合理使用教学素材 优化教学设计

王涛

摘要：结合国家级优质课“晶体的常识”的设计过程，介绍了该课设计的教学线索确定、切入点、情感铺垫、分组实验设计、科学前沿介绍等。

关键词：晶体；教学素材；设计优化；课堂实效性

文章编号：1008-0546（2017）02-0038-02 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.012

教学素材也称教学材料，是教学内容各种形式的载体。在教学中运用教学素材并不像在工厂里安装一定零部件就能让机器运转那样简单。同样的材料以不同的形式包装，不同的方式呈现，会产生显著不同的效果。[1]

2014年10月，化学组黄军老师的“晶体的常识”一课获得了全国高中化学优质课大赛一等奖第一名。笔者全程参与了这节课的设计过程，期间感受最深的就是大家在教学素材上的选择取舍、使用方式的争论。随着这节课的不断完善，笔者在整个过程中对教学素材与教学结构的关系等方面获益良多。

一、结合背景素材，明确教学线索

教学线索是教学环节之间的逻辑联系。一个好的教学线索，能够将教学环节的逻辑与层次关系清晰地展现在学生面前，帮助学生有效构筑知识网络。

黄老师初步选定这节课时，我们遇到的问题就是如何将众多零散的内容整合起来， 展现在学生面前。开始，我们觉得可以用生活中偏光镜与水晶鉴别引入，顺次承接晶体各向异性和自范性。 不过随着编选的深入，我们的认识也发生了变化。

“水晶鉴别”看似来源于生活，实际与学生的日常偏离较远，呈现给学生后，有很好的提升兴趣的作用，但缺少了一种情感共鸣。这种情感缺失后，学生很难持久地对新生事物保持兴趣。 而且，结合山东大学国家级重点实验室蒋宛莉的论文《初论中国古代对晶体的认识》[2]对晶体发展基本史料的分析，人们是从观察形形色色的晶体开始，认识到晶体的自范性，进一步研究对比了晶体和非晶体的各向异性，再到如何利用晶体的发展历程。

细细分析学生的最近发展区，他们已经有了结晶概念，有了晶体独特外形的初步感知，但缺少对现象的抽象理论拔高，也没有对晶体非晶体应用角度的进一步认同。

因此，我们建议本节课的教学线索修改为：从晶体的生长发现自范性→感受晶体物理性质的各向异性→了解晶体学前沿发展。

二、以“雪花生长”微观视频切入，淡淡的愉悦与享受，铺垫情感共鸣

如何在一节课的开始阶段， 调动起学生的情绪，与学生的最近发展区切合在一起，是我们设计每节课时首先要突破的问题。

最初设计时，我们搜集了很多晶体图片，一一展现给学生，希望以此带给学生以心灵的震撼。实际讲授时也达到了最初的目的，但是我们总觉得好像缺少了什么，从这种开场转换到晶体自范性、再到晶体制备，总觉得过于简单。有没有更贴合学生的认知、更娓娓道来的那种淡淡的开场？

同样，也是随着素材的积累，笔者从网络上找到了俄罗斯摄影师拍摄的一组雪花生长的微观视频，视频中六羽雪花徐徐生长，配以舒缓的音乐，淡淡的，但却直击内心的感觉，就是它了。配以古诗词对晶体外形的形象描写，“凡草木花多五出，雪花独六出”“光明盐者，正方光砌”“盐成卤水，暴烈日中，即成方印，洁白可爱”。

最终这种设计，利用轻轻的触动，将学生和授课教师的感情糅合到了一起，为接下来的教学环节做好了铺垫。

后来思之，每节课都是需要有高潮的，但是可不能一直都是，这样无论学生还是老师都会非常辛苦，神经也会非常疲惫。在学生的最近发展区，我们可以蜻蜓点水一般地走过，感情淡淡地进入，再逐渐地强烈。

三、精心设计分组活动，帮助学生获取第一手资料

一节优质化学实验课，一定要有非常好的实验创意。这节课中，我们能够查找到的可用资源很少，如何将已有的制备晶体实验改进成我们需要的形式，同时开创性的设计出晶体各向异性实验，是我们最后要突破的难点问题。

1. 晶体制备实验微型化

在改进晶体制备实验时，我们非常想当堂让学生直观感受到晶体的逐渐析出过程，进而观察到每粒晶体晶型的相似性。

已有的授课实验，都需要较长时间才能完成。我们尝试了冰水冷却、改进容器、减少用量等多种方法。其中，冰水冷却的重现性不好，所以我们试用了培养皿和蒸发皿，减少了饱和溶液用量，多次改进沸腾的溶液浓度，达到了比较理想的效果，3分钟左右就能肉眼可见硝酸钾、硫酸铜晶体的生成。利用投影，整个会场的老师也能非常清晰地看到全过程。

这些想法，也是我们组内开展随堂分组微型实验和课堂实效性的研究成果之一。一节随堂分组活动课，实验设计力求能够适合全年级16个教学班的分组教学，实验用品要便于整理和携带。将其盛装在托盘中，整理了60组，顺利满足了实验进课堂的要求。

2. 敲击方解石，咣咣当当进课堂

课本中介绍晶体各向异性时，均以描述為主，而且仅有的热导率实验，还很难做成。 有没有更好的实验对象？

方解石，“击之，块块方解，由此得名”。 黄老师购买了几块碳酸钙晶体，试做后非常成功。 而且黄老师还发现，用刀片在方解石的垂直方向刻画时，一个方向光滑坚硬，很难留下痕迹，而另一个方向很容易留下较深的刻痕。整个实验很清晰地展现出了方解石不同方向的硬度和断裂抗力是不同的。

从课堂反馈来看，两个实验设计都非常成功。原来我们认为很难做到的，也结合以往的经验加上创造性，突破了本节课的难点。两个实验用品简单，容易操作， 也很好地在课堂生成过程中点亮了全场情绪，从淡淡的开场，到此时逐渐强烈的感情，切实提高了课堂教学实效性。

四、精选科学前沿，为学生插上思想的翅膀

1. 从方解石碎裂实验到晶胞知识的巧妙设伏

我们在设计的过程中，也考虑到了为下一节内容的设伏。 方解石实验的价值，不仅仅在于给学生展现了一个各向异性的实验，在实验过程中，不断地重复敲击，一方面逗起了学生心性，也给学生展现了一个很独特的现象，“如果一直敲击下去，会出现什么情况”， 再类比宏观的砖墙、阅兵方阵和蜂巢的结构特点，为下一节“晶胞”的教学做了极好的预设。

2. 高端技术拍摄的常见晶体生长

参考其他老师意见，能不能找到微观晶体的生长视频？我们查找到中科大和清华出版社联合项目“美丽化学”[3]，通过视频和网站，给学生展现了不一样的视角下晶体的生长和各向异性的精美结构。

3. 精心收尾，“小小的实验，蕴藏着大大的道理”

当一节课结束的时候，我们总要给学生留点什么。我们选择了果壳网专访维姆·诺度因及其团队的一篇文章《微观世界的晶体“花农”》[4]，将《科学》杂志封面文章“如何在不接触的情况下塑造一朵花”推介给学生。

一开始，我们的认识仅仅是一节理科课的收尾，一定要有一个高大上的东西，我们也做到了，而且黄老师在讲课时也开了一个玩笑，如果科学家的女朋友收到这种技术种植出来的玫瑰花， 该是多么欢喜啊。学生和参与的老师都报以笑声。

后来，笔者觉得当初选择这个例子的时候，好像还有点什么吸引笔者的地方。仔细回味，原来这个例子中，虽然维姆·诺度因受到的启发比较独特，但是选择的制备方法是调控溶液酸碱度和CO2浓度，也就是说，尖端科学中用到的仍然是很基础的方法，如果我们在讲课时能够给学生点明，是不是对学生也会有很大的触动？

总之，在这节优质课的设计过程中，笔者觉得当教学素材比较充足的时候， 是否能够从中合理取舍、设计其使用方式，就显得非常重要了。

参考资料

[1] 百度百科.教学素材.http：//baike.baidu.com/link？url=fz4rB8NkHcZIXES4Chug26ZWN8f2FoDwiMHsRIHZiFL1MB zn_E9SBmA832T4_ezI2qkwDtwkqfUWf8zpKkUbLK

[2] 蒋宛莉，张熙维.初论中国古代对晶体的认识[J]. 人工晶体学报，2008，37（3）：769-775

[3] 梁琰等.美丽化学. http：//beautifulchemistry.net/cn/

[4] 戳眼睛.《科学》封面：如何在不接触的情况下塑造一朵花. http：//www.guokr.com/article/