抛锚式教学模式在《金属钠的性质与应用》教学中的应用

1、抛锚式”教学模式在金属钠的性质与应用教学中的应用无锡市第六高级中学 陈云仙江苏省现代教育技术研究所2014年立项课题基于现代教育技术的高中化学教学支架有效搭建策略研究(2014-R-33887)研究论文。摘要：现代认知心理学把学生的学习过程看作是认知结构的建构过程，并把学习者看作是信息加工的主体。本文以抛锚式教学在金属钠的性质及应用教学设计中的应用为例简要介绍了建构主义在中学化学教学中的应用。关键词：建构主义 抛锚式教学 钠的性质建构主义理论是当今国际教育界影响较大并正在逐步深入发展的一种新的教育理论，它对我们深入教育改革，进行学科教育研究和开展化学教学设计等都有重要的借鉴和启示作用。1建构主

2、义理论1.1建构主义理论背景21世纪是高科技时代，是知识社会。学校教育要探索学生的主体性学习，而学生处于被动地位的传统教学现在还大行其道。具体地说，这种传统的教学模式是：以教师为中心，教师利用讲解、板书和各种媒体作为教学的手段和方法向学生传授知识；学生则被动地接受教师传授的知识。在这种模式中，教师是主动的施教者(知识的传授者、灌输者)；学生是外界刺激的被动接受者、知识灌输的对象；教材是教师向学生灌输的内容；教学媒体则是教师向学生灌输的方法、手段。教师、学生、教材、媒体等四要素各自的作用清楚，彼此之间的关系明确，从而成为教学活动进程的一种稳定的结构形式。从当前的高中化学教学看，还未跳出这种传统的

3、教学模式。1.2建构主义的理论基础建构主义(constructivism)也译作结构主义，是认知心理学派中的一个分支。是瑞士著名的心理学家皮亚杰(J.Piaget)通过长期对儿童智力研究所提出的著名的认知发展理论。皮亚杰的基本观点是，儿童是在与周围环境相互作用的过程中，逐步建构起关于外部世界的知识，从而使自身认知结构得到发展的。儿童与环境的相互作用涉及两个基本过程：“同化”与“顺应”。同化是指个体把外界刺激所提供的信息整合到自己原有认知结构内的过程；顺应是指个体的认知结构因外部刺激的影响而发生改变的过程。同化是认知结构数量的扩充，而顺应则是认知结构性质的改变。认知个体通过同化与顺应这两种形式来

4、达到与周围环境的平衡：当儿童能用现有图式去同化新信息时，他处于一种平衡的认知状态；而当现有图式不能同化新信息时，平衡即被破坏，而修改或创造新图式（顺应）的过程就是寻找新的平衡的过程。儿童的认知结构就是通过同化与顺应过程逐步建构起来，并在“平衡不平衡新的平衡”的循环中得到不断的丰富、提高和发展。1.3建构主义的教学思想和传统教学观的区别 (1)学生如何获得知识，要明确这一点，首先需要了解建构主义是如何看待知识的。建构主义认为，知识是对现实世界可能正确的解释和假设，而不是绝对正确的反映，不论是课本还是教师都不能以“权威”的身份，强迫学生接受这些知识。因此，相对于“知识是被动接受的”、是“作为权威的

5、教师灌输给学生的”等传统教学的观念，建构主义认为：“知识是认知主体学生主动建构的”，即“学习不再简单地是信息由外而内的输入，而是通过信息与学习者原有知识经验的双向的交互作用实现的”。因而，从建构主义的教学观来看，教师准备传递多少信息量给学生并不是最重要的，不是教师输出的信息量越多，学生吸收的也就越多。建构主义教学的目标是学生自身知识的建构，强调的是教师如何通过启发、诱导等多种方式协助学生积极主动完成上述知识的建构。因此，对于学生是如何获取知识的，建构主义理论与传统教学思想给出了两种不同的策略及思路。(2)在教学的中心这一问题上，建构主义教育理论也有所突破，相对于“教师是教学的中心”的传统教学观

6、，建构主义强调“以学生为中心”，学生是学习过程的主人。建构主义认为，教学的设计，包括教学方法的选定、教学过程的安排、教学媒体的选择与使用等都要从学生的角度出发，必须以学生的感受和经验为基础，以学生的思考和理解为前提来加以实施，以达到学生知识建构的目的。相比而言，在传统的教学观中，学生退居其次，教师基教材处于教学的中心位置上，这里需要注意的是，在建构主义教学观中，教师的作用并不是可有可无的。相反，在启发、诱导、促进、监控学生的学习等方面，建构主义则对教师提出了更高的要求，使教师的主导作用进一步明确，教师的任务更为艰巨。不难看出，建构主义的这一观点与当前我国推进素质教育中提出的“学生是学习的主人，

7、教师是学习的组织者和引导者”的观点是不谋而合的。(3)在学习的具体过程中，建构主义理论认为知识的建构受到时空和环境的影响，不同的时空和环境下学生所建构的知识是不同的。因此，建构主义反对传统将知识简单化和教条、僵化的做法，反对要求学生死记一些条文和规则，强调通过习惯于情景化和具体化，使学生理解和知识。结合当前我国考试改革的综合化、情景化以及联系生产、生活、社会实际等趋势可以看出，知识的情景化和具体化恰也是二者的契合点。1.4建构主义的教学模式与建构主义学习理论以及建构主义学习环境相适应的教学模式为：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话

8、等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。目前，在建构主义学习理论影响下形成的教学模式主要有：抛锚式教学(Anchored Instruction)模式、随机进入式教学(Random Access Insturction)模式、支架式教学(Scaffolding Instruction)等。 2建构主义在化学的教学中的应用“抛锚式”教学在化学教学中的应用为例2.1 抛锚式教学(AnchoredInstruction)模式的基本思想这种教学要求建立在有感染力的真实事件或真实问题的基础上。确定这类真实事件或问题被形象地比喻为“抛锚

9、”，因为一旦这类事件或问题被确定了，整个教学内容和教学进程也就被确定了(就像轮船被锚固定一样)。建构主义认为，学习者要想完成对所学知识的意义建构，即达到对该知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其它事物之间联系的深刻理解，最好的办法是让学习者到现实世界的真实环境中去感受、去体验(即通过获取直接经验来学习)，而不是仅仅聆听别人(例如教师)关于这种经验的介绍和讲解。由于抛锚式教学要以真实事例或问题为基础(作为“锚”)，所以有时也被称为“实例式教学”或“基于问题的教学”或“情境性教学”。2.2抛锚式教学由这样几个环节组成：（1）创设情境使学习能在和现实情况基本一致或相类似的情境中发生。（2）确定问题

10、在上述情境下，选择出与当前学习主题密切相关的真实性事件或问题作为学习的中心内容。选出的事件或问题就是“锚”，这一环节的作用就是“抛锚”。（3）自主学习不是由教师直接告诉学生应当如何去解决面临的问题，而是由教师向学生提供解决该问题的有关线索，并特别注意发展学生的“自主学习”能力。（4）协作学习讨论、交流，通过不同观点的交锋，补充、修正、加深每个学生对当前问题的理解。（5）效果评价由于抛锚式教学的学习过程就是解决问题的过程，由该过程可以直接反映出学生的学习效果。因此对这种教学效果的评价不需要进行独立于教学过程的专门测验，只需在学习过程中随时观察并记录学生的表现即可。2.3“抛锚式”教学模式在金属钠

11、的性质及应用教学中的应用（1）创设情境教师上课前演示实验：将一小块钠投入水中，请同学观察并记录实验现象。如果钠块更大，现象将更明显，生活中也出现过这样的现象，由此引出PPT画面：2001年7月7日，在珠江石溪附近，前前后后共漂着七个白色的来历不明的金属桶。突然，从漂在水面上的一个桶内窜起黄色火焰，紧接着一声巨响，蘑菇状的水柱冲天而起。这个桶接着又连续爆炸了多次，还有许多未燃尽的白烟飘进旁边的公司内。这些物体一遇到水就不停地冒泡，有时甚至还突然着火，给附近居民造成极大的威胁。消防队员、广州化工集团的化学品专家赶到事故现场。“广州日报大洋网” 报道炸起千层浪珠江金属钠“水雷”谜团待解（2）确定问题

12、如果你是消防员，一般物质失火怎样灭火？（学生答：用水，用泡末灭火器、干粉灭火器、用沙隔绝空气）现在是同学们都不熟悉的钠，在采取消除危险措施之前首先应该作什么？这节课我们就做一次消防员，来研究钠的性质，并试着解决钠“水雷”造成的危险。（3）自主学习将学生每四人分成一组。每组实验桌面上都有相应的试剂、仪器。试剂：钠、过氧化钠粉末、蒸馏水、酚酞试液仪器：镊子、小刀、玻璃片、烧杯、小试管若干、试管夹、酒精灯、火柴、三脚架、石棉网、长玻璃导管、脱脂棉、铝箔、尖嘴导管，塞子、木条、滤纸通过预习教材及关于钠的简介，并参照书P49页“观察与思考”打开每个实验台上的试剂瓶，探究钠这种金属单质的物理性质。通过“水

13、雷”事件的了解以及桌上所给试剂研究钠的化学性质。（4）协作学习【学生讨论】以前老师讲过，研究一种物质的物理性质应该从颜色、状态、气味、熔点、沸点、硬度、密度溶解度、导电导热性等方面来考虑。有的开始反驳：颜色、状态、气味都好解决，可是熔点、沸点我们怎么能测出来？【教师提示】查资料啊。同学们恍然大悟。【小组总结】分析讨论与实验观察后，归纳总结钠的物理性质（略）。【教师质疑】在观察钠的物理性质，你认为钠和我们初中学过的铁、铜相比有什么不一样的地方吗？。【学生总结】学生甲：密度小、熔点也低、硬度小。学生乙：除了物理性质外，我认为钠比铁、铜的化学性质要活泼，因为刚刚切开的钠有光泽，几秒钟后就变暗了；还有

14、钠不象铁、铜可以露置在空气中，而是保存在煤油中的。【教师提示】钠切开后颜色变暗，说明什么？【学生讨论】说明钠能和氧气反应。【教师引导】大家结合P49页“观察与思考”探究来实验钠在空气中能否燃烧【教师巡视】有的同学看到燃烧时产生的黄色火焰，高兴的叫了起来。说和刚才看的图片的颜色一样！【小组汇报】通过设计实验探究学习，归纳钠在空气中燃烧的现象为：剧烈燃烧，黄色火焰，生成淡黄色固体。并指出产物是氧化钠。【实验小组】学生甲：我认为产物不应该是氧化钠，它和水反应生成氢氧化钠，没有气体产生。可是刚才我不小心滴了一滴水，淡黄色固体上立即产生了大量气泡，这与氧化钠的性质不符啊。而且颜色不一样。【教师引导】这位

15、同学观察的很仔细，不放过任何一个细节，对自己的错误操作，也不放过。当年我国化学家黄鸣龙也是因为自己操作错误，但没有立即否定实验结果，从而发现了制备同一物质可以在不同条件下进行，引起当时化学界的注意。大家可以回忆，刚切开的钠是银白色的，几秒钟后就变暗是不是发生了化学反应，产物是什么？【讨论结论】常温下生成氧化钠，加热生成过氧化钠，两者中氧的价态不同。氧化钠是碱性氧化物，能和水反应生成碱，能和酸性氧化物生成盐，能和酸生成盐。【教师介绍】P50资料卡 过氧化钠【教师引导】钠除了能和氧气反应还能和什么反应，从图片上能得到什么启示？【学生回答】图片我看到钠“水雷”遇到水就不停地冒泡，我推测钠可能会与水反

16、应！ 【教师提示】那大家就用实验来验证验证这个推测。如果能和水反应，要验证产物是什么。注意要切割黄豆粒大小的钠，不可太大。【学生实验】学生实验并记录实验现象。【学生总结】钠与水的反应现象及原因并进行归纳总结（略）。【教师引导】在实验现象中小球四处游动，大家解释说是反应生产的气体产生的推动力，那么你认为这种气体是什么？如何用实验来验证？【实验小组】有的学生认为生成的是氧气，因为水中含有氧元素，金属钠将氧气置换出来。我们可以用排水法收集起来，用带火星的木条检验。也有学生认为是氢气。因为在钠与水反应的现象中能听到嘶嘶的响声，有可能是这种可燃性气体的轻微爆炸。我也可以用排水法收集一小试管，并盖上一个带

17、尖嘴管的塞子，点燃观察火焰的颜色、用干燥的小烧杯罩住来检验。【教师引导】大家说的都有道理。那我们让事实说话。大家都要用排水法收集生成的气体，但要考虑一下钠在水里可不是静止不动的，在收集时需要将其固定；还有钠与水反应速率很快，要想收集到得减慢反应速率。大家可以借助实验桌面上已经扎好小空的铝箔。【学生实验】进行验证性实验。并汇报验证结果：该气体就是氢气。【回归问题】通过对钠和钠的两种氧化物的研究，你作为研究员应该怎样解释钠“水雷”导致的现场险情？【讨论解决】水面之所以漂着金属桶是因为钠的密度比是水小，“遇到水就不停地冒泡”是因为钠和水反应放出氢气，“蘑菇状的水柱冲天而起”“巨响”是因为反应剧烈、放

18、热，氢气发生了爆炸。“桶内窜起黄色火焰”是大量钠与水反应放热使部分钠燃烧。【回归问题】如果你是消防员，现在你该怎样处理钠“水雷”导致的险情？【讨论解决】把金属桶打捞上来扔到煤油中；向金属桶内撒沙；钠失火不可以用泡末灭火器，因为钠燃烧生成的过氧化钠能和二氧化碳反应生成氧气，会越烧越旺；也不可用水来灭。3.结束语建构主义强调学生的主体作用，认为学生是信息加工的主体，是意义的主动建构者；同时又不可忽视教师的主导作用，认为教师是意义建构的帮助者和促进者。在“创设情境、确定问题、自主学习、协作学习”的教学过程中，自主学习和协作学习，这两个环节主要是学生的主体性活动，也是整个教学过程中最主要的部分，在课堂教学的时间分配上也是最多的。在这两个环节中，学生把当前学习内容中所反映的事物尽量和自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考，形成意义建构。“联系”与“思考”是意义建构的关键