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建构主义在初中化学实验教学中的尝试与思考2010-03-08 16:08:56|分类：教研工作|字号订阅建构主义在初中化学实验教学中的尝试与思考摘要本文针对初中化学实验教学的现状，提出在化学实验教学中运用建构主义理论并取得一定成效。关键词建构主义观点 初中化学实验实践 思考一、初中化学实验教学现状和建构主义的提出化学是一门以实验为基础的自然科学。我国著名化学家戴安邦教授指出“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的，全面的化学教育要求既传授化学知识和技巧，又训练科学方法与思维，还培养科学精神和品德，学生在化学实验中是学习的主体，在教师指导下，进行实验，训练用实验解决化学问题，使各项智力皆得到发展。”所以化学实验是化学教育的一种最有效的教学形式，它可以帮助学生建立和巩固化学基本概念和基本理论，获取化学知识，培养科学素质。但是由于多年来受应试教育的影响，初中化学实验教学的现状仍不容乐观。如（1）实验器材使用率不高或配置补充不足；（2）“讲实验”“背实验”偏多，而学生动手实验机会少；（3）验证性演示实验多，探究性实验少；（4）化学课外活动不能正常开展，综合实践能力低；（5）教师过分重视实验技能的训练；（6）演示实验效果不明显；（7）重结论、轻过程，能力培养不全面。建构主义认识论认为，学习是一个主动建构的过程，知识是学习者建构的内在知识，是对经验的个人解释，意义在经验的基础上被发展出来。这些知识是不断变化的，已有知识的结构和相互关联是新知识加入其中的基础。因此，学生获得知识的过程，实际上是一种意义发现的过程，意义赋予的过程，也是一种意义创造的过程。学生知识的增加来自多元观点的共享，同时对不同观点的反思和渐增的经验会改变原有的知识。因此，我们应具备建构主义教学观，学生学习应该适应于具体情境。通过认知学徒的方式进行学习，要设计真实情境中的问题，提供真实情境中可用的工具。学生对内容领域的适应程度是衡量学习的标准。建构主义对教学设计有一些有益的启发，如情境认知（Situating Cognition）、认知学徒(Cognitive Apprenticeship)和多元观点(Multiple Perspective)等，本人以这几个基本观点做指导，把建构主义的理论在初中化学实验教学中尝试实践，并取得一定成效。二、建构主义观点对实验教学设计的运用11情境认知策略传统的教学设计倾向于把知识和应用知识分开来，我们先学习一些知识，之后我们可以应用那些知识。建构主义认为，知识的学习是在知识的应用中获得的。这就有必要让学习在真实世界情境（real-world）中进行。学习任务不是孤立的，而是更大的情境的一个部分。我们不能只让学生做书本上的文字问题，而是应该设计项目或环境，形成一个更大的问题相关情境。化学实验教学要求设置贴近生活、贴近社会的真实情景，使学生在真实的情景中学习化学知识，解决真实情景中的化学问题。案例：实验探究溶液的酸碱度对头发的影响步骤：收集一些刚剪下来未经任何处理的头发样品（可以去理发店收集），分成5份，分别用线系成一小束。将5束头发分别放进盛有不同PH溶液的小烧杯中，静置约30min。将各束头发取出，用纸巾吸干后继续进行观察和实验。实验现象记录表：在不同溶液中浸过后PH=1PH=4PH=7PH=10PH=13观察各束头发的光泽分别取一根头发，用两手拉直至拉断，记录拉断的难易程度讨论：溶液的酸碱度对头发有什么影响？对你选择洗发液有什么启示？案例分析：这个实验教学情景具有以下一些特点：1、溶液的酸碱度对头发的影响，是一个生活中遇到的实际问题，让学生体验到生活离不开化学的道理。2、将此课题设计成一个实验探究活动，有助于学生体验科学过程，理解科学方法，培养他们的实验探究能力，提高他们的科学素养，从而实现化学实验教学目标。3、通过此问题的实验探究活动，可以使学生懂得溶液的酸碱度对头发的影响，从而知道如何来选择合适的洗发液。初中化学沪教版教材中专门设置了家庭小实验栏目。教学实践表明，家庭小实验的引入不仅使课堂教学延伸至课外，对激趣培智起到一定作用，而且也是教学情境创设的一种好形式。在学习第七章酸、碱、盐后布置学生回家利用厨房药品，还开辟了“厨房中的化学”，让学生利用家庭厨房里现有的酸食醋与鸡蛋壳、酸与食碱的反应来验证酸与盐的反应的性质，又如当你看到没擦干净的铁锅、菜刀表面留下的锈斑或者用久的热水瓶胆和烧水壶内沉积的水垢时思考该如何用实验除去等等，通过这些家庭小实验使学生感到化学学习环境更加真实，化学就在我们身边，也丰富了学生课余生活，培养了动手实验能力、观察分析能力和探究能力。12认知学徒策略认知学徒模式是从传统的师徒传技授艺模式中得到启发，认为可采取类似的方法，非常有助于培养学生的认知技能即解决问题能力，并提炼出几种基本的教学技法：示范法（Modeling）：教师演示典型问题的解法，学生认真观察。教练法（Coaching）：学生尝试解决问题，教师观察和发现问题，并随时给予指正。支架法（Scaffolding）：教师与学生一起解决问题，教师起着“支架”作用（提供帮助）。视学生能力进展，教师应逐渐减少帮助，直至完全撤去“支架”，放手让学生自行解决问题。教一般问题解决策略时，教师可通过出声思维进行示范（model）。学生初学化学实验基本操作时，除了课堂规范演示外，还应让学生模仿进行反复练习，同时应向学生以“口诀”的方式介绍操作要点。例如：托盘天平的使用要点：取、放、夹、移；口诀为“用前调零点，称物放左盘，砝码用夹取，称完要归还”。过滤器的准备要点：折、放、湿、贴。口诀是：圆圆滤纸对半折，三厚一薄成锥尖，放入漏头底边缘，润湿贴紧才算完。实验中如果有实验仪器和操作属于学生首次接触或难度较大综合性较强的，教师要为学生做引路示范，并结合操作点明操作要领及禁忌事项。这是确保实验安全、顺利进行的根本。这阶段要求教师的操作要规范准确、能见度高，提示语要简明扼要、抓住关键，以利于学生观察、模仿和记忆。一些专家将设置支架看作认知学徒法(cognitive apprenticeship)的一个成分。新手在教师（专家）身旁“学徒”，教师出声思维，提出问题促使学生积极参与，提供帮助。但随着新手逐渐熟练起来，要及时去掉支架。我们在课堂讲授化学实验习题时，可放手让学生在课堂上向老师提问，老师在寻找答案时把自己的想法、思路说出来。然后学生分析讨论老师在解决问题时使用的策略、问题表述的方式、所调用的知识信息，领会在寻找策略和方法时犯错误的不可避免性。认知学徒制教学模式的精髓就是使教师（专家）在解决问题和完成时进行的内部认知过程外化，使原来隐蔽的过程公开，以便学生在教师或其他同学的帮助下进行观察、复演和实践。如果教师的反映和策略是预先准备好的，只是揭示一个通向正确方法的理想路径，就不能成为一个有效的示范。13多元观点建构主义倡导多元观点，鼓励学生试着从不同角度看问题，试着理解和评估各种观点，最后选择在特定情境下对他们来说最有用、最有意义或相关的方法。形成多元观点的最有效的方法之一：合作学习。通过合作学习来形成和分享不同观点，从小组其他成员的观点中产生新的观点。学生群体在教师的组织和指导下交流、讨论自主探索的学习成果，批判性地考察所提出的各种理论、观点、假说、思路、方法等，通过社会协商的方式使群体的智慧为每一个个体所共享，内化个体的智慧，拓展个体知识视野，是形成学生表现、交往、评价、批判能力的重要环节。分担工作、形成共识不是合作的目标。合作的目标是形成、比较和理解多元观点。新课标情感目标之一是“发展善于合作、勤于思考、严谨求实、勇于创新和实践的科学精神”。合作精神是学生应具备的重要科学科学素养之一，对于中学生今后的发展也非常重要，教学中实验设计应有利于培养学生的合作能力。化学实验为学生提供了良好的合作场所。实验一般以小组为单位进行，小组成员之间通过交流讨论、互相切磋、共同合作完成任务。在化学实验教学过程中，教者改变传统学生实验中“照方抓药”的做法，结合实验教学内容，以学生的经验与知识技能、实验能力为出发点，选择合适的实验设计题，教师提出实验课题，让每组学生大胆设计实验方案，并通过实验证明设计的合理性，优化出合理的实验方案，此举大大激发学生的学习热忱和探究动力，培养他们解决化学实验问题的能力和创新能力，而且让学生在合作学习交流过程中实行资源共享，形成智慧联网。例如，只用一种试剂鉴别硫酸钠、氯化钾、氯化镁、硫酸铝、硫酸铁五种物质。教师可要求学生讨论和设计好实验方案，互相交流，可在教师的指导下选择合理的方法，但应注意让学生独立操作完成所设计的实验方案。通过这样反复训练，学生就会完全掌握解此类题的思路，同时，除提高了学生化学实验的基本操作技能外，既规范了学生化学用语的正确使用，又巩固了其己有的化学知识，提高了学生的思维能力。例如，验证质量守恒定律的实验活动，要求每个小组在进行实验后派代表汇报实验结果和有关的分析说明；如自制酸碱指示剂的实验活动，要求每个小组做12种，最后进行交流。合作不但能使实验得以顺利完成，也能使学生在合作的过程中增强集体荣誉感。实践证明，化学实验中有意识地构建符合学生特点的合作学习，能使每位学生都能在有限的合作空间里全员参与，在互动中互帮互学，那么不仅有效地发展学生的交际智能，而且还能为学生获得终身学习的能力奠定基础。每项探究活动后要组织交流和评价，鼓励学生大胆发言，各抒己见，既促进学生语言智能的发展，又有助于学生进行意义构建。三、建构主义对初中实验课堂教学的评价传统教学设计往往设定一个目标，考试测验学生达成目标的程度，以考试结果来说明教学设计的效果。建构主义的评价强调非量化的整体评价，反对过分细化的标准参照评价；强调学习过程的评价，尤其关注和重视学生在学习过程中所表现出来的发现知识、认知策略、自我监控、反省与批判性思维、探究与创新能力的评价；反对“答案惟一性”的评价，提倡一种开放的、多解的、多元的评价，以充分反映学生知识建构过程中的不同水平差异。研究表明，心理安全和心理自由是创造性产生和发展的基本条件，然而在现实实验教学中威胁学生心理安全和心理自由的观念随时可见，大多数学生害怕实验不当，不符合教师要求而被训斥，害怕实验失败，因此在实验探究中，我们要抓住学生情感变化，善于察言观色，创造积极自由的情感境界。参与他们的活动用自己的情感去感染学生，做到“以情动情”激发学生学习探究热情，真正使实验成为创新的重要途径。学生在这样的实验氛围中“手”“脑”有机结合，克服了“高分低能”的现象。并抓住每一个可以表扬的闪光点加以表扬。这样培养出来的学生才是新世纪所需的人才。因而，我们大力倡导教者要真正还给学生自由实验的空间，实施多元评价（表扬为主），培养学生自信力。四、对建构主义的思考传统的价值标准被抛弃了，抛弃的理由，首先仅仅由于它们是传统的东西，其次则是由于对实验主义的赞许，而赞许实验主义，只是为改变而改变，并无其他目的。（美艾萨克?康德尔：教育的新时代比较研究P2）。我们对建构主义的推崇，是不是仅仅因为它是新的东西呢？在教育实践指导中，我们要预防建构主义学习理论在教学目标设置、教学过程实施以及教学评价等方面偏差的发生。建构主义与传统教育理论不是截然对立的。强调知识的个体性但更应追求其大众性,强调发挥学生主体作用但不该轻视教师指导,强调“意义建构”但不应排斥“意义接受”,强调“情境创设”但不应排除“抽象概括”,惟有如此,才能确保和促进教育改革沿着正确的轨道前进。建构主义对教学设计有一些有益的启发，如情境认知、认知学徒和多元观点，但其合理性和对教学设计的指导能力还有待于进一步验证。建构主义的教学设计有很多的优点，但是，在运用时，一定要和教学内容，教材的知识结构以及学生的实际水平相适应，这样才能达到一定的教学效果。作为教师自己，应当经常反思教学，养成及时总结的习惯，这样才能够与时俱进，搞好课堂教学。参考文献：1、化学课程标准北京师范大学出版社出版，2001.7。2、皮亚杰，发生认识论原理M.北京:商务印书馆,1981。3、张学广，建构主义教学设计，北京大学教育学院，2005.10.11