化工生產教學難點的突破。中學化學教學中涉及一些非常重要的化工知識和基本的流程,例如工業製硫酸、工業製硝酸、矽酸鹽工業、煉鋼煉鐵、合成氨工業、氯堿工業等。這些內容若是單純靠老師講授,既講不透,學生也不感興趣,因為化工生產距離現代的中學生來講,畢竟還是有很大差距的。如果在化工生產的教學過程中,引入動態的課件來演示流程,結果就大不相同了。
例如在講到工業製硫酸時,大量黑色的硫鐵礦的顆粒在傳送帶上被投進沸騰爐中,從沸騰爐底部鼓入空氣,強大的氣流吹得硫鐵礦的顆粒上下翻滾,像沸騰的液體,因此,稱為沸騰爐;從沸騰爐出來的高溫的氣體經過除塵、洗滌、幹燥等一係列步驟,溫度逐漸降低,主要成分它們從底部進入接觸室,在管外回旋上升,並逐漸被加熱,上升到頂部時,通過催化劑層,,轉化為。從頂部到底部,所攜帶的熱量被用於給混合氣體加熱,所以其自身的溫度也降下來,然後進入吸收塔。吸收塔中填滿瓷環,濃硫酸從塔頂噴下,從塔的底部向上擴散,二者在瓷環的表麵充分接觸,被充分吸收,得到硫酸。
這個動畫非常獨特的地方在於,不僅展示了生產流程,而且形象地展示了工業生產中熱交換的過程,體現了化工生產中非常重要的原則——經濟、節能的原則。放熱反應、高溫的氣體釋放的能量,用於給冷的反應物預熱,達到原料、能源的充分利用。155課件中用不同的顏色來表示熱的氣體和冷的氣體,學生可以非常清晰地看到熱氣體在通過熱交換器時,把能量傳遞給低溫的混合氣,自己的溫度降下來。
在化工生產的教學中,教師可以借助演示實驗、計算機、掛圖等,講清基本原理、典型過程,加強直觀教學,如果有條件還可以帶領學生進行實地參觀考察。
聯係實際,幫助學生了解化學在生活中的應用前麵的例子是針對課堂教學中一些比較抽象的知識點,借助動畫加以說明,還有一部分化工生產過程和與生活實際結合較緊密的,例如造紙、自然界中氮的固定、酸雨的危害等,可以給學生放錄像,讓學生有更感性、更真實的認識。
例如在講到造紙時,學生隻知道造紙是我國的四大發明之一,對於人類文明的傳播、社會的發展起到了極大的推動作用,至於造紙的原料像樹皮、破漁網、破布等材料經過怎樣的過程,才可以得到雪白的、柔軟的紙其實並不清楚。這時,若給他們放一段錄像,不但學生對於造紙過程中的化學知識和工藝有所了解,也能使他們驚歎於我們祖先的智慧,激發他們的民族自豪感。
例如在講到酸雨的危害時,若給學生插播一小段錄像,讓學生親眼看到酸雨對於一些著名的建築、雕塑的腐蝕,使得這些舉世聞名的曆史遺跡如今已麵目全非,這種震撼,絕對不是教師的幾句話可以達到的。
另外,對於一些較複雜、有危險、要求髙、時間長的實驗,並不適合課堂演示。例如硫化氫的性質實驗(毒性太大)以及實驗室製硝基苯的實驗(耗時太長),則可把實驗過程拍成錄像,在課堂上播放。這樣,既保證了實驗的真實性和直觀性,又便於觀察實驗現象,同時也提高了課堂密度。
(二)計算機輔助實行“自主學習”
在這一階段,我們也是分兩步進行。1教師提供資料,學生自主學習我們選在物質結構、元素周期律這一章來實踐。這章內容的知識難度不大,要求也不高,但理論性較強,比較抽象,以往學生學習起來興趣不大,因此選取這一章來做試驗。我們從互聯網上找到很多與這章知識有關的內容,多數是文檔、機朋文件,還有其他格式的動畫文件等,對於較少的雙文檔,教師也把它進行加工,盡量做成?文檔,目的是為了突出重點,增強趣味性。把所有這些內容精簡之後,按照章節目錄編好放在機器上,一般每一節課都規定有一到兩個文件為必學的,其餘的為選學內容。文件的內容除涉及課本知識外,還包括化學史知識和科學發展的前沿介紹,上課的時候學生可以根據自己的興趣,自主學習;每節課都配備有相應的習題,學生根據學習程度和剩餘的時間,自己選擇完成。課堂45分鍾內不能完成的內容,學生可以用軟盤把它拷下來,回家繼續完成。這種做法受到學生的普遍歡迎。他們認為這種做法有以下幾個優點,是傳統的課堂教學所不具備的:
形式生動活潑,把抽象的內容直觀形象地表達出來,降低了學習難度。
充分體現了自主學習的特點,不同層次的學生都可以滿足自己的需求,好學生多看些課外資料,多做些練習;差一點的學生少看點課外的資料,抓緊時間鞏固課內的知識,還可以把自己感興趣的內容帶回家,反複研究。
無論是化學史的知識還是科學前沿的知識,都提供給他們大量的信息,有些是非常有教育意義的,尤其是一些化學史的內容,對一些學生是很有激勵作用的。
大量的信息擺在學生麵前,並不是每一個文件都給他們提煉得非常簡短,這就要求學生在短期內能夠很快地找到自己需要的信息,並加以條理化。經過一段時間的訓練,學生的信息獲取、信息處理能力得到了提高。
學生自己準備資料,自主學習
我們選在纖維素這一章來實踐。在第二步中,教師的很多工作都被學生代替了。這一章的工作分為課前準備和課堂教學兩部分:
課前的準備工作。課前的準備工作由教師和學生分別完成。在上課前三周,安排學生以小組為單位,查閱有關纖維素的資料。教師給出幾個小的專題(包括:纖維素的存在、結構的確定、纖維素的性質、硝酸纖維、醋酸纖維、纖維素的用途、造紙等),學生自由選擇。學生以極大的熱情投入到資料的査找中,他們利用各種渠道査閱到各種資料,每小組整理出一份報告,然後由擅長電腦的學生製成軟件(還有錄像帶)。在整個過程中,學生們相互合作,有的同學負責由網上下載或從書中查閱資料,有的同學專門負責加工製作,最後共做成軟件29個(三個班),圖文並茂,非常生動,有些還做成了動畫。教師從中挑選一些貼近教材、貼近生活、有社會意義的內容,作為學生課堂自學的素材,通過互聯網使它們為全體學生所共享。學生在課堂上根據教師提出的問題,結合自己的興趣,閱讀材料,自主學習。
課堂教學。課堂教學是對學生前一階段自主學習的總結和提煉。關於化學知識的學習,尤其是像纖維素這樣有機化學已有一定基礎,有機化學的思維方法已有所了解的教學內容,可充分發揮學生的主動性,讓學生通過自學掌握纖維素的結構,然後老師提出討論題:①由纖維素的結構推測它可能有的性質,並設計實驗證明;②結合我國國情,談談對纖維素發展的展望。我們以纖維素為例進行的計算機輔助實行“自主學習”教學模式的實踐是一種全新的嚐試,課後學生都認為它形式新穎,視野開闊,拓展了知識麵,覺得“兩節課不知不覺就過去了”。遺憾的是,在現有條件下這樣上課的機會太少,現在有很多學生已對傳統的化學教學失去了興趣,在這種背景下,學生表現出強烈的願望——希望這樣上課。可見這種嚐試激發了學生的興趣,調動起學生的學習積極性。
作為教師在這節課後同樣有很多收獲。在這節課的準備和課堂教學中充分體現了“教學相長”的原則,教師掌握的資料畢競是有限的,而這種方式實現了教師與學生的資源共享,互相啟發,同步提高。教師不再高高在上,而是在組織學習的同時,自己也成為學習活動中的一員,與學生共同進步。
(三)在課堂教學中引入現代教學媒體改革課堂教學的體會
培養創新精神和實踐能力是素質教育的目標和努力的方向。我們從改革傳統教學模式的角度進行了探索和嚐試,對通過課堂教學培養創新精神和實踐能力的操作有以下幾點想法。
教育觀念亟待更新
從課堂上部分學生的表現來看,缺乏主體意識,缺乏積極思考、積極探究的精神。凡屬於化學知識範圍內的討論題,所有學生都能積極參與,但遇到開放型問題時,例如要求學生談談某個科學發現的思路並加以評價時,有些學生就非常茫然,不知該說什麼好。並非他們沒有想法,而是他們已經沒有了發表自己見解的意識,他們已經習慣於接受現成的結論,在學習上處於一種非常被動的地位。是學生沒有創新能力嗎?不是!是傳統的教育觀念、傳統的教學方法已經嚴重地限製了學生個性的發展,更不要說創新精神了。在這次新模式的嚐試中,老師要求每個小組把自己的學習所得做成軟件展示,這首先是一個實踐過程,也是一個創造過程。因為學生以前沒做過,頭腦中沒有固定的模式來限製他們,他們可以根據自己的知識、自己的理解、自己想象來設計(尤其是想象,是創造性思維的一個重要環節),這本身就是一個創造的過程。沒有創造,就談不到創新。創新精神包括創新意識、創造性思維和創新能力。其中創新意識是實現創造發明的前提和動力,對於創新人才的培養有至關重要的意義,它的培養需要通過長期的、堅持不懈的人生觀與價值觀的教育。因此,我們認為教師培養學生的創新精神應是一個循序漸進的過程。化學教學中培養創新精神應先著手於培養學生自我實現的創造力。對於學生來說,根據他們已有的知識、經驗、能力,獨立地獲得新的知識經驗,也應被視為創造性活動的產物。布魯納認為:發現、尋求人類尚未知曉的事物,確切地說,它包括用自己的頭腦親自獲得知識的一切方法。由此我們想到,當前培養學生創新精神,最重要的並不在於去設計一個具體的化學問題,讓學生去得到多少種答案,而是給學生創造一個寬鬆的環境,讓他們有足夠的時間和空間,然後提供一些沒有固定模式的課題(在中學化學中,很多重要的化合物都可以采用這種模式),讓學生自主地學,讓他們大膽想、提出方案,大膽做、放手讓學生自己實踐,逐步樹立他們的創新意識。教師在整個學習活動中,應充當倡導者、組織者,學生在自主學習的過程中,實踐能力才能得到培養,創造性思維才可能得到訓練。