第四单元 化学教学设计的背景分析.docx

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第四单元化学教学设计的背景分析

化学教学设计课程教案

授课题目（单元或主题）

第四单元化学教学设计的背景分析

授课类型

专业必修课

授课时间

教材分析：

本单元从以下几个方面讲述化学教学设计的背景分析：

化学教学内容分析、学生分析、教学条件和教学资源的调查与分析。

通过学习，学生应该掌握背景分析的内涵，知道如何分析课程标准和教材内容，能够具体分析学生的实际情况。

教学目的与要求：

通过本单元学习，你应该:

1.了解教学设计的背景分析；

2.知道教学设计的背景分析的基本内容；

3.学会分析课程标准和教材内容；

重点与难点：

1.课程标准和教材内容的分析；

2.学生分析；

化学教学内容分析；

学生分析；

教学条件和教学资源的调查与分析

参考资料：

1.江家发.化学教学设计论[M].济南:

山东教育出版社，2004.

2.杨九俊.新课程备课新思维[M].北京:

教育科学出版社.2006。

3.王永胜.生物新课程教学设计与案例[M].北京:

高等教育出版社，2007.5

4.林宪生.教学设计的概念、对象和理论基础[J].电化教育研究2000（4）:

3-6

5.江家发,扬浩文.新课程理念下的化学教学设计[J].中国教育学刊2005（8）:

37-40

6.姜建文等.基于“5+2”模块的化学教学论课程体系研究与教学实践[J].化学教育2010（10）：

53-54,61

第四单元化学教学设计的背景分析

现代教学有别于传统教学的关键是不仅要让学生知道所学知识“是什么”、“为什么”，更重要的还要让学生知道所学知识“能用于做什么”、“能怎样解决个人和社会的实际问题”等。

新一轮基础教育课程改革的重要标志是教师教学行为和学生学习方式发生重大改变。

因此，化学新课程的课时教学设计必须有别于传统意义的备课和教案撰写，它是一个设计系统，始于教学目标的设计。

但化学教学目标的制定与设计又受约于《化学课程标准》、教材内容、教学对象等课程资源的分析。

所以，认真进行教学分析是化学新课程课时教学设计的首要环节，也是必不可少的重要环节。

4.1化学教学内容分析

一．课程标准与教材内容分析

1.课程标准的分析

课程标准是国家确定一定学段的课程水平及课程结构的纲领性文件。

课程标准一般包括总纲和分科课程标准两部分。

分科课程标准除规定了学科课程目标外，还以具体的行为描述制定了某一学段共同的、统一的、最基本的教学要求。

同时,在内容标准中还提供了活动与探究建议及可供选择的学习情境素材。

由于化学新课程的课程标准在框架结构、内容重心、价值取向、课程目标、内容主题、内容标准、教学要求等方面都与传统教学大纲有着较大的差异。

因此，在化学教学设计时，要深刻领会学科课程标准的精神，充分利用内容标准中的活动及探究建议、学习情境素材等内容，详细分析学生在经历某一课题学习后所应该达到的基本要求，并将基本要求和学生已有的基础知识、基本技能相结合，在学生的最近发展区内制订教学目标、确定学习内容、选择教学策略、创设教学情景、确定教学媒体、设计教学活动及评价。

只有对课程标准进行认真分析，才能使化学新课程的教学设计更好地把握教学要求，体现课程宗旨，提高教学效率。

【案例研讨】

人教版《化学》必修1第一章第二节化学计量在实验中的应用

课标内容：

主题1认识化学科学（3）认识摩尔是物质的量的基本单位，能用于进行简单的化学计算，体会定量研究的方法对研究和学习化学的重要作用。

课标教学建议：

加强化学与生活、社会的联系，创设能促使学生主动学习的教学情景，引导学生积极参与探究活动，激发学生学习化学的兴趣。

2.教材内容的分析

“教材”有广义和狭义之分。

最广义的教材是指教师在教学过程中使用的一切素材和手段，而最为狭义的教材是指“教科书”，也称“课本”。

教科书是实现课程目标的一种教学资源，它以一定的教学内容和编排形式来具体体现课程标准中课程目标的要求。

通常教学中，它是教师教和学生学的直接依据，也是教材的主要材料。

新课程倡导“用教材教”，而非“教教材”。

因此，在化学新课程教学设计前要进行教材分析。

在教材分析中只有准确理解和把握教材内容及其呈现方式所体现的课程目标和教育理念，深入分析和挖掘教材内容的知识价值，深刻感悟和领会教材内容背后所蕴含的思想、观点和方法等,才能在化学教学设计时确定适合的教学目标，设计多彩的学习情景和丰富的探究活动，引导学生自主探究、合作学习，全面实现课程目标。

⑴教材内容知识类型的分析

教材内容的分析首先要确定教材所呈现内容的知识类型。

同一学科不同类型的教学内容具有不同的特点，应该采用不同的教学策略和教学方法，当然一定要进行不同的教学设计。

因此，我们有必要依据加涅的学习结果类型分类法，对中学化学知识的学习结果进行分类：

①言语信息

言语信息（verbalinformation）又称为“陈述性知识”，是指学习者通过学习后，能记住诸如事物名称、地点、时间、定义、对事物的描述等具体的事实，并能在需要时将这些事物表示出来。

如当学生说出：

“二氧化碳是由碳氧两种元素组成”或“氯气通常情况下呈黄绿色的，是一种有强烈刺激性气味的有毒气体”时，表明他已学会这方面的言语信息。

言语信息根据其信息量和组织形式可分为三类：

①名称；②单个命题或事实；③知识群。

言语信息习得的表现是学习者能够用句子的方式把所习得的信息表达出来。

言语信息学习所采用的教学目标中的动词一般可以是：

“列举”（list）、“描述”（describe）、“解释”（explain）、“说明”（state）等等。

②智力技能

智力技能（intellectualskills）是指学习者运用符号或概念与环境发生相互作用的能力。

学习一种智力技能意味着学习如何做一种智力性的事情，所学的内容通常称为程序性知识。

他与言语信息不同。

例如，运用化合价升降与氧化剂，还原剂的关系判断氧化剂和还原剂就是一种智力技能，而记住这些关系却是言语信息。

按照加涅的观点，智力技能具体有四种类别，即辨别、概念、规则与原理、问题解决。

a）辨别（discrimination）是一种察觉感知刺激物差异的能力。

感知刺激是通过看、听、尝、闻、触摸所体验到的东西。

借助于辨别，我们就能区分出感知刺激的差异所在。

例如，酸碱指示剂在不同的pH值范围内表现出不同的颜色的识别即是辨别。

学习辨别技能的重要性主要在于它是学习具体技能的一个必要前提。

一般来说，在教学目标中通常采用“区分”（differentiate）、“辨别”（identify）、“识别”（recognize）等动词来表示辨别能力。

b）概念（concept）是对一组拥有共同特征的客体或事件进行归类。

掌握了概念即意味着我们将此一组客体和事件作为单一的类别加以处置。

概念有简单和复杂之分，也就是有“具体概念”（concreteconcept）和“定义性概念”（definedconcept）

具体概念是在一系列事物中找出共同特征并给同类事物赋予同一名称的一种习得的能力。

具体概念的特征较容易通过感官识别，例如，学生在学习过盐酸、硫酸、硝酸的性质后，能够辨别出它们能使紫色的石蕊溶液变红后，再从这三种物质的化学式中找出共同的组成：

都含有氢离子，这时学生就会形成组成中都含有氢离子的能使相同的酸碱指示剂表现出相同的颜色变化时，学生就已形成了对酸的具体概念。

有些事物及性质和关系要用定义（句子或命题）来表示。

当学习者能用定义说明某事物及其关系时，他就已学会了定义性概念。

例如，当学生能够运用电离理论并能运用“电离出的阳离子全部是氢离子的物质是酸”时才能说掌握了定义性概念。

又如，学生运用酸的定义性概念能判断HBr是酸而CH4、NaHSO4不是酸，说明他已掌握了酸的定义性概念。

若学生只会背诵酸的定义则只能说明学生学会了酸的言语信息。

概念学习就是要使学生真正懂得定义而不只是记住一组文字，为此常常需要对定义中各概念及其相互关系设置问题进行提问。

在教学目标中反映概念学习结果的动词主要是“鉴别”（identify）或“区分”（diff）、“归类”（categorize）、“分类”（classsify）、“识别”（recognize）等，其宗旨是要反映出学习者能够按照概念的特征来作出鉴别。

c）规则与原理（rulesandprinciples）。

规则与原理是揭示两个或更多的概念之间的关系的一种言语表达。

具体来说，规则体现了制约人们行为的概念之间的关系；而原理则体现了能有助于人们作出预测、理解和解释的概念间关系。

例如，“化学式中正负化合价代数和为零”这是一条规则，它涉及到“化学式”、“化合价”、“代数和”等概念。

而像“酸和碱会发生中和反应”，这是一条原理，涉及到“酸”、“碱”、“中和反应”等概念。

规则与原理也可以作为言语信息的方式来陈述以便于交流，但是能够陈述规则和原理并不能保证学习者能够运用规则和原理。

例如学生能背诵物质的量浓度的计算公式，但不一定能运用这一规划在具体情境中计算物质的量浓度。

所以，我们在编写与规则和原理相关的教学目标时，所需采用的动词是“运用”（apply）或“展示”（demonstrate）。

d）问题解决（problemsolving）—高级规则（higher-orderrules）。

由简单的规则组合在一起，用来解决一个或一类问题的复杂的规则称为高级规则。

问题解决（problemsolving）能力是一种综合性的学习结果，因为它需要陈述性知识、程序性知识、策略性知识乃至情感性知识的协调整合。

加涅指出：

“培养学生解决问题的能力是教育的主要目标，学生在试图解决某一问题时，可能把属于不同内容范围的两条或更多的规则结合在一起，组成一条能够解决问题的高级规则。

”学生能够把解决问题的方法应用于其他类似的问题时，他也就学会了一种或一套新的规则。

例如，学生要学会配平离子方程式，必须组合以前学过的比较简单的规则得出解决问题的方法，如表4-1所示。

表4-1

从属规则

高级规则

1.物质的化学式的书写规则

1.正确书写化学式和离子符号

2.氧化还原反应中化合价的升降总数相等

2.找出变价元素，并标出化合价升降

3.原子个数守恒（质量守恒定律）

3.化合价升降总数相等

4.电荷守恒

4.使变价元素的原子个数相等，并非变价元素的原子个数相等

5.化学方程式的条件与物质的状态要注明

5.注明反应条件及箭头“↑”或“↓”

从问题解决的定义上看，它是知道想去哪里但不知道如何去那里的一种状态，掌握尽可能多的学科领域具体规则，才能在问题解决时做到应用自如。

③认知策略

认知主要是指人脑对信息的加工过程，如对信息的编码、转换、储存。

认知策略（cognitivestrategies）是一种特殊的智力技能，加涅的定义是“学习者用来选择和调节自己的注意、学习、记忆和思维方式等内部过程的技能”，其功能在于使学习者不断反省自己的认知活动，“调节与控制概念和规则的使用”，很明显，认知策略构成了学习活动中“执行监控”的成分，它是通过影响学习的内部加工方式来对学习者的活动作出调节的。

与智力技能相比，认知策略是“对内”的，智力技能是“对外”的。

我们经常说的“学会如何学习”、“学会如何思维”，这便是对认知策略提出的要求。

像类比法、头脑风暴法、概念图示法、精细加工法、问题分解法等就是可以教给学生的认知策略。

当然，我们要强调的是，认知策略确实能指导学生学习，但它不能保证自动的解决问题。

在编写认知策略的学习目标时，所采用的动词是“创设”（originate）、“编制”（construte）、“开发”（develop）等。

至此，我们可以看到，成功的问题解决需要运用先前学过的规则和原理；学习规则和原理则需要先掌握相关的概念；学习概念则离不开辨别。

这样一种层层相依、环环相扣的性质就是加涅等人所极力倡导的“学习层级”（learninghierarchy）或“智力技能层级”（hierarchyofintellectualskills）。

图4-1是关于化学问题解决中智力技能层级的图示。

图4-1运用智力技能层级来解决化学问题

④动作技能

动作技能（motorskills）是一种习得能力，其行为结果表现为身体动作的敏捷、准确、有力和连贯等方面。

动作技能的习得主要通过参加各种实践活动，但它又包含着认知成分，因而动作技能的学习往往与认知学习交织在一起，其结果是学会控制一系列的动作的执行程序。

动作技能的学习条件包括：

a）用语言或其他形式指导执行程序。

例如，用四氯化碳萃取溴水中的溴，先必须用言语讲解分液漏斗的检漏方法与振荡方法，然后进行示范操作（或边讲解边示范），最后进行分离操作。

b）反复练习。

动作技能学习需要多次重复才能达到准确和连贯的水平。

例如，萃取操作只有让学生多次练习才能形成动作技能。

c）及时反馈动作的准确性。

对于学生练习时可能出现的偏差甚至错误进行及时的反馈和纠正，利于尽快的形成技能。

d）鼓励多做脑力练习。

研究表明，利用心像式脑力训练，有利于复杂动作技能的学习。

例如，酸碱中和滴定操作及终点控制，利用脑力训练增加实验的思维成分有利于中和滴定的整体技能的掌握。

⑤态度

态度（attitude）是个体对于事物的看法和采取的行动。

加涅认为，态度是一种习得的、影响个体对某事物、人或事件的行为选择的内部状态。

学校教育包括希望学生形成良好的社会交往态度（如与人为善、乐于助人、正义感和同情心）、对某种活动的肯定和喜欢（如对化学实验的喜欢与化学学科的喜欢等）、与公民身份有关的态度（如爱国、关心化学与社会、环境等等）。

态度的习得可以是直接的，也可以是间接的。

所谓直接的就是学习者经过长期成功的体验而获得，间接的是指通过榜样学习而获得。

例如，化学学科中元素化合物知识内容的教学，就不能孤立地死记硬背有关物质的性质，而要突出化学学科以实验为基础的特点，加强对典型反应和现象的感知，注重与社会、生活实际的联系，最终使学生形成相关的知识网络，掌握元素化合物知识的内在联系。

⑵教材内容相互联系的分析

教材内容相互联系的分析主要包括对所学内容在整个教材体系中的地位和作用的认识，对所学内容与前后教材、其他学科、学生已有知识等方面联系的

分析，以及对所学内容在后续学习中运用和发展的研究等。

对教材内容及其呈现方式所体现的课程目标和教育理念的准确理解和把握，对所学内容进行全面的认识、认真的分析和深入的研究，可以使学生在学习中知识层次分明、思维循序渐进，并能在已有知识的基础上逐步形成完整、系统的知识结构、富有个性和创造性的学科技能，也可以使教师在教学中准确地把握所学内容的深度和广度，充分体现所学内容与科学、技术、社会的密切联系，并将其应用于社会生活实际和工农业生产之中。

只有这样，在化学教学过程中才可能引导学生从多个角度获得更多的认识，提高学生分析和解决实际问题的能力。

（2）学习内容分析

4.2学生分析

教学的起点应该从何处开始？

事实上，不同的学生，教学起点不同；不同的教学内容，教学起点也不同。

但总的来说，教学的起点应该从学生的起始状态即学生的起点能力、已有知识及认知方式等出发。

一．化学学习者一般特征分析

皮亚杰的认知发展阶段学说把儿童的心理发展分为四个阶段：

感知运动阶段（0~2岁）；前运算阶段（2~7岁）；具体运算阶段（7~12岁）；形式运算阶段（12~15岁）。

初中生：

好奇心盛，求知欲望；模仿性好，可塑性大；自尊心强，自控力差。

高中生：

情绪易激动，感情丰富多彩；思维品质渐佳，自我意识增强。

二．化学学习者学习风格分析

学习风格：

是学习者持续一贯的带有个性特征的学习方式，是学习策略和学习倾向的总和。

从以下几个方面了解学习者的学习风格：

信息加工的风格；感知或接受刺激所用的感官；感情的要求；社会性需求；环境和情绪的需求。

学习扎实

学习不扎实

思维敏捷

灵活、不走极端

场独立型

欠整体性策略

思维不敏捷

系列性策略求同思维反思型

极端外倾

极端内倾

表4-2

三．确定学生的起点能力

这里的知识起点能力也就是我们常说的知识基础和认知结构，是指学生在学习新内容之前原有的知识、技能和态度的准备水平。

1.确定学生的知识起点能力

无论是奥苏贝尔的意义同化理论，还是建构主义学习理论都把学生原有的认知结构作为学习新内容的“培养基”和“生长点”。

因此，化学教师在进行教学设计时，除了要诊断和分析学生学习新知识所具备的起点能力，通过多种方式和方法充分了解学生对所学内容真正具备了什么前期知识，特别是要找出学生头脑中存在的错误概念，并帮助学生澄清头脑中的错误认识，找出知识新的生长点，建立起正确的概念。

如何判断学生原有的认知结构，“概念图”（conceptmap，缩写为CM）是一种很好的工具，通过绘制“概念图”了解哪些是学生已学过的，哪些是将学习的，以及它们之间的关系等。

概念（concepts）、命题（propositions）、交叉连接（cross-links）和层级结构（hierarchicalframeworks）是概念图的四个图表特征。

概念是感知到的事物的规则属性，通常用专有名词或符号进行标记；命题是对事物现象、结构和规则的陈述，在概念图中，命题是两个概念之间通过某个连接词而形成的意义关系；交叉连接表示不同知识领域概念之间的相互关系；层级结构是概念的展现方式。

【案例研讨】图4-2物质的性质概念图

物质性质

物理性质

化学性质

色、态、味、熔、溶、沸、硬、密、挥

可燃性

中性

碱性

酸性

还原性

氧化性

稳定性

金属性

2.确定学生的技能起点水平

对学生技能水平起点分析，就使要了解开始某一学习任务前学生必备的从属技能，以及这些技能的熟练程度。

为此，化学教师在进行教学设计前，必须通过多种途径准确诊断和分析学生学习新教学内容所具备的起点能力，采取有效措施进行必要的知识完善和技能补充，确保学生具备接受新知识所必需的起点能力。

只有这样，才能保证教学目标的实现及教学过程的顺利实施。

例如，高一化学实验：

一定物质的量浓度容液的配制。

其涉及的从属技能有物质的量的计算技能，托盘天平的称量或一定量液体的量取，搅拌，仪器洗涤，液体转移，容量瓶使用等操作技能。

【案例研讨】

人教版化学１第四章第四节-硝酸、硫酸

学生情况分析－实验技能基础

新课程实施以来，学生基本熟悉了实验探究的程序，并在化学实验过程得到多次体验，思考问题的方式也更加贴近科学探究的方式。

学生也接触过一些微型实验，但没有使用过注射器和小药瓶。

基于以上分析，我在学生动手前引导他们注意以下几个问题：

①该实验药品有强腐蚀性、产物有污染，一定做好自我和他人防护。

②如何巧用注射器取液体和气体药品。

③如何解决小药瓶内压强过大的问题。

3.确定学生的态度起点水平

四．化学学习需要分析

要满足学生的发展需求，教师要有科学的教学观，在教学中为自己的教学行为寻找科学依据，用调研等方法来验证自己的主观判断是否正确，以调研结果为依据来设计、实施教学和对客观的信息。

问卷内容、形式依据调研目的不同，可以设计知识、技能类测试题来了解学生对已经学过的知识、技能的掌握情况和对要学习的新知识的了解情况。

此外，还可以有一般性问答题、选择题，了解学生对化学学习的态度、学习方法学生进行学习方法、策略指导。

五．分析使能目标及其关系

使能目标：

从起点能力到终点能力之间的这些知识技能。

从起点到终点之间所需要学习的知识技能越多，则使能目标也越多。

【案例研讨】

图4-3“物质的量浓度”从起点到终点的使能目标

4.3教学条件和教学资源的调查与分析

初步确定完成教学任务需要哪些外部条件（仪器、试剂、设备、材料、图表、模型、技术媒体及其软件、资料等），了解这些外部条件是否具备，若不具备有无替代办法或者能否自己制作。

确定完成教学任务需要多少试剂，教学计划规定的时间能否满足需要，若不能满足要求如何做出调整。

调查在外部环境中有哪些教学资源可以利用，考虑如何用好外部教学资源。