示,安全意识义不容辞。实验的流程表、科普实验的预约流程等等,丰富多少的走廊文化,让我们应接不暇。

无机化学实验开设的实验多种多样,科普项目丰富多彩。

海南大学各种高端的仪器设备,让我们大开眼界,这里的仪器有许多我们都闻所未闻,每个老师都认真的听教授讲解它们的用途,使用方法。老师们不断的提问,教授们也耐心、细心的给我们讲解,老师们也尝试仪器操作。

23日下午由李燕、夏嵚崟、王玉辉、刘雨和刘军辉5位学科专家老师给我们分享关于单元整体教学设计案例解读和分享。五位老师分别从不同的单元出发,以大单元为理论依据,阐述了单元教学设计的基本思路,具体的实操方法,让我们能从具体案例中寻找大单元设计思路,打破了原教材的单元设计理念进行教学。

李燕老师的专题讲座主题是《基于整体设计的化学反应原理单元教学》,她以课程标准为依据,按照情感线、问题线、知识线和素养线的方式划分了课时,串联起其中的关系,凸显出大单元设计的明暗线。给出单元教学实施的流程让我们可以学习大单元教学设计的思路和过程:通过大概念统领确定单元学习主题——确定单元学习目标,让素养明确可评价——明确具体贡献整体规划单元教学——通过设计单元学习让思维外显促发展——设计可全程对标的单元学习评价——不断的反思和改进促进自身的研究成长。

李燕老师希望一线教师在备课时要从课标中重视学业要求、教学策略、活动建设,在教学中引入情境素材的建议。能从不同的视角对化学变化进行分类研究,逐步提示各类变化的特征和规律。尝试用结构化的板书,倒逼老师找知识之间的联系。例题设计要源于教材的例题进行整合,围绕教学目标进行改编。

海口市一中夏嵚崟老师的专题讲座的主题是《基于学生认知的整体教学设计——以<化学反应的热效应>为例》,夏老师设计的主要思想:围绕学生的学业进步、能力增长、必备知识、关键能力方面等等,他教我们如何使用课程标准和教材中的情境背景,建议我们教师在教学中要大胆放手让学生讨论,教师给学生引导和辅助,在教学中规范自己的语言,帮助学生构建正确的科学思维。

海口市一中王玉辉老师的专题讲座主题是《选必1<化学反应速率与化学平衡>单元教学设计与分析》,王老师设计的理念是基于学情,通过学情设计导学案,将传统问答式的阅读填空改为开放性的问题探讨。尝试使用有效的问题引导新课的教学,夯实基础的同时让学生借助教材完成基础知识的学习,并通过网络查询拓展完善问题答案,构建高阶思维。

临高中学刘雨老师的专题讲座主题是《<电解质在水溶液中行为的探究与度量>大单元教学构建》,刘老师大胆的打破了原教材的单元设计,按照“电解质在水中的行为”“电解质的水中行为的改变”“电解质在水中行为的度量”“电解质在水溶液中行为的应用”主线进行重新设计,通过改变传统的单元教学设计,另辟蹊径进行整体单元教学,通过教学发展学生的变化观念和平衡思想、宏观辨识和微观探析、证据推理与模型认知核心素养。

华二黄中刘军辉老师的专题讲座主题是《基于真实情境应用情境的化学反应与电能单元设计》,刘老师是从模型的构建、模型的应用和模型的优化的思路,围绕模型开展原电池和电解池的教学进行阐述,换个思路和方向设计化学反应原理与电能的单元设计。刘老师依托实验,构建模型,从实物模型逐渐抽象化,归纳的模型,并应用模型。这也是新课标要求学生必须会建模、用模。刘老师还强调实验教学的必要性,没有条件就创设实验条件,让化学在真实情境、真实实验验证。

仰望星空    脚踏实地

传统的单课时教学容易造成教学目标割裂,知识无法有效融合,不利于学生知识体系的构建,开展“素养为本”的化学教学,通过整体规划,将零散的知识结构化,实现知识和素养的融合,促进由“知识为本”到“素养为本”的转变。如何打通知识到素养之间的壁垒,单元整体教学设计就是撬动课堂转型的一个支点。

项目式教学和跨学科实践活动是我们教学改革创新的方向,初一接触,很多老师都会产生畏难情绪,感觉困难重重,不好开展。但事实证明,我们只要心向往之,敢于实践,哪怕开始取得的成果并不理想,但只要坚定信念,努力研究,不断改进,终会取得令人瞩目的成绩。仰望星空,我们胸怀理想推进教育发展;脚踏实地,改进教学从每一堂课做起。

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