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基于抛锚理论的化学基础实验教学实践与思考*——以九年级沪教版“基础实验5”为例

化学是一门以实验为基础的学科,实验对于化学学科的重要性众所周知,但在实际教学中存在一些偏差,如用口述实验、视频实验、做实验题代替做实验,用演示实验代替学生实验等。上海教育出版社九年级化学教材从2013版首次规定了8个学生必做的基础实验,旨在“在教学中创设以实验为主的科学探究活动,激发学生对科学的兴趣,引导学生在观察、实验和交流讨论中学习化学知识,提高学生的科学探究能力[1]。”8个基础实验分别是:氧气的制取与性质,二氧化碳的制取与性质,物质燃烧的条件,常见金属的性质,配制一定质量分数的氯化钠溶液,酸碱的化学性质,溶液酸碱性的检验,粗盐中难溶性杂质的去除。

在化学实验教学中运用抛锚式教学,在实验室中为学生创设真实性的学习情景,对学生的有效学习能力培养和自主、合作、探究的学习习惯的养成等方面取得了较好的教学效果。本文以化学基础实验5为例阐述抛锚式教学实践。

抛锚式教学是由美国范德堡大学的约翰·布兰斯福德教授所领导的认知和技术项目组(Cognition&Technology Group at Vanderbilt,CTGV)于20世纪80年代末90年代初开发的一种学习和教学策略。抛锚式教学也称“实例式教学”或“基于问题的教学”,被视为社会建构主义范式的一个构成部分。本质上,它是以目标为基础的情境教学模式和基于问题的学习模式的综合。这种教学要求学生到实际的环境中去感受和体验问题,而不是听这种经验的间接介绍和讲解。在实际情境中一旦确立一个问题,整个的教学内容和教学进程就被确定了(就像轮船被锚固定一样)。抛锚式教学的主要目的是使学生在一个完整、真实的问题背景中,产生学习的需要,并通过镶嵌式教学以及学习共同体中成员间的互动、交流,即合作学习,凭借自己的主动学习、生成学习,亲身体验从识别目标到提出和达到目标的全过程[2]。抛锚式教学解决学生面临的现实问题,学习过程就是解决问题的过程,可以直接反映出学生的学习效果,这种教学效果的评价往往不需要进行独立于教学过程的专门测验,只需要在学习过程中随时观察并记录学生的表现即可。总之,抛锚式教学是培养学生化学核心素养的一个十分重要的途径。

一、基础实验教前分析

抛锚式教学的主要目的是使学生在一个完整、真实的问题背景中,产生学习的需要,因此,一方面,教师必须解读学生原有基础和课标要求,梳理出本节课的教学目标和教学目标的主次关系。另一方面,在教学设计时要从学习内容中筛选出一些最基本的概念、原理、方法和过程作为重点学习的对象,为学生的有意义建构搭建脚手架。从而设计出符合学生实际,切合学生最近发展区的“锚”,使教学活动围绕“锚”来设计和展开。

基础实验5是初中化学8个基础实验中唯一的定量实验,是以氯化钠固体配制一定质量分数的氯化钠溶液。实验目的是:(1)学习一定质量分数的溶液的配制方法和过程,加深理解溶质的质量分数的概念。(2)通过实验,掌握一定溶质质量分数的溶液配制过程的基本操作,培养科学素养,提高实践能力。(3)教会学生在活动过程中对获取的信息,能够进行加工处理,培养学生观察分析问题的能力和语言交流表达能力。

涉及到的基本实验操作比较简单,主要有:药品的称量、药品的取用、溶解等。学生通过对质量分数概念的学习,比较容易总结出利用固体药品配制一定质量分数溶液的一般步骤。但是对于质量分数概念的深入理解,以及如何利用浓溶液配制稀溶液是难点。可以将以上两个问题统一在一个熟悉的情境中,降低学生的思维跨度,从生产生活中的实例引入,激发学生对化学与社会的密切联系的思考,构建、强化、完善质量分数的概念。

基于抛锚式教学,将基础实验过程设计为五环节,教学流程见图1。

图1 教学流程

二、基础实验教学过程

1.情境创设

[教师]一定溶质质量分数的溶液在生产生活中有广泛的应用。(1)医疗上配制溶质质量分数为0.9%的NaCl溶液作为生理盐水,不准确会使细胞失去活性。(2)施用农药必须按照规定的浓度,否则会降低药效或损害庄稼。(3)农业上常用10%-20%的氯化钠溶液选种,配制不准导致选种失败。农业选种背景知识:按物种需要配制NaCl溶液,其密度比水大,将种子放入NaCl溶液中,漂浮的不饱满,沉下的饱满,也就是好的种子,而且NaCl廉价易得,所以农业上选用NaCl溶液来选种。

[设问]今天老师带来一些稻谷(展示实物),同学们能配制一定质量分数的氯化钠溶液把其中的好种子选出来吗?

设计意图:情景创设紧贴学生生活,紧扣学习主题。通过实物稻谷的展示瞬间有效地抓住学生的心,激发了学生强烈的探究欲望。

2.问题确定(抛锚)

[教师]我们今天就来配制50g 16%的食盐水(本地农民通常用这种浓度)。怎样配制一定质量分数溶质的溶液?总结并写出配制一定溶质质量分数的溶液的步骤,每一步需要的实验仪器。

[提示思考](1)用什么药品配?需要多少量?(2)用到哪些仪器?怎样混合?(3)最后保存在哪里?

设计意图:如何配制一定溶质质量分数的溶液三个“锚”以真实问题的形式在一定的情景中出现。每一个“锚”都具有一定的综合性和复杂性,学生看似可以轻松尝试解答或操作,但深入后又发现存在一些困难。这正是处于学生最近发展区的一种表现。在这种一知半解的情形下,学生的求知欲和学习动机被最大程度地激发。三个“锚”之间的关系是循序渐进,逐渐深入。它们构建了一个关于溶质的质量分数的概念框架。学生的学习活动循着这个脚手架逐渐攀升,最终达成对溶质的质量分数知识的深入理解和意义建构。

(1)法律可操作性不强导致独立董事占董事会人数比重偏低,不足以制衡约束大股东及相关人员。《关于在上市公司建立独立董事制度的指导意见》(下文简称为《指导意见》)规定上市公司董事会成员中应当至少包括三分之一独立董事。然而在实现过程中,人数远远达不到三分之一。

护理前,两组患者在焦虑评分方面的对比,差异无统计学意义(P>0.05),护理后,观察组患者的焦虑评分显著低于比对照组患者,差异有统计学意义(P<0.05)。

3.自主学习

[学生]按教师提供的解决问题的有关线索,自主确定为完成学习任务所需要的知识点清单,获取有关资料和信息,并且利用、评价有关信息与资料。填写学案上相关内容。

新型的审批模式推广与应用的必要的前提就是至上而下的重视和全面的科学指导与培训,这是平台运用成功的关键和必要的基础条件。

[教师提示]在生活中液体的量更多的是用体积表示,我们计算出的是溶液的质量,那该怎么办呢?(用密度公式进行换算),指出用液体配制时一般不用天平称量,而用量筒量取。

设计意图:学生能自己学会的部分,教师不再讲,有效培养学生的自学能力。只在合适的时候镶嵌必要的点拨。

4.协作学习

[学生]小组交流。实验设计配制溶液的步骤为:(1)计算:m(NaCl)=50g×16%=8.0g;m(H2O)=50g-8.0g=42.0g;V(H2O)=42.0g/1g·mL-1=42.0mL;(2)称量:用托盘天平称量8.0 g NaCl固体,用量筒量取42.0mL H2O;(3)溶解:将氯化钠和水先后倒入烧杯中并用玻璃棒搅拌至完全溶解;(4)转移:将氯化钠溶液转移到试剂瓶中。

用到的实验仪器有:托盘天平、药匙、量筒、胶头滴管、烧杯、玻璃棒。

[学生实验]提供实验仪器和药品进行分组实验:烧杯、托盘天平、玻璃棒、量筒、药匙、胶头滴管、水、食盐,动手配制50g16%的氯化钠溶液。

[学生]问题讨论:(1)在溶液配制过程中,使用玻璃棒的作用是什么?(2)若要增大氯化钠的溶解速率,可以采取哪些措施?(3)使用浓硫酸配制一定质量分数的稀硫酸溶液,与配制氯化钠溶液进行比较,实验步骤上应有哪些改变?

解析:(1)玻璃棒的作用是搅拌加速溶解;(2)可采用搅拌、将氯化钠研碎、升温等方法加速溶解;(3)用浓酸配制稀酸,是用液体配制液体,将称量步骤改为量取。

设计意图:协作学习阶段尽可能让学生经历实验方案设计、实验操作、完成实验报告等实验过程。教师给学生提供解决问题所要使用的材料,由学生设计方案、实施探究并收集数据,得出结论。师生间和合作小组同伴间通过不同观点的争鸣、补充和修正,从多个角度解决教师抛下的“锚”。

为加深对溶质质量分数概念的理解掌握,促使学生智慧技能的迁移应用,设置了用浓酸配制稀酸变式情景。情景迁移使学生在学习基本原理之后不断面对新任务、解决新问题,学生不仅要运用正在学习的溶质质量分数的知识,还要调用头脑中相关的其他知识。这种迁移应用促使学生在脑海中建构起关于溶质质量分数的结构化的、顺畅的知识网络。

5.效果评价

[教师]投影回放展示学生实验中的错误操作(学生实验时,教师在指导的同时通过照片或视频的形式记录下典型的错误操作),实验操作中有哪些不规范?对所配氯化钠溶质的质量分数有什么影响?

(4)“电解”时,硫酸铵溶液的浓度为400g·L-1,其物质的量浓度是____mol·L-1。(计算结果保留两位小数)

[学生]展开自评和互评发现主要错误有:将氯化钠放在右盘称量,量水时仰视读数,量水时俯视读数,氯化钠固体部分洒落在烧杯外面等。

其中使溶质质量分数偏大的操作有:量水时俯视读数,使溶质质量分数偏小的操作有:将氯化钠放在右盘称量、量水时仰视读数。

因早期糖尿病足的病因病机为瘀血阻滞经络,不通则痛,故治疗原则为活血化瘀,通络止痛。糖尿病的病变脏腑主要在肺、脾、肾,中医藏象学说认为在局部用药,通过人体的皮肤腠理吸收而到达脏腑以改善脏腑功能,达到治疗的目的。中药足浴方中的艾叶、桂枝具有散寒止痛,红花、川芎、鸡血藤具有活血化瘀、通络止痛的作用,中药足浴时,有效中药成分在热水的热力帮助下,渗透进皮肤,被足部毛细血管吸收,进入人体血液循环系统,使机体气血运行通畅。

[教师]每一步实验步骤中都存在使用实验结果不准确的因素,实验结束,大家将配制的溶液汇集到一个大烧杯中,将带来的谷粒撒入,颗粒饱满的好种子沉在下面,同学们露出欣喜的神情,仿佛看到了沉甸甸的麦穗,成就感满满。

[设计意图]“锚”的提出和解决过程是对学习效果的最好评价和激励。在课堂教学过程中,教师一方面在实验过程中密切关注学生的学习反应,对学生的提出的问题作出回答,对合作探究过程中小组的参与率、秩序和成效随时给予积极肯定的评价。另一方面在实验完成后,还都需要引导学生对实验原理、装置、过程、现象与结果等进行认真的理性思考。实验后身边同学或自己的操作,通过多媒体课件的演示,把原本机械枯燥的实验内容表现得非常生动形象,充分调动了学生的积极性,学生兴趣浓且记得牢,改进效果远胜于教师空口苍白的说教。针对实验中出现的尝试对错误实验操作造成的后果进行相应的误差分析恰好可以作为生成的资源充分加以利用,引导学生进一步进行解释和探究,让学生体会定量实验在化学研究中的重要作用,培养学生的质疑和探究精神。

三、基础实验教后思考

实验是化学学科的一种重要研究和学习方法,抛锚式实验教学,激发学生学习的动机,让学生理解为什么实验;通过适切的教学目标,让学生知道做什么实验;通过教师的示范、师生协同帮助,让学生掌握如何做实验,教学中将实验功能发挥到最大化。

教师在运用抛锚式教学时应精心设计“锚”,使之成为学习的切入点和脚手架,并围绕“锚”设置情景,使学生在真实的情境下产生问题并激发出对问题的探究欲望,展开自主的、合作的探究学习。抛锚式教学突显了学生的主体性,有利于转变学生的学习方式,促使学生顺利地建构知识体系并进一步在复杂的变式情景中运用知识,达到问题解决的目的,有效达成化学素养培养的要求。

综上所述,咪达唑仑静脉麻醉与利多卡因局部麻醉联合的麻醉方式正在被越来越多的医院科室引入临床应用之中。该种新型联合式的麻醉方式的使用,使患者在检查过程中全程呈现全麻醉状态,该种联合型麻醉法除了可以通过使患者的紧张、恐惧情绪获得缓解,从而使检查进行的更为顺利外,其也能够使患者以呛咳、反射性呕吐、气道收缩痉挛为主的各种机体应激所导致的不良现象的发生进行最大程度的减少,并以此使患者获得更好的检查体验。

1) 机器人的电机驱动部分:Rovio控制器接收ROS发送的命令,转化cmd_vel的速度为轮子的期望速度,对轮子分别进行PID控速。等时间间隔地读取电机码盘值,转化为万向轮速度再上传给Rovio控制器,并用航迹推演法计算Rovio当前的速度。

我们国家在几次经济危机当中都是开始率先实施积极财政政策,当然积极财政政策起到了一定的效果,但是每次积极的财政政策和稳健的货币政策是不是真正做到了一个相互配合?各个经济政策之间的效差异和目标方向是不一样的,在实施财政政策中就会看到“政出多门”和政策“打架”的问题,最终的结果就是政策之间的效应抵消了。我们不仅要看政府是否把钱花了,还要看政府钱花的花的产出与效果怎么样。财政支出作为一个宏观经济的外生变量,有没有经过认真的测算?它带来的效果究竟是怎么样的?这个显然都是一笔糊涂账。

参考文献

[1] 中华人民共和国教育部制定.义务教育化学课程标准(2011版)[M].北京:北京师范大学出版社,2012:2

[2] 吴玉平,张伟平.试论抛锚式教学的内涵、理论基础及特点[J].教育导刊,2014(12):66

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