基于系统思维培养的元素化合物教学实践研究
2017年5月，国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）启动了一个全球项目——化学教育中的系统思维（STICE），促使全球化学教育者思考如何在化学教育实践中融入系统思维，特别是将系统思维与化学入门课程进行融合。普通高中化学课程标准提出，重点发展学生的化学学科核心素养，培养学生在陌生情境下解决不同程度复杂问题的能力，尤其是高阶思维能力。系统思维作为重要的高阶思维能力，为学习者认识与分析事物提供了一种新的思路与方法，也是21世纪必备的重要技能。经分析在化学教育领域展开系统思维的深入研究和实践探索具有重要的价值，为研究如何在高中化学教学中融入系统思维的培养目标，笔者进行了下列探索与研究。 首先，通过研读课程标准与文献，发现元素化合物知识蕴含丰富的系统特征，适合作为系统思维能力培养的载体；进而通过文献分析了当前国内外化学教育领域中的系统思维研究现状，为进一步研究奠定理论基础。结合研究背景与研究现状确定了基于系统思维培养的元素化合物教学实践研究课题，阐述了研究目的与意义、研究思路与研究方法。然后，界定了系统和系统思维的概念，阐述了本研究的理论基础；并设计问卷对高中生系统思维能力和培养现状进行了调查。调查结果表明，在整体上高中生系统思维能力水平不高且个体差异明显，高中化学教师缺乏系统思维理论认识且对系统思维培养不够重视，以此作为本研究的现状基础。接着基于理论基础与现状基础，从教学模式、原则和策略三方面构建了基于系统思维培养的教学设计模型，其中教学模式为“明确系统?分析系统?综合系统?应用系统”，教学原则为整体性原则、关联性原则、动态性原则和层次性原则，教学策略为分析特征与思维，设计合理教学目标；利用先验性知识，建立前后知识关联；设计情境与活动，探索系统内部结构；借助可视化工具，构建直观知识系统。该模型在一定程度上丰富了系统思维培养的理论框架，具有理论指导意义。 为了比较基于系统思维培养的教学设计理论模型与一般教学设计模型的教学效果，选择了《氯及其化合物》进行教学案例设计与实践。通过对实验班与对照班的学生进行教学实验前、后纸笔测验，对比分析实验班与对照班在前、后测中各层次系统思维能力和整体能力上的表现，分析教学实验的效果。研究结果表明：经过教学实验后，在系统思维能力的整体表现上，实验班比对照班的进步更大，但差距不明显；在不同层次的系统思维能力上，实验班与对照班在识别系统组件之间关系的能力、识别系统内动态关系的能力和概括能力上均存在显著性差异，通过进一步分析证明实验班的学生在这三个层次的能力上有一定的提高。在实验班中对比不同性别和不同生源的学生的系统思维能力表现，发现本研究教学设计对女生和农村生源的学生有较好的教学效果。 综合上述结论说明本研究构建的基于系统思维培养的教学设计理论模型在一定程度上可以促进学生系统思维能力的发展。但是由于研究时间和研究者自身能力和水平的局限，本研究在教学设计模型的探索和教学实验测试题编制上仍存在许多不足，有待在进一步的探索与研究中不断改进与完善。
高中化学;系统思维层次模型;元素化合物;教学设计
广西师范大学
硕士
学科教学(化学)
梁宇宁
2023
中文
G633.8
2023-08-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）