任务驱动式教学方法在物理化学教学中的应用

作者:张婷 时间:2020-10-10 点击数:

任务驱动式教学法是在人本主义和建构主义的基础上建立起来的一种教学模式。建构主义认为学生是学习主体的主动建构者,教师是学生学习主体建构中的帮助者、支持者和促进者,建构主义在重视教师指导作用的同时,更加强调学生的主体性。任务驱动式教学法中融合了“做中学”的教育理念,使学生勤于动手、乐于探究、善于实践。将任务驱动式教学法应用到理论性强的物理化学的教学中是一种大胆的尝试。设计教学任务,使其具有趣味性、真实性、综合性及可操作性,前人较少探索,文献鲜有提及。任务设计成为了物理化学教学工作者的研究新对象。

在任务设计时,应创建适合教学的情境,提供新旧知识之间的联系线索,根据教学内容结合大、小主题设计符合教学需求的大、小任务。物理化学概念繁琐、公式复杂,刚接触时学生往往觉得既陌生又神秘,此时设计个文献搜集的小任务能迅速拉近学生与课程之间的距离。主题分别为:1.物理化学发展简史或物理化学科学家简介。2.物理化学最新研究动态。学生通过自主选择文献、阅读文献,标记从中获取的有利信息及小组讨论,完成任务。提交作业时学生应提供文献选择的缘由、文中已解决及待解决的问题、小组讨论的结果。班级任务结束后由教师组织任务汇报、班级讨论、教师答疑、班级评价及教师评价。

该任务设计目的之一,在于使学生了解学科的发展。傅鹰教授曾说过,一门科学的历史是它最宝贵的部分,科学给予我们知识,而历史带给我们智慧。学习物理化学的发展历史,能使学生了解科学家们历经的挫折,了解物理化学发展的长期性和艰巨性,了解该学科问题的提出、分析、解决的方案。目前高校使用的《物理化学》教材,多数忽略了这些公式、定律背后的故事。设计并完成该任务,例如:探询迈耶、焦耳、开尔文的故事,能使学生明白热力学第二定律字里行间的艰辛。通晓热质说及反对热质说的科学家们,能培养学生的批判精神。阅览弗里兹·哈伯的简历,能让学生站在客观角度上明白物理化学在军事战略中的重要性。知悉1600年Gillbert发现的“electric”行为;1791年加伐尼发表的《论肌肉运动中的电力》;1799年伏特的第一个化学电源;1807年戴维的电解实验;1833年法拉第的著名定律;20世纪40年代的电极反应动力学,及今天的电化学传感器等这些文献材料,能帮助学生激发学习电化学的兴趣和主动性。

  在此,笔者推荐一些好的期刊及微信号帮助学生走进物理化学,揭开它的神秘面纱。期刊有:《物理化学学报》、《中国科学》、《化学教育》、《化学物理学报》、《化学学报》、《催化学报》等。微信号为:“中科院物理所”、“环球科学Scientific American”、“美容大王和化学家”等。

现行《物理化学》教材后的习题多为计算大题由教师编写,基本是站在物理化学工作者的角度进行选题,对于刚接触物理化学的学生而言难度较大,容易出现课上知识点易接受,课后习题难消化的现象。因此,设计“自建习题数据库”的任务,能帮助学生从简单的习题入手,由浅入深,由易到难、循环渐进的完成物理化学课后习题,为解决生活、生产、科研中的实际问题做足准备。  

教师在进行本章教学时分配任务,学生四人一组,课后通过习题册、高校学习网站、网络习题库筛选30个组内成员均能理解、分析、解答的习题,题目形式不定。若选题时有分歧,可以通过比较、讨论、讲解至4人达成共识。本章结束后由教师开展习题课,将不同组学生的习题交换,进行班内讨论、审核。讨论过程中,教师应及时指导并解答学生提出的疑问,帮助学生完成本章习题库的构建。课程结束后,整理、修改并整合学生自选习题,建立学生的物理化学习题库,所得成果可以帮助下一年级在刚接触物理化学时借鉴、使用。这个方法已经应用到了我校多个年级的高分子材料、生物工程专业的物理化学教学中。应用时学生的学习兴趣、主动性、课堂关注度都明显提高,课下提问也逐渐增多。学生开始关心:为什么喝啤酒时用带油的竹筷可以快速除去啤酒泡沫?为什么饼干久置会不脆,衣柜里放置 “衣都爽”能防潮?为什么冰刀鞋的刀刃要开刀,自然界中,水滴和小气泡都是球型的?物理化学的学习气氛明显转好,学生的成绩也得到了显著的提高。Candlin曾在1987年提出,任务教学法的原则是要以学生为中心,强调学生的差异性与相互独立性。自建物理化学习题库,就是以学生为中心,改变原来传统的作业统一化模式,针对不同基础的学生,允许他们根据自己的情况、兴趣选择完成不同类型的习题,这种做法能增强学生学习的信心,也是该任务设计的目的。

物理化学始终是一门理论联系实际的科学,实践及动手能力的培养,是物理化学教学的基本要求。该课程包含了部分实验,但这些实验远离学生生活,使学生觉得有距离感,对实验产生抗拒情绪,实验的开展未能达到预期目的。此时可设计一系列与生活相关的趣味小实验,来提高学生学习的兴趣,增加学生思考、动手的欲望,通过任务带领学生走进物理化学的世界,减小学生对实验的畏难情绪。教学过程中,组织学生结合专业知识,制作肥皂、卸妆膏、口红、香水、驱蚊水等日常生活中使用的生活用品。这样的实验设计还有很多,例如:在牛奶中滴加几种不同颜色的颜料,随后滴加一滴洗洁精让其观察现象。用铜片、锌片、电线、用电器及酸性多汁的水果,如:柠檬、柑橘等制作水果电池。挤压矿泉水瓶,让学生观察现象等。

任务驱动式教学模式与传统的教学方法相比较,具有明显的优势。在物理化学的教学中采用任务驱动式教学的方法,使得课堂具有了任务成为主线、学生成为主体、教师成为主导的特征。教师从传统的知识点讲授者演变为了核心任务的设计者、任务情景的创造者、学生学习的帮助者、课堂教学的管理者、任务客观的评价者,学生从传统的倾听者变为了任务的尝试者、完成者。任务驱动式教学法的实施激发了学生的强烈好奇心,这股力量驱使学生主动探索、发现、分析、解决问题,在完成任务的同时提出新的疑问、自主寻求解决方案,增强了学生的动手能力及自主学习能力,学会以批判性的精神对待外界信息,通过努力建立了属于自己的物理化学知识体系。

任务驱动式教学方法在我院物理化学教学中的教学改革已经进行了一段时间,也取得了一定的成绩,完成了院级教学改革1项,发表了教研核心期刊2篇,将此方法应用到课堂教学中,增加了学生的学习兴趣,同时也提高了教师自身的授课能力,在去年11月参加湖北工业大学第十五届青年教师授课竞赛时,获得了三等奖。

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