第五章 化学教学系统设计和实施.docx

1、第五章 化学教学系统设计和实施第 五章 化学教学系统设计和实施教学重点、化学教学系统设计的层次、化学教学系统设计的程序、化学教案的设计、化学课堂教学、化学活动课程的设计难点教案的编写日期教学过程 第一节 化学教学系统设计概述一、什么是教学设计所谓设计是在活动之前，主体的头脑中预先形成活动方式、过程和结果的意向，据此自觉地组织、控制自己的行为来达到预定的目的。课堂教学设计就是在课堂教学工作之前，根据一定的目的、要求，预先制定工作方案，创造教学活动模式或观念结构的过程。 二、教学设计在不同的历史阶段，教学设计有着不同的特点。在近代教育产生以前，人们主要根据自己的主观愿望或者直觉来进行教学设计，没有

2、一定的规范，随意性很强，系统性很差，这种教学设计是低级的、原始的，所得方案的实践效果没有保证。现在，有时仍可以从缺乏经验的新教师那里看到它的影子。随着教学实践经验不断积累，教学逐步进化到经验设计阶段，这时的教学设计主要以教学实践中积累的感性经验为依据，自觉性有了提高，但仍缺乏系统的、严格的规范，设计质量受经验丰富程度和理性水平影响，实践效果仍然难以保证。目前，许多教师仍在使用经验设计这种传统的设计方法。当教学的感性经验被总结成规律(或假说)，上升为理性的认识时，人们试图用它来指导教学实践，开始进行各种局部实验乃至大规模实验，总结出教学实践规范，把它作为教学设计的依据和辅助手段，此为教学设计的第

3、三个阶段，即试验辅助设计阶段。由于教学规律比较深刻地概括了更为广泛的教学实践经验，设计的依据比较可靠，所以，这种设计的自觉程度进一步提高，能在一定范围内保证一定的教学效果，但设计质量还要受试验内容和水平的影响。按照系统论的观点，化学教学是一个多要素的复杂系统。化学教学系统就是由这些相互作用、相互联系的若干要素(或部分)以一定结构方式结合形成的，具有特定功能的有机整体。教学系统及其运行具有一定的规律。全面地认识这些规律，并且以此为基础进行教学的系统设计，即为教学设计的第四个阶段。也就是按照一定的规则和程序综合地了解和分析教学问题，设计问题的解决方法和活动步骤，并对方法和步骤进行预测和优化。该过程

4、具有很强的理性和规范性，可以避免零散性、片面性和局限性，使系统的各组成部分之间以及系统与其外部环境之间达到协调、和谐的状态，从而提高系统的整体功能水平，保证教学取得较好的效果。因此，该设计过程称为系统设计或现代教学设计。 作为一名中学化学教师，应该自觉地利用教学规律进行系统设计，以全面地、科学地实施素质教育，大面积地提高中学化学教学质量。三、化学教学系统设计的层次教学系统是有层次的，它可以大至一门课程，小至一个课时甚至其中一个阶段。根据化学教学系统不同层次的目的、要求和作用，可以把化学教学系统的设计分为学期、章(单元)和课时教学系统设计三种。它们之间是整体和部分、系统和要素之间的关系。1、学期

5、(或学年)教学系统设计 学期(或学年)教学系统设计是化学教师在一学期(或一学年)开始之前，在对学期(或学年)化学教学系统进行全面构思和预想的基础上，所提出的学期(或学年)化学教学系统的综合、整体设计方案。它在保证学期(或学年)教学任务的完成、教学目标的实现方面起着重要作用。 学期(或学年)教学系统设计方案，通常包括:学生情况的分析，本学期(或学年)的教学目的和基本要求，教学内容和学习安排，教学重点、难点和关键，教学评价，化学课外活动的形式和内容，化学教学方法改革的设想等项。 学期(或学年)化学教学系统设计方案可以采用文字叙述形式或表格形式案例 (见教材153页表5-1)。2、章(或单元)化学教

6、学系统设计通常情况下是制定章的化学教学系统设计方案，有时为了进行教学改革实验或复习的需要，往往把某些有密切联系的、分布在教材不同章节的教学内容归并到一起构成一个单元。例如，把原子结构、分子结构和晶体结构归并为一个单元，把溶液、电解质溶液和胶体归并为一个单元，把卤素、氧和硫、氮和磷、硅等非金属归并为一个单元，等等。 章(或单元)教学系统设计是在学期教学设计的基础上提出的。学期教学系统设计为一学期的化学教学工作拟定了总体规划，提出学期的努力方向，而不要求它对化学教学作出具体详尽的规定。章(或单元)教学系统设计是要对一章或一单元的教学作出较为详尽的规划方案。它较之学期教学系统设计在内容上更为详细，在

7、要求上更为具体，也更便于教师执行。设计的内容：章(或单元)的教学目的和要求，教学重点、难点和关键，章(或单元)教学内容的特点在整体教材中的地位和作用，章(或单元)教学进度的划分，章(或单元)教学的评价方案等。在制定章(或单元)教学目的和要求时，要明确规定出化学教学基础知识和基本技能、学生能力的培养、思想政治教育、科学态度培养和科学方法训练等方面的要求。因此，教师要在已拟定的学期教学系统设计方案的基础上，进一步研究分析本章或本单元的教学内容。 章(或单元)教学系统设计也同样可以采用文字叙述形式或表格形式。案例 (见教材155页表5-2)3、课时化学教学系统设计也称为化学教学程序设计、教案设计。课

8、时化学教学系统设计是在学期(或学年)教学设计和章(或单元)教学设计基础上，根据具体的教学条件，以课时为单位进行的教学设计。比章(或单元)教学设计方案更为具体和详细。教案不是课本的简单照搬，是教师结合本人的情况、学生的实际、学校的条件、每课时教学内容的特点、教学方法和教学手段等因素进行整体的、综合的思考，力量优地完成教学目标而进行创造性劳动的结晶。因此，它是教师进行课堂教学活动的重要依据，是检验课时教学效果和做好教学评价的重要参考。化学教学程序设计的主要内容：确定本课时的教学目标以及教学重点、难点和关键，构思本课时的教学过程、具体的教学策略和方法，选择和设计教学媒体，准备课时教学评价和调控方案等

9、(如表5-3)。在各层次的教学设计中课时教学设计是大量和经常进行的一种教学设计，在以后的讨论中，我们将以课时教学设计为主要对象。 在进行教学设计时，除了要设计教学的整体结构，即进行系统设计外，还需要对某些重要环节、关键片段等分别作具体的局部设计，例如倒入设计、过渡设计、结尾设计、板书设计、实验设计、练习设计、技术媒体设计等等。 如果没有局部设计，就不能使教学设计达到比较深人和精细的程度，就不能使教学设计达到较高的艺术水平和科学水平，也就难以保证设计方案的实施效果，影响其可靠性，系统设计就会停留在粗糙、模糊和概略状态。局部设计必须在系统设计指导下进行，才能不偏离方向，才能在整体方案中起到应有的作

10、用。在完成各局部设计后，还需要在系统设计指导下作整体的协调。因此，研究教学设计时，既要注意研究整体的系统设计，又要注意研究局部的具体设计，并且使两者相互配合、相互补充，有机地统一起来。四、化学教学系统设计的程序 化学教学系统设计过程大体上可分为设计准备、构思设计和评估优化三个主要阶段。下面就课时教学设计和单元教学设计来分述各阶段的主要工作。1、设计准备阶段主要工作 教学任务分析;教学对象调查与分析;教学内容选择与分析;教学条件和教学资源的调查与分析;教学理论的选择与掌握;综合决策。2、构思设计阶段主要工作 教学目标设计;教学策略设计(包括认知逻辑设计、情景设计和教学结构设计等);教学过程设计(

11、包括认知活动设计、情感过程设计等);教学媒体选择与设计;教学控制设计;设计总成与教案编制。3、评估优化阶段主要工作 教学效果预测;教学方案评估与选择;教学方案的调整与优化。第二节 化学教学系统各环节设计与教案编写化学教师在化学教学设计之前，必须首先弄清教学的起点、终点、条件以及构思设计原理，初步作出方案设想并估计其实现的可能性，即要做好教学设计的准备工作。然后，再对教学目标、教学策略、教学情景、教学过程、教学媒体等各个环节进行设计。最后，综合各种构思编制出各种不同形式的化学教学系统设计方案。一、化学教学系统设计的准备工作 化学教学系统设计的准备工作要做到备大纲、备教材、备学生、备教学环境。1、

12、钻研教学大纲、分析教学任务 化学教学大纲是化学教学工作的指导性文件。在进行化学教学系统设计之前，化学教师要深人地领会其精神，领会大纲对本节教材的要求。同时，为满足社会需要，促进学生的品德、智力、情感、意志、动机全面健康发展，为使学生形成良好的知识结构和能力结构，化学教师要根据教学大纲认真分析当前的教学中其具体的教学任务是什么?要考虑到教学对象的特点，为本教学阶段选择最重要的、具有特殊迫切性的和具有现实可能性的任务。 化学教师在确定教学任务时要力求全面，还要注意负担合理，能跟其他阶段的教学任务协调和配合。2、分析教材 化学教师在学期(或学年)教学系统设计之前要通读教材，以 便了解全部教材内容，做

13、到心中有全局。章(或单元)教学设计之 前的熟读教材，目的是掌握各章间的内在联系，确定本章教材的教学目的、重点、难点。课时教学设计之前的熟读教材，是为确定本 节教材的教学目的、难点、重点，研究本节教学方法等问题打下基础。对于熟读教材，应要求做到彻底理解教材内容(包括课文插图、实验、注释、附录等)，并能用自己的语言扼要叙述出来，还应把有关的习题做一遍，明确习题的编排意图，以便做好习题的处理计划：哪些在教学过程中练?哪些在课后完成，哪些需要提示等。在熟读教材的过程中常常需要参阅一些有关的书刊，阅读参考书刊的目的不是在课堂教学中增加过多的内容，而是为了充实自己，进一步理解和掌握教材的内容，从而能深人浅

14、出地讲解。也可以适当选一些读物，用于因材施教。但是，熟读教材不等于很好地掌握了教材的深度、广度和教学目的，也未解决如何教的问题，还必须在教学大纲的指导之下，对教学内容进行分析。 引导学生分析、讨论 以初中教材“氧气的性质和用途”为例。 第一，分析本节教材的己有知识基础及本节教材和前后章节教材的联系，为教学中做到在旧知识的基础上教授新知识，在教授新知识时又为学生进一步深入学习打好基础，使学生逐步掌握比较完整的、系统的知识。 分析本节教材的已有知识基础及本节教材与前后章节教材的联系，是在单元教材分析的基础上进行的。例如氧气的性质和用途这一节教材的已有知识基础是:小学科学课里已经学到空气里有氧气，氧

15、气能和一些物质发生燃烧;初中化学绪言课里学到的物理变化、化学变化、物理性质、化学性质等概念。这些已有的知识基础有利于本节扩大氧气的物理性质、化学性质的教学。通过本节的教学，不但对绪言课中学到的上述概念起到巩固作用，还为以后章节知识学习打好基础。例如，本节教材讲氧气的化学性质所涉及到的具体物质和化学反应，为本章后面建立分子、原子、混合物、纯净物、单质、化合物、氧化物、化学式、化学方程式等概念打下物质知识的基础。第二，分析本节教材中的科学内容，为在课堂上准确地讲解化学基础知识打下基础。分析教材的科学内容应该做到:逐字逐句地推敲定义、定律，做到正确地理解;正确地掌握物质的性质和变化;避免在教学中单纯

16、强调科学性而忽视学生的接受能力，或只注意学生的接受能力而忽视了科学性的两种倾向。前者会使学生学习困难甚至失去信心，后者会使学生形成模糊的甚至错误的概念。 例如，推敲化合反应的定义:“由两种或两种以上的物质生成另一种物质的反应叫做化合反应，其中两种或两种以上、一种是关键词句，表明了这个定义是根据反应前后物质种类数的变化来下定义的。也就是说，讲解时要强调反应前的物质是两种或两种以上，反应后生成的物质是一种。再如，推敲氧化反应的定义:物质跟氧发生的化学反应叫氧化反应。首先，应理解这里说跟氧而不提跟氧气，是为在后面的氧化还原反应教材中，讲氢气跟氧化铜(化合物)中的氧(元素)化合成水的反应也叫氧化反应留

17、下伏笔。其次，这里提发生的化学反应，而不是按教材在定义前面列举的演示实验的例子总结为发生的化合反应，这潜含着氧化反应和化合反应这两个概念是有区别的。化合反应在反应后的生成物是一种物质，而氧化反应在反应后的生成物不一定是一种物质。又如，推敲教材中概括氧气的化学性质的一段文字:氧气是一种化学性质比较活泼的气体，它能和许多物质发生化学反应同时放出热量。文中提比较而未提最活泼的气体，是为以后讲氟气、氯气的化学性质比氧气还要活泼留下伏笔，文中提跟许多而未提跟所有物质发生化学反应，是为以后讲还有一些如金等物质不与氧气发生化学反应留下伏笔。 从以上例子不难看出，分析教材的科学内容，可以增进教师对教材的理解和

18、掌握，教学时才能灵活地讲解，而又不致轻率地更改教材中的关键字句，在科学上发生含混不清或产生错误。还应注意教材中留下的伏笔，不可在一节课中一次向学生讲透，而应重视教材对概念逐步加深、扩大的系统处理，循序渐进地讲授。 第三，分析本节教材中有关联系工农业生产和科学实验以及日常生活实际的内容，为教学中加强理论联系实际打下基础。 例如，在氧气的性质和用途一节教材中，联系工农业生产和科学实验的内容，比较集中地反映在用途一段。应特别注意教材中提到的，广泛地利用氧气很容易跟别的物质反应同时发出热量的这种性质。教学中突出从氧气的性质(理性知识)联系到实际用途的讲解，既巩固了学生对氧气性质知识的掌握，初步明确化学

19、变化中能量的广泛利用，又能激发学生学习的积极性。 第四，分析本节教材中的思想内容，为教学中结合双基教学，对学生进行思想教育做好准备。 例如，在氧气的性质和用途一节内容中，教材编写氧气的化学性质，是把氧气放在与碳、硫、磷、铁等反应中去观察认识的，体现了客观事物是相互联系的辩证唯物主义观点;教材是在演示实验的基础上归纳出化学反应的文字表述式，体现了化学表述式是客观事实的记载，不能由人的主观意识去臆造的观点;教材在这里编入了五个演示实验，通过教师在本节教学中的示范，可以体现实事求是的科学态度，展现整洁和有条不紊的实验作风，以及节约药品爱护仪器的道德品质等。 第五，分析本节教材在培养能力方面的特点，以

20、便更好地进行传授知识与培养能力统一的教学。 例如，在氧气的性质和用途一节教材中，氧气的性质是学生系统地学习有关物质性质的开始，对今后如何系统地研究一种物质的性质，具有一定的示范作用。因此，结合本节知识、技能的学法指导，对培养学生的自学能力具有特殊的作用。 教师在讲述氧气物理性质的同时，可指导学生总结出学习物质物理性质的一般性提纲;在讲述氧气化学性质的同时，可使学生懂得，根据实验中观察到的化学变化去归纳出物质的化学性质这一学习方法。 对于观察能力的培养，在本节演示实验中，除训练学生由反应物到生成物，由表及里，有目的、有计划地按顺序观察现象外，还应特别提示学生注意观察容易被忽视的在化学反应过程中的

21、热量变化。 对于思维能力的培养，在形成化合反应、氧化反应概念的过程中，要引导学生进行分析、比较各实验结果，综合归纳出它们的共同点，从而得出结论的思维活动。 对于加强阅读能力的培养，在师生共同阅读化合反应、氧化反应的定义时，要教导学生如何逐字逐句地推敲它们的含义。 第六，分析本节教材中各段内容间的联系及本节教材的中心 内容，为教学中合理地组织教材，加强系统性，抓住主要矛盾，突出重点打下基础。例如，在氧气的性质和用途一节教材中，对各段内容间的联系以及本节教材的中心内容可作如下的分析:第一小段扼要地讲解氧气与人的关系的重要性，激发学生对氧气学习的积极性。 研究和认识氧气，不外乎要知道氧气的制法、性质

22、和用途。在教学上，从三者的关系看，制备氧气要利用氧气的性质知识来验证 得到的氧气，而氧气的用途又是以氧气的性质为依据的，因此，应先讲氧气的性质。物质的性质分物理性质和化学性质。因物理性质一般从表面 上就可以观察到，而化学性质必须通过化学变化才能观察到。教 学上根据由表及里曲简单到复杂的认识过程，通常都是先讲物理 性质，后讲化学性质。本段教材也是先讲氧气的物理性质，后讲氧 气的化学性质，这是符合学生认识规律的。教材在处理氧气的化学性质这段内容时，先是个别地讲氧气 与碳、硫、磷、铁、蜡烛发生化学反应的具体事实，然后概括出氧气的化学性质。教材在介绍前三个演示实验并分别列出化学反应的文字表达式后，归纳

23、出化合反应的概念。接着介绍第四个演示实验，其目的在于增加一个复杂物质的类型蜡烛与氧气发生化学反应的例子(前面的演示实验分别是一种金属物质或一种非金属物质与氧气的反应)，便于教学中应用化合反应这个概念对照分析这个反应的实质，区别得出蜡烛与氧气发生的化学反应不是化合反应(生成物不止一种)的结论。同时总结出它与前三个反应的共同之处，并建立起氧化反应的概念，也使学生区分了化合反应与氧化反应这两个概念，从而更有效、更牢固地掌握它们。 教材在小结每个实验现象的结论中，都强调了放出热量这一事实，为后面概括氧气的性质创造了条件，也为讲氧气的用途打下了基础。教材的最后简介了氧气的重要用途。从以上各段内容间的内在

24、联系可知，没有搞清楚氧气的化学性质，就不可能搞清楚氧气的用途。没有搞清楚体现氧气化学性质的那些化学反应，就不可能阐明化合反应、氧化反应的概念，也不可能进一步研究燃烧、爆炸、自燃等现象的本质。因而氧气的化学性质是本节教材的中心内容。3、对学习主体进行调查、分析由于学生的情况在不断地变化，了解学生的实际是一项经常性的工作，化学教师了解学生的途径，可通过观察、研究教学档案、跟学生谈话、课堂提问、批改作业、测验和试卷分析等方法作经常了解。在教学设计的准备工作中，化学教师应着重研究学生已学知识、技能(包括其他课的有关内容)有哪些与本节有联系，巩固程度如何，最近在学习情绪、学习能力方面出现了哪些问题等。化

25、学教师应明确教授新课的基础，以便在确定课时计划的重点、难点、教学方法和精心设计教学过程时，能从学生的实际出发，订出比较切合实际的课时计划。4、教学条件和教学资源的调查和分析化学教师首先要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，若不具备有无替代方法或能否自己制作。其次要确定完成教学任务需要多少时间，教学计划规定的时间能否满足需要，若不满足需要如何作出调整。第三要调查在外部环境中有哪些教学资源可以利用，考虑如何用好外部资源。二、化学教学目标设计教学目标描述的是教师预期通过教学活动使学生发生的变化，它是用学生的行

26、为方式来描述的。教学目标与教学目的区别:教学目标是教学目的中学的部分，教学目的是教学的总的终结性目标的概括。由于教学目标比较具体，一般来说，它主要使用于单元教学设计和课时教学设计的情况。 在教学中明确地提出教学目标，有利于明确教学工作的方向。因此，教学目标不仅教师要清楚，也应该让学生了解。教师以教学目标为依据，不断调控教学活动，使教学活动处于靠近或达到教学目的和目标的最佳状态。由于教学目标是具体的，对应于某一具体内容也可能提出各不相同的教学目标，这使得实际的教学目标形形色色。国内外许多学者提出了各自的教学目标分类学说。国内学者认为，根据社会需要和化学教学系统的功能，化学教学目标应该既有化学知识

27、和技能方面的，又有能力以及情感、态度方面的。只有这样才能有利于全面提高学生素质，实现由应试教育向素质教育的转变。 制定教学目标对化学教师的要求 首先要确定最重要的任务是什么，然后对任务进行分解，使教学任务具体化;在确定教学内容并且认真阅读、研究教材的基础上，列出全部教学要点，把握教学重点;在了解和研究学生以及班级集体的特点、学习基础和可能性基础上，对教学任务和教学要点、教学重点作适当的调整，拟定各教学要点应达到什么教学水平，制定出具体的教学目标。 化学教师在制定教学目标时，要注意教学目标的重要性和必要性。当教学目标较多时，教师应优先选择既重要又具有关键性、迫切性的教学目标，并对其余目标作出妥善

28、的计划调整和安排。制定教学目标还要注意教学目标实现的可能性，尤其是课时教学目标应较为具体、明确，提法过高、过低或模糊不清都不便于实行。化学教学目标设计举例: 初中化学燃烧和缓慢氧化的教学目标。 1、认知目标知道常见易燃物、易爆物的安全知识，知道生活中一些爆炸、缓慢氧化和自燃的现象;记住可燃物燃烧的条件;记住灭火的原理，并知道它是由燃烧条件推导出来的;知道影响可燃物燃烧现象的因素，记住由燃烧引起爆炸的原因，以区别物理上的爆炸;记住燃烧、缓慢氧化、自燃的定义。2、技能目标 能够准确识别、判断具体变化是爆炸、缓慢氧化、自燃、燃烧，并记住它们的区别、联系。 3、情感目标通过介绍自燃的实质，被除天火的迷

29、信说法;通过缓慢氧化放出热的利用及防止天火的方法和原理，使学生体验到利和善的辩证关系，要利用科学成就兴利除善，同时让学生感受到化学知识在生产生活中的重要位置;通过常见易燃物安全知识的介绍，意识到关心、保护社会利益是公民的责任，为此，要学好化学知识;通过演示实验和分析燃烧条件，领悟到内因和外因对事物的发生发展都有影响;通过一系列具有共同之处的具体反应的介绍和分析，使学生领悟到如何进行抽象思维。三、化学教学策略设计 策略是为达到某种目的所使用的手段或方法。教学策略是为达到某种预设的教学效果所采取的教学行动。 通常，在对教学任务、学生情况和教学条件进行分析和研究之后，设计者就可以自觉或不自觉地依据某

30、种教学理论(或假说)从总体上形成某种教学思想，即形成高层次的教学策略。 案例分析 化学式教学思想的设计 化学式的教学是在元素和元素符号之后进行的。这时再单纯要求学生记住化学式的种种书写规则，常常会降低学生学习化学的兴趣，并且常常会出现学生背得出书写规则，却写错化学式的情况。如果让学生作为探索者，自己总结出书写规则，并且组织竞赛性或游戏性练习侧有助于提高他们的学习积极性，推动他们主动地学习，取得较好的教学效果。由此形成化学式的教学思想为: 让学生从教师出示的若干化学式中发现、总结化学式的书写规则，并通过趣味性练习活动初步学会写简单的化学式。案例分析 高一化学元素性质与原子结构的关系教学思想的设计

31、。 在该节内容之前，学生已学过原子结构与元素周期律的知识，知道物质的性质是由物质的结构所决定的，因此，学生可根据已学知识对同一周期和同一主族的性质递变作出猜测。但仅有猜测是不够的，应该引导学生从理论和实践两个方面去进行验证，从而不仅让学生掌握了同一周期或同一主族元素性质的递变规律，而且也学会了一种科学研究和思考的方法。由此形成元素性质与原子结构的关系“的教学思想为: (1)提出问题，让学生推测同一周期、同一主族元素性质的递变规律; (2)利用已学过的理论知识进行验证; (3)进一步用实验进行验证; (4)在得到结论的同时，对学生进行科学方法的教育。 在教学思想形成后，为了以重点内容的教学为主线，同时顾及难点的解决，设计者必须把全部教学内容组织起来，在教学思想或教学理论指导下建立起较为稳定的教学活动结构框架和活动程序，并且用适当的方式来描述，即形成中层次教学策略(又称教学模式)的设计。它是教学理论的具体化，又是教学经验的一种系统的概括。它既可以从丰富的教学实践经验中通过理论概括而形 成，也可以在一定的理论指导下提出一种假说，经过多次实践后形成。根据上述教学思想，设计元素性质与原子结构的关系的教学模式为: 提出问题推测结论理论验证实验验证得到结论应用。 在设计中层次教学策略时，设计者可以在常用的一般教学模式中选择适宜的教学模式。 实