基于迷思概念的中学化学教学定格动画开发
这是一篇关于初中化学,迷思概念,定格动画,质量守恒定律,四段式诊断测验的论文, 主要内容为迷思概念是国际科学教育研究的一大热点。化学作为科学的一个分支,是一门在原子、分子层面上研究物质的学科。化学学科微观抽象,理论性强,初中生在学习时会产生较多迷思概念。教师通常会借助多媒体动画辅助教学,由于缺乏自主设计动画的技术,教师常常会在网络上搜索现成的资源。但网络上的教学动画资源质量参差不齐,缺乏针对性,无法达到概念转变的目的。鉴于此,研究以初中化学中的典型内容为例,通过四段式诊断测验探查学生存在的迷思概念,针对诊断结果进行定格动画的设计与开发,并以初二学生为对象进行应用,验证迷思概念转变效果。研究首先在文献综述的基础上,结合初中化学学科特点,设计开发了《初中化学教学动画使用情况以及迷思概念情况调查问卷》《“质量守恒定律”四段式诊断试题》《“质量守恒定律”定格动画质量评价教师访谈提纲》《“质量守恒定律”定格动画学生评价问卷》,并检验了信度和效度,确保研究工具的质量。研究使用《初中化学教学动画使用情况以及迷思概念情况调查问卷》了解教师在化学教学中动画的使用情况与使用时存在的问题以及化学学习中学生的迷思概念,利用NVivo质性分析软件进行数据分析,筛选出8个适合用定格动画转变迷思概念的教学主题,最终确定以“质量守恒定律”为内容进行定格动画的开发。研究以浙江师范大学附属杭州笕桥实验中学125位八年级学生为对象,使用《“质量守恒定律”四段式诊断试题》探查迷思概念,共诊断出10个真性迷思概念,同时也将其作为前测。接着,遵循定格动画的制作流程,从收集信息(包括正确理解概念和诊断迷思概念)、故事板(包括设计环节、编写解说词、绘制草图和整合故事板)、制作道具、拍摄照片、后期剪辑(包括录制解说和剪辑处理)、反馈评价和修改优化等7个阶段呈现动画的制作过程。研究采用前测-后测、非对等控制组准实验法,从原有的调查对象中抽取其中的72位学生,验证定格动画的迷思概念转变效果。其中,实验组进行教学干预,即观看定格动画,对照组不观看定格动画,并用《“质量守恒定律”四段式诊断试题》进行了后测。数据分析主要借助SPSS26.0软件,先利用配对样本t检验分别比较实验组和对照组自身前后测的得分、信心指数差异,利用独立样本t检验比较实验组和对照组的前后测得分情况和信心指数差异,分析迷思概念的种类和人次。结果表明:前测中,实验组和对照组的得分情况、信心指数无显著差异,迷思概念种类和人次基本相同。实验组观看教学定格动画后,后测得分明显高于对照组,迷思概念人次下降,说明该定格动画起到了较好的概念转变效果。结合上述结果,研究提出了“微观、抽象的概念,可借以定格动画进行辅助教学”“化学教学定格动画的设计需紧扣学生的迷思点”“合理利用定格动画技术,转变学生迷思概念”等建议。最后,研究从扩大样本容量、优化提高定格动画质量和开发系列动画资源等方面对后续研究进行了展望。
深度学习理念下初中化学教学设计与实践研究
这是一篇关于初中化学,深度学习,过程模型,教学设计的论文, 主要内容为目前,许多教师的集体备课、教学设计等课前准备活动主要研讨“教给学生什么”“如何教给学生”,而围绕“引导学生学怎样的化学”“如何引导学生学习化学”“学生学习化学是怎样的状态”等问题的深入思考与教学设计相对较少。这两种教育理念在教与学的目标定位和方法上很明显是存在差异的,前一种观念指导下的课堂,学生往往处于浅层学习的状态,而后一种则更容易支持学生进人深度学习的状态。现有研究大多聚焦于深度学习的内涵、特征等理论层面,针对初中化学深度学习的教学设计与实施方面的研究略显不足,案例开发匮乏。什么是深度学习?为什么要开展深度学习?用哪些策略来支持深度学习?如何设计深度学习的过程模型、教学流程和操作步骤?深度学习的实施效果从哪些方面检验?为解决以上问题,开展本研究显得尤为重要。本文由六部分组成,第一部分是研读国家关于教育的最新政策和文件、查阅有关文献,整理出深度学习的背景和研究现状;第二部分是对深度学习相关的概念进行界定,分析相关理论用来指导教学实践。第三部分是编制前测问卷调查与分析初中生化学深度学习的现状以及对教师进行访谈,找到突破口;第四部分是提出初中化学深度学习的教学设计策略和过程模型;第五部分是比较深度学习教学设计与常规教学设计的区别,构建初中化学深度学习的教学设计流程与操作步骤的模型,开发《探究水的构成奥秘》和《2022北京冬奥会火炬燃烧的探秘》两个深度学习的单元主题式教学设计案例并加以实践;第六部分是检验教学实践的效果,在实验班采用深度学习的教学设计案例,对照班按照教材编排顺序采用常规教学设计,教学实践结束后通过单元测试题、期末测试题对学习成绩进行检验,再配合学生后测问卷调查和教师访谈、分析所得数据,最终得出以下结论:(1)在学业成绩方面,采用深度学习单元主题式教学设计的实验班比常规教学下的对照班表现更突出,取得的分数更高;(2)在问题解决能力方面,采用深度学习单元主题式教学设计的实验班比常规教学下的对照班更注重实际问题的解决,收获知识的同时也获得能力的提升,从解题到解决问题;(3)在批判能力方面,采用深度学习单元主题式教学设计的实验班比常规教学下的对照班更加注重批判反思、敢于提出质疑和自己的猜想假设;(4)在沟通与表达能力方面,采用深度学习单元主题式教学设计的实验班比常规教学下的对照班更加注重小组内成员间的相互配合、耐心倾听并善于接受其他同学好的建议;(5)在团队协作能力方面,采用深度学习单元主题式教学设计的实验班比常规教学下的对照班更加注重小组合作学习,小组内分工合理、融洽交流、共同进步、乐于奉献;(6)在学习兴趣方面,采用深度学习单元主题式教学设计的实验班比常规教学下的对照班表现的更加投入、学习兴趣更高、注重情感体验;(7)在学习动机方面,采用深度学习单元主题式教学设计的实验班比常规教学下的对照班更加强调个人内在的需要,而不是仅仅为了应付考试,更多的是乐在其中。(8)在教师对深度学习教学实践的认同感方面,一致表示在今后的实际教学过程中可以大胆尝试,发挥学科育人的价值,发展学生核心素养。深度学习是在真实的问题情境下开展,具备全身心投入、信息整合、批判理解、迁移运用、问题解决和评价反思的特征,需要教师选择学习情境、确定学习目标、设计学习活动及驱动性问题、合理使用评价方式,从关注学习的结果转向关注学习的过程、意义和价值。实践研究结果表明:开展深度学习活动能够促进学科核心知识的掌握,提升学习成绩,有助于问题解决能力、批判反思能力、沟通与表达能力、团队协作能力的提高,激发学习兴趣,增强学习动机。深度学习的教学实践活动,永远在路上!
初中生创造力提升研究——基于IDEO设计思维模式的化学教学实践
这是一篇关于初中化学,创造力,设计思维,IDEO模式,拓展性课程的论文, 主要内容为创造力是新时代下经济社会对人才的要求,也是学生未来融入社会的必备素养之一。IDEO设计思维教学模式是全球顶尖的创新设计咨询公司——IDEO公司开发的一种适用于教育领域的设计思维模式,是有助于培养创造型人才的一套操作流程及工具包,从发现、解释、构思、实验、改进,到最终得出结论或得到一个作品,该模式都体现出了创造的思想,有助于学生在解决问题或设计作品的过程中对知识与技能的创造性运用。鉴于此,研究以八年级学生为对象,探究基于IDEO设计思维教学模式的化学教学对提升初中生创造力的有效性。研究基于文献,将创造力界定为提出或产出新颖、适宜的思想、方法和产品的能力,由创造性倾向和创造性思维能力2个部分组成。对于创造性倾向,研究利用《威廉斯创造性倾向测试》进行前、后测评;对于创造性思维能力,研究设计开发了《初中生创造性思维能力测试》进行前、后测评。对于干预过程中的学生作品,研究结合初中化学的学科知识内容编制了《学生作品评价量表》,以检测干预环节每轮作品反映出学生的创造性思维能力水平。同时,通过克隆巴赫系数法验证研究了工具的信度,通过I-CVI内容效度检验法验证了研究工具的效度。研究采用单组前、后测的准实验研究法和问卷调查法,以浙江师范大学附属秀洲实验学校八年级的87名学生为研究对象,以2013年浙江教育出版社出版的科学教材中化学部分相关的知识为载体,设计拓展课,进行为期2个月的干预实践。过程如下:首先,使用《威廉斯创造性倾向测试》与《创造性思维能力测试》进行前测,了解学生创造力的起点状态;然后,基于IDEO设计思维教学模式,进行“自制原子分子结构模型”“自制化学卡片”“自制二氧化碳灭火器”三轮干预,依据《学生作品评价量表》和学生访谈记录对每一轮作品进行评估和分析;最后,以《威廉斯创造性倾向测试》和《创造性思维能力测试》进行后测。将前、后测进行对比分析,并以3轮干预中学生作品得分变化情况为辅助,验证学生创造力提升的效果。数据分析使用SPSS 26.0软件,分别对创造性倾向和创造性思维能力的前后测数据进行描述性统计,再利用配对样本t检验,分析前、后测的得分差异。采用非参数检验中的威尔克森检验,分析3次干预中学生作品的创造力变化情况,辅助验证IDEO模式对提升创造力的有效性。结果发现,基于IDEO模式的化学教学能有效提升初中生的创造性倾向和创造性思维能力。在创造性倾向方面,总分提升显著、达到优秀的人数增多,“冒险性”“想象力”“挑战性”维度均存在显著提升,“好奇性”则提升不显著。在创造性思维能力方面,平均分提高,总分极差减小,“流畅性”“灵活性”“精进性”提升极显著,“独特性”提升显著。在学生作品方面,第3轮得分与第1轮相比,总分提升显著,“流畅性”“灵活性”“精进性”“独特性”维度得分也均有显著提升。结合以上结果,研究提出了“转变教学手段,发展创新理念”“培养创造意识,拓宽思维能力”“加强环境营造,开设创新课程”的建议,并从完善教学模式、进一步探究影响学生创造力发展的因素等方面对后续研究进行了展望。
后疫情时代背景下初中化学创新实验微课的开发设计研究
这是一篇关于初中化学,后疫情时代,创新实验微课,微课开发设计的论文, 主要内容为新冠疫情的突然爆发给人们带来了生活的诸多不便,为了确保学生学习不会受到干扰,国家对我国教育事业的发展提出了“停课不停学”的要求,尽可能将新冠疫情给教育带来的不利影响降至最低。全国各地的教育部门纷纷响应国家号召,迅速采取网上教学的方式组织学生学习。疫情影响期间,互联网与教育的全新组合形式给我国教育的信息化带来考验,也暴露出目前部分初中教师自身信息化水平的不足。目前,初中教师的信息化教学水平较薄弱,难以满足新时代学生的学习要求。新冠疫情虽在我国已经获得了初步控制,全国各地区的线下教学也逐渐恢复。但是疫情有着传播快,易反复等特点,因此在后疫情阶段逐渐出现线上教学和线下教学交替的情景。在疫情猖狂时,教育部门会组织师生开展线上教学,在疫情得到控制后,线下教学逐步恢复。受不可控的疫情所影响,两种教学方式会交替进行。“互联网+”技术不断融入教育领域,毋庸置疑将信息化技术应用于化学课堂及化学实验教学是未来化学教育的重要发展趋势。在如今教育和互联网相结合的信息化发展时代,微课的诞生也顺应了教育发展趋势。同时,微课作为教学资源在形态形式和应用上的创新代表,因其“碎片化教学”的优势能够真正为每一个学生提供精准便捷的差异化教学服务。伴随新课标的颁布,初中化学实验课程的不断改革,后疫情阶段下化学实验教学难度不断加大,本文对后疫情时代初中化学创新实验微课的设计和开发展开了研究。本次论文研究从以下五个方面进行:第一方面,在对大量文献资料进行收集整理后,着重对国内外有关化学微课及实验微课开发设计相关的研究进行阐述,了解已有研究成果及不足,明确研究内容。第二方面,对微课、后疫情时代两个核心概念进行界定,并以建构主义理论、多元智力理论等教育理论作为理论依托,对基于后疫情背景下的初中化学创新实验微课的开发与设计进行深入的理论分析,分析本次研究的可行性。第三方面,基于后疫情背景下的初中化学创新实验微课的开发与设计。这一部分主要论述初中化学实验微课的选题、设计原则,并详细介绍其开发流程。第四方面,基于以上选题及微课设计原则,对初中化学创新实验教学微课的个案进行设计和制作。包括学情分析、知识地位、详细教学设计以及制作过程,并及时对设计开发过程中出现的问题进行反思。第五方面,对本次研究进行总结,概括本次研究的成果,对存在漏洞之处进行反思,以期望对今后该方向的研究提供更多创造性的思路。本次课题论述了初中化学创新实验微课设计开发的理论基础、选题策略、设计原则、并从初中化学实验教学内容中选取了具体的知识点,进行微课的设计与开发。并对笔者工作学校六个班学生进行问卷调查及分析研究,了解微课的教学实际效果,并提出初中化学创新实验微课在教学中应用的教学策略。该课题的研究旨在构建后疫情时代背景下化学创新实验微课教学的设计模式,希望为教师设计和开发化学实验微课提供指导与帮助。
基于大概念的初中化学单元整体教学设计及实践研究——以“物质的组成”为例
这是一篇关于大概念,初中化学,单元整体教学设计,教学实践的论文, 主要内容为大概念是反映学科本质、具有高度概括性、统摄性和迁移应用价值的学科思想观念。与单元整体教学在教学功能上具有高度的一致性,二者共同促进学生核心素养的发展。初中化学作为科学教育的重要组成部分,具有启蒙性、基础性、时代性和实践性,对学生的全面发展具有重要价值,《义务教育化学课程标准(2022年版)》提出要构建大概念统领的化学课程内容体系,基于大概念设计单元整体教学,促进学生核心素养的发展。研究聚焦基于大概念的单元整体教学设计及实践研究上,主要回答如下研究问题:问题1,基于大概念的初中化学单元整体教学设计的框架是什么?问题2,怎样开发出基于大概念的初中化学单元整体教学设计案例?问题3,基于大概念的初中化学单元整体教学设计的教学实施效果如何?在文献研究的基础上,界定了相关概念,确定了研究的理论基础。据此设计开发了基于大概念的初中化学单元整体教学设计的理论框架:确定单元整体教学内容,抽提大概念→课程标准、教科书、学生学情的教学要素分析→构建单元概念层级结构图→确定单元整体教学目标和评价目标→确定课时教学目标和评价目标→设计单元整体教学活动→评价单元整体教学活动→单元整体教学活动反思。并以“物质的组成”大概念为例,进行了“物质的组成与结构”单元整体教学设计,完成了7个教学案例。选择河北省某省级示范中学的初三年级作为实践对象,进行了为期4周的教学实践,运用阶段检验、学生自我评价量表和访谈调查对实验班和对照班的教学实践效果进行评价,结果表明:(1)实验班和对照班整体上具有显著性差异。(2)基于大概念的初中化学单元整体教学设计能提高学生学习化学的兴趣。(3)基于大概念的初中化学单元整体教学设计实施,学生能够主动参与学习活动,并能在真实的情境中进行知识整合、迁移,有利于促进教学功能的实现和学科核心素养的落实。结合研究结果提出了教学建议:(1)把握化学学科本质,深刻领悟大概念;(2)创设真实情境,开展探究活动;(3)开展分层教学,实施因材施教;(4)驱动科学探究,小组合作学习。以期促进基于大概念的初中化学单元整体教学设计的完善和发展。
初中生创造力提升研究——基于IDEO设计思维模式的化学教学实践
这是一篇关于初中化学,创造力,设计思维,IDEO模式,拓展性课程的论文, 主要内容为创造力是新时代下经济社会对人才的要求,也是学生未来融入社会的必备素养之一。IDEO设计思维教学模式是全球顶尖的创新设计咨询公司——IDEO公司开发的一种适用于教育领域的设计思维模式,是有助于培养创造型人才的一套操作流程及工具包,从发现、解释、构思、实验、改进,到最终得出结论或得到一个作品,该模式都体现出了创造的思想,有助于学生在解决问题或设计作品的过程中对知识与技能的创造性运用。鉴于此,研究以八年级学生为对象,探究基于IDEO设计思维教学模式的化学教学对提升初中生创造力的有效性。研究基于文献,将创造力界定为提出或产出新颖、适宜的思想、方法和产品的能力,由创造性倾向和创造性思维能力2个部分组成。对于创造性倾向,研究利用《威廉斯创造性倾向测试》进行前、后测评;对于创造性思维能力,研究设计开发了《初中生创造性思维能力测试》进行前、后测评。对于干预过程中的学生作品,研究结合初中化学的学科知识内容编制了《学生作品评价量表》,以检测干预环节每轮作品反映出学生的创造性思维能力水平。同时,通过克隆巴赫系数法验证研究了工具的信度,通过I-CVI内容效度检验法验证了研究工具的效度。研究采用单组前、后测的准实验研究法和问卷调查法,以浙江师范大学附属秀洲实验学校八年级的87名学生为研究对象,以2013年浙江教育出版社出版的科学教材中化学部分相关的知识为载体,设计拓展课,进行为期2个月的干预实践。过程如下:首先,使用《威廉斯创造性倾向测试》与《创造性思维能力测试》进行前测,了解学生创造力的起点状态;然后,基于IDEO设计思维教学模式,进行“自制原子分子结构模型”“自制化学卡片”“自制二氧化碳灭火器”三轮干预,依据《学生作品评价量表》和学生访谈记录对每一轮作品进行评估和分析;最后,以《威廉斯创造性倾向测试》和《创造性思维能力测试》进行后测。将前、后测进行对比分析,并以3轮干预中学生作品得分变化情况为辅助,验证学生创造力提升的效果。数据分析使用SPSS 26.0软件,分别对创造性倾向和创造性思维能力的前后测数据进行描述性统计,再利用配对样本t检验,分析前、后测的得分差异。采用非参数检验中的威尔克森检验,分析3次干预中学生作品的创造力变化情况,辅助验证IDEO模式对提升创造力的有效性。结果发现,基于IDEO模式的化学教学能有效提升初中生的创造性倾向和创造性思维能力。在创造性倾向方面,总分提升显著、达到优秀的人数增多,“冒险性”“想象力”“挑战性”维度均存在显著提升,“好奇性”则提升不显著。在创造性思维能力方面,平均分提高,总分极差减小,“流畅性”“灵活性”“精进性”提升极显著,“独特性”提升显著。在学生作品方面,第3轮得分与第1轮相比,总分提升显著,“流畅性”“灵活性”“精进性”“独特性”维度得分也均有显著提升。结合以上结果,研究提出了“转变教学手段,发展创新理念”“培养创造意识,拓宽思维能力”“加强环境营造,开设创新课程”的建议,并从完善教学模式、进一步探究影响学生创造力发展的因素等方面对后续研究进行了展望。
初中化学学科知识图谱的构建与可视化查询系统的实现
这是一篇关于初中化学,知识图谱,领域知识本体,知识图谱网站应用的论文, 主要内容为知识图谱是随着信息革命而出现的新兴知识管理方式,旨在将庞大冗余的知识形成体系化、规范化的结构,用来挖掘和图形可视化展现知识的结构和知识间关系。基于初中化学零散的知识点,学生较难记忆、理解且知识点存储孤立致使解决综合问题出现思维不清晰的现象,在加上大多学生缺乏整合自己知识的意识观念,他们学完初中化学都很难建构自己的学科知识结构的问题。本文采用知识图谱技术来构建初中化学学科知识图谱,用来揭示化学学科知识体系、规范知识结构方式、构建知识点间的关联。本文通过文献分析,了解到构建知识图谱往往基于领域知识本体概念进行构建。本研究选用通用学科本体“五步构建法”作为基础方法,结合本文设计的化学学科本体数据模型,提出化学学科本体构建目标和方法,进行初中化学知识图谱设计和构建实战,并参考软件工程结构化的开发方法,设计、开发基于初中化学知识图谱在线查询网站系统,供师生们使用,为化学知识图谱的应用研究提供实践支持,利用问卷调查和师生访谈来收集师生试用的数据。研究结果表明:基于化学知识图谱的学习方式能够提高学生对化学的兴趣和信心,增强学习的主动性,帮助他们获得良好的情感体验。并且还增强了学生把握化学整体结构和知识记忆以及知识点间的关联能力,有利于促进化学知识结构的形成。
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