基于課標(biāo)的整合式教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)范式構(gòu)建基于標(biāo)準(zhǔn)的整合式教學(xué)設(shè)計(jì)的研究以質(zhì)量守恒定律教學(xué)為例

基于課標(biāo)的整合式教學(xué)設(shè)計(jì)的教學(xué)范式構(gòu)建基于標(biāo)準(zhǔn)的整合式教學(xué)設(shè)計(jì)的研究以質(zhì)量守恒定律教學(xué)為例

課程標(biāo)準(zhǔn)、教材和教育是不可避免的三個(gè)重要內(nèi)容。在過(guò)去10年的課程改革中，教材與基準(zhǔn)的一致性超過(guò)90%，教育與教材的一致性僅為50%。當(dāng)前課堂教學(xué)普遍存在著內(nèi)容膨脹和難度拔高的現(xiàn)象。我們認(rèn)為,教師中普遍存在著基于經(jīng)驗(yàn)的課程實(shí)施方式,這是造成上述問(wèn)題的根源。在教師心目中“只知教材而不知課標(biāo)”,教師憑借自身所固有的理念和經(jīng)驗(yàn)開(kāi)展教學(xué),將經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成了課程內(nèi)容。但這種“缺標(biāo)”下的備課方式往往造成對(duì)教材缺乏有效解讀甚至誤讀,從而導(dǎo)致在教學(xué)中普遍出現(xiàn)內(nèi)容膨脹和難度拔高的現(xiàn)狀。因此,加強(qiáng)課標(biāo)研究,整合課程內(nèi)容,是提高教學(xué)有效性的重要手段。下面以浙教版八年級(jí)科學(xué)教材中“質(zhì)量守恒定律”的教學(xué)設(shè)計(jì)為例,談?wù)勅绾螌?shí)施基于課程標(biāo)準(zhǔn)的整合式教學(xué)。1基于“一體化”的教育分析1.1物質(zhì)科學(xué)的“課標(biāo)”“課程標(biāo)準(zhǔn)是教材編寫(xiě)、教學(xué)、評(píng)估和考試命題的依據(jù),是國(guó)家管理和評(píng)價(jià)課程的基礎(chǔ)”。對(duì)于教材編寫(xiě)者來(lái)說(shuō),內(nèi)化課標(biāo)是教材創(chuàng)作的前提;而對(duì)于廣大一線教師來(lái)說(shuō),內(nèi)化課標(biāo)則是有效教學(xué)的保證?！读x務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》(以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》)的“課程性質(zhì)和價(jià)值”中提出“科學(xué)課程將通過(guò)科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)的過(guò)程和方法,發(fā)展初步的科學(xué)探究能力”。在《課標(biāo)》的“前言”中提出“逐步領(lǐng)會(huì)科學(xué)的本質(zhì),崇尚科學(xué),破除迷信;必須初步養(yǎng)成關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)問(wèn)題的習(xí)慣,形成科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值取向,樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感”。在《課標(biāo)》物質(zhì)科學(xué)中的“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”要求“理解質(zhì)量守恒定律,并能用它來(lái)解釋常見(jiàn)的現(xiàn)象”,在“活動(dòng)建議”中建議“探究化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量守恒”。由《課標(biāo)》可知,科學(xué)課程應(yīng)該突出探究、關(guān)注過(guò)程、體現(xiàn)綜合、融合STSE。因此,我們認(rèn)為,“質(zhì)量守恒定律”的學(xué)習(xí)應(yīng)該對(duì)課程內(nèi)容進(jìn)行如下整合:以質(zhì)量守恒定律為載體,以科學(xué)探究為核心,以科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)問(wèn)題為情景,將“裸露”的知識(shí)“打碎”,“溶入”STS問(wèn)題這一“溶劑”中,然后以探究的方式將知識(shí)“結(jié)晶”出來(lái)。1.2教材的形成程序教材是學(xué)生達(dá)到課程標(biāo)準(zhǔn)所規(guī)定的目標(biāo)要求的內(nèi)容載體,是教師教和學(xué)生學(xué)的重要資源和工具。教材不是圣經(jīng),新課程要求廣大教師“用教材教,而不是教教材”。對(duì)于教材,既不能置于至高無(wú)上的地位,也不能妄自菲薄。我們的認(rèn)識(shí)是:“用教材教,首先要讀懂教材”、“處理教材,首先要尊重教材”。因此,備教材的程序應(yīng)該從課標(biāo)的角度“理解教材→審視教材→處理教材”。教材分析:與傳統(tǒng)化學(xué)教材相比,本節(jié)科學(xué)教材有了很大的改變,向課標(biāo)靠得更近一些,如給出了實(shí)驗(yàn)表格讓學(xué)生填,發(fā)展學(xué)生數(shù)據(jù)處理的能力;又如,教材采取對(duì)話式的編寫(xiě)方式,使學(xué)生倍感親切。但存在兩方面不足:一是實(shí)驗(yàn)內(nèi)容(氫氧化鈉溶液與硫酸銅溶液反應(yīng))太陌生,不利于學(xué)生知識(shí)建構(gòu);二是設(shè)計(jì)方式(“照方抓藥式”實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì))太傳統(tǒng),不利于學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ呐囵B(yǎng)。實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?yīng)是由多種成分組成的一種綜合性能力,它除了動(dòng)手操作能力外,還包括構(gòu)思、選用實(shí)驗(yàn)方法和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力;觀察、收集有關(guān)事實(shí)、資料、數(shù)據(jù)的能力;分析、研究和處理事實(shí)、資料、數(shù)據(jù),形成概念,作出推理和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的能力。因此,教材有活化處理的必要。1.3對(duì)話,形成了學(xué)生的探究能力著名教育心理學(xué)家?jiàn)W蘇貝爾說(shuō)過(guò):“如果我不得不把教育心理學(xué)的所有內(nèi)容簡(jiǎn)約成一條原理的話,我會(huì)說(shuō):影響學(xué)習(xí)的最重要的因素是學(xué)生已知的內(nèi)容。弄清了這一點(diǎn)后,進(jìn)行相應(yīng)的教學(xué)?！睂W(xué)生在學(xué)習(xí)新知識(shí)之前不是一張白紙而是帶著一定的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)入課堂。因此,與學(xué)生對(duì)話,是有效教學(xué)的前提。學(xué)生的探究能力已得到一定的發(fā)展,已經(jīng)初步形成作出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力,為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了能力基礎(chǔ)。學(xué)生在知識(shí)儲(chǔ)備上己經(jīng)認(rèn)識(shí)了很多儀器,了解了元素符號(hào)、化學(xué)式及許多化學(xué)反應(yīng),并且能用微粒的觀點(diǎn)從質(zhì)變的角度分析一些化學(xué)變化的實(shí)質(zhì)。這些為本節(jié)課的學(xué)習(xí)奠定了知識(shí)基礎(chǔ)。1.4實(shí)驗(yàn)2:反應(yīng)前后過(guò)氧化氫溶液的性質(zhì)基于課標(biāo)、教材及學(xué)情的分析,擬對(duì)教材進(jìn)行如下四方面處理:刪除:教材上第二個(gè)實(shí)驗(yàn);增加:高錳酸鉀、過(guò)氧化氫溶液制氧氣、STS、科學(xué)史;改變:改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性實(shí)驗(yàn);整合:一是把科學(xué)探究,科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)的關(guān)系整合到具體內(nèi)容中去;二是把三維目標(biāo)進(jìn)行融合統(tǒng)一;三是對(duì)化學(xué)反應(yīng)從宏觀、微觀、符號(hào)三方面進(jìn)行整合。通過(guò)教材的活化處理,設(shè)計(jì)更符合學(xué)生的實(shí)際,突出科學(xué)本質(zhì),體現(xiàn)科學(xué)課程的綜合性和探究性。2基于“一體化”的課堂過(guò)程基于“整合”的教學(xué)分析,確定本節(jié)課的目標(biāo)如下:2.1形成了較為完善的科學(xué)精神通過(guò)創(chuàng)設(shè)情境(蠟燭燃燒、科學(xué)史、蔗糖溶解、冰熔化、微觀模型圖等),初步形成根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)提出猜想和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力,形成不懼權(quán)威、敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神,初步認(rèn)識(shí)定量研究對(duì)于科學(xué)發(fā)展的重大作用。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究(白磷燃燒、H202溶液、KMn04分解等),認(rèn)識(shí)質(zhì)量守恒定律,說(shuō)明化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系;增強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究的理解;體會(huì)小組合作的意義和快樂(lè)。2.2過(guò)程設(shè)計(jì)2.2.1反應(yīng)前后質(zhì)量的變化問(wèn)題:這兩個(gè)變化(如圖1、2所示)屬于什么變化?從宏觀、微觀的角度思考變化前后哪些變了、哪些沒(méi)變?質(zhì)量有沒(méi)有變?為什么?情境二:用模型完成兩個(gè)微觀過(guò)程的描述“●”、“○”分別表示氫原子、氧原子,完成下列兩種變化。問(wèn)題:這兩個(gè)變化(如圖3、4所示)屬于什么變化?從宏觀、微觀的角度思考變化前后哪些變了、哪些沒(méi)變?為什么?情境三:蠟燭燃燒天平左右兩托盤(pán)上各放相同的燒杯(放有蠟燭),調(diào)節(jié)天平平衡后,點(diǎn)燃右燒杯中的蠟燭,觀察蠟燭燃燒時(shí)天平指針的偏轉(zhuǎn)情況。提問(wèn):該變化屬于化學(xué)變化嗎?為什么?你認(rèn)為變化前后各物質(zhì)間的質(zhì)量關(guān)系如何?情境四:科學(xué)家的思考1673年,英國(guó)化學(xué)家波義耳在一只敞口的容器中加熱金屬,結(jié)果發(fā)現(xiàn)反應(yīng)后容器中物質(zhì)的質(zhì)量增加了。18世紀(jì)初,施塔爾提出的燃素說(shuō)認(rèn)為,金屬在空氣中煅燒,釋放出燃素,變成金屬灰,金屬灰應(yīng)比金屬輕。1774年,拉瓦錫研究了加熱氧化汞進(jìn)行分解反應(yīng),發(fā)現(xiàn)反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量不變。你認(rèn)為,物質(zhì)發(fā)生化學(xué)變化前后,質(zhì)量可能會(huì)＿＿＿＿＿＿＿＿,你猜想的依據(jù)是＿＿＿＿＿＿＿＿＿。[實(shí)錄](méi)猜想①:質(zhì)量減小,依據(jù)蠟燭、白磷、木炭等一些物質(zhì)燃燒后質(zhì)量減小了或消失了。猜想②:質(zhì)量增大,依據(jù)鐵制品生銹后質(zhì)量增大。猜想③:質(zhì)量相等,依據(jù)化學(xué)反應(yīng)的本質(zhì)是分子變成原子,原子重新組合成新的分子,反應(yīng)前后原子的種類、數(shù)量皆不變。師:討論以上三個(gè)猜想,是否有不合理的成分,請(qǐng)用具體的反應(yīng)來(lái)說(shuō)明,如以水電解為例嘗試解釋。生1:從水電解的微觀本質(zhì)上看(指著圖4),反應(yīng)前后元素的種類、原子的種類及原子的個(gè)數(shù)沒(méi)有改變,似乎猜想3正確,但從宏觀上來(lái)看,在水電解的過(guò)程中水卻在不斷地減少了,似乎猜想1有理。生2:其實(shí)只不過(guò)是研究的角度不同而造成作出的猜想不同罷了,從宏觀上來(lái)看,在水電解的過(guò)程中水雖在不斷地減少了,但減少的水生成了氫氣和氧氣,很可能減少的水的質(zhì)量等于生成的氫氣和氧氣的質(zhì)量,所以反應(yīng)前后質(zhì)量還是可能不變的,所以還是猜想3合理。師:(追問(wèn))那反應(yīng)前后這個(gè)“質(zhì)量”如何界定,是什么的質(zhì)量?能否再用白磷燃燒來(lái)舉例說(shuō)明。生2:這個(gè)“質(zhì)量”應(yīng)該是指在化學(xué)反應(yīng)中消耗的質(zhì)量和反應(yīng)后生成的質(zhì)量,以白磷燃燒為例,燃燒掉的白磷和空氣中氧氣的質(zhì)量和生成的五氧化二磷的質(zhì)量。[設(shè)計(jì)意圖]“情境一”微粒觀的角度思考宏觀現(xiàn)象,認(rèn)識(shí)物理變化,宏觀現(xiàn)象微觀解釋,宏觀與微觀之間建立起聯(lián)系;“情境二”從模型的角度認(rèn)識(shí)和比較物理、化學(xué)變化,微觀模型宏觀推理,為定量認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)提供維度和猜想的依據(jù);“情境三”(“蠟燭燃燒”實(shí)驗(yàn)的演示)、“情境四”(質(zhì)量守恒定律探究史的呈現(xiàn)),將生活和發(fā)現(xiàn)史有機(jī)地融入探究,產(chǎn)生認(rèn)知沖突,激活學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn),促使學(xué)生基于已有的經(jīng)驗(yàn)(前概念)進(jìn)行猜想,引領(lǐng)學(xué)生對(duì)化學(xué)反應(yīng)的認(rèn)識(shí)從“質(zhì)”的角度向“量”的角度過(guò)渡,激發(fā)學(xué)生敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神,同時(shí)也體現(xiàn)著“從生活走進(jìn)科學(xué)”的新課程理念。2.2.2實(shí)驗(yàn)方案制訂任務(wù)一:[分組實(shí)驗(yàn)]白磷在空氣中燃燒實(shí)驗(yàn)[問(wèn)題設(shè)計(jì)]實(shí)驗(yàn)的目的是什么?需要哪些儀器?需要尋找哪些證據(jù)?如何測(cè)量反應(yīng)前后各物質(zhì)的質(zhì)量?如何判斷反應(yīng)前后質(zhì)量是否發(fā)生變化?能否搬用“空氣中氧氣體積分?jǐn)?shù)測(cè)量”的裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)?課本上的裝置中可用哪些儀器進(jìn)行替代?為什么反應(yīng)完后待體系冷卻到常溫后才開(kāi)始稱量?任務(wù)二:[分組實(shí)驗(yàn)]用二氧化錳和過(guò)氧化氫溶液反應(yīng)來(lái)探究反應(yīng)前后的質(zhì)量關(guān)系[思考、討論、交流、實(shí)驗(yàn)]每位學(xué)生先獨(dú)立思考,再小組內(nèi)討論并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案(簡(jiǎn)圖);交流、評(píng)價(jià)、修正、完善方案并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。[交流實(shí)錄](méi)“任務(wù)一”:用“放大鏡代替玻璃棒點(diǎn)火”、“橡皮氣球套在錐形瓶口代替橡皮塞”;“任務(wù)二”:對(duì)于二氧化錳與過(guò)氧化氫溶液混合前后的稱量實(shí)驗(yàn),根據(jù)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的情況逐步調(diào)整實(shí)驗(yàn)方案,依次為:未考慮收集氧氣(氧氣逸出,總質(zhì)量變小)→用氣球收集氧氣(氣球受空氣浮力影響,總質(zhì)量變小)→量筒(或集氣瓶)收集氧氣,依據(jù)氧氣的密度計(jì)算出生成氧氣的質(zhì)量+反應(yīng)后剩余的質(zhì)量(總質(zhì)量相等)。[小結(jié)]從這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可看出,反應(yīng)前后物質(zhì)的質(zhì)量總和相等,假設(shè)③正確。其實(shí)無(wú)數(shù)的定量的實(shí)驗(yàn)研究都證明了反應(yīng)前后物質(zhì)質(zhì)量守恒。[設(shè)計(jì)意圖]“任務(wù)一”、“任務(wù)二”是本節(jié)課的核心,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到“同一反應(yīng),實(shí)驗(yàn)?zāi)康牟煌?設(shè)計(jì)思路及所需數(shù)據(jù)也不同”,初步形成“依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康倪x擇儀器設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”的能力以及培養(yǎng)學(xué)生的證據(jù)意識(shí)。注意設(shè)計(jì)的遞進(jìn)性,“任務(wù)一”通過(guò)“問(wèn)題組”讓學(xué)生在跟教材編寫(xiě)者的對(duì)話中理解教材編寫(xiě)意圖,同時(shí)通過(guò)鼓勵(lì)學(xué)生圍繞“如何選擇并設(shè)計(jì)定量實(shí)驗(yàn)裝置”這一問(wèn)題對(duì)教材設(shè)計(jì)的評(píng)價(jià)與改進(jìn),為開(kāi)放性的“任務(wù)二”打下基礎(chǔ),體現(xiàn)出“處理教材首先要尊重教材”,從而真正實(shí)現(xiàn)由“教教材”走向“用教材教”。2.2.3質(zhì)量守恒定律拓展一:根據(jù)化學(xué)反應(yīng)的實(shí)質(zhì),駁斥“水變汽油(含有碳元素的有機(jī)物)”的謊言。拓展二:替科學(xué)家分憂:波義耳、施塔爾。拓展三:根據(jù)給定的儀器設(shè)計(jì)一種驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的方案(如圖5所示)。儀器藥品:高錳酸鉀、水、氧氣的發(fā)生裝置、水槽、量筒、集氣瓶、托盤(pán)天平。氧氣的密度:1.429g/L。[引導(dǎo)思考](1)用哪一個(gè)化學(xué)反應(yīng)來(lái)驗(yàn)證?(2)根據(jù)質(zhì)量守恒定律,如何描述該反應(yīng)?(3)如何測(cè)量高錳酸鉀、錳酸鉀和二氧化錳、氧氣的質(zhì)量?選擇哪些儀器?(4)如何設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)表格記錄數(shù)據(jù)?(5)在原有的儀器藥品的基礎(chǔ)上,增加一兩種儀器,可以有另一種驗(yàn)證質(zhì)量守恒定律的方案嗎?[設(shè)計(jì)意圖]拓展一通過(guò)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)解決社會(huì)生活中的問(wèn)題,體現(xiàn)出“從科學(xué)走向社會(huì)”的理念及課標(biāo)的“前言”中提出的“逐步領(lǐng)會(huì)科學(xué)的本質(zhì),崇尚科學(xué),破除迷信;必須初步養(yǎng)成關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與社會(huì)問(wèn)題的習(xí)慣,形成科學(xué)的態(tài)度和價(jià)值取向,樹(shù)立社會(huì)責(zé)任感”;拓展二通過(guò)運(yùn)用所學(xué)知識(shí)幫助澄清科學(xué)家在探究過(guò)程中的模糊認(rèn)識(shí),培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神;拓展三培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)選擇儀器和藥品進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案的設(shè)計(jì)能力,其形式介于中考題與教材設(shè)計(jì)之間,培養(yǎng)學(xué)生中考實(shí)戰(zhàn)經(jīng)驗(yàn)。3基于“一體化”的教育反思3.1教學(xué)中不能實(shí)現(xiàn)“以標(biāo)定教”第八次課程改革的一大亮點(diǎn)是以“學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)”取代了“教學(xué)大綱”,其有著豐富的內(nèi)涵和教育功能,是教材編制、教學(xué)實(shí)施、教學(xué)評(píng)價(jià)、考試測(cè)量的依據(jù)。因此,課堂教學(xué)不能脫離課程標(biāo)準(zhǔn),符合新課程要求的教學(xué)不僅要符合學(xué)情,實(shí)現(xiàn)“以學(xué)定教”,同時(shí)也要符合課標(biāo),體現(xiàn)“以標(biāo)定教”。當(dāng)前教學(xué)中普遍存在著內(nèi)容膨脹和難度拔高的現(xiàn)象就是源于教師心中“無(wú)標(biāo)”,從而造成教學(xué)中不能實(shí)現(xiàn)“以標(biāo)定教”,這是造成專家的理想課程、學(xué)校的實(shí)施課程及學(xué)生的所得課程間的巨大差距的重要原因。本節(jié)課,依據(jù)課標(biāo)要求和學(xué)情實(shí)際,對(duì)教材進(jìn)行了分析和處理,確定教學(xué)目標(biāo),然后圍繞教學(xué)目標(biāo)選擇以實(shí)驗(yàn)探究為核心的教學(xué)方式及以學(xué)評(píng)結(jié)合為主的學(xué)習(xí)、評(píng)價(jià)方式,從而形成“課標(biāo)-目標(biāo)-教學(xué)-評(píng)價(jià)”一致性的新的教學(xué)范式,從而縮小了理想課程、實(shí)施課程及學(xué)生所得課程之間的差距。3.2內(nèi)容整合,促進(jìn)三維整合“整合”與“探究”是科學(xué)課程在課程設(shè)計(jì)思路上強(qiáng)調(diào)的兩個(gè)特點(diǎn),強(qiáng)調(diào)“通過(guò)對(duì)內(nèi)容的整合使學(xué)生從整體上認(rèn)識(shí)自然和理解科學(xué)”。本節(jié)課通過(guò)對(duì)教材的活化處理,充分反映了以下五個(gè)特點(diǎn):一是以探究為核心,改驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)為探究性。二是教學(xué)目標(biāo)間的整合。在教學(xué)目標(biāo)制訂上將三維目標(biāo)進(jìn)行了統(tǒng)籌和整合,使得目標(biāo)簡(jiǎn)潔、明了、準(zhǔn)確、具體并且融為一體。從而全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng),將科學(xué)知識(shí)與技能,科學(xué)態(tài)度、情感與價(jià)值觀,過(guò)程、方法與能力進(jìn)行結(jié)合