浅谈建构主义观念的教学设计

摘 要：主要运用建构主义的学习理论，设计了教学案例――氧化还原反应，经过教学实践，达到了新课程改革的要求。

关键词：建构主义；氧化还原反应；教学设计

一、问题的提出

随着经济的快速发展和社会进步，我国的基础教育正在进行新的一轮改革，《普通高中化学课程标准》“课程目标”中明确提出：使高中生“经历化学物质及其变化进行探究的过程，进一步理解科学探究的意义，学习科学探究的基本方法，提高科学探究能力”。可见，新课程改革要求学生在高中化学的学习中，通过科学探究体验，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面都得到发展。

而在实际的教学中，教师重间接经验的传播，轻视或忽略了亲身体验所获得的经验。学生缺乏动手实践和探究的机会，分析解决问题和合作交流的能力得不到锻炼，学生动手操作能力和综合解决问题的能力差。长期的化学教育大多只注重对知识的传播，轻视能力的培养，学生以接受学习为主，对“讲、记、背、练”的方式习以为常，结果，学生虽学习了许多具体性的化学知识，做了大量的化学习题，但是在生活、工作中遇到和化学相关的问题却不会从化学的角度进行思维，表现不出受过化学教育的效果。

高一新生对原子结构和化学键的相关知识知道很少，所以，对大部分学生来说从电子转移的角度学习氧化还原反应的本质是个难点。另外，氧化还原反应相关概念多，关系深，逻辑性和辩证思维能力的要求较高，学生不容易理清概念间的关系。

二、建构主义的学习论

建构主义（constructivism）理论是由瑞士学者让・皮亚杰（J.Piagct）最早提出来的。建构主义学习理论认为：学习是有意义的社会协商，学习环境要由情境、协作、会话和意义建构四个要素构成。情境是意义建构的基本条件，师生、生生之间的协作与对话是意义建构的核心环节，意义建构则是学习的目的。建构主义提倡在教师指导下，以学习者为中心学习，要求学生在学习过程中从三个方面发挥主体作用：（1）用探索法、发现法去构建知识的意义。（2）在建构意义过程中，要主动地搜集，并分析有关的信息与资料，对所学习的知识要提出各种假设并努力地加以验证。（3）把当前学习内容所反映的事物，尽量和已知的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。

三、教学案例――氧化还原反应

（一）教材分析

氧化还原反应知识是中学化学知识系统的一条主线，它分段呈现、螺旋上升式地穿插在初高中化学不同的章节中。九年级《科学》中要求学生从得氧和失氧的角度分析反应。《必修一》要求：从电子转移和化合价的角度认识氧化还原反应，能指出氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物，以及氧化性和还原性的相对强弱，能表示出电子转移的方向和数目，能举例说明生产、生活中常见的氧化还原反应。《必修二》要求：举例说明化学能与电能的转化关系及其应用。认识原电池的原理，能正确书写电极反应式。《选修四》要求：了解原电池和电解池的工作原理，能写出电极和电池反应式，了解常见的化学电源的种类及工作原理，能解释金属发生电化学腐蚀的原因，认识金属腐蚀的危害，通过实验探究防止金属腐蚀的措施。

可见，氧化还原反应的相关概念在不同的化学教学阶段中，其呈现方式不一样，教学要求也不相同。在高中教学中，《必修一》的氧化还原反应知识的教学是整个高中化学教学的基础，也是中学化学教学的重点。与此同时，其概念关系较多，逻辑性和辩证思维能力的要求较高，一直是中学生化学学习的难点。为了攻克这一难点，我运用了建构主义的学习理论，设计如下的教学过程，并进行教学实践研究。

（二）教学案例：氧化还原反应

教学目标：

知识与技能：学生能用电子转移的角度认识氧化还原反应；初步掌握氧化还原反应、氧化剂、还原剂等概念。

过程与方法：通过概念分析、实验，培养学生的观察能力，能用氧化还原反应的观点解释一些实际问题。

情感态度价值观：通过小组对氧化还原反应的探讨，培养学生团结协作的意识，善于表达自我的情感。

教学环节：

1.教学意图：创设问题情境，明确要研究的问题

教师活动：在生产生活中，我们会不少的化学变化，如，钢铁的生锈、煤石油等的燃烧。

学生活动：倾听、思考。

课堂实况：学生的认识：（1）在潮湿的环境中，铁与氧气、水反应产生氧化铁。（2）碳或甲烷与氧气反应生成二氧化碳和水。

2.教学意图：联系已有知识，引出新知识。以旧带新，同时，引发个人认识

教师活动：请两位同学来谈谈对这几个反应的认识。

学生活动：联系已有的知识经验，说出旧概念。

课堂实况：学生A：铁变成了氧化铁，铁发生了氧化反应。学生B：CH4或C变成了CO2也发生了氧化反应。学生C：得到氧的反应为氧化反应；失去氧的反应是还原反应。这样的反应是氧化还原反应。

3.教学意图：引入新知识

教师活动：这些反应在元素化合价方面有什么样的共性？

学生活动：分析各个反应元素化合价的变化情况。

课堂实况：学生D：铁元素前后化合价发生改变。学生E：C元素化合价前后改变。氧化还原反应中必有元素化合价的改变。

4.教学意图：与旧概念产生冲突，引起学生的疑问

教师活动：从微观角度来说，化学反应实际上是原子间的重新组合，原子由什么组成？发生化学反应时与原子什么有关？氧化还原反应有怎样的微观本质呢？

学生活动：思考、交流、倾听。

课堂实况：学生F：原子由原子核和核外电子组成。原子核又由质子和中子组成。学生G：反应主要与最外层电子排布有关。学生H：反应中有可能的电子，也有可能失去电子。

5.教学意图：通过实验来进一步加深对概念的理解。教会学生科学的学习方法：先提出假设，然后用实验验证假设是否正确，实践是检验真理的唯一标准

（1）教师活动：几位同学谈了自己的看法，他们的说法对吗？我们通过实验来检验他们的观点，一起来做金属锌与稀盐酸的反应。先描述现象。

学生活动：学生跃跃欲试，想做实验验证，小组内进行分工，各成员讨论，然后达成共识，找出依据后进行交流，形成对该反应的微观层面的认识。

课堂实况：学生I：剧烈反应，生成无色气体，杯口有少量的白雾。学生G：烧杯壁微微发热，有刺激性气味气体产生。

（2）教师活动：通过现象来分析该反应的实质。

学生活动：学生各抒己见，互相交流，取长补短。

课堂实况：观点一：活泼金属与酸可以反应产生气体；观点二：发现金属的化合价升高，氢的化合价降低；观点三：锌排在金属活动顺序表氢之前，可以和酸反应。

（3）教师活动：将实验进行改进，进行演示实验。

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电流计的指针发生了偏转，说明了什么？通过这一宏观现象，说明了什么微观本质？从电流计的指针偏转的方向可以判断出什么？又知，电流的方向和电子移动的方向相反？又能得出什么结论？Zn与盐酸反应产物是氯化锌，锌的化合价升高了吗？由此可以得出什么？

学生活动：学生重点观察电流计的偏转，并如实记录现象：（1）电流计指针发生偏转；（2）但是碳棒上有气泡，而不是锌极上有气泡；（3）氢气在碳棒上产生。

课堂实况：学生的几种不同观点：（1）盐酸能导电；（2）电流计指针发生偏转，说明有电流通过整个电路；（3）电流的形成，其微观原因是电子的定向移动；（4）锌极是电子流出的一极，碳棒是电子流入的一极；（5）锌失去电子，盐酸中的氢离子得到电子；（6）氢离子和氯离子的移动使整个电路为通路。

6.教学意图：为学习氧化还原反应的本质打下基础。归纳、总结氧化还原反应的共同本质

教师活动：总结氧化还原反应、氧化剂、还原剂、氧化产物和还原产物的概念。

学生活动：经过思考、分析，得出结论。

课堂实况：Zn变为锌离子；化合价升高，被氧化；氢离子被还原变为氢原子，再变为氢气。

7.教学意图：应用与评价、深化、提高认识、反思评价

教师活动：利用氧化还原反应的概念对下列反应进行判断：Cl2+NaOH=NaCl+NaClO；谈谈一这节课的认识和感受。

学生活动：思考、总结。

课堂实况：合作愉快，认识了氧化还原反应；思路开阔，参与性增强。

经过实证研究，程度相当的两个班，一个班采用上述教学设计，另一个班为对照班，经过后测发现：对照班有20%、实验班有45%的学生能较为深刻理解氧化还原反应的实质。在后续另外的小测验中，两个班成绩存在较大差异，同时实验班学生学习化学的热情明显高涨，化学课上敢于发言，主动积极地参与课堂，课堂气氛更热烈。而对照班的课堂气氛明显没有实验班活跃。

综上所述，在进行化学概念教学时，尤其是引入一个新概念的时候，教师要创设情境，使学生对现有的概念产生疑惑，并且教师要引导学生理解新概念的合理性、发展性。在这样的基础上，学生才有可能放弃已有的旧概念，接受新概念。

总之，建构主义理论为优化教学设计提出了根本性的指导，以发展意义为先，训练为后。以学生为中心，教师为主导，体现了新课程改革的基本思想，学生对概念的理解更为深刻，其学习热情、思维品质、解决问题的能力也有显著的提高。

参考文献：

田芳.基于建构主义学习理论的化学教学设计：以“化学反应中的能量变化”为例[J].教育教学论坛，2013（13）.