摘要：本文通过英国Koket中学10年级关于“原子轨道与电子结构”的化学网络课的实地考察和录像分析,从教学视野角度对该课的教学设计、教学流程和教学模式进行了剖析和评价,希望能通过对英国网络教学的亲身感受和体验,为新课程理念指导下的电子教学手段与学科教学方法整合提供一些参考、借鉴和启示。

关键词：学科教学整合　网络课程　概念图　任务驱动学习模式

在半年的学术访问中，笔者多次深入不同学校的中学课堂进行观摩与交流。
令笔者印象深刻的是部分英国中学的网络教学，以英国Koket高中的化学课为例，老师根据班级小，学生主动性高的特点，在难度较大的原子结构理论部分实施以学生为主体的网络探究学习方式，鼓励学生用有限的基础科学概念解决与学习者身临的世界相关的问题,较好地促进了概念的学习与转化。
在课程的一开始，老师就考察学生前一节课结束后布置的预习作业，前一节课中，老师布置作业浏览和查询3个与本节课内容相关的网站 维基百科(电子百科全书式的网站); 领会化学(关于a level化学的专题性网站，中文版本为;维基教科书(化学知识电子手册)。
 
[注释]这是3 个类型不同,适合不同层次学生需要的网站。其中“维基教科书”是按内容编排,对相关化学内容作介绍，比较权威;“维基百科”是百科辞典类型的网站,资源相当丰富,支持搜索功能,查找方便,有多种语言版本;领会化学是化学专业网站,共有400多个页面,内容比较精简,其中介绍原子轨道和电子结构的有10余个页面,专业性和针对性较强,支持搜索功能,内容查找较为方便。

教师(Lynn女士)事先要求他们用自己的语言填入表格来描述11 个化学概念。
教师(Lynn女士)要求的学生查找的待定义的11 个化学概念见表1(中英文对照)

表1 　定义化学专业用语

to be defining(待理解的化学用语)
 
Atom (原子)

Ion (离子)

Anion (阴离子)

Cation (阳离子)

crystal lattice (晶格)

Electron (电子)

Metal (金属)

nonmetal (非金属)

Salt (盐)

crystal (晶体)

electric structure (核外电子排布)

学生定义相关化学概念

当学生浏览和查询了这3 个网站后,要求他们用自己的语言填入表格来描述11 个化学概念。

[注释] 在这一活动中,教师要求学生用自己的语言解释给定的化学用语,这需要学生找到这些概念的准确定义并在理解它们的前提下,用自己的语言加以描述,比单纯地从网站上摘录某个定义要困难得多。因而,在这一过程中,学生出现了明显分化。此时教师很注意观察学生的完成情况并及时给予适当的指导。

1. 4 　学生独立绘制概念图( Concept Map)

在完成对给定的化学术语的定义以后,要求学生们尝试找出这10 个微粒术语的内在联系(见表2) ,并绘制出相应的概念图。教师提供的学案上有10 个化学概念的即时贴标签卡片,学生根据提示和个人的理解,将这10 个概念加以排列并重新粘贴,用线条连接,同时注明微粒之间的关系和转换所需的条件与反应, 最后制成关于原子结构微粒的概念图。

表2 　待制成概念图的10 个化学概念

原子       离子         阴离子              电子核外排布              晶格

电子       金属          非金属                  盐                    晶体
 

　　[注释] 这项工作的难度相对较大,不仅要求学生理解概念本身,还要求学生能找出各个概念间的层次、隶属关系和相互转化的条件,因此教师在学生的学案中做了适当的提示:先将理解的不是很清楚或无法与其他概念建立关系的卡片放在一边;将余下的卡片依据彼此的关系在纸上加以排列并注意在卡片间预留下适当间隙;用线条连接相关概念并在线条上注明概念间的联系,需要时还可以用带箭头的连线表示相互关系的方向性;重新检查先前暂时搁在一边的卡片,将之与已完成的概念及相互关系作一定的比较并粘贴在适当位置,用连线表明关系;最后作相应补充,完成概念图。

1. 5 　指导、互助和总结

学习中,教师不断的指导和帮助学生,解决他们的困难并回答问题,学生之间也不断地进行讨论和交流。在30 min时已有3 至4 名学生提前完成任务,结束时有5 至6 名学生基本完成,还有2 至3 名学生尚未完成。老师要求大家回去进一步完善定义和概念图,作相应修改并布置下节课的交流任务。

2 　与Lynn 教师的交流和讨论笔录

Lynn 女士10 年前从基尔大学化学教育专业毕业,经过2 年的实习,通过了国家教师资格考试。接着改行从事了5 年的IT 行业,之后又回到中学继续从事化学教学(半个职位) ,同时正在攻读化学教学论(Chemistry education) 博士学位,是一位具有较丰富教学经验和ICT 专长的教师。课后,Lynn 老师邀请笔者在学校与师生共进午餐,并就课程设

计和教学理念进行了交流与讨论,讨论的主要内容如下:

笔者:Lynn 女士,感谢给予机会观摩了您的网络课,并共进午餐。可不可以请您谈谈您对这节课的教学设计、构想和理念?

Lynn 老师:好的,在我的教学理念中,喜欢让学生有机会去独立解决一些问题,这样会使学习过程变得更加有趣和生动,但学生需要翻阅很多书籍和各种资料,花费大量时间和精力。那么,作为教师有必要向学生提供一定的资源,于是我选择网络课程的教学形式,将“原子结构与微粒概念理解”专题设计为2 个课时。第1 课时,我提供3 个网址供学生自主定向探究,要求他们在课堂规定时间内完成搜集、处理信息并逐步形成自己的概念体系的任务。

笔者:您在课堂上提供给学生的3 个网址有区别吗?

Lynn 老师:是的。我提供3 个给定的网址是为了让学生充分发挥其自主性的同时又能对其网上活动加以适当的限制,既为学生提供一定的有用资源又可以使学生在浏览过程中,自主选择合适自己的内容。而这3 个有关化学的网站具有不同知识层次和类型。有手册性的、百科全书性的,也有专题性的。学生可以根据自己的知识水平选择相应的内容,查找给定的化学概念并作出相应记录,然后用自己的语言给出定义。在整节课中,他们带着问题,有目的地搜索、浏览、记录、归纳总结,整个活动有很强的针对性。同时,任务带有一定挑战性,学生之间可以相互鼓励去探索更深层次的理解和解释,从而促进他们不断地提高。

笔者:您觉得学生课堂上的表现如何?

Lynn 老师:我觉得学生们非常喜欢这种课堂方式,他们很努力地学习和探究并能独立地去解决问题。我也很喜欢这种教学形式,因为学生自己解决问题要比简单地听和读要好得多,使他们有机会完善自己知识结构的过程是非常重要的。

笔者:我发现13 名学生完成任务的程度是不同的,有的学生完成得很快,有的慢些,还有些学生存在一些困难。您对此是怎样看待的?

Lynn 老师:当我们开始一节新课时,我们通常会告知学生们如何进行这项任务,有时我会像今天一样让他们把完成任务的情况绘制在纸上。课堂上我会注意观察学生们的进展情况,当他们遇到一些困难时,我将给予适当的帮助。我给学生们布置的作业,成绩优秀的学生可以在45 分钟 内完成,而也有些学生可能要回家才能完成,我觉得这样都是可以的,因为学生的层次和能力并不相同,我们不可能要求所有的学生都能在课堂上同时完成任务。

笔者:这个专题的第2 课时您打算怎么安排呢?

Lynn 老师:这节课上,我让学生们自己尝试绘制了概念图,而下节课我会以讨论的形式先让学生们相互讨论和交流个人心得、概念定义表和概念图,比较、纠正一些错误,然后再给他们看看我绘制的概念图。那么他们就可以与自己的概念图进行比较并作出修改,最终形成关于“原子结构与微粒概念理解”的较完善的知识结构和概念图。交流、讨论、比较是他们对概念理解加深的过程。笔者:这节课给我的启发很大,您是否愿意我将您的谈话和教学录像向中国同行们介绍和展示呢?

Lynn 老师:非常高兴。我们在课前、课后的交流中也了解和看到了中国化学教师网络课程的录像案例,您和您的研究组也做了很多非常好的ICT 与化学教学整合研究的工作,希望我的课程和观点对中国同行有所帮助。

3. 2 　教学过程分析

在45 分钟 的时间内,课程结构显得相当紧凑,在充分体现了学生主体性的同时,还将教师的指导作用发挥得淋漓尽致。在引入新课时,教师即创设情景提出本节课待解决的问题。这样可以使学生对学习的对象产生注意,在心理上形成一种预期,并由此激活与学习新知识相关的原有知识和网络技术知识储备;可以很好地在学习内容和学生的求知心理之间制造一种“不协调”,把学生引入一种与问题有关的情景,激发学生的求知欲望,调动学生思维的积极性,引发学生的探究兴趣。紧接着,教师将任务加以分解,一步步展示给学生,浏览网站查询信息、定义化学概念、绘制概念图3 部分任务内容难度水平逐渐提升。这样将问题以阶梯式的形式加以转换有助于学生找到解决问题的着手点,降低问题的整体难度,逐步完成学习任务。

在探究过程中,学生之间可以相互交流,而教师也特别注意观察学生们的进展情况并给予适当的引导和帮助。在第一个环节中教师提供了3 个有关化学的不同知识层次的网站给学生,他们可以根据自己的认知水平选择相应的内容,然后用自己的语言为化学概念作出定义并绘制出概念图,完善自己的知识结构。

由于学生的原有知识水平和对知识的应用能力不同,学生完成任务的程度和所需时间是不同的。有些学生能在课堂时间内顺利完成所有问题,也有些学生可能会在第二、第三步中遇上一些困难,这些困难将在教师的指导下得以解决。教师关注学生的学习结果,更关注他们的学习过程,关注他们在学习活动中所表现出来的情感、态度、价值观。不可能要求不同水平的学生在相同的时间、相同的教学环境下利用相同的知识和手段完成相同的任务。在课堂上未完成任务的学生将根据个人情况利用课余时间进一步完成概念图的绘制,而在下一课时中,教师将与学生一起交流、评价绘制的概念图以促使学生知识结构的进一步完善。

3. 3 　教学模式分析

这节网络教学课采用了网络环境下的“多任务驱动模式”来指导教学设计。教师、学生、计算机网络是网络环境下的“任务驱动学习模式”的三大要素。教师作为学习活动的指导者和组织者,创设学习情景,帮助学生设定任务,并在学生探究过程中给予必要的帮助;学生在学习活动中主动去发现、探究,理解和掌握研究内容所反映的事物性质、规律以及相互之间的内在联系,并形成自己的认知结构,最终实现知识的建构;计算机网络作为学生的认知工具,提供了大量的用于论证任务的信息资源,能够创建协作学习的环境,实现学习者之间、师生之间的交流合作,还有助于对学习过程各种要素的管理,为任务驱动学习模式提供了全面丰富的资源保障和方便快捷的技术支持。

这节课采取的“多重任务驱动模式”是对“任务驱动模式”的进一步发展,学生需要在课堂及课外时间内同时完成不同类型的多种任务,也就是说在完成这一系列的任务的同时,学生对概念的理解发生了转变,多种能力得到了培养。第一,信息查询和处理能力,学生要通过浏览网络、查询信息并对信息加以分类和处理;第二,概括能力,学生要能对经过分类和处理的信息进行概括,用简练的语言为各个概念做出定义;第三,分析能力,学生要对各个概念进行分析并找出其内在联系,绘制出概念图;第四,评价能力,学生需要对自己和他人的概念图进行比较、评价、作出相应的价值判断并进行修正。在多个任务的逐渐完成过程中,教学目标的三维功能基本得到了体现。

多重任务驱动模式的选择与应用,反映了英国教师深厚的教学理论基础和实践能力,这使得他们能够根据培养目标和学生需求,选择适当的教学模式,充分利用网络资源并将其与探究学习结合,完成信息- 概念- 结构体系的学习过程。教学过程设计促使学生更加积极主动地去完成学案中规定的各项任务,并在最终的交流和研讨中达到课程三维目标的实现。体现了英国课堂教学设计的多元化特点。

我国当前高中新课程实施的教学设计与策略选择,仍然过分关注学业达成度和常规考试评价,缺乏从理论高度和整体性的角度进行整体规划,缺乏选择合适教学模式的能力,从而导致教师和学生都无法确实把握是否达成教学目标。

4.3 以网络教学为起点，推进学生达到高层次——化学知识体系的建构

实施网络教学的最终目的不只是查阅和理解信息，还要求进一步进行信息处理 ，通过网络提供充分的探究空间来形成知识结构。英国的网络教学给笔者留下了最深刻的印象是应用了化学教学认知过程中最新的观点，即对化学概念的理解必须建立在3个层次上：宏观现象水平、微观粒子水平和符号表证水平。

因此，我们在教学中要更加关心教学设计中的内涵和外延，使学生在各种不同情境的化学学学过程中，真正理解和掌握双基，继而建构成稳固的化学知识体系，来支持更深入和有效的科学研究。