化学（心得）之《初中化学帮助学生形象认识微观世界的学习策略研究》研究报告

化学（心得）之《初中化学帮助学生形象认识微观世界的学习策略研究》研究报告

化学论文之《初中化学帮助学生形象认识微观世界的学习策略研究》研究报告 ‎ ‎　　一、课题的提出 ‎　　（一）课题提出的背景 ‎　　在初中化学学习中，对微观世界的认识是学习化学的难点，也是学生学习的分化点。如何引导学生认识微观世界，已成为化学教学中一个需要迫切解决的课题。对于初中学生而言，由于受到认识能力和理解水平的限制，不能把宏观和微观有机地联系起来，难以完成宏观到微观，微观到宏观的转化，以至学习死记硬背，效果可想而知。面对不可见的、枯燥的学习内容，学生在认知上产生了障碍，同时也极大地影响了学生的学习兴趣。如何引导学生认识微观世界，已成为化学教学中一个需要迫切解决的课题。‎ ‎　　（二）核心概念界定 ‎　　本课题中的“微观”特指初中化学课本中出现的与原子、分子、离子电子等基本粒子，以及与之相关的图形、动画等。本课题中的“宏观”指学生生活学习中熟悉的各种图片、动画以及学生易于理解的各种实例。‎ ‎　　（三） 研究的理论依据 ‎　　1. 建构主义学习理论 ‎　　建构主义学习论观点认为“学习是学习者主动构建自己知识的过程，学习者不是被动地接受外在信息，而是根据自己的经验背景，对外部信息进行主动选择、加工和处理，主动地去建构信息的意义”。每个学习者都会以自己原有的经验为基础对新信息进行处理，从而建构自己的理解，原有知识也会因新经验的进入而发生调整和改变，所以学习不是信息的简单积累，还包括新旧经验冲突所引发的观念和结构重组。建构主义理论为本课题提供了一定的理论依据和实践指导。‎ ‎　　2.人本主义学习论 ‎　　人本主义学习论认为学习应是个人潜能的充分发展，是人格的发展，是自我的发展。学习不是刺激与反应间的机械联结，而是一个有意义的心理过程，学习者了解学习的意义是非常重要的，也就是说，学习的实质在于意义学习。这种意义学习，不仅是理解记忆的学习，更是指学习者所做出的一种自主、自觉的学习，要求学习者能够在相当大的范围内自行选择学习材料，自己安排适合于自己的学习情境。这种意义学习，包括了价值、情绪的色彩，涉及到的是整个人而不是单纯认知成分的参与，而且这种学习以个体的积极参与和投入为特征，是一种自发、自觉的学习，是从自我实现的倾向中产生的一种学习，学习者可以自由地去选择，实现自己的潜能，求得自己更充分的发展。‎ ‎　　人本主义学习论让人们看到培养学生的各方面能力必须以其主体性的发挥为前提，只有尊重学生的主动性和独特性，给予其自我实现、发挥潜能的机会，学生才能够获得发展。‎ ‎　　3.初中化学课程标准 ‎　　《初中化学课程标准（实验）》是本课题研究的重要理论依据之一。本课题的研究将遵循化学课标提供的教学内容和教学建议，以课程标准为指导来研究教学策略，设定课堂教学内容的广度和深度。‎ ‎　　二、课题的设计 ‎　　（一）课题研究的假设 ‎　　微观世界是看不见、摸不着的，但可以通过利用直观性教具、形象化语言、多媒体等教学手段使化学教学化抽象为具体，变平面为立体，从而使学生学习和理解起来更容易。‎ ‎　　（二）课题研究目标 ‎　　学生基于课本中理论上的微观世界，用自己的方式、方法将“微观”真实再现，使其转化为学生熟悉的宏观世界。通过开展丰富多彩的学习活动，把微观模型化、枯燥趣味化，让学生跨越这一学习难关。‎ ‎　　（三）课题研究内容 ‎　　结合化学授课过程的具体内容，将初三和初四化学教学中有关原子、分子、离子及各种微观反应的内容，通过各种策略方法，使其转化为易于学生理解的内容。不断课堂教学研究，在研究过程中，边研究、边总结、边收集成果，形成化学学科特色。‎ ‎　　（四）课题研究方法 ‎　　问卷调查法：通过问卷调查了解“你真正理解化学的微观世界吗？”“你能用一些形象的东西来展示你认为的微观世界吗？”来研究学生的思维状况。‎ ‎　　行动研究法：基于课堂，作用于学生，边研究边实践，采用计划——行动——考察——反思（即总结评价）的模式。‎ ‎　　比较研究法：在实施一段时间后再次采用问卷调查法，了解学生学习情况。‎ ‎　　经验总结法：课题组成员通过一些有效的措施和一系列的研究，总结出可行的方法和措施。‎ ‎　　（五）课题研究思路 ‎　　课题组成员一起制定方案、学习方案并制定研究计划，明确各自分工。‎ ‎　　按照开题方案中预设的步骤，开展本课题研究的一系列活动。结合教材教学，设计学生系列课堂活动和作业，展开相关研究。提高学生微观内容学习中独立思考解决问题的能力。在此过程中，发现、肯定学生的各种思路，对学生的“微观世界”给与肯定，为学生搭建展示的舞台。‎ ‎　　课题组教师分工负责本级部学生的作品和资料的收集工作。‎ ‎　　三、课题研究过程 ‎　　（一） 准备阶段 ‎　　基于前一阶段的课题研究进行总结，对新展开部分内容开展论证；课题组成员一起制定方案、学习方案并制定研究计划，明确各自分工。‎ ‎　　（二） 实施阶段 ‎　　对我校初三学生生进行调查。研究学生对化学微观世界的态度、兴趣以及用表达微观世界的方法，获得研究的第一手资料。‎ ‎　　从学生的现有思维状况出发，课题组如开研究会议，落实研究目标。如何培养学生想像力呢？在具体教学中，笔者主要做了下几个方面的尝试：‎ ‎　　活动方案一：用泥巴或橡皮泥自己动手制作氧气、水、二氧化碳、氢气等物质的分子模型；金刚石、石墨中碳 原子的排列方式用儿童玩的球棍积木搭出图形。‎ ‎　　实践效果：同学兴趣高涨，很乐意做，制作的模型有模有样，学生洋洋得意。‎ ‎　　活动方案二：扮演原子组建分子游戏：女生扮演氢原子男生扮演氧原子组建水分子游戏等。‎ ‎　　实践效果：游戏虽然简单，学生乐此不疲 ‎　　活动方案三：拟人比喻等解释微观世界：比如用太阳系太阳与九大行星的关系、足球场与小蚂蚁的比喻等引导学生想象原子内部构造。‎ ‎　　实践效果：心领神会 ‎　　活动方案四：画图，比如水的电解解微观示意图。利用绘图的方法把微观粒子间的相互作用表示出来，能使抽象的微观知识变得鲜明而直观，便于展开学生的微观想像力。‎ ‎　　实践效果：一个图片顶得上一千句言辞。‎ ‎　　活动方案五：看动画，彻底理解分子原子的实际存在与运动。计算机为“将微观知识宏观化”提供了有效的工具，我通过各种途径搜集或制作出动画，将微观知识展现在学生面前，增强他们的理解力，使学生能借助于再造想象重现别人的微观想象表象，并以适当的方式描述自己的微观想象表象，促进相互交流。‎ ‎　　实践效果：大开眼界，深入心灵 ‎　　活动方案六：以课堂实验引导微观想象：利用化学实验展示出的物质发生变化时异彩纷呈的现象（如：颜色的变化、发光、放热、沉淀、产生气体等，具体如浓氨水使酚酞小点逐个变红的实验），教师有针对性地进行引导，使学生理解自己所看到的宏观物体是由许多微观粒子（分子、原子、离子等）构成的，而宏观物体间的化学反应的外观现象，正是构成其物质的微粒之间相互作用结果的具体体现。教师可以先引导学生分析演示实验的物质是由哪些微观粒子构成的，在学生的脑海里先形成微观粒子的影像。再在观察实验现象后，让学生推测微粒间是怎样相互作用的，结果是什么。‎ ‎　　实践效果：持之以恒，必有所获。‎ ‎　　活动方案七：撰写拟人化科幻作文：我是分子，我是原子。“以我想象中的原子结构”为题，写一段科普小论文；以“揭开神秘的面纱”为主题编排短剧：“微观世界”小报设计；布置“假如你是烧杯中的一个水分子”的想象作文作业：“用微粒的观点解释现象”的抢答比赛，让学生感到微观世界很亲切、熟悉。‎ ‎　　实践效果：学生对这样的作业兴趣盎然。‎ ‎　　（三）  总结阶段 ‎　　采取方案中预设的策略，进一步开展本课题研究的一系列活动。在上学期相关内容学习的基础上，尝试让学生进行理论性微观内容的学习。提高学生微观内容学习中独立思考解决问题的能力。课题组教师负责本级部学生的培养工作，在此过程中，发现、肯定学生的各种思路，对学生的“微观世界”给与肯定，为学生搭建展示的舞台。‎ ‎　　四、 研究成果 ‎　　爱因斯坦论述：“想象力概括着世界上的一切，推动着进步，并且是知识进化的源泉。严格地说，想象力是科学研究的实在因素。”要想精妙的认识化学微观世界，必须要形象生动的想象出物质微观粒子的运动形象。微观想象是化学想象的重要内容和特征，是学习、认识微观化学世界的重要手段和工具。缺乏想象力，就会对微观世界认识不足，造成微观知识学习的困难，出现学习的分化。‎ ‎　　因此，在教学中架设从宏观到微观的桥梁，培养学生由宏观到微观的丰富想象力，引导学生掌握从宏观物体及其变化联想到构成它的微观粒子及变化的思维方法与思维习惯，让我们的学生张开想象的双翼，翱翔微观世界的天宇。‎ ‎　　分子原子离子质子中子电子等微观粒子是人类认识微观世界的基本通道，元素、元素符号、化学式、相对原子质量、相对分子质量及后来的化学方程式，是人类打通宏观与微观的工具与桥梁，是初中化学的学习重点。课程标准提出，本主题旨在帮助学生用微粒的观念去学习化学，通过观察、想象、类比、模型化的方法，使学生初步理解化学现象的本质。这部分知识，是我们化学联系宏观与微观有力工具的最好体现，是化学的标志性知识，是化学的城市“地标”。这部分知识学好了，学生的内在化学大厦就建立起来了。‎ ‎　　初三学生刚接触化学时，由于教学内容比较容易，学生自主参与的探究活动较多，记忆的内容相对较少，学生有着强烈的好奇心和浓厚的学习兴趣，但随着学习进度的深入，教材内容的深化，初三学生学习化学的第一分化点出现了：当讲到物质的宏观组成和微观粒子的构成时，不少学生出现基本概念混淆不清的现象，影响他们进一步的学习兴趣。‎ ‎　　因此，我们这一部分的教学上，应当格外细心耐心，慢慢来，力求不让一个学生掉队。更重要的是我们要找到这部分知识的教学突破口。‎ ‎　　本研究正是致力于结合课堂教学的研究，力图寻找新的研究方向和内容，把课题研究进一步深入。我们根据制定的课题研究计划有序展开研究，在研究过程中，边研究、边总结、边收集成果，形成化学学科特色。学生基于课堂理论上的微观世界，用自己的方式、方法将“微观”真实再现。‎ ‎　　五、课题研究的思考 ‎　　目前初中学生的想象力水平整体来讲并不乐观，大部分的学生在化学学习中想象力不够丰富；有些学生对于化学中的微观想象是比较全面的；多数学生的想象力还是贫乏的，因为这一代学生太缺少生活的经验。在研究中发现，学生在没有外界提示和引导的情况下，很难自发的用“宏观—微观”的思维方式去思考分析问题；“宏观—微观”思维方式有助于全面提高学生解决化学问题的能力；“宏观—微观”思维方式的形成需要有意识地培养。‎ ‎　　在前阶段研究的基础上，继续对学生在微观和宏观转换方面存在的不足和问题开展研究，寻找更适合于学生主动学习的指导策略。对已总结出的指导策略，在实施过程中不断改进，以求完善。‎ ‎　　参考文献 ‎　　1.毕华林，亓英丽；浅谈化学教学中如何引导学生认识微观世界化学教育[J];2000年06期 ‎　　2.杜芸莉；微粒观念在课堂教学中有效渗透途径的探索[J];学理论；2010年21期 ‎　　3.魏雯；陈益；陆真；让学生在微观世界里进行探究[J];化学教学；2006年07期 ‎　　4.蔡永红；说说初中化学的宏观概念与微观概念[J];教育理论与实践；2001年05期 ‎　　附录：学生作品展示 ‎　　水分子的自述 ‎　　嗨！同学们，我是水分子，我的质量和体积都很小，一个水分子的质量约是3 x 10 -26 kg，在每一滴水中我们水分子大约有1.67 x 1023个。我这么小，当然你们人类用肉眼是看不见我的。如果用10亿人来数一滴水里的水分子，每人每分钟数100个，日夜不停，需要数3万多年才能数完哩。我想请你们猜一猜当我们分子聚集在一起构成水时，彼此之间是否会存在空隙呢？‎ ‎　　假如我是一个水分子 ‎　　“嘘——快听，是谁在说话？”‎ ‎　　“是我呀！虽然你看不到我，但是听我说吧！”‎ ‎　　“自然界中存在的万物都是由分子或原子构成。我，是一个最常见、最普遍的——水分子。”‎ ‎　　“‎ 我很小，而且我特别活泼，总是不停地运动。有时我活动的范围很小，只是在原位置上振动；还有时我的活动范围很广泛，或在一定体积内自由运动，或在空气中随处乱跑。”‎ ‎　　“我有很多的伙伴，根本是无法计量的。我们生活在一起，生活在广阔无边的大海中。”‎ ‎　　“一天早晨，太阳出来了，我感到很热，这是因为我获得了太阳光的能量。我开始向四周快速运动，慢慢地伙伴们都分散开来，不断地向上跑。我也努力地向上跑，不一会儿就来到了半空中。后来我越飞越高，到了上面，突然感觉有点冷，我越飞越高，越高越冷，因为太冷，所以我与伙伴们紧紧抱在一起，形成了许多小水珠。温度继续下降，我们不断地靠拢聚集，使小水珠越聚越多，因为太挤了，所以我们以水滴的形式落了下来，这就是鱼。若是上层的温度更低，那么伙伴们可能会凝聚成小冰晶，以雪的形式落下来。”‎ ‎　　“我在空中看到下面是一片绿油油的草地，草地上有一条清澈明亮的小河，有许多高大耸立的树木，一群群牛羊正在吃草。‘吧嗒！’我落入了土壤中，被一颗嫩绿的草芽吸收了。”‎ ‎　　“这样的旅程我会经历很多次。大自然就是这样不断地循环，使我们有时是固态的冰，有时是液态的水，还有时是气态的水蒸气。在这一过程中，即实现了水的自身净化，又完成了水的重新分配，为地球上的生物补充着淡水资源。”‎ ‎　　大自然馈赠给人们如此美妙的物质，而作为人类的你，难道不有所觉悟吗？‎