教科研专家工作室暑期读书分享5

文摘   2024-09-16 09:00   广东  
田芳(深圳市高级中学集团东校区)


在一次听取靳豪博士讲座时,靳博士向我们推荐了《化学发现的艺术——化学探索中的智慧聚合》一书,今年暑期,我研读了此书,深受启发,在此分享我读本书后的心得体会。

本书在具体的化学探索事例描述中介绍科学思想方法,充分展现了科学思想方法在化学发现、发明和创造中的重要作用。本书作者从化学史料、化学专著和众多科普读物中采集丰富的素材,以活泼的笔触、生动的事例和科学的抽象,系统阐述了在化学创新中广泛应用的观察、想象、调查研究、模拟、组合、实验、推理等科学思想方法,深刻揭示了化学探索中的科学之美。

通过学习本书,我了解了化学家们进行探索时所采取的思想方法,主要包括:观察、想象、调查研究、模拟、组合、实验、推理。例如,酸碱指示剂、硒元素、不锈钢、超强酸、形状记忆合金等的发现,都主要来自于观察。道尔顿的原子论、阿伦尼乌斯的电解质理论采用了想象这种思想方法研究成功。治疗疟疾的奎宁药物、日本水俣湾汞污染造成的水俣病等都是科学家通过调查研究逐步完成的。化学上模拟生物过程,发明了人造棉、人造丝,生产出许多合成纤维,通过模拟生物蛋白质的组成和结构,我国科学家首次人工合成了结晶牛胰岛素。利用两种或两种以上金属制造合金、利用不同材料制造各种复合材料都是组合的发现和发明。运用推理,卢瑟福建立原子结构模型、勒夏特列发现化学平衡移动原理。通过实验实现化学发现、发明的事例更是比比皆是,众多的元素及化合物都是通过实验发现的。

通过学习书中丰富的化学史料,我对许多化学事实的认识更加全面,进一步明确化学知识是怎么来的。比如,生产中常用的建筑材料水泥,它由什么组合而成?它最先是谁发明的?1774年,英国工程师斯密顿为了解决石灰砂浆在水下无法凝固的问题,经过无数次实验,摸索出用石灰石、黏土、砂子和铁矿渣,经过煅烧,磨成面状混合料,这种材料在水下不会被冲稀,反而会渐渐变得像石头一样坚硬。利用这种材料,斯密顿在英吉利海峡建成了第一座灯塔。

书中介绍的化学家探索事例,很多都可以运用在教学中,实现化学的育人价值。例如我国“H-198”催化剂的发明是科学家们不怕失败、敢于成功的生动写照。20世纪60年代,我国开始研制顺丁橡胶,需要找到合适的催化剂制备丁二烯单体。中国科学院兰州物理化学研究所的周望岳等人决心依靠自己的力量,自力更生制造这种催化剂。他带领团队从开始实验,经历了一次次失败,到了100次还是失败。可贵的是他们坚信“失败是成功之母”,从不气馁,毫不动摇,不断改进,继续实验。他们通过20年的实验,经历了197次失败,在第198次实验时终于获得了成功,他们高兴地把这种新型催化剂命名为“H-198”。这样的科学发现事例会令学生们备受鼓舞,鼓励他们学习科学家不怕失败的精神。

此外,书中一个个生动的化学发现和发明也可以作为化学教学的情境素材。本书可以作为教师的一本案头书,时常翻阅,受益颇多。
钟晓欣(深圳大学附属中学)



在当今这个信息爆炸、知识更新迅速的时代,教育作为传承文明、启迪智慧、培养人才的重要基石,其理念与方法正经历着前所未有的变革。教师在这个体系中承担的不仅有传授化学知识的重任,更需要引导学生形成科学思维、培养核心素养的使命。

《深度学习:走向核心素养(理论普及读本)》一书在开篇中指出,随着人工智能、大数据等技术的飞速发展,传统的浅层学习模式已难以满足社会对人才的需求。浅层学习停留在知识的记忆与再现层面,忽视了知识的内在联系与深层理解,无法培养出学生解决复杂问题和进行创新创造的能力。而深度学习,则强调学习者在理解的基础上,能够批判性地思考、创造性地解决问题,这种学习方式正是培养核心素养的关键所在。深度学习不仅是个人发展的需求,更是时代发展的召唤。

深度学习需要学生在真实的情境中主动探索、积极建构知识。在化学教学中,应该注重设计具有启发性、层次性的问题链,引导学生逐步深入思考。例如,在讲授原电池原理时,我先从日常生活中的干电池入手提出问题:“干电池是如何将化学能转化为电能的?”然后引导学生通过实验观察、理论推导等方式逐步揭开原电池的神秘面纱。在解决问题的过程中,学生的思维能力得到了有效的锻炼和提升。

在化学教学中,还可以尝试将化学知识与生活、社会实际相结合,创设生动有趣的教学情境。例如,在讲解金属腐蚀与防护时,引导学生观察身边的铁制品锈蚀现象,分析其原因并探讨防护措施;在探究化学反应速率时,我通过对比不同催化剂对反应速率的影响实验,让学生直观感受催化剂的神奇作用。这些情境的创设,极大地激发了学生的学习兴趣,促使他们主动参与到学习中来。

随着教育改革的不断深入和信息技术的快速发展,深度学习将成为教育领域的主流趋势。《深度学习:走向核心素养(理论普及读本)》一书为化学学科进行深度学习的教学提供了重要的理论指导和实践策略。通过深度融合深度学习和化学学科核心素养的理念和方法,可以更好地培养学生的科学素养和综合能力为他们的未来发展奠定坚实的基础。
蓝炜钿(深圳科学高中)

    



假期里,我研读了一本关于高中化学教学研究的著作《走向真实情境的化学教学研究》,深受启发,在此分享我的读书心得。

这本书开篇便强调了高中化学在基础教育中的重要地位。化学作为一门自然科学,不仅为学生提供了认识世界的独特视角,还培养了学生的科学思维和实验探究能力。它与日常生活紧密相连,从食品添加剂到环境保护,从新材料的研发到能源的开发利用,化学知识无处不在。

在教学方法方面,书中提出了多样化的策略。情境教学法被重点提及,通过创设真实的化学情境,如化学实验、工业生产过程、生活中的化学现象等,让学生在具体的情境中理解化学概念和原理,提高学习的积极性和主动性。例如,在讲解化学反应速率时,可以引入食品保鲜、药品有效期等实际情境,让学生体会化学反应速率在生活中的重要性。

实验教学在高中化学教学中占据着不可替代的地位。书中强调要重视实验教学的设计与实施,让学生亲自参与实验操作,观察实验现象,分析实验结果。通过实验,学生不仅可以验证化学理论,还能培养动手能力、观察能力和创新思维。同时,教师应引导学生在实验中发现问题、提出问题,并尝试通过实验探究解决问题,培养学生的科学探究精神。

此外,书中还探讨了现代信息技术在高中化学教学中的应用。多媒体教学、虚拟实验室等技术手段可以将抽象的化学知识形象化、直观化,帮助学生更好地理解和掌握。例如,利用动画演示分子的结构和化学反应的过程,可以让学生更加清晰地看到微观世界的变化,加深对化学概念的理解。

在评价体系方面,该书主张建立多元化的评价方式。除了传统的考试评价外,还应注重过程性评价,关注学生在学习过程中的表现,如课堂参与度、实验操作能力、小组合作能力等。评价的目的不仅仅是为了评价学生学业水平的发展,更是为了促进学生的全面发展,激发学生的学习兴趣和潜能。

化学史在高中化学教学中也有着重要的作用。回顾化学的发展历程,我们可以看到无数科学家们的不懈努力和探索。从古代的炼金术到近代化学的诞生,从门捷列夫发现元素周期表到现代化学的飞速发展,每一个阶段都充满了传奇色彩。通过讲述化学史,不仅可以让学生了解化学知识的来龙去脉,还能激发学生的学习兴趣和科学精神。例如,在讲解原子结构时,可以介绍道尔顿、汤姆逊、卢瑟福等科学家的研究历程,让学生体会科学研究的艰辛和乐趣。

读完这本书,我深刻认识到高中化学教学需要不断创新和改进。教师要以学生为中心,根据学生的特点和需求,选择合适的教学方法和手段,激发学生的学习兴趣,培养学生的科学素养。同时,要积极利用现代信息技术,拓宽教学资源,提高教学效率。在评价方面,要建立多元化的评价体系,全面、客观地评价学生的学习成果。
郭晓宇(深圳实验学校光明部)

    



郑长龙教授的《核心素养导向的化学教学设计》一书前两章侧重理论研究,回答了“什么是化学学科核心素养”,“化学学科核心素养如何在课堂中落地”的问题,第一章从“内涵”“结构”和“水平”三个维度探讨了化学学科核心素养,其中的核心观点是化学学科核心素养是解决化学问题的本事。第二章系统阐述了核心素养取向的化学教学设计要基于三个视角,一是学科视角,即化学学科理解;二是教学视角,即学习进阶;三是技术视角,即“板块-任务式”的教学设计。

本书后两章则是基于前两章理论的实操,选取了无机物性质、有机物性质、化学反应与能量、化学反应速率及限度、物质结构与性质五个主题,每一主题通过学科理解抽提出了核心大概念,通过学情、课标和教材分析,设计了学生在这一主题学习中的进阶水平,每个主题还选取了两节典型课例,课例后的评价更让我们深刻理解了理论在课堂教学中的实际体现。

作为教师,要注重学科知识的广度和深度。化学热力学在高中阶段的体现之一是化学反应与能量主题,从学科理解的角度看,需要在建立两个视角,一是认识化学物质的能量视角,通常用内能来表示物质体系所具有的能量,对于化学反应体系来说,化学物质又有特殊的能量属性-化学能,化学能属于内能,它只有在化学反应中才表现出来。二是认识化学反应的能量视角,化学反应中的能量变化是化学反应体系与环境之间的能量传递,传递的形式主要有两种,热和功。热和功不是系统的状态函数,属于过程能量。用ΔH描述等温、等压、无非体积功条件下化学反应体系的热效应,这其中既包含了化学变化导致的能量变化,也包含物理变化导致的能量变化。基于熵增原理可以推导出吉布斯自由能判断给定条件下化学反应自发性和方向性的依据,-ΔG越大,说明体系向环境做非体积功的能力越大,反应越有可能发生。

作为教师,要注重课堂教学的引导和启发。比如在化学反应的自发性的课堂中,我们可以设计这几个问题,一是化学反应都需要能量驱动吗?可以举几个自发反应的例子,引导学生将自发和能量联系起来,让学生认识到体系内部的能量-内能其实是自发反应的驱动力,纠正学生的认识偏差,同时介绍ΔG判据。二是如何才能让非自发反应有发生的可能性呢?在第一个问题解决之后学生已经将自发与能量进行了关联,这里很容易将非自发与能量关联起来,意识到非自发反应的驱动力来自外部环境的能量,加深学生对自发反应和非自发反应的认识。
李培桐(深圳市高级中学集团东校区)

暑假期间,我读了《核心素养下的化学单元整体教学设计》这本书,收获良多,现将我的读书心得分享如下:

一、转变教学观念,注重核心素养培养

在传统化学教学中,我们往往关注知识的传授,而忽视了学生核心素养的培养。该书让我意识到,教育的根本任务是立德树人,化学教学也不例外。

二、单元整体教学设计的理念与实践

书中详细阐述了单元整体教学设计的内涵、意义和实施策略。单元整体教学设计强调从整体上把握教学内容,关注知识之间的内在联系,使教学过程更加系统化、层次化。这种设计理念使我认识到,教学不仅仅是传授知识,更是引导学生构建知识体系、发展思维能力的过程。具体包括以下几个特点:1.整体性:单元整体教学设计要求从整体上审视教学内容,把握知识之间的联系,使教学目标更加明确。2.进阶性:根据学生的认知发展规律,设计由浅入深、由易到难的教学环节,使学生在循序渐进中掌握知识。3.包容性:关注学生的个体差异,设计不同层次的教学内容,满足不同学生的学习需求。4.多样性:运用多种教学方法和手段,激发学生的学习兴趣,提高教学效果。5.生本性:以学生为主体,关注学生的实际需求,使教学更具针对性。6.创造性:鼓励学生发挥想象,勇于创新,培养学生的创新能力。

三、教学案例分析与启示

书中提供了丰富的初高中化学教学案例,这些案例具有很强的实用性和指导性。通过分析这些案例,我得到了以下启示:

1.确立明确的教学目标:在教学设计过程中,首先要明确教学目标,使之符合核心素养的培养要求。

2.精心设计教学环节:围绕教学目标,设计有趣、有效的教学活动,引导学生主动参与、积极思考。

3.注重知识间的联系:在教学过程中,教师要有意识地揭示知识之间的联系,帮助学生构建知识体系。

4.重视实验探究:化学实验是培养学生核心素养的重要途径,教师要充分利用实验资源,提高学生的实践能力。

5.评价方式多元化:采用多元化的评价方式,全面、客观地评价学生的学习成果,关注学生的全面发展。
罗莉(深圳市龙华外国语高级中学)



《中学化学核心概念学科理解》这本书由邓峰和刘立雄主编,是一本针对中学化学教师和学生的教材参考书。作为一位教师,阅读这本书后,我有以下几点深刻的感受:

一、系统性与深度的结合这本书系统地梳理了中学化学的核心概念,从物质的组成、结构、性质到变化规律,每一个主题都进行了深入的探讨。书中不仅提供了化学理论的深入分析,还结合了实际教学案例,使得理论知识更加贴近教学实践。这种系统性与深度的结合,对于教师来说,是提升教学效果的重要参考。

二、理论与实践的桥梁书中的每个核心概念都配有相应的教学实践建议,这为教师将理论知识转化为教学实践提供了桥梁。这种理论与实践相结合的方式,有助于教师更好地理解学生在学习过程中可能遇到的困难,并设计出更有效的教学策略。

三、跨学段的教学视角书中对核心概念的进阶进行了跨学段的分析,这有助于教师理解学生在不同学习阶段的认知发展,从而更好地设计教学活动。这种跨学段的视角,对于教师来说,是一个宝贵的资源,它能够帮助教师在教学中实现知识的连贯性和深度。

四、学科理解的重要性书中强调了教师对化学知识及其思维方式和方法的深层次认识,这对于提升教师的专业素养至关重要。教师的学科理解直接影响到教学的质量和学生的学习效果。通过阅读这本书,我更加意识到了提升自身学科理解的必要性。

五、学习任务的启发性设计每章末尾设置的学习任务栏目,鼓励教师在阅读、练习及反思的过程中更好地把握核心概念之间的联系。这种设计不仅有助于教师自身的专业发展,也为学生提供了深入学习的机会。

六、教学实现的指导书中不仅讨论了核心概念的理解,还探讨了如何在教学中实现这些概念。这对于教师来说,是一个宝贵的资源。它不仅提供了教学内容的指导,还提供了教学方法和策略的指导。

总之,《中学化学核心概念学科理解》这本书为中学化学教师提供了一个全面、系统的化学核心概念框架。它不仅有助于教师提升自己的教学水平,同时也为学生提供了深入学习化学的机会。通过阅读这本书,我对化学教育有了新认识和启发,相信在今后的教学实践中,我能够更加得心应手地引导学生探索化学的奥秘。

孙一丹(深圳市高级中学创新高中)




暑期我阅读了《中学化学学科理解 疑难问题解析》这本书,本书分成四个主题,覆盖范围从必修到选择性必修,其中,选必2是相对陌生的一本教材,其中所涉及的问题非常典型,值得仔细研读。下面选取本人感受深刻的两个学科理解问题与大家分享。

一、什么是原子轨道?

关于原子轨道,教材是这样描述的:描述1:把电子出现的概率约为90%的空间圈出来,得到描述电子云形状的轮廓图,人们把电子云轮廓图叫做原子轨道。描述2:在含有多个核外电子的原子中,电子的能量往往是不同的,人们根据电子的能量差异和主要运动区域的不同,认为核外电子分别处于不同的电子层上。处于同一电子层的原子核外电子也可以在不同类型的原子轨道上运动(这里所说的原子轨道与宏观物体的运动轨迹不同,它是指量子力学描述电子在核外空间运动的主要区域)。

对原子轨道的理解,原子轨道用来描述电子在原子中的运动状态。电子的运动状态与三个方面的因素有关:第一,电子的运动区域离核的远近和电子能量高低,称为主量子数,符号为n; 第二,电子运动的主要区域在空间的角度分布,与电子云形状有关,称为角量子数,符号为l;第三,电子云在空间的不同取向,称为磁量子数,符号为m。常见的原子轨道描述有,1s轨道、2px轨道等。

原子轨道与电子云之间的关系,电子云指原子中电子在核外的几率密度图像。中学教材为了方便学生的理解,将电子云图或电子云轮廓图称为原子轨道。因此在教学中不必纠结概念,多关注原子轨道相关知识,这样才符合学情、课标。

二、为什么原子核外电子填充与失去顺序不同?

首先分析影响原子构造的因素,原子的构造是受“能量”和“对称性”两个基本原理支配。根据“能量原理”:核外电子尽可能的优先占据能量最低的轨道,以使整个原子体系保持尽可能低的能量。因此,单个电子在某个原子轨道上运动的能量是无法由实验测量的。

根据“对称性原理”:电子及其自旋状态的轨道分布尽可能地排布成具有相对最高对称性的组态形式,以使整个原子体系的电磁作用达到尽可能高的作用平衡。例如:泡利不相容原理、洪特规则等。在以上两规则限定的条件下,原子构造的电子组态对称性越高,原子体系的能量一般也就相应的越低,从而也就越有利于原子的稳定。

其次如何理解一些微粒在电子填充的时候先填4s轨道再填3d轨道,而失去电子的时候先失4s电子呢?电子先填4s轨道,主要是由于对称性的要求,而失电子时,则主要受能量最低原理的限制,所以优先失去4s电子。
吴迪(深圳科学高中)

这个暑假,我继续研读大学教材,努力增强化学理论储备,这次我选择了《物理化学(第六版)》(傅献彩、侯文华编)作为研读内容,受益匪浅。

此书分上下两册,共十四章,绪论部分强调物理化学主要任务包括三个方面:化学变化的方向和限度问题、化学反应的速率和机理问题、物质结构和性能的关系。这三个方面作为高中老师并不陌生,实际上这些观念在高中阶段都是重要的教学内容,学习此书可以深化自己对这些内容的认识,很有必要。

学习本书的过程中,我注意到一些之前没有留意的细节。比如,温度一定时,给定气体分子平均平动能或平均速率保持不变。这句话中的平均速率,根据总动能不变很容易狭隘地理解为均方根速率。实际上,温度一定时数学平均速率和最概然速率也保持不变,因为这两种速率和均方根速率的比值是一个常数,书里还详细写明了这个比值的推理过程,及三种平均速率的应用范围。此处还给出了分子速率分布公式和分布曲线,知识更加全面丰富,也进一步涉及了分子质量对速率分布的影响。详细公式推导和严格的公式应用范围的界定,相似概念的对比学习,让我的认识更加严谨科学。

学习本书的过程中,我了解到一些学科前沿发展趋势。如从平衡态热力学到近平衡态热力学再到非线性非平衡态热力学,从碰撞理论到过渡态理论到微观反应动力学,不仅让我了解到科学发展的方向,还让我认识到辅助这些发展的技术手段的进步。本书理论推导很强,但不局限于理论知识,也涉及不少应用,如介绍了生物能学、超导材料、混沌现象等知识。还有不少实际应用穿插在理论知识之中,如化学激光器就是受激辐射的应用,产生的激光又可以用于同位素分离、诱导化学反应的进行。这些内容都开阔了我的视野,并可以作为化学教学情景的素材。

学习本书的过程中,我更好地完善了自己的知识网络。比如,讲到拉乌尔定律和亨利定律时,首先以经验公式的形式介绍并说明其适用范围,之后基于此定义了理想液态混合物,探讨了理想液态混合物的一些性质,引出化学势的概念;再到非理想气体的修正应用,引入活度等概念。从经验到理论再到应用,逻辑清晰认识严谨,也让我更好地理清了不同公式、概念之间的关联。

总之,通过对此书的研读,让我对很多物理化学相关内容能够知其然也知其所以然,看到定性描述背后的定量规律,了解公式的来龙去脉,“要给别人一碗水自己就要有一桶水”,暑假的学习必定会让自己今后的教学工作更加顺利。

邱金陵(深圳外国语学校高中园弘知高中)

暑期我阅读了《学生管理中的影响策略》一书,该书涵盖了多个方面的内容,包括学生管理的认知策略、情绪策略、人际策略以及行为策略等。这些策略针对不同的学生管理情境提供了具体的指导方案和操作方法,使我在实际教学管理中受益匪浅。通过阅读,我不仅加深了对学生心理的理解,也学到了许多行之有效的管理技巧。

1.学生真正有效的改变源于其内在认知。作为教师常常会遇到所谓“教死不改”的学生,但实际上,真正有效的改变源于学生的内在认知和自我觉察。书中强调,转化学生的认知是学生改变的起点。通过引导学生反思他们的学习动机和目标,帮助他们在学习过程中找到自我认同感,可以有效促进学生的自主学习能力。比如,在化学教学中会利用化学实验的探究性质,激发学生的好奇心和求知欲,使他们由被动学习转变为主动学习。

2.引导学生情绪管理有利于其适应群体。书中“情绪心理法则及应用”对我而言是一个新的视角。情绪管理在学生管理中至关重要,因为学生的情绪状态直接影响他们的学习效果和课堂表现。书中提到,教师应当具备一定的情绪引导能力,能够帮助学生识别和管理自己的情绪。为了更好地运用这一策略,我打算在班级中引入“情绪记录卡”,让学生每天记录自己的情绪变化,并定期开展情绪分享会。这不仅可以帮助学生更好地了解自己的情绪状态,也可以培养他们对他人情绪的敏感度,从而在班级中形成一种互助、理解的良好氛围。

3.鼓励表扬更能激发学生的学习兴趣。强化理论强调通过奖励和惩罚来塑造学生的行为,但如何有效地运用这一策略则需要教师的智慧。书中建议,教师应当在学生表现出积极行为时及时给予正面反馈,这样可以强化学生的积极行为习惯。化学课堂上,无论对错,鼓励学生开口参与,作业关注学生完成认真程度并给予及时的表扬。这种正向激励不仅能促进学生参与课堂活动,认真做好课后巩固,还能增强他们的合作意识和集体荣誉感。

通过对《学生管理中的影响策略》一书的阅读和反思,我深刻体会到,教师不仅仅是知识的传授者,更是学生成长过程中的引导者和支持者。在未来的教学中,我将继续探索如何更好地将这些管理策略融入到日常教学中,帮助学生在学业上取得进步的同时,也能身心健康发展


供稿:田芳、钟晓欣、蓝炜钿、郭晓宇、李培桐、罗莉、孙一丹、吴迪、邱金陵

编排:蓝炜钿

内容审核:田芳

终审:申燕

申燕教科研专家工作室
高中化学教学与评价研究