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      復(fù)習(xí)課問題思維容量對高二學(xué)優(yōu)生有機合成路線設(shè)計表現(xiàn)的影響

      2019-06-21 02:36許文學(xué)
      化學(xué)教學(xué) 2019年1期
      關(guān)鍵詞:復(fù)習(xí)課

      許文學(xué)

      摘要: 以廣州市某重點中學(xué)高二級學(xué)優(yōu)生和“有機合成的復(fù)習(xí)”課例為例,探討學(xué)生完成不同思維容量問題后的有機合成路線設(shè)計表現(xiàn)。結(jié)果顯示,大思維容量的問題有助于學(xué)生顯著提高有機合成路線設(shè)計基礎(chǔ)能力;不同思維容量的問題均有助于學(xué)生顯著提高有機合成路線設(shè)計高階能力,但對學(xué)生有機合成路線設(shè)計能力發(fā)展的影響差異不顯著。嘗試從學(xué)習(xí)樣例、學(xué)優(yōu)生的認(rèn)知過程、知識結(jié)構(gòu)等角度分析原因,并對學(xué)優(yōu)生復(fù)習(xí)課問題的設(shè)計提供教學(xué)建議。

      關(guān)鍵詞: 學(xué)優(yōu)生; 問題思維容量; 有機合成; 復(fù)習(xí)課

      文章編號: 10056629(2019)1001706 ? ? ?中圖分類號: G633.8 ? ? ?文獻標(biāo)識碼: B

      1 問題的提出

      復(fù)習(xí)課具有促進學(xué)生建立知識的內(nèi)部聯(lián)系,鞏固和提高問題解決能力的教學(xué)目的。與新授課相比,教師在復(fù)習(xí)課設(shè)置的以解決問題為代表的學(xué)習(xí)任務(wù),應(yīng)該更具綜合性、思考性和挑戰(zhàn)性,并且成為學(xué)生了解如何綜合解決問題的樣例。教師選用不同思維容量的問題會對學(xué)生的課堂教學(xué)參與程度、復(fù)習(xí)效果,以及后續(xù)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)和發(fā)展產(chǎn)生不同影響。

      有機合成是高中化學(xué)選修模塊課程“有機化學(xué)基礎(chǔ)”的核心學(xué)習(xí)內(nèi)容,是學(xué)生圍繞有機物各類官能團性質(zhì),應(yīng)用高階思維的綜合性問題解決。高考中設(shè)計合成路線是實現(xiàn)獨立思考能力考查的重要方式,其基本思路是要求學(xué)生獨立地獲取試題中提供的陌生反應(yīng)信息,將已學(xué)過的知識內(nèi)容進行整合,形成相對完整的有機反應(yīng)的知識體系,進而設(shè)計有機合成路線[1]。在有機合成復(fù)習(xí)課方面,中學(xué)化學(xué)教師為高考一輪復(fù)習(xí)課提出有啟發(fā)性的教學(xué)設(shè)計,如通過小思維容量的合成任務(wù)復(fù)習(xí)官能團引入與轉(zhuǎn)化方法,幫助學(xué)生構(gòu)建鹵代烴、醇、酚、醛、羧酸、酯等典型代表物之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系;通過循序漸進地增加思維容量的合成任務(wù)鞏固逆合成分析法的思維模型,發(fā)展學(xué)生接受、吸收、整合化學(xué)信息的能力[2,3],該教學(xué)設(shè)計思路普遍為廣大教師接受與使用。

      面對學(xué)優(yōu)生,與常見的從小思維容量過渡到大思維容量的問題設(shè)置相比,能否在復(fù)習(xí)課直接選用大思維容量的問題?公開報道可參考的教學(xué)案例較少。而且,教師在復(fù)習(xí)課上向?qū)W生提供不同思維容量的問題,對這一教學(xué)主題的討論極有意義卻也鮮有具體結(jié)論。本研究以此為題,通過廣州市某重點中學(xué)舉辦的同課異構(gòu)教研活動,進行初步的試探性研究。

      2 研究設(shè)計

      2.1 研究參與者

      廣州市某重點中學(xué)甲老師和另一重點中學(xué)乙老師是本研究的授課教師,均為有豐富高中化學(xué)課程循環(huán)教學(xué)經(jīng)驗的高級教師。廣州市某重點中學(xué)高二年級2個班95名學(xué)生參與本研究。該中學(xué)具有廣州市優(yōu)質(zhì)高中生源,學(xué)生具有良好化學(xué)學(xué)業(yè)水平和思維能力。在兩個班中,隨機選取一個班由甲老師任教(簡稱甲班,46人),另一個班由乙老師任教(簡稱乙班,49人)。在教學(xué)干預(yù)前,學(xué)生已經(jīng)系統(tǒng)學(xué)習(xí)人教版高中化學(xué)選修5模塊《有機化學(xué)基礎(chǔ)》教科書,初步認(rèn)識有機合成路線設(shè)計的基本方法。

      2.2 研究工具

      從常規(guī)教學(xué)要求看,筆者認(rèn)為選修5模塊要求學(xué)生具備的有機合成路線設(shè)計能力可以分為2個層次?;A(chǔ)能力(代號A)是根據(jù)教科書已學(xué)知識設(shè)計出簡單的有機合成路線,例如人教版教科書的樣例要求學(xué)生從乙烯出發(fā)合成草酸二乙酯。高階能力(代號B)是根據(jù)提供的有機合成路線或陌生反應(yīng)信息,遷移設(shè)計出較復(fù)雜的合成其他目標(biāo)化合物的有機合成路線。

      本研究使用自編的2份有機合成試題作為研究工具。它們均包括3大題,命題素材不同但設(shè)問方式相同,試題預(yù)估難度相近,總分均是32分,作為教學(xué)干預(yù)前測和后測試題,前后測各使用其中一套。第一、二大題是題組A,共10小題,24分,對應(yīng)有機合成能力A的要求,考查學(xué)生書寫教科書中有機物常見官能團性質(zhì)的化學(xué)方程式,以及設(shè)計簡單的有機合成路線。第三題是題組B,共2小題,8分,對應(yīng)能力B的要求。問題將官能團的陌生性質(zhì)以新的化學(xué)方程式呈現(xiàn)或隱含在一個有機合成路線圖中,考查學(xué)生尋找出有用信息和為其他目標(biāo)化合物設(shè)計較復(fù)雜有機合成路線。學(xué)生在試題和各題組的得分代表學(xué)生在相關(guān)問題解決和能力的表現(xiàn)。

      2份有機合成試題由多位中學(xué)化學(xué)高級教師根據(jù)選修5模塊教學(xué)要求、有機合成能力要求命制,均有一定的內(nèi)容效度,并且經(jīng)其他中學(xué)化學(xué)高級教師審查和修改,有一定的專家效度。試題的Cronbach α系數(shù)均在0.6以上,有可接受的信度。

      2.3 研究流程

      甲老師和乙老師以期末復(fù)習(xí)課“有機合成的復(fù)習(xí)”作為教學(xué)主題,分別獨立備課。某重點中學(xué)高二年級2個普通班學(xué)生完成高中化學(xué)課程選修5模塊新課教學(xué)和單元測驗講評后,再經(jīng)歷前測(星期一)、復(fù)習(xí)課同課異構(gòu)教學(xué)實踐(一節(jié)課)(星期五)、后測(下周星期一)的教研過程。前、后測均為30分鐘。前測后,教師回收測試問卷,不對學(xué)生講評試題。后測后,教師統(tǒng)一批改測試答卷。使用SPSS 18.0軟件處理測試數(shù)據(jù)。

      3 教學(xué)設(shè)計和過程

      3.1 教學(xué)目標(biāo)

      本研究的課例“有機合成的復(fù)習(xí)”是高二年級學(xué)生學(xué)完高中化學(xué)選修5模塊課程的期末復(fù)習(xí)課。因此,本節(jié)課的教學(xué)目標(biāo)確定為: (1)進一步掌握有機物常見官能團的引入與轉(zhuǎn)化、碳骨架的構(gòu)建方法;(2)進一步掌握逆合成分析法和正向合成分析法,形成解決有機合成問題的一般思路和策略;(3)初步掌握在設(shè)計合成路線時應(yīng)用陌生反應(yīng)信息的方法。

      3.2 問題選用思路

      如何選擇一系列有一定思維容量且有梯度的問題,以便串聯(lián)起有機合成路線設(shè)計的分析思路是本課例教學(xué)設(shè)計的關(guān)鍵。問題的思維容量可以從原料與目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)差異性、合成過程中調(diào)用的官能團知識(官能團數(shù)量和反應(yīng)類型,是否為中學(xué)階段熟悉的反應(yīng))、合成路線是否存在分支、合成步驟的數(shù)量、是否需要官能團保護、是否涉及教材外的反應(yīng)信息及其數(shù)量等角度來衡量。

      甲老師選用大思維容量的問題(見表1),對學(xué)生的有機合成能力有較高要求。在這些問題中,目標(biāo)化合物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而且與原料有較大的結(jié)構(gòu)差異性。學(xué)生自始至終需要調(diào)用陌生反應(yīng)信息,通過學(xué)習(xí)陌生官能團性質(zhì),通過至少5~7個陌生合成步驟才能合成出目標(biāo)化合物,而且在合成過程中,需要考慮: (1)問題補充的反應(yīng)信息對路線設(shè)計的價值和使用階段;(2)合成路線有先分支再匯總的情況;(3)不同官能團合成的先后順序和保護情況。

      乙老師選用循序漸進的、由小思維容量過渡到大思維容量的問題(見表2),對學(xué)生的有機合成能力要求由低到高。在這些問題中,對于結(jié)構(gòu)簡單的目標(biāo)化合物,學(xué)生只需調(diào)用常見的官能團性質(zhì)與反應(yīng)類型即可解決,雖然部分合成任務(wù)反應(yīng)步驟多,但不需要借助教材外反應(yīng)信息,不需要考慮合成路線存在分支的情況,以及不同官能團合成的先后順序和保護情況。對于結(jié)構(gòu)復(fù)雜的目標(biāo)化合物,學(xué)生需要調(diào)用陌生反應(yīng)信息以完成合成路線設(shè)計。

      3.3 甲老師的教學(xué)

      甲老師的教學(xué)思路是以生活中常見藥物的合成為主線,設(shè)計撲熱息痛、阿司匹林緩釋片、菠蘿酯的合成路線等3個問題。整節(jié)課有4個教學(xué)環(huán)節(jié),教學(xué)環(huán)節(jié)一至三就是學(xué)生分別完成1個問題。

      在教學(xué)環(huán)節(jié)一中,學(xué)生以苯酚為主要原料,根據(jù)提供的信息獨立設(shè)計出撲熱息痛(

      )的合成路線。甲老師點評學(xué)生的作答情況,并藉此回顧逆合成分析法的思維模型“認(rèn)目標(biāo)(目標(biāo)化合物)——巧切斷、再切斷(中間體)——得原料(主要原料)——得路線”。在教學(xué)環(huán)節(jié)二中,學(xué)生根據(jù)環(huán)節(jié)一總結(jié)的逆合成分析思維模型與提供的信息獨立設(shè)計出阿司匹林緩釋片(

      )的合成路線。甲老師點評學(xué)生的作答情況,進一步引導(dǎo)學(xué)生思考有機物分子結(jié)構(gòu)切割的位置和技巧,并且通過介紹阿司匹林緩釋片的合成歷史,幫助學(xué)生建立正確的價值觀。在教學(xué)環(huán)節(jié)三中,學(xué)生根據(jù)提供的信息獨立設(shè)計出菠蘿酯(

      )的合成路線。甲老師點評學(xué)生的作答情況,進一步引導(dǎo)學(xué)生思考不同碳鏈切割方式帶來的中間體結(jié)構(gòu)差異以及合成路線設(shè)計的差異。在教學(xué)環(huán)節(jié)四中,甲老師從基礎(chǔ)、方法、關(guān)鍵和工具4個角度總結(jié)有機合成路線設(shè)計的思維模型。

      學(xué)生面對大思維容量的問題,因難以直接調(diào)用已學(xué)官能團性質(zhì)解決問題,難度陡然上升,故紛紛陷入沉思。教師引導(dǎo)學(xué)生琢磨題目提供的陌生反應(yīng)信息,思考信息背后的反應(yīng)原理,通過小組討論、生生互動、師生互動,順利設(shè)計合成路線。該教學(xué)過程較好地發(fā)展了學(xué)生的接受、吸收、整合陌生反應(yīng)信息的能力。

      3.4 乙老師的教學(xué)

      乙老師的教學(xué)思路是以生活中常見塑料的合成為主線,設(shè)計聚乙烯、聚氯乙烯、聚乳酸、聚丙烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、菠蘿酯的合成路線等6個問題,整節(jié)課有4個教學(xué)環(huán)節(jié)。

      教學(xué)環(huán)節(jié)一以“認(rèn)識常見塑料成分”的學(xué)習(xí)任務(wù)激活學(xué)生舊知。學(xué)生書寫聚乙烯等5種聚合物的單體,乙老師結(jié)合各種單體中的官能團,幫助學(xué)生建構(gòu)有機物常見官能團性質(zhì)的知識網(wǎng)絡(luò)。教學(xué)環(huán)節(jié)二以“玉米合成塑料杯”的學(xué)習(xí)任務(wù)串聯(lián)多個問題的解決。學(xué)生以玉米(淀粉)為主要原料,設(shè)計聚乙烯等5種聚合物的合成路線。乙老師點評學(xué)生的作答情況,進一步引導(dǎo)學(xué)生建立有機合成的一般思路與策略,并且引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)綠色合成原則評價有機合成路線的合理性。在教學(xué)環(huán)節(jié)三中,學(xué)生根據(jù)提供的信息獨立設(shè)計出菠蘿酯的合成路線。乙老師點評學(xué)生的作答情況,進一步引導(dǎo)學(xué)生理解逆合成分析法與陌生反應(yīng)信息的應(yīng)用。

      學(xué)生面對從小思維容量過渡到大思維容量的問題,可以調(diào)用已學(xué)官能團性質(zhì)較順利地完成教學(xué)環(huán)節(jié)一、二的合成任務(wù),該教學(xué)過程較好地構(gòu)建官能團轉(zhuǎn)換的知識網(wǎng)絡(luò),讓學(xué)生再次熟悉逆合成分析法的思維過程。在面對復(fù)雜的教學(xué)環(huán)節(jié)三的合成任務(wù),甲班學(xué)生的課堂學(xué)習(xí)經(jīng)歷使其聚焦分析陌生信息用途,乙班聚焦于官能團性質(zhì)與逆合成分析思路,兩個班學(xué)生都能在教師指導(dǎo)下完成合成任務(wù)。

      4 研究結(jié)果與討論

      如表3所示,甲班學(xué)生在前測題組A的答對率僅是0.73,這表示學(xué)生具有一般的官能團轉(zhuǎn)化知識和有機合成路線設(shè)計基礎(chǔ)能力。乙班的答對率是0.79,這表示學(xué)生具有較好的基礎(chǔ)知識和能力。2個班學(xué)生在題組B的答對率均是0.58,這表示學(xué)生尚欠缺從有機合成路線圖挖掘官能團的陌生性質(zhì),并且遷移使用解決新的有機合成問題的能力。

      教學(xué)實踐之后,2個班學(xué)生在后測題組A的答對率均是0.81,較前測有所提高。成對樣本t檢驗顯示,甲班的前、后測成績存在顯著差異(t甲班=-3.229, p=0.002<0.01),效應(yīng)量Cohens d=0.49>0.2,具有小的效果,乙班的差異不顯著(t乙班=-0.544, p=0.589>0.05)。這表示學(xué)生的官能團轉(zhuǎn)化知識和有機合成路線設(shè)計基礎(chǔ)能力均有所提高,而且甲班的進步幅度大于乙班。

      兩個班學(xué)生在題組B的答對率達到0.87左右,較前測有大幅度提高。成對樣本t檢驗顯示,每個班的前、后測成績均存在顯著差異(t甲班=-4.569, p<0.001; t乙班=-4.968, p<0.001)。甲班的效應(yīng)量Cohens d=0.85>0.8,具有大的效果,乙班的效應(yīng)量Cohens d=0.92>0.8,具有大的效果。這表示學(xué)生已經(jīng)具有較強的從有機合成路線圖挖掘官能團的陌生性質(zhì),并且遷移使用解決新的有機合成問題的能力,而且乙班的進步幅度略大于甲班。

      面對學(xué)優(yōu)生,成對樣本t檢驗顯示大思維容量的問題有助于學(xué)生顯著提高有機合成路線設(shè)計基礎(chǔ)能力,不同思維容量的問題均有助于學(xué)生顯著提高有機合成路線設(shè)計高階能力;但獨立樣本t檢驗顯示這兩類問題對學(xué)生有機合成路線設(shè)計能力發(fā)展的影響差異不顯著。

      由該結(jié)果可知,教師選用大思維容量問題的教學(xué)實踐能夠取得成效,并不會對學(xué)優(yōu)生的復(fù)習(xí)產(chǎn)生阻礙,反而在學(xué)生問題解決能力培養(yǎng)上起到較好的作用。教師可以在復(fù)習(xí)課直接選用大思維容量的問題。為什么教師在教學(xué)中使用大思維容量的問題也會對學(xué)生的學(xué)習(xí)產(chǎn)生一定效果呢?將教師選用的問題視為樣例,從有機合成路線設(shè)計的思維過程和樣例的角度考慮,可以作出如下解釋。

      學(xué)生對樣例的學(xué)習(xí)和建立個人的成功樣例均會影響著對相關(guān)問題的表征[4]。問題表征就是要考慮問題的起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài),以及問題解決的可能操作及其限制,而且啟動問題解決的過程。人們在設(shè)計有機合成路線時,要同時考慮主要原料(問題的起始狀態(tài))、目標(biāo)化合物(問題的目標(biāo)狀態(tài))、主要原料和目標(biāo)化合物在結(jié)構(gòu)的顯著差異(問題的起始狀態(tài)和目標(biāo)狀態(tài)之間的差異)、可切割得到的各種中間體(可建立的各種子目標(biāo))、可使用的有機化學(xué)反應(yīng)(可能的相應(yīng)操作)及其原因(可能操作與各種問題狀態(tài)的關(guān)系)。因此,學(xué)生在有機合成樣例的學(xué)習(xí)影響著他后續(xù)的問題解決過程和結(jié)果。

      在本研究中,與乙老師選用僅限于有機物單一官能團有序轉(zhuǎn)化的樣例相比,甲老師選用的樣例涉及有機物多個官能團的有序轉(zhuǎn)化,提供更復(fù)雜的思考任務(wù)和更廣闊的思維空間。為解決這些問題,甲班學(xué)生需要更深入地考慮主要原料、中間體和目標(biāo)化合物在結(jié)構(gòu)上的聯(lián)系,尤其是多個官能團的反應(yīng)順序、多個中間體的拼接方法和順序。因此,學(xué)生迫使尋找更多的問題線索,檢索、比較和調(diào)用更多的基礎(chǔ)知識。這樣較高強度的思維訓(xùn)練有助于學(xué)生更熟悉官能團轉(zhuǎn)化知識和提高有機合成路線設(shè)計基礎(chǔ)能力,在后測題組A獲得更良好成績,并且較使用小思維容量樣例的乙班有更大幅度的進步。大思維容量的樣例客觀地起到促進學(xué)生基礎(chǔ)知識和能力的學(xué)習(xí)效果。

      其次,甲班學(xué)生通過親身參與解決較復(fù)雜的有機合成路線設(shè)計問題,觀察和思考教師提供的逐步推進的典型樣例,均有助于學(xué)習(xí)有參考價值的樣例,從而加深理解如何使用基礎(chǔ)知識和陌生反應(yīng)信息解決較復(fù)雜的有機合成問題,進一步掌握有機合成路線設(shè)計的規(guī)則和方法,形成連貫的有機合成路線設(shè)計程序化知識。學(xué)生在后測取得的良好表現(xiàn)可以反映教師使用大思維容量的樣例的教學(xué)有效性。

      從信息加工的角度來看,學(xué)優(yōu)生在認(rèn)知加工速度、工作記憶能力、問題表征與解題策略、元認(rèn)知方面均存在優(yōu)勢[5]。認(rèn)知加工速度的優(yōu)勢,可使學(xué)生在既定的時間內(nèi)獲得或加工更多信息;工作記憶能力上的優(yōu)勢可使學(xué)生在課堂學(xué)習(xí)活動中,一邊存儲信息,一邊對已存儲的材料進行心理操作,流暢地獲得知識;問題表征的優(yōu)勢,可使學(xué)生有較高的圖式水平,有較好的理解問題中復(fù)雜關(guān)系的能力[6],會較多地使用問題模型策略[7]。元認(rèn)知上的優(yōu)勢,可使學(xué)生在問題解決的初始階段,目標(biāo)定向與計劃技巧可以阻止學(xué)生采用試誤法這種低水平策略,可通過確定當(dāng)前已知信息和所需信息的方式使他們有策略地利用先前知識。

      從知識結(jié)構(gòu)角度來看,學(xué)優(yōu)生具有知識數(shù)量及組織結(jié)構(gòu)優(yōu)勢,能關(guān)注問題解決相關(guān)的原理與方法,關(guān)注問題間的相互關(guān)系;學(xué)優(yōu)生具有知識提取有效性的優(yōu)勢,由于以問題模式為提取線索,他們會對問題中一些關(guān)鍵信息更為敏感,可以迅速被問題情境激活;學(xué)優(yōu)生具有知識運用的自動化水平、靈活性上的優(yōu)勢,對于常規(guī)問題,學(xué)優(yōu)生可以通過自動提取記憶中的相關(guān)策略自動化解決,而一般學(xué)生則需要通過緩慢推導(dǎo)過程一步一步解決[8]。

      通過上述分析可知,學(xué)優(yōu)生在問題解決的優(yōu)秀表現(xiàn)根源于認(rèn)知過程基礎(chǔ)上知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢。學(xué)優(yōu)生具有完整的有機物相互轉(zhuǎn)化的知識網(wǎng)絡(luò),熟悉各常見官能團的性質(zhì)與反應(yīng)類型,熟悉一般物質(zhì)的正逆合成分析思路。當(dāng)學(xué)優(yōu)生遇到大思維容量問題時,扎實的學(xué)科知識結(jié)構(gòu)可以顯著降低認(rèn)知負(fù)荷水平,減少認(rèn)知資源的占用,可將空出的認(rèn)知資源用于加工問題解決的難點部分[9]。因此,當(dāng)學(xué)優(yōu)生面對大量陌生信息時,會檢索、比較和調(diào)用更多的基礎(chǔ)知識,思維會聚焦于陌生信息的接受、吸收與整合,會積極使用有機合成的分析思維模型解決問題,這種思維過程顯著提高有機合成路線設(shè)計基礎(chǔ)能力與高階能力。同時,甲教師提供的自主性的、令人愉悅的課堂氛圍,讓學(xué)生在充分的個體和小組討論中完成學(xué)習(xí)任務(wù),師生互動良好,促進其認(rèn)知發(fā)展,產(chǎn)生顯著的學(xué)習(xí)效果。

      5 教學(xué)建議

      學(xué)優(yōu)生具有認(rèn)知過程與知識結(jié)構(gòu)的優(yōu)勢,基于認(rèn)知負(fù)荷理論,基于本研究的結(jié)果,這啟發(fā)我們在學(xué)優(yōu)生的復(fù)習(xí)課中,可以設(shè)計高思維容量的問題。筆者認(rèn)為設(shè)計問題時要深入了解學(xué)生當(dāng)前知識結(jié)構(gòu)的特點,分別從知識組織、提取及靈活性方面對其進行評估,從以下角度進行設(shè)計:

      (1) 提高問題的綜合性。如甲教師的問題涉及多個官能團知識、多種反應(yīng)類型,還要考慮官能團保護與反應(yīng)順序,該設(shè)計提高由問題本身復(fù)雜性造成的原生認(rèn)知負(fù)荷,可提高學(xué)優(yōu)生知識結(jié)構(gòu)的靈活性。

      (2) 提高問題的真實性。通過在不同的真實情境中反復(fù)使用同一知識解決問題,可使學(xué)生將知識與多種問題情境相結(jié)合,增加知識結(jié)構(gòu)的適應(yīng)性,同時真實的問題情境可以提高學(xué)習(xí)的興趣。如乙教師設(shè)計的由玉米合成不同的塑料,在不同的真實情境中反復(fù)使用加聚、縮聚反應(yīng),對學(xué)生熟悉聚合物的合成大有幫助。

      (3) 提高問題的探究性。學(xué)優(yōu)生的知識基礎(chǔ)比較扎實,傳統(tǒng)的樣例學(xué)習(xí)對他們挑戰(zhàn)性不大,只有獨立探究學(xué)習(xí)才能產(chǎn)生更有效的認(rèn)知負(fù)荷。如甲乙老師都選擇的合成菠蘿酯的樣例,問題提供的信息與目標(biāo)化合物聯(lián)系需要深度挖掘,兩位教師設(shè)計的自主探索、小組討論環(huán)節(jié),都是對學(xué)生知識結(jié)構(gòu)的進一步優(yōu)化和提高。

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