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玩出来的思维,行走着的实验新式化学课 [复制链接]

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星教师

秦亮吉林大学附属中学

★★★

“谁把我的自行车偷走了?”吉大附中的保安四处查找。

终于在4楼的教室“人赃俱获”,原来“偷车贼”是一位化学老师。

“我本来想着用一下就还回去。”秦亮有点不好意思地说:“课前有学生说《金属的锈蚀》这节课没听懂,我看到楼下的自行车后灵光一现,于是就把它扛到4楼,给学生展示哪些地方已经生锈,哪些地方没有生锈,如何防止生锈……”

上课时间紧迫,秦亮原本想着借用一下就还回去,没想到保安来得那么快。

课堂上,秦亮总喜欢让学生切实感受、亲自实践,像这样为了做实验折腾出来的“逾矩”行为,他自己都记不清了...

在许多人眼中,秦亮是个很爱玩、很会玩的老师。

他的家中有几种样式不一的风筝,尽管工作很忙,但他会抽空带上这些“宝贝”去广场玩。有时是一个人,有时是与学生一起。

秦亮的爱好不只是放风筝,还有游泳、踢足球、打羽毛球、弹吉他、唱歌等,他还在不断尝试新的东西。比如,有时会选择不同的回家路线,尽管遇到堵车会被媳妇“吐槽”……

秦亮的教育生活亦是如此,他总会接触不同的教育理念,也总想尝试不同的教学方法。无论是刚刚工作还是如今已过不惑之年,他对教育一直没有停止探索的步伐。

我以前太注重“教法”,好像忽视了学生的“学法

“我以前太注重‘教法’,好像忽视了学生的‘学法’。”秦亮一直在反思自己的教育教学。

于是,他开始尝试把源自美国的成长型思维引入课堂。成长型思维是与固定型思维相反的一种思维方式。“所有的事情都离不开个人的努力,相信自己的潜力是无穷的,困难和失败只是帮助自己进步的挑战,一件事情即使有了结果还在思考有没有其他可能……类似这样的思维方式就是成长型思维。”秦亮说。

秦亮经常向学生强调,当遇到挫折时,你如果尝试改变,你的大脑就会愈加发达,你就会愈加优秀……他想通过这样的思维方式,让学生学会面对困难,迎接挑战。

比如,有一次,有个同学问秦亮:“我们能不能在家里也做一些化学实验?”可他在想,学生课余时间有限,是应该拒绝还是支持?最后,秦亮想到的解决策略是“自制实验盒”,让化学实验可以“行走”起来。

秦亮和学生开始分析哪些实验是安全的、可以做的,然后他们搜集生活中的器材来代替化学实验室中的仪器,比如用衣服夹子代替试管夹,用筷子代替玻璃棒,用钢笔水瓶自制酒精灯,用注射器自制量筒……

不到一个月的时间,自制实验盒初具规模,学生把这些“实验器材”装在鞋盒、牛奶箱、美术调色箱里,只要是化学课,学生的桌面上就多了各式各样的化学实验盒。就这样,学生能完成的家庭实验有20余种,其中水煮沉浮、子母火焰分离机、倒立的钟乳石、自制灭火器、叶脉书签等实验深受学生喜爱。

一年冬天,学生崔文曦的妈妈发现女儿和同学好像在校园门口的空地上玩“火花棒”。原来,秦亮发现教材上说“铁丝在空气中不能燃烧”,学生对此深信不疑。为了验证这一判断,秦亮在网上终于淘到了“钢丝棉”——一种含铁的石材制品,便让学生尝试做这个趣味实验。于是就出现了崔文曦妈妈看到的那一幕。

“一方面通过这样的‘玩’让初三的孩子释放压力,另一方面也想让他们意识到自然科学的一些说法是有前提的,科学必须要严谨。”秦亮说。

创新美国“5E教学模式”,完善成“5E+化学”

年,秦亮到美国学习交流,他发现美国科学课上一直在运用“5E教学模式”,即参与(Engage)、探究(Explore)、解释(Explain)、迁移(Elaborate)、评价(Evaluate)。

“它是科学探究的5个环节,具有完整性和严谨性。我们以前的课堂教学包含其中一些环节,但往往缺少某些环节,不够完整。”于是,秦亮将这种方法改良后运用到自己的化学课堂教学中,并将其命名为“5E化学”。

任何事物和方法都是有局限性的。“5E化学基本上是实验的一个过程。”于是,秦亮又将其完善为“5E+化学”,他在原来的基础上加入“成果展示”,“就是类似于宣讲,让学生通过展示互相学习,展示的学生还能获得成就感。”秦亮说。

年6月,秦亮在与上海一所学校初二的学生共同完成的一节课上充分运用了“5E+化学”。这节课的课题是“咆哮赛车”。

因为上海的白醋浓度不够高,无法顺利让学生完成实验,秦亮专门从长春背了20多瓶醋。

接下来,以秦亮的《咆哮赛车》教学设计为例,进一步了解5E+化学。

塑料水瓶,泡沫塑料胶带,胶枪和胶条,搅拌吸管,橡胶塞,帽,纸巾,咖啡过滤器,卫生纸,铝箔醋(稀释)烧制苏打水,塑料勺子、安全护目镜、塑料杯。

1.学生将能够:与合作伙伴合作,从塑料水瓶、轮子、吸管、泡沫塑料和胶带中设计和制造至少6米长的赛车。

2.解释如何利用醋和小苏打之间的反应来推动赛车至少6米。

·Engage:吸引学生注意力

每张桌子上都有:杯子里放醋,杯子里放小苏打,还有纸巾。

1.问学生:我们如何以安全和有效的方式利用这种反应产生的能量和力量?

2.学生将观察和观察醋酸(醋)和碳酸氢钠(小苏打)之间的反应并记录观察结果。

·Explore:带着学生一起勘查、探测

1.问学生:与合作伙伴合作,你能设计和建造至少6米的车辆,使用这种化学反应和我将提供的材料吗?

2.向学生展示材料。

3.警告学生!不要用任何方式热胶塑料瓶。它会降解塑料。

4.学生将在讲义上画一个设计,并在任何建筑之前向老师展示他们的设计和解释他们的概念。

5.学生们将分两组来设计和建造他们的赛车。

6.学生只能使用老师提供的材料。每个小组都将得到一套材料。

7.所有的测试和练习都必须在外面进行,以免弄得一团糟。让我们玩得开心,但要注意安全!

8.如果时间允许,学生可以设计和重新设计尽可能多的必要,使他们的汽车尽可能远(最低6米是一个要求)。我们的想法是设计和重新设计,而不是再建一次!

9.学生们将在他们的数据表上记录所有试验结果。学生将在每次修改和修改设计时注明。

·Explain:耐心给学生讲解

1.问学生:你是如何利用这种反应来达到你的优势的?

2.学生希望讨论的内容:

(1)学生们希望能讨论这种反应是如何产生二氧化碳气体的,从而增加了塑料瓶中的压力。这种压力会产生一种力,当从瓶子里排出时,会使它向相反的方向运动。橡胶塞子可以用来增加压力,它的压力太大了。

向上,然后橡胶塞子将以较高的速度推出,从而迫使汽车向相反的方向行驶,塞子射出。如果使用带孔的盖子,则压力的增加将迫使水和醋混合物出洞。这将作为推进剂发射汽车向相反的方向。

(2)学生们希望讨论如何通过将小苏打包在咖啡过滤器或纸巾中延迟反应。这将给学生足够的时间来启动反应,并将在压力过快增加之前把车放下。

(3)学生们将希望讨论压力的积累将如何强迫塞子或水出瓶子(取决于设计的选择)。牛顿运动定律E型汽车将向相反的方向行驶,与瓶子内所受的力相反。

(4)学生们希望讨论的是,质量的做工是如何重要的,使汽车行驶笔直,车轮停留在汽车上,以及汽车在测试期间不翻车。如果汽车能行驶这将有助于达到6米的目标。

(5)学生们希望讨论这个过程背后的化学如何涉及醋酸和碳酸氢钠之间的化学反应,产生二氧化碳气体、水和乙酸钠。二氧化碳气体产生的压力是汽车行驶的原因。

(6)希望学生们能讨论一下汽车行驶所必需的不平衡力和运动规律。

3.老师将通过纠正对以上讨论的化学或物理主题的误解来澄清问题。

·Extend:根据学生兴趣延伸话题

1.问学生:我们能用这些原理设计和制造火箭吗?

2.任何产生气体的化学反应都可以类似的方式加以利用。安全是最重要的。所产生的气体应无毒、安全。稀酸与碳酸钙的反应也可以类似的方式使用。

3.柠檬汁和阿尔卡-塞尔泽药片是一些其他家庭用品可以使用的例子。

4.这种反应也能制造出火箭!一个圆锥体,鳍和发射台将是必要的,但这可以是一个有趣的扩展!

·Evaluate:随堂进行评价

1.学生将交回已填妥的资料表。在探索和解释部分,学生应该已经完成了数据表,并解释了他们的发现和结果。

2.形成性评价由老师在整个课堂上进行,同时在课堂上四处走动,判断学生们表现出的做工质量。老师可以引导学生沿着这一过程。通过对计划或想法提出建议,这些计划或想法是行不通的,或者是太危险的。

安全措施是非常重要的。学生在测试和发射赛车时需要随时戴上护目镜。要警惕小心,因为一些塑料瓶可能会爆炸,如果压力太大而没有排气。学生不应该把开场白指向另一个学生或他们自己。

另一种评估可以是让学生评估课程,或者使用团队评估单元来确定他们合作的有效性。可以这样问学生:你对你的团队动力有什么看法?

这节课结束后,学生不愿离去,有的继续做实验,有的主动与秦亮沟通。“这就是真实的学习,这就是思维化学所要追求的教育境界和情怀。”秦亮说。

在秦亮看来,思维化学不只是指向化学学科本身,它在课程体系设计中更追求多样化、多元化,融合中西方课程特色,创造课堂教学新样态。在夯实基础知识的同时,培养学生的决策力、学习力、领导力、创造力,让学生在“玩”中成为一个完整的人。

“化学课只是载体,培养学生的学习能力、创新能力才是方向。”秦亮说。

博采众长之后,他提出了“思维化学”

“思维化学”是秦亮基于20多年的教学经验、吸纳许多中西方教育理念后提出的一个概念,也是他对化学教育教学的愿景。

秦亮认为,化学教师的教学质量转变为学生的思维质量,是思维教学必经之路。

思维化学是基于核心素养的化学教学策略之一,目标指向高阶思维的养成和训练,这一系统的完成可以通过三种途径实现落实:

一是,思维可视化工具,通过连续使用一系列非语言工具(视觉、空间、文字),如思维图模式,重视学生思考技能(认知过程)。

二是,专注力,学生学习是接触到可以帮助提高智力和情感行为的语言,如科斯塔和考力克的思维习惯模式。

三是,探究提问,在培养探究小组、整合优质提问模式、修订后的布鲁姆分类学、韦伯的知识深度等级、六顶思考帽模式和合作学习规范的背景下,

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