合理使用教學素材 優化教學設計

王濤

摘要：結合國家級優質課“晶體的常識”的設計過程，介紹了該課設計的教學線索確定、切入點、情感鋪墊、分組實驗設計、科學前沿介紹等。

關鍵詞：晶體；教學素材；設計優化；課堂實效性

文章編號：1008-0546（2017）02-0038-02 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2017.02.012

教學素材也稱教學材料，是教學內容各種形式的載體。在教學中運用教學素材并不像在工廠里安裝一定零部件就能讓機器運轉那樣簡單。同樣的材料以不同的形式包裝，不同的方式呈現，會產生顯著不同的效果。[1]

2014年10月，化學組黃軍老師的“晶體的常識”一課獲得了全國高中化學優質課大賽一等獎第一名。筆者全程參與了這節課的設計過程，期間感受最深的就是大家在教學素材上的選擇取舍、使用方式的爭論。隨著這節課的不斷完善，筆者在整個過程中對教學素材與教學結構的關系等方面獲益良多。

一、結合背景素材，明確教學線索

教學線索是教學環節之間的邏輯聯系。一個好的教學線索，能夠將教學環節的邏輯與層次關系清晰地展現在學生面前，幫助學生有效構筑知識網絡。

黃老師初步選定這節課時，我們遇到的問題就是如何將眾多零散的內容整合起來， 展現在學生面前。開始，我們覺得可以用生活中偏光鏡與水晶鑒別引入，順次承接晶體各向異性和自范性。 不過隨著編選的深入，我們的認識也發生了變化。

“水晶鑒別”看似來源于生活，實際與學生的日常偏離較遠，呈現給學生后，有很好的提升興趣的作用，但缺少了一種情感共鳴。這種情感缺失后，學生很難持久地對新生事物保持興趣。 而且，結合山東大學國家級重點實驗室蔣宛莉的論文《初論中國古代對晶體的認識》[2]對晶體發展基本史料的分析，人們是從觀察形形色色的晶體開始，認識到晶體的自范性，進一步研究對比了晶體和非晶體的各向異性，再到如何利用晶體的發展歷程。

細細分析學生的最近發展區，他們已經有了結晶概念，有了晶體獨特外形的初步感知，但缺少對現象的抽象理論拔高，也沒有對晶體非晶體應用角度的進一步認同。

因此，我們建議本節課的教學線索修改為：從晶體的生長發現自范性→感受晶體物理性質的各向異性→了解晶體學前沿發展。

二、以“雪花生長”微觀視頻切入，淡淡的愉悅與享受，鋪墊情感共鳴

如何在一節課的開始階段， 調動起學生的情緒，與學生的最近發展區切合在一起，是我們設計每節課時首先要突破的問題。

最初設計時，我們搜集了很多晶體圖片，一一展現給學生，希望以此帶給學生以心靈的震撼。實際講授時也達到了最初的目的，但是我們總覺得好像缺少了什么，從這種開場轉換到晶體自范性、再到晶體制備，總覺得過于簡單。有沒有更貼合學生的認知、更娓娓道來的那種淡淡的開場？

同樣，也是隨著素材的積累，筆者從網絡上找到了俄羅斯攝影師拍攝的一組雪花生長的微觀視頻，視頻中六羽雪花徐徐生長，配以舒緩的音樂，淡淡的，但卻直擊內心的感覺，就是它了。配以古詩詞對晶體外形的形象描寫，“凡草木花多五出，雪花獨六出”“光明鹽者，正方光砌”“鹽成鹵水，暴烈日中，即成方印，潔白可愛”。

最終這種設計，利用輕輕的觸動，將學生和授課教師的感情糅合到了一起，為接下來的教學環節做好了鋪墊。

后來思之，每節課都是需要有高潮的，但是可不能一直都是，這樣無論學生還是老師都會非常辛苦，神經也會非常疲憊。在學生的最近發展區，我們可以蜻蜓點水一般地走過，感情淡淡地進入，再逐漸地強烈。

三、精心設計分組活動，幫助學生獲取第一手資料

一節優質化學實驗課，一定要有非常好的實驗創意。這節課中，我們能夠查找到的可用資源很少，如何將已有的制備晶體實驗改進成我們需要的形式，同時開創性的設計出晶體各向異性實驗，是我們最后要突破的難點問題。

1. 晶體制備實驗微型化

在改進晶體制備實驗時，我們非常想當堂讓學生直觀感受到晶體的逐漸析出過程，進而觀察到每粒晶體晶型的相似性。

已有的授課實驗，都需要較長時間才能完成。我們嘗試了冰水冷卻、改進容器、減少用量等多種方法。其中，冰水冷卻的重現性不好，所以我們試用了培養皿和蒸發皿，減少了飽和溶液用量，多次改進沸騰的溶液濃度，達到了比較理想的效果，3分鐘左右就能肉眼可見硝酸鉀、硫酸銅晶體的生成。利用投影，整個會場的老師也能非常清晰地看到全過程。

這些想法，也是我們組內開展隨堂分組微型實驗和課堂實效性的研究成果之一。一節隨堂分組活動課，實驗設計力求能夠適合全年級16個教學班的分組教學，實驗用品要便于整理和攜帶。將其盛裝在托盤中，整理了60組，順利滿足了實驗進課堂的要求。

2. 敲擊方解石，咣咣當當進課堂

課本中介紹晶體各向異性時，均以描述為主，而且僅有的熱導率實驗，還很難做成。 有沒有更好的實驗對象？

方解石，“擊之，塊塊方解，由此得名”。 黃老師購買了幾塊碳酸鈣晶體，試做后非常成功。 而且黃老師還發現，用刀片在方解石的垂直方向刻畫時，一個方向光滑堅硬，很難留下痕跡，而另一個方向很容易留下較深的刻痕。整個實驗很清晰地展現出了方解石不同方向的硬度和斷裂抗力是不同的。

從課堂反饋來看，兩個實驗設計都非常成功。原來我們認為很難做到的，也結合以往的經驗加上創造性，突破了本節課的難點。兩個實驗用品簡單，容易操作， 也很好地在課堂生成過程中點亮了全場情緒，從淡淡的開場，到此時逐漸強烈的感情，切實提高了課堂教學實效性。

四、精選科學前沿，為學生插上思想的翅膀

1. 從方解石碎裂實驗到晶胞知識的巧妙設伏

我們在設計的過程中，也考慮到了為下一節內容的設伏。 方解石實驗的價值，不僅僅在于給學生展現了一個各向異性的實驗，在實驗過程中，不斷地重復敲擊，一方面逗起了學生心性，也給學生展現了一個很獨特的現象，“如果一直敲擊下去，會出現什么情況”， 再類比宏觀的磚墻、閱兵方陣和蜂巢的結構特點，為下一節“晶胞”的教學做了極好的預設。

2. 高端技術拍攝的常見晶體生長

參考其他老師意見，能不能找到微觀晶體的生長視頻？我們查找到中科大和清華出版社聯合項目“美麗化學”[3]，通過視頻和網站，給學生展現了不一樣的視角下晶體的生長和各向異性的精美結構。

3. 精心收尾，“小小的實驗，蘊藏著大大的道理”

當一節課結束的時候，我們總要給學生留點什么。我們選擇了果殼網專訪維姆·諾度因及其團隊的一篇文章《微觀世界的晶體“花農”》[4]，將《科學》雜志封面文章“如何在不接觸的情況下塑造一朵花”推介給學生。

一開始，我們的認識僅僅是一節理科課的收尾，一定要有一個高大上的東西，我們也做到了，而且黃老師在講課時也開了一個玩笑，如果科學家的女朋友收到這種技術種植出來的玫瑰花， 該是多么歡喜啊。學生和參與的老師都報以笑聲。

后來，筆者覺得當初選擇這個例子的時候，好像還有點什么吸引筆者的地方。仔細回味，原來這個例子中，雖然維姆·諾度因受到的啟發比較獨特，但是選擇的制備方法是調控溶液酸堿度和CO2濃度，也就是說，尖端科學中用到的仍然是很基礎的方法，如果我們在講課時能夠給學生點明，是不是對學生也會有很大的觸動？

總之，在這節優質課的設計過程中，筆者覺得當教學素材比較充足的時候， 是否能夠從中合理取舍、設計其使用方式，就顯得非常重要了。

參考資料

[1] 百度百科.教學素材.http：//baike.baidu.com/link？url=fz4rB8NkHcZIXES4Chug26ZWN8f2FoDwiMHsRIHZiFL1MB zn_E9SBmA832T4_ezI2qkwDtwkqfUWf8zpKkUbLK

[2] 蔣宛莉，張熙維.初論中國古代對晶體的認識[J]. 人工晶體學報，2008，37（3）：769-775

[3] 梁琰等.美麗化學. http：//beautifulchemistry.net/cn/

[4] 戳眼睛.《科學》封面：如何在不接觸的情況下塑造一朵花. http：//www.guokr.com/article/