高中化学论文：运用“五环教学程序”模式 培养学生创造性思维.doc

运用“五环教学程序”模式 培养学生创造性思维 摘要 中学实施素质教育的核心是培养学生创新意识、创新精神、创新能力，其关键是培养学生创造性思维。中学化学教学应该创新教学模式，创造性地教。本文就中学化学教学谈一谈如何用“五环教学程序”模式，培养学生的创造性思维的看法。关键词 创造性思维过程 “五环教学程序”模式 1 “五环教学程序”的教学模式的构建 传统教学模式把“应试”放在首位，故而其反映在具体的教学过程中无可避免地存在着“重知识传授，轻能力培养”之弊病，而教师的课堂教学更是以知识体系为中心，从基本概念的掌握，原理、定律的运用出发去要求学生掌握知识；通过大量的例题、习题的训练使学生巩固知识。如此教学模式，可以造就高分的学生，但缺乏对学生能力和创造性思维的训练。诚然，教与学是前人知识的传递与继承，但更应是知识的再创造。所以，真正的教育应该把培养学生的能力和创造性思维放在首位，让学生充分发挥其特长、活力，主动去探索知识。 心理学家的研究表明，创造性思维大致分为四个阶段：一是准备阶段必须有知识、经验、信息、资料等充分准备，这样才能发现问题；二是酝酿阶段对发现的问题反复的思考，初步产生解决的方法（或假说）；三是顿悟（豁然开朗）阶段对解决问题的假说，反复考虑而不得其解之际，经过休整或受到某一启发，找到解决问题的关键，豁然开朗；四是验证阶段对假说通过实验和推理论证，使假说得到证明，或作必要的修改。以上这个创造性思维过程的揭示，为我们课题组提出“五环教学程序”的基本教学模式奠定了基础。本课题组根据上述教育、教学理论和学生的创造性思维的形成过程，结合科学探究过程特点，提出了“五环教学程序”教学模式基本环节如下：准备阶段（问题提出）；酝酿阶段(问题假说)；验证阶段（问题验证）；评价阶段（问题解决）和应用阶段（问题应用）。如图所示: “五环教学程序”教学模式流程酝酿阶段准备阶段明确探究目标验证阶段评价阶段应用阶段敞开探究思路掌握探究方法总结探究结果应用探究知识问题提出问题假设问题验证问题解决问题应用YesNo 、“五环教学程序”模式的理论及教学策略教无定法，教学有法,本课题组非常重视教学方法的探索和研究。在“五环教学程序”教学模式的实施过程中，总结出如下教学策略:21准备阶段：设疑引思主动提问在准备阶段，主要是让学生提出问题。问题是思维的起点，学生只有发现和提出了问题后，才会积极认真地思考，努力寻求解决问题的途径和方法。“教师善于引导、启发学生发现问题”是实施“五环教学程序” 教学模式基本要求。提出问题，包括两个方面：一方面是教师问学生，另一方面是启发学生自己提出问题。创设问题情境，引导学生提出问题：（1）实验设疑 化学教学中恰当地安排新颖有趣的实验，能够激发学生兴趣，促进思考，使其产生动力，主动探索。（2）情境引疑 精心创设良好的教学情境，使学生由境入情，情境交融，学习欲望达到旺盛状态，就会收到事半功倍的效果。（3）故事引疑 如果课内容能以这些有关的小故事作为引言，既能吸引学生又能培养学生求实的科学态度。（4）实例导疑 化学学科属于应用性学科，教师通过生产生活实例导出问题，也常会收到良好的效果。(5)“矛盾”设疑 通过设置与学生已有知识相矛盾的情境使学生产生强烈的急需解决矛盾的愿望。在教学中教师应注重培养学生的问题意识，科学地引导学生提出问题，使课堂提问更切合学生的个性特征与学习实际，充分发挥他们的潜能和创造性，使他们真正成为学习的主人。例如，如盐类水解教学中，可用“矛盾”设疑：学生在初中时学过酸呈酸性，碱呈碱性，盐呈中性，然后让学生用PH试纸来测定CH3COONa、NH4Cl、NaCl三种溶液的PH值,实验结果是三种溶液的PH值并不都等于7，也就是说三种盐溶液并不是都显中性这样一个科学事实，从而使学生产生强烈的求知欲，为什么不同的盐酸碱性不同呢？再如：在学习完“卤素”以后，都要进行章节复习，这样，就可以“实例导疑”,提出“如何用实验方法测定食盐中碘”的存在形式。 22酝酿阶段：激思发散大胆假设在酝酿阶段，让学生对问题提出假设。教学中学生提出假设是指在已掌握的化学知识和实践经验的基础上，为解决问题所提出的各种设想。对学生来说假设是一种经过仔细观察、综合分析、严格推理的思维过程，是一种自我探究的过程，也是提高思维能力的过程,能使学生明确探究方向，有目的、有计划地进行探究。提出假设是“问题探究”的重要环节。教师通过激发学生思维，引导学生将已有的化学知识和问题相联系，鼓励学生大胆提出假设，制定研究方案,启发学生从不同的角度去思考解决问题的方法。对于化学原理比较复杂或综合性比较强的问题,可以在课前进行布置,请学生先查阅资料,并组织小组进行讨论,让学生逐渐掌握科学的预测方法。查找资料的途径有多种，既可翻阅书刊，又可以上网搜索；还要对收集的各种信息筛选、整理。例如对于碘盐中的碘元素究竟是以哪种微粒形式存在的问题，学生们通过讨论提出几种假设：(1)I2的形式 (2)IO3-的形式 (3)I-的形式 ( 4)I-、IO3-共有的形式23验证阶段：巧妙点拨自主探究验证阶段主要是让学生对提出的假设进行分析、验证。这种验证我们往往是以实践为主、理论佐证为辅来完成的。在教学过程中，学生验证假说可以通过实验验证和根据已有的知识和理论用逻辑证明方法来实现。设计方案后，进入检验阶段，若用实验验证，将实验结果与假设做对比，若正确则得出结论，若不正确，重新提出假设。若用理论佐证，就要收集信息、处理信息或根据已有的知识和理论进行逻辑证明。这个环节中教师不要把问题点破，更不要把结论和盘托出，只需启发、点拔，让学生自主探索。如对上面碘盐中的碘元素的案例的检验可作如下探索：学生小组讨论分析：食盐中若有I2 ,遇淀粉溶液会变蓝。若有IO3- ,滴入醋酸酸化，然后用淀粉KI试纸检验，会变蓝色。 若有I-,滴入氯水和淀粉溶液，有蓝色出现。理论佐证：（1）I2易升华且碘蒸气有毒，I2有颜色，故食盐碘中不可能以I2形式存在。(2)根据已学的氧化还原反应知识， I-、IO3-不可能共存。学生实验探究： 实验（）取少量食盐，溶于蒸馏水配制成溶液后，加入淀粉，无蓝色出现。实验（）取少量食盐，溶于蒸馏水配制成溶液后，滴入氯水和淀粉溶液，无蓝色出现。实验（）利用IO3-的氧化性，取少量食盐，溶于蒸馏水配制成溶液后，滴入醋酸酸化，然后用淀粉KI试纸检验，变蓝色。 24评价阶段：师生互动探本寻源在这一阶段，主要是为了寻求问题解决。根据验证阶段得到的实验现象和数据用化学知识引导学生加以分析、处理，并进行科学的抽象和概括。这一环节是交流探究的内容，总结探究的结果。师生交流、评价。但结论让学生自主获取，规律让学生自主发现，方法让学生自主寻找，问题让学生自主解决。实验结果要实事求是，能得到预期的结论固然是好的，结论与预期有差距，要探本寻源、积极探究，培养主动求知，乐于探索、勇于创新的精神。如上例中：实验（）加入淀粉，无蓝色出现，学生容易得到无单质碘的结论。实验（）滴入氯水和淀粉溶液，无蓝色出现。也容易得到无碘离子的结论。实验（）滴入醋酸酸化后，用淀粉KI试纸检验，结果变蓝色，很自然得出结论：碘盐中的碘元素是以IO3的形式存在的。25应用阶段：知识迁移灵活应用这个阶段主要是让学生进行问题创新、知识迁移、知识应用。就是把探索中得到的知识、技能灵活应用到解决实际问题中去，达到学以致用的目的，同时通过知识的实际应用，可发现理论与实践的差距，进一步对理论知识进行修正，学会创造性地应用知识，以培养学生的创新意识和实际能力。例如对上述例子，进入本阶段，可以引导学生尝试知识的应用：了解碘元素对人体健康的作用，为什么一些地区必须食用含碘盐，并测定市售碘盐的碘含量?3、“五环教学程序”模式的运用范例下面以教学有机化学苯中“苯的结构”为例来说明如何实施这一教学模式。3.1 提出问题引入：前面我们已经学习了烷烃、环烷烃、烯烃和炔烃，今天我们学习另一类烃叫芳香烃，苯是这类烃的代表物。科学家通过对苯的组成测定知道，苯仅由碳、氢两种元素组成，其中碳的质量分数为92.3% ，苯蒸气密度为同温、同压下乙炔气体密度的3倍，请确定苯的分子式。 学生通过计算得出苯的分子式为C6H6 。提出问题：苯分子的结构是怎样的呢？3.2 提出假说 世纪的科学家就苯的分子结构进行了研究。当时有机化学刚刚发展起来，比较成熟的理论只有“碳四价学说” 和“碳链学说” ，请同学们根据这两种学说通过分组讨论，写出苯的可能的结构简式。分组讨论后由小组代表写出可能的结构简式：A. CHCCH2CH2CCH B. CH3CCCCCH3C. CH2= CHCH = CHCCH D. CHCCHCCHCH3 接着就让学生观察和分析以上分子的结构特点。学生就会发现这些分子中都有碳碳双键或者碳碳三键。3.3 验证假说 根据所提出的假设结构，请学生设计实验来验证假说的是否正确。学生根据所学的不饱和烃性质的知识，就会很容易地想到用溴水或高锰酸钾溶液来验证。在苯中分别滴加溴水或高锰酸钾溶液，如果溴水或高锰酸钾能褪色，苯分子中有碳碳双键或者碳碳三键。那么我们的假说就有可能成立；反之，我们的假说就不能成立。 学生上台实验：少量的苯中分别滴加溴水或高锰酸钾溶液。3.4 发现新问题 根据实验现象，学生发现新问题：苯分子中不存在碳碳双键和碳碳三键。既然这种烃的分子中不存在碳碳双键和碳碳三键，分子中氢原子又少于饱和烃，还要满足碳的四价，这个分子是如何结合的呢？3.5 提出新假说 这在十九世纪是个很大的化学之谜。根据新的问题，教师就自然引入世纪德国化学家凯库勒研究苯分子的结构的化学史，引导学生从运用假说的角度，来认识凯库勒科学发现的过程，学习他的科学方法。投影：凯库勒对苯的结构做了深入研究，提出了两个假说：、年，他提出苯分子是一个由六个碳原子形成环状闭链，即平面六角闭链。见图（）式。、年 他又提出苯分子是一个由六个碳原子以单、双交替结合而成的环状结构。见图（），后简化为（）式，就是我们现在所说的凯库勒式。投影： 学生讨论一：凯库勒提出的结构是否合理？用什么事实可以验证它是否正确？ 学生讨论二：结构、呢？用什么事实可以验证它是否正确？ 投影： 假说根据事实提出，很快被证实：苯的一溴代物只有一种。他的儿子小帕金以实验证实环状结构的假设。但它不符合“碳四价学说”。 XXXXXX 假说遇到了麻烦。按假说推知，苯的邻位二元取代物应有两种然而实验结果却只有一种。凯库勒的假说暴露出缺陷。 投影： 年，凯库勒为了解释这一结构与某些实验事实的矛盾又提出了补充假说：苯分子中碳碳单键与双键不是固定的，而是以一定的频率快速交替出现： 软件演示：单、双键交替变换过程。引导学生体会单、双键交替变换的结果是使六个碳碳键逐渐趋于平均化，它们的键长和键角都相等。3.6 根据事实和数据来推出苯分子结构 在凯库勒研究的基础上，向学生提供苯分子的碳碳键长、键能的数据相等以及邻二溴代物只有一种的事实，要求学生推出苯分子的结构。并展示苯分子的结构模型。投影5： （）年，詹斯用x射线衍射法证实苯分子呈平面正六边形， 凯库勒的假说被确认为是反映客观事实的假设。 （）经科学测定得到如下数据： 苯分子中碳碳键的键长为 1.40*10-10m 烷烃分子中碳碳单键的键长为 1.54 *10-10m 烯烃分子中碳碳双键的键长为 1.33 *10-10m 3.7 获得结论（形成理论阶段）同学们不难推得：苯分子呈平面的正六边形，苯分子中的碳碳键是介于单键和双键的一种独特的键。可表示为 这样的结构，现在我们把苯分子式仍写成 ，是为了纪念凯库勒，他所提出的苯的结构式现仍被沿用。但绝对不能认为苯分子结构是由单、双键交替组成的环状结构。4、运用此教学模式的体会从运用此教学模式的实践过程来看，教师要改变学生的学习方式，首先要改变自已的教学方法，把教材内容转变成研究课题，向学生提供“问题化”的实践内容，就要迫使自已去努力钻研教材，整体把握教材的知识结构，合理科学地处理教材，并不断探索教学策略。有利于提高教师自身的业务素质和教学水平。4.1 成效我校化学教师运用“五环教学程序”多年，取得可喜的成绩：近三年来，我校学生参加全国、省举行的化学竞赛，获二等奖以上的有数十人次；化学会考、高考成绩居省、市前茅。教学质量呈现稳定上升状态，学生创新意识普遍增强，创新能力显著提高。参考文献 郭卓群等. 化学教学心理学.福建：厦门大学出版社，：至 张立言等. 高中化学教案.北京：北京师范大学出版社，：至3 刘克文.谈化学的思维方式 中学化学教参考，2001，（3）：124 袁振东. 论固体溶解度概念的两种教学程中学化学教参考，2002，（1 至）：527