高中化学课堂教学中表格数据运用与探究实践——以“化学平衡常数”为例
2015-08-24福建省平潭县教师进修学校郑海华
◎福建省平潭县教师进修学校 郑海华
◎福建教育学院培训管理处 丁燕飞
高中化学课堂教学中表格数据运用与探究实践
——以“化学平衡常数”为例
◎福建省平潭县教师进修学校 郑海华
以“化学平衡常数”一节教学内容为例,通过对教材表格及补充表格的数据进行分析与挖掘,提出了表格及数据的一些运用策略,就课堂教学中表格数据的运用与探究进行了很好的尝试。
表格数据;策略;反思
表格及其数据是教材的重要组成部分,在教材正文和课后习题中出现的频率都很高。数据类表格在知识内容的呈现上所体现出的量化、直观及科学性是其他教材素材所不能比拟的。同时,在帮助学生建构知识概念,培养学生思维方法,巩固所学知识等方面也扮演着重要的角色。课堂教学中,教师们也都会运用表格及其数据,但如何将其功能价值发挥到最大,值得思考与探索。近期,笔者对苏教版《化学反应原理》“化学平衡常数”教学内容中表格及其数据的运用作了一些有益的尝试,收到良好的教学效果。
一、表格及数据运用策略
1.利用表格及其数据进行概念建构
(说明:从上到下分别为1、2、3、4组实验数据,下同)
2.运用表格及其数据完善概念认知
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在前面的学习中,学生已经了解一个可逆反应的化学平衡常数与浓度大小是无关的,也即平衡常数不受浓度影响。教材提供的上述表格旨在让学生明白化学平衡常数受温度的影响。但此表格也容易让学生产生“温度升高平衡常数减小”的片面认识。为避免产生认知误区,笔者利用如下表格进行教学。
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要求学生计算K1、K2,并指出它们与温度的关系,引导学生认识温度与平衡常数之间的变化关系会因具体反应而不同,有效地避免了学生可能产生的片面认识。
3.借用表格及数据提高观察与分析能力
学会运用化学平衡常数的计算是本节教学目标之一,但简单的计算不利于学生观察与分析能力的培养。笔者尝试将化学平衡常数的基本计算转化为“表格与数据”的形式,培养学生观察与分析数据的能力。
下列是一道经典的求平衡常数及运用平衡常数求浓度的计算题。通常教学按如下所示“三段式”解法。
例:在某温度下,将H2和I2各0.10mol的气态混合物充入10L的密闭容器中,充分反应,达到平衡后,测得C(H2)=0.0080mol/L.
(1)求该反应的平衡常数;
(2)在上述温度下,该容器中若通入H2和I2蒸汽各0.20mol,试求达到化学平衡状态时各物质的浓度。
笔者将上述计算题中的已知数据转化成表格的形式(见下表),并提出如下问题:
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(1)计算并完成上面表格;
(2)上述两种条件下的转化率是否相同,为什么?通过计算说明。
教学实践表明:表格的运用使数据直观地显示出来。任务驱动下,学生的实践过程就将教学目标任务达成了。相对于“三段式”解法,表格中所含有的数据及其处理过程,对学生的观察能力、分析能力及基本计算技能的关注度明显要高,更利于学生学科素养的培养。需要说明的是,教学过程中,宜先进行“三段式”教学,再用表格呈现,然后再用表格的形式进行提炼或是强化表格的价值,这样做更符合学生的认识过程。
4.补充表格及数据进一步提升其教学功能与价值
拓展延伸已有表格中的数据有利于进一步巩固概念教学的成果,但在教学设计中对表格的拓展性运用容易被忽视。笔者在转化率的教学中补充以下表格与数据,并提出思考的问题。
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(1)分析第一、二组数据,增加H2浓度时,平衡是否发生移动?移动方向?在第一组数据的平衡体系中,如果增加CO的浓度,推测平衡移动的方向?
(2)增加H2浓度,CO2的转化率怎样变化了?H2本身的转化率如何变化了?
与上面其他表格相比,这张表格反映出的物质种类更多,数据更丰富。它进一步表明了不同起始物质和浓度对平衡浓度间定量关系是否有影响,加深了对平衡常数概念的认识。问题的思考能够很好地培养学生从图表数据获取信息的能力:第1、2组数据表明,H2浓度的增加,CO2的转化率增加了,H2本身转化率下降;第1、3组数据表明,增加生成物CO的浓度,H2的转化率也下降。通过上述表格内容的教学,学生对转化率的认识就大大加强。进一步挖掘发现,第1、2、3组数据也反应了改变浓度平衡移动情况,引入QC与K之间的比较从而判断平衡移动方向就显得自然而然。也为后续内容的学习作了良好的铺垫。
二、研究结论与反思
如何表征可逆反应进行的最大限度(也即是化学平衡状态时所代表的最大程度)以及平衡时各物质间的浓度究竟存在怎样的数量关系,这是教材引入化学平衡常数概念的原因。同时,化学平衡常数也作为化学平衡移动原理的理论解释依据,为后面学习化学平衡移动做铺垫,也为后面学习各类化学平衡做铺垫。因此,化学平衡常数作为一个概念(或理论)起到承上启下的作用,非常重要。
教材中选用了几张表格,通过一定量的数学计算及数据分析来建立化学平衡常数的概念及相关知识。有的表格所要表达的意义,如表2-7卤化氢生成反应的平衡常数(描述化学平衡常数的大小所代表的意义)以及表2-9部分可逆反应的平衡常数表达式(说明化学平衡常数书写时的注意事项)。但是,限于篇幅,教材选择的图表有一定的局限性。如:教材只通过NO2与N2O4之间建立平衡时所用的数据,来帮助建立化学平衡常数的概念,这个例子中反应物和产物都只有一种物质,体系相对简单;教材用合成氨反应时的化学平衡常数(K)随温度变化情况来说明化学平衡常数的影响因素,容易让学生产生化学平衡常数随温度升高而减小的单向错误结论(教材表格所得出的)。另外,教材对习题的解法虽然有一定的逻辑,但稍逊于“三段式”解法及利用表格形式来解答。因此,充分结合教材已有的表格,针对其不足,有选择性补充一些表格,将例题以表格的方式来解答,并充分挖掘表格的功能与价值,让学生在表格数据的解读中,建立概念,掌握方法,提高能力,是一举多得的事。
(责任编辑:张贤金)
网络校本研修整合模式在农村学校推广策略研究
编者按:农村学校教师是我国基础教育体系的重要组成部分,我国330万农村教师的专业水平在很大程度上决定了我国中小学教师的整体质量。为深入推进“四个全面”战略布局,加强老少边穷岛等边远贫困地区乡村教师队伍建设,国务院办公厅于2015年6月印发《乡村教师支持计划(2015—2020年)》,对农村学校教师队伍建设进行顶层设计。教育部“中小学教师国家级培训计划”决定自2015年起,调整方向,将培训重点聚焦乡村教师。因此,关心农村教师的工作状态,为农村教师专业成长助力将是下一阶段农村教育发展的重要发力点。
网络校本研修整合模式在农村学校推广策略研究
◎福建教育学院培训管理处 丁燕飞
摘 要 网络校本研修在农村学校推广中面临困境,如教师培训经费紧张,教育信息化水平滞后,教师思想认识存在偏差。相关教育部门应建立省——县——农村学校联动的培训组织体系,增加农村学校教师培训专项经费投入比例,加快发展农村学校信息技术,端正农村学校教师的思想观念,以提升农村教师网络校本研修的实效。
关键词 网络研修;校本研修;混合模式;农村学校;策略
网络校本研修整合模式,即网络研修与校本研修混合研修模式,是网络远程研修与校本研修的一种结合,它以高等院校或机构专家团队为培训主体,教师所在的学校或县区为参训基本单位,网络培训平台为技术支撑,通过教育行政部门推动,教师培训管理部门监管,高等院校或专业培训机构具体组织,实现教师理论学习与实际问题解决双重目标,为教师远程培训模式的重要创新。随着信息技术的跨越式发展,中小学教师继续教育也经历了院校集中培训、网络培训、校本研修、网络培训与校本培训整合的几大培训模式转变,但几种培训模式各有利弊,为了整合几大培训模式的优势,促进培训模式的改革,网络校本研修整合模式应运而生,并逐渐成为远程培训模式的新常态。
1986年,美国霍姆斯小组《明天的教师》报告和卡内基教育促进会《国家为21世纪准备教师》报告都提出确立教师的专业地位,培养教师达到专业化的标准,自此,世界各国相继重视并开始开展教师专业化建设运动。我国在提高中小学教师,特别是农村教师队伍整体素质,促进教师专业化发展,特别是教师专业化发展培养模式方面进行了不断的探索。2010年,教育部和财政部联合启动了中小学教师国家级培训计划,简称“国培计划”。当年,“国培计划”——示范性远程培训项目采取网络培训模式,教师通过登录学习页面观看视频课程,完成相应作业完成培训课程;2011年和2012年,针对网络培训模式存在的问题,“国培计划”——示范性远程培训项目向校本研修模式转变。校本研修模式能有效节约经费,解决工学矛盾等问题,但是也存在培训资源有限,培训设施设备落后等问题,特别是在农村中小学校问题更为突出;2013年,教育部出台《关于深化中小学教师培训模式改革全面提升培训质量的指导意见》,提出推动网络研修与校本研修培训模式,推进高等学校、培训机构与中小学结对帮扶,引进优质培训资源;2014年,为促进网络研修与校本研修模式的培训实效,教育部提出由省级教育行政部门牵头,教师培训管理部门引领,组织以县区或学校为主体进行网络研修与校本研修整合培训项目试点,并准备扩大试点范围,至此,网络校本研修模式逐步成为一种远程培训模式的新常态。
一、网络校本研修整合模式在农村学校推广面临的困境
中共十六届五中全会提出扎实推进社会主义新农村建设,经过十几年的新农村建设,农村学校的基础设施建设已日趋完善,农村教育发展的的重点已转向提高农村学校教师队伍的素质、质量。但受教师培训受众面小、交通地理条件不便、学校办学条件欠缺多等因素影响,当前农村学校教师外出参加集中培训受到限制,影响了农村教师的专业化成长。推广网络校本研修整合模式既能有效解决农村学校教师培训经费紧缺对教师学习成长的限制,又能扩大各级别教师培训项目的受训面,提高各级别教师培训项目的实效;既能有效满足农村学校独特性发展对培训的个性需求,又能实现优质教师培训资源的共享;同时,还能有效缓解农村学校师资紧张带来的工学矛盾问题等,在农村学校推广网络研修校本整合模式具有重要的现实意义。然而,在农村学校大规模推广此种培训模式还面临诸多的困境。
1.农村学校教师培训经费紧张
中华人民共和国教育部令第7号《中小学教师继续教育规定》提出,中小学教师继续教育经费以政府财政拨款为主,多渠道筹措,在地方教育事业费中专项列支。然而,我国农村教育经费来源于县级财政支出,在保证教师工资的基础上,县财政收入已无力专项列支继续教育经费。与此同时,自2004年以来,我国所有中小学学校全部实行“一费制”,即学校不向学生收取课本费之外的任何费用,学校在保证日常基本开支之后,可支配收入几乎没有,教师培训费用更是无从谈起。然而,网络校本研修整合模式的培训组织,包括线下研讨、开展公开课、邀请专家指导等都需要一定的经费作为活动组织保障,没有足够的培训经费,教师培训难以进行,模式的推广更是难以为继。
2.农村学校教育信息化水平相对滞后
当前,我国农村学校教育信息化水平滞后主要体现在:一是硬件设备的配置不够。信息技术的发展需要一定的硬件设施作为支撑,而我国大部分农村学校因资金的严重紧缺,计算机数量偏少,或者计算机配置标准偏低,或者更新换代速度缓慢,跟不上时代发展的需求。教师网络研修基本的设备得不到保障,推广网络校本研修整合模式也就是一句空话。二是教师信息技术水平偏低。我国农村学校很多教师因年龄偏大,或者学历偏低,还停留在“一支粉笔、一块黑板、一张嘴巴”的传统教学模式上,计算机操作水平偏低,不能满足教师网络研修平台操作对计算机操作水平的要求,对于网络校本研修整合模式的推广形成一定的障碍。三是校园网络建设薄弱。很多农村学校存在“有硬件没软件”“有电脑没网络”的情况,学校的信息化建设还只是局限于添置教学设备,校园网络建设力度不够,不能有效满足全校师生对于计算机使用的网络需求。
3.农村学校教师继续教育思想认识存在偏差
当前,部分农村教师将继续教育视为“晋升职称”的工具,对于各类培训限于完成任务获取评定职称所需的学时;还有部分教师参与培训学习是迫于上级的命令,需要完成一定学时的继续教育学习。虽然部分教师希望通过培训学习使自身的教育教学能力得到提高,从而不断完善自我,但由于繁忙的日常教学工作,因此对培训学习感到一定的压力,也对培训学习形成一定的抵触情绪。同时,部分教师因为对培训模式的陌生,对培训学习形成一种畏难心理。大部分农村学校教师对于培训模式的认知限于集中培训和远程培训两种,对于网络研修与校本研修整合混合培训模式没有比较清晰、正确的认识。某些农村学校在开展此类培训模式的培训时,没有足够的理论基础;组织者对于培训过程的管理、培训结果的评估考核、线下校本研修活动的组织、线上培训平台的学习监测等都没有操作的经验。
二、推进网络校本研修整合模式在农村学校应用的策略
1.建立省—县—农村学校联动的培训组织体系
《乡村教师支持计划(2015—2020年)》提出,到2020年前,对全体乡村教师校长进行360学时的培训,并改革培训方式,解决乡村教师总体培训偏少、实效性不强的问题。在教育部国家级中小学教师培训计划向农村中小学教师倾斜发展的政策背景下,省级教育行政部门要更加重视农村学校教师的继续教育问题,联合相关地市(县)、农村学校联合建构立体化的组织体系,从上至下,通过行政力量,从政策、经费、人力、资源等方面给予扶持,助推农村学校教师参与网络校本研修整合培训项目,扩大参训教师总体数量,提高培训的实效性。
2.增加农村学校教师培训专项经费投入比例
从某种意义上说,教育投入的充足与否,将直接制约我国教育事业发展目标的实现。《乡村教师支持划(2015—2020年)》提出,中央财政将通过相关政策和资金渠道,重点支持中西部乡村教师队伍建设。同时要求地方各级人民政府积极调整财政支出结构,加大投入力度,大力支持乡村教师队伍建设。在农村学校推广网络校本研修整合培训模式,校本研修活动的开展、教研活动的举办、专家教授的亲临指导等都需要一定的配套经费,针对农村学校教师培训经费紧张问题,可以采取以下具体措施予以缓解:一是地方财政增加农村学校教育经费的支出,确定教师培训经费、基础设施等的投入比例,并健全培训经费管理体制,确保教师培训经费专款专用,为网络校本研修整合培训项目在农村学校的顺利推广提供经费保障;二是加大中央财政转移支付力度,强化省级财政对中小学教育经费收支的统筹管理,避免因部分贫困县区经济特别困难,难以保障农村教师培训经费的供给,导致区域教育发展失衡。
3.加快发展农村学校信息技术
2010年7月,国务院颁布的《国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010—2020年)》明确指出,信息技术对教育发展具有革命性影响,必须予以高度重视。美国著名未来学家阿尔温托夫勒曾预言:“谁掌握了信息,控制了网络,谁就拥有整个世界。”针对网络校本研修整合模式中的技术支撑第三方,农村学校信息技术的发展水平将成为培训模式推广成败与否的关键一环。因此,首先,逐步完善农村学校信息技术软硬件设施配置。电脑室、校园网络、教学资源等的配备要逐步跟上信息化时代的教学、培训需求;其次,提高农村学校教师信息技术水平。包括专职信息技术教师和普通教师,专职信息技术教师可以借助县区教师进修学校的力量,定期前往培训,提高信息技术水平;普通教师要端正意识,自觉主动地学习信息技术,掌握必备的信息技术教育手段和远程学习平台基本操作技巧。
4.提升农村学校教师参加继续教育的积极性
观念是人们对事物主观与客观认识的系统化。由于人们自身认识的历史性和阶段局限性,决定了人们的认识会因时间的变迁而出现与时代不符合的现象。思想是一种认识,一种客观事物在我们头脑中认知的反映,并通过语言、文字、动作表达出来。要更新思想观念,就要不断学习,学政治理论,学业务知识,活到老学到老,秉持终身学习的理念,保持思想观念与时代的一致性。农村学校教师因地理位置相对闭塞,信息获取途径偏少,思想观念更新相对缓慢,因此,首先,农村学校教师要注重加强自身的学习、提高,多关注学科理论前沿、新的教育学习途径和教学工具等,并大胆尝试各种新型的教学方法和学习途径,提高自身的业务素质和教学能力,紧跟时代发展的步伐;其次,多学习优秀农村教师的先进事迹,爱岗敬业,敬业精业,摈弃功利性的学习目的,端正对于培训学习的认识。此外,还可以出台一些地方奖励与扶持政策,提升教师参加网络学习的积极性,全面提升自身素养。
农村学校教师是我国基础教育体系的重要组成部分,我国330万农村教师的教学水平在很大程度上决定了我国中小学教师的整体质量,科学有效的网络研究模式将为提升农村教师队伍助力。因此,积极探索教师培训模式改革,逐步推广网络研修与校本研修整合研修模式,将有利于解决乡村教师总体培训偏少、实效性不强的问题,为乡村教师队伍建设助力。