自苏格兰格拉斯哥大学科学教育中心的约翰斯顿教授(A.H.John Stone)在1982年首次提出三重表征的最初形态以来,在过去的30多年里,化学学习三重表征已逐渐成为最有影响力、最富有创造性的思想之一,成为化学教育研究的理论基础,指导着世界各地化学教师的教学和课程、软件、教材编制者的工作。教育工作者从整体上把握化学三重表征的含义与关系,增强三重表征之间的转换能力,形成具有化学学科特点的三重表征思维方式,开发三重表征相关的教学模式进行教学实践,对深入推进素质教育,深化新课程改革,培养学生的科学素养,全面提高教育教学质量具有十分重要的意义。
一、化学三重表征教学模式
化学三重表征教学模式是在化学学习三重表征教育思想指导下,以化学学习三重表征的理论与教学实践为载体,结合中学生已有的学习基础,以教师依据设计的教学活动与知识情境为依托,按照强化意识——增强转换以建立联系——获得表征能力——形成稳定表征思维模式的程序,引导学生在学习过程中不断建构、完善自己的认知结构,提升自己的认知水平和学习能力,所建立起来的关于化学三重表征教学实践的一种规范化的教学程序及实施方法体系。
二、模式的内涵和特点
教学策略的多样性、灵活性:教师在教学过程中利用模型、图片、实验、多媒体课件等教学手段,结合多种教学策略,给学生充分的宏观认识、微观解读及符号表达指导,从多层次刺激学生的认知器官,达到调动学生学习的积极性,激发学生主动获取知识,建构、内化知识,调整认知结构,提高学习能力的作用。
学生学习的参与性、主动性:教师在课堂教学中通过呈现知识情境,引导学生对知识进行三重表征,引发学生的认知冲突,激起学生的学习兴趣,使学生带着三重表征学习的目的主动参与到课堂学习活动中,真正体会到“动眼看、动脑想、动嘴说、动手做”的这种参与性学习的乐趣,进一步激发其学习的主动性和积极性。
知识描述的多重性、全面性:教师在教学中,从学生对相关知识现象的宏观感受、微观原理或规律分析、符号表达等多角度、分层次入手,引导学生对知识进行多重性描述,使知识呈现得更全面、更深刻,以促进、加深学生对知识的理解,提高其汲取知识的效率。
能力提升的逐渐性、综合性:教师根据三重表征理论,设计逐层递进的教学活动,使学生在不同教学内容的各种活动中培养并提升不同的学习能力,而且,这些能力的提升是随着课堂活动的进行而逐渐递进的,具有渐进性,最终促使学生在一系列的学习活动中提升自己的综合能力。
三、教学策略
三重表征教学模式的实施是一项复杂、系统的工程,并且学生三重表征学习能力的提高及其思维方式的形成不能单方面靠学生自己来实现,它还需要在教师循序渐进的、有意图的、讲求方法的指导下通过一系列的化学教学活动形成。因此教师在教学活动中必须发挥自身的主导作用,结合具体的教学内容采用灵活的教学策略,促进学生三重表征学习能力的提高:注重强化学生的三重表征学习意识;灵活运用教学方式,促进学生三种表征能力的形成;建立三重表征体系,形成三重表征学习方式。
四、基本程序
化学三重表征教学模式遵循认知技能形成及思维发展的基本规律,按照强化意识一增强转换以建立联系—获得表征能力—形成稳定表征思维模式的顺序来组织教学活动,符合学生认知的发展顺序,符合新课改要求教学方式多样性、灵活化的基本要求。
回顾表征内容环节:教师运用三重表征学习理论,结合相关知识点对学生进行提问,一方面使学生对原有知识认识更深刻,另一方面使学生了解三重表征的基本内容及其对化学学科学习的意义。
呈现知识情境环节:教师的主要任务是将新知识情境化,并把待解决的问题和要掌握的学习技能蕴含在情境之中,即根据具体的教学内容、知识层面,结合三重表征学习理论创设不同的教学情境。
宏观概括环节:要求教师结合所呈现的知识情境,引导学生认真细致地观察,然后再对所观察和感受到的宏观内容进行概括。由于不同学生的观察能力不同且观察角度存在一定差异,因此,本环节尤其强调教师的引导作用,教师应依层次、有目的地引导学生对情境材料进行阅读、提取有效信息、分析信息、解决问题等,以便学生对所呈现的宏观知识达成有针对性和代表性的概括,从而提高其观察能力,提取信息的能力和对知识的描述能力。
微观分析环节:要求学生在教师的组织与指导下,对上一环节所概括的宏观内容,从微观角度进行实质性或规律性的分析,旨在透过知识所呈现的宏观现象,看到其实质或规律,同时,使学生在进行宏观与微观表征转换中进一步强化两表征间的联系,提高三重表征的能力。
符号表达环节:符号表征作为宏观表征和微观表征的桥梁,对实现宏观表征和微观表征间的转换发挥着重要作用。因此,本环节是学生在教师的指导下,结合宏观概括环节和微观分析环节对具体知识的概括、分析情况,使用化学符号对相应的知识进行书面表达、交流,以强化学生符号表征的能力,同时使学生在3种表征的转换过程中真正理解符号表征的宏观含义和微观本质。
整合提升环节:此环节是指学生在教师的指导下,运用所学的新知识和所掌握的三重表征的认知技能去解决学习中的问题。一方面可加深学生对新知识的理解及迁移能力,另一方面,使学生的三重表征认知技能得到调整及巩固,最终形成稳定的化学学习三重表征思维模式,提高学生的认知水平。因此,在本环节教师要注重引导学生对知识与技能应用过程的归纳和总结,不断提高学生在此过程中知识、技能及思维发展的全面性和程序化。
以上6个环节构成了“三重表征”教学模式的基本过程。每个环节均有各自的结构和功能,且各环节紧密相连,逐层递进。在实际教学过程中,教师可根据教学内容的特点和要求、学生的知识水平、三重表征学习能力等情况,对以上几个教学环节进行灵活设计,以达到最佳的课堂效果,提高教学质量。
五、结语
化学三重表征教学模式的实施有助于提高学生的多角度观察分析和解决问题的能力,从而提高学生的综合学习能力。该教学模式注重依据具体的教学内容和学生实际情况,结合化学学科知识特点,有计划、有目的、分层次地创设一系列的教学活动及呈现各种各样的知识情境,使学生在参与不同的教学活动或进入不同的知识情境中,培养自己宏观、微观、符号表征的能力,从而完成对知识的全面而深刻地认识。随着该教学模式课堂实践教学的不断推进,学生从不同角度对知识进行表征和分析的能力也不断增强,最终提高了学生的问题解决能力和三重表征综合学习能力
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