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文檔簡介
促進理解的化學教學策略第一頁,共九十九頁,2022年,8月28日什么是“理解”《辭海》中對理解的解釋:“理解是通過揭露事物間的聯(lián)系而認識新事物的過程?!薄缎睦韺W大辭典》中對理解的解釋:“個體運用已有知識、經(jīng)驗,以認識事物的聯(lián)系、關系直至其本質、規(guī)律的思維活動?!薄瓣P于理解的實質,認知學派認為,個體在認識過程中,把新事物同化于已有的認知結構,或是改組擴大原有的認知結構,把新事物包括進去,這樣的心理活動就是理解?!?/p>
第二頁,共九十九頁,2022年,8月28日《教育心理學》中對理解的解釋:“理解就是個體逐步認識事物的種種聯(lián)系、關系直至認識其本質、規(guī)律的一種思維活動?!泵绹軋?zhí)安州立大學的史密斯(EdwardL.Smith)對科學中的理解提出了兩條標準:聯(lián)系性和在一定社會環(huán)境中的實用性。概念被理解應表現(xiàn)在,學習者會用適當?shù)姆绞奖硎靖拍畈⒛芘c其他概念相聯(lián)系,特別是與學習者自身原有的知識和觀念相聯(lián)系。概念被理解的程度表現(xiàn)在,學習者能運用概念成功地完成他們生活的社會環(huán)境中的重要任務。根據(jù)布盧姆教育目標分類學,我國中學化學教學目標分類體系中對“理解”這一目標層次的要求是:“懂的‘為什么’。能夠領會概念和原理的基本涵義,能夠解釋和說明一些簡單的化學問題?!?/p>
第三頁,共九十九頁,2022年,8月28日美國密執(zhí)安州立大學的史密斯()對科學學習中的理解提出了兩條標準聯(lián)系性和在一定社會環(huán)境中的實用性概念被理解應表現(xiàn)在,學習者會用適當?shù)姆绞奖硎靖拍畈⒛芘c其他概念相聯(lián)系,特別是與學習者自身原有的知識和觀念相聯(lián)系。概念被理解的程度表現(xiàn)在,學習者能運用概念成功地完成他們生活的社會環(huán)境中的重要任務。第四頁,共九十九頁,2022年,8月28日機械性理解和有意義理解Talsma以一個簡單的圖示形象地說明了機械性理解和有意義理解的含義理解是知識積累與知識整合的相互作用,從理論上講,大量的具體知識累積起來,可能是毫無聯(lián)系或聯(lián)系很少的(模式A和C),同樣,也可能知識的量有限,但是與其它知識整合得很好,或者以多種方式相聯(lián)系(模式B),當知識變得富有結構且相當整合之后,學生就獲得了豐富的、綜合的理解(模式D)第五頁,共九十九頁,2022年,8月28日知識知識知識知識知知識知知識知識知識知識知識知識知識知識知識知識知識C積累的知識多,有一些整合:較淺的理解
D積累的知識多,知識間有多重整合:綜合的、完整的理解A積累的知識少,沒有綜合:機械的理解B積累的知識少,知識之間有多重整合:形成更深層次理解的堅實基礎第六頁,共九十九頁,2022年,8月28日學生能做到哪些,才算是理解①能用自己的語言復述;②舉出例子;③在不同的外表與情況下識別;④把握其與其他事物或觀點間的聯(lián)系;⑤以各種不同方式加以利用;⑥預見部分后果(推論);⑦說出其對立面。這七個方面僅僅是一個開始,但可以幫助我們在工作中發(fā)現(xiàn)學生是真正理解還是表面上似乎理解。如果教師在教學過程中能有意識地將學生往這些方面引導,那么無疑將促進學生更好地發(fā)展。第七頁,共九十九頁,2022年,8月28日什么不是理解
知道不是理解記憶不是理解照本解釋不是理解照本運用不是理解第八頁,共九十九頁,2022年,8月28日什么是理解能夠解釋:包括口頭或書面的解釋;找到例證或范例;能促進類比;能進行合理的辯護能歸納概括事物的特征,綜合得出結論表達清楚一個內(nèi)容具體豐富的知識網(wǎng)及其內(nèi)外聯(lián)系有關的概念原理運用到新的情景,并產(chǎn)生新思想通過運用使原有的知識網(wǎng)絡得到修改或擴展第九頁,共九十九頁,2022年,8月28日知識聯(lián)系的意義記憶下列數(shù)字:當新知識與學生頭腦中已有知識經(jīng)驗建立其實質性聯(lián)系時,新知識就容易被記憶和理解。知識間的聯(lián)系越多,越容易記憶,越能靈活地提取運用。第十頁,共九十九頁,2022年,8月28日化學學習的三重表征第十一頁,共九十九頁,2022年,8月28日理解的涵義所謂理解就是學生通過思維活動找出知識間的內(nèi)在聯(lián)系,并能以多種不同的方式重新呈現(xiàn),且在適當?shù)那榫持姓_地加以應用,從而使原有認知結構得到擴展和提高的過程。理解的實質是認識事物之間的聯(lián)系及其本質。學生通過學習應能找出知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,并根據(jù)這種聯(lián)系形成知識網(wǎng)絡。
第十二頁,共九十九頁,2022年,8月28日理解的特征
理解的基礎是:已有知識經(jīng)驗;理解的過程是:積極的思維活動過程;理解的結果是:個體認知結構的豐富和發(fā)展;理解的實質是:認識事物的聯(lián)系及其本質。第十三頁,共九十九頁,2022年,8月28日第一節(jié)
從學生已有的知識經(jīng)驗出發(fā)
一、學生已有知識經(jīng)驗的分類二、如何探查學生的已有知識經(jīng)驗三、從學生的已有知識經(jīng)驗出發(fā)設計教學
第十四頁,共九十九頁,2022年,8月28日學生已有知識經(jīng)驗的重要性
如果我不得不把教育心理學的所有內(nèi)容簡約成一條原理的話,我會說:影響學習的最重要因素是學生已知的內(nèi)容。弄清了這一點后,據(jù)此進行相應的教學。
——奧蘇貝爾《教育心理學:一種認知觀》第十五頁,共九十九頁,2022年,8月28日已有的知識經(jīng)驗正確、清晰的知識錯誤、模糊的知識類型來源課內(nèi)課外作用妨礙新知識的理解促進新知識的理解第十六頁,共九十九頁,2022年,8月28日新舊知識經(jīng)驗的相互作用新的認知結構同化順應已有知識與新知識相一致已有知識與新知識相矛盾量的變化質的改變學生已有的認知結構教材的知識結構第十七頁,共九十九頁,2022年,8月28日學生已有的知識經(jīng)驗如何探查學生已有的知識經(jīng)驗如何分析學生已有的知識經(jīng)驗為什么要重視學生的已有知識經(jīng)驗如何從學生的已有知識經(jīng)驗設計教學第十八頁,共九十九頁,2022年,8月28日
一、已有知識經(jīng)驗的重要性現(xiàn)代心理學認為,“學習不應該被看成是對于教師授予知識的被動接受,而是學習者以自身已有的知識經(jīng)驗為基礎主動的建構活動”。學生并不是空著大腦走進化學課堂的,在學習新的化學知識之前,學生已經(jīng)具備了與所要學習的新知識相關的一些經(jīng)驗和看法。學生頭腦中的這些已有的知識經(jīng)驗不僅引導著學生對化學知識的解釋,還影響著學生對教師和教材提供的信息的理解??梢哉f,學生已有的知識經(jīng)驗在很大程度上引導和決定著對化學新知識的學習。第十九頁,共九十九頁,2022年,8月28日學生已有知識經(jīng)驗學生頭腦是空白的教師灌輸建構第二十頁,共九十九頁,2022年,8月28日學生已有知識與學習ST學生學生ST教師ST學生SC學生ST教師SC學生ST教師SCST學生第二十一頁,共九十九頁,2022年,8月28日
假如讓我把全部教育心理學僅僅歸納為一條原理的話,我將一言以蔽之:影響學習的惟一最重要的因素就是學生已經(jīng)知道了什么,教師要探明這一點,并應據(jù)此進行教學。
———奧蘇貝爾第二十二頁,共九十九頁,2022年,8月28日按照學生已有知識經(jīng)驗的作用即對新知識學習的影響來分類,可以將其分為以下兩類:
①有利于新知識學習的知識經(jīng)驗
②不利于新知識學習的知識經(jīng)驗二、學生已有知識經(jīng)驗的分類第二十三頁,共九十九頁,2022年,8月28日①有利于新知識學習的知識經(jīng)驗這類知識經(jīng)驗是正確的,能夠為新知識的獲得提供有利的支撐點,對學生的學習起到積極的作用。從新舊知識的關系來看,有利于新知識學習的知識經(jīng)驗與新知識可構成以下三種關系:★已有知識經(jīng)驗是上位的,新知識是原有知識的下位知識★已有知識經(jīng)驗是下位的,新知識是原有知識的上位知識★已有知識經(jīng)驗與新知識是并列的第二十四頁,共九十九頁,2022年,8月28日★已有知識經(jīng)驗為上位的,新知識是原有知識的下位知識學生已有的知識經(jīng)驗在包容程度和概括水平上高于新學習的知識,新知識與已有知識經(jīng)驗構成下位關系,這時新知識的學習稱為下位學習。下位學習是一種注重演繹方法的學習。烷烴烴芳香烴烯烴炔烴原有的上位概念新學習的下位概念第二十五頁,共九十九頁,2022年,8月28日★已有知識經(jīng)驗是下位的,新知識是原有知識的上位知識新知識在包容與概括程度上高于學生已有的知識經(jīng)驗時,新知識與已有知識經(jīng)驗構成上位關系,這時新知識的學習稱為上位學習。上位學習是一種注重歸納方法的學習。CH4烷烴CH2CH3CH3CH2CH3CH3CHCH3CH3第二十六頁,共九十九頁,2022年,8月28日★已有知識經(jīng)驗與新知識是并列的有時新知識與學生已有知識經(jīng)驗既不能產(chǎn)生上位關系也不能產(chǎn)生下位關系,但是新知識可能與學生已有的知識經(jīng)驗有某種吻合關系或者類比關系,這時新知識的學習為并列結合學習。酸性氧化物堿性氧化物原有的知識新學習的知識第二十七頁,共九十九頁,2022年,8月28日②不利于新知識學習的知識經(jīng)驗這類知識經(jīng)驗是模糊的甚至是錯誤的,它們與科學知識、科學概念不相一致,與新知識存在著矛盾沖突,會阻礙新知識的獲得,不利于學生的學習。它們的存在會影響學生對新知識、新概念的正確理解,從而造成學生學習上的困難。
第二十八頁,共九十九頁,2022年,8月28日
學生在正式學習科學知識之前,往往通過日常生活中的觀察或實踐,獲得了一些經(jīng)驗性的知識,這些經(jīng)驗性的知識被稱為個人概念、生活概念或前科學概念。第二十九頁,共九十九頁,2022年,8月28日
Griffths和Preston(加拿大)調(diào)查了12年級的學生對分子、原子概念的理解,他們在研究中共發(fā)現(xiàn)了52種生活概念,幾乎半數(shù)學生都認同下列5種生活概念:①分子比它實際的大小大許多;②同種物質的分子大小可能不同;③同種物質的分子在不同狀態(tài)下的大小是可以改變的;④同種物質的分子在不同狀態(tài)下的質量是不同的;⑤原子是有生命的。研究資料第三十頁,共九十九頁,2022年,8月28日一項“初中生生活概念的探查”問卷調(diào)查結果:關于溶解度這個概念:
67.3%的學生認為杯子下層的糖水比上層的糖水甜,只有28.6%的學生認為杯子中的糖水一樣甜,少數(shù)學生認為杯子上層的糖水比下層的糖水甜,說明學生對溶液的均一性缺乏認識,不少學生錯誤地認為溶液下層的濃度比上層的濃度要高。研究資料第三十一頁,共九十九頁,2022年,8月28日請你畫出加熱時分子運動的示意圖你來完成加熱前加熱后第三十二頁,共九十九頁,2022年,8月28日
學生對分子、原于概念的理解:通過下面的兩個圖可以看出,有些學生認為加熱時分子會膨脹,這也是普遍存在的一個生活概念。第三十三頁,共九十九頁,2022年,8月28日
三、探查學生的已有知識經(jīng)驗的方法
1.診斷性測驗
2.布置作業(yè)
3.課堂提問
4.深層會談—誘導法
5.設置認知沖突法第三十四頁,共九十九頁,2022年,8月28日1.診斷性測驗診斷性測驗也稱為摸底考試或準備性考試,是指在新學年新學期開始,或者一個知識單元或教學模塊的教學之前進行的測驗,其目的在于摸清學生對即將學習的化學新內(nèi)容具有的預備知識和認知能力狀況。診斷性測驗不是按照教學目標面面俱到,而是在日常觀察的基礎上,經(jīng)精心篩選、設計的有針對性的測試。題目應以教學重點、難點、疑點為核心,以知識的“反例”、“特例”和平時練習及測驗中學生的典型“錯例”為素材編制而成的。第三十五頁,共九十九頁,2022年,8月28日2.布置作業(yè)教師在新授課之前布置相應的作業(yè),讓學生在已有知識經(jīng)驗的基礎上完成,然后通過批改、檢查作業(yè),可以清楚地了解到學生相關的知識經(jīng)驗的情況,實現(xiàn)對整個教學過程的調(diào)控?;瘜W作業(yè)的一般形式有:回答問題、書寫化學方程式、進行化學計算、做學習小結、畫概念圖、繪制實驗裝置圖、閱讀參考材料、社會調(diào)查項目,等等。教師在布置作業(yè)時應該注意有針對性地去選擇設計題目,使之收到觸類旁通、以點帶面的效果。作業(yè)題目的難度要控制在“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。作業(yè)的數(shù)量也要適當,不能太多,要做到“少而精”。第三十六頁,共九十九頁,2022年,8月28日3.課堂提問課堂提問是教師在課堂教學中有計劃地提出問題、引導學生思維、實現(xiàn)教學反饋的一種重要方法,它具有激發(fā)學生興趣、促進學生思維、反饋教學信息和檢驗教學效果等功能。教師通過課堂提問來探查學生的已有知識經(jīng)驗,所提出的問題一般是呈現(xiàn)性問題而非創(chuàng)造性問題,它往往具有固定的答案和常規(guī)的幾種求解思路。教師設計的問題時應該根據(jù)教科書和學生的生活實際,選擇那些能建立廣泛聯(lián)系、遷移性強、活化率高的知識點,從而引導學生思維和學習的方向。同時還要特別重視教學中的重點、難點以及容易遺忘、容易混淆的知識點,這往往是學生認知結構中的模糊點和缺陷點,在新授課教學之前務必要將其探明。第三十七頁,共九十九頁,2022年,8月28日4.深層會談——誘導法
深層會談——誘導法是教師就有關概念、事件、物體和實例等學生感興趣的知識領域,采用“演示-觀察-解釋”法、“思維過程展示”法、概念圖繪制等技術與學生進行會談,所有這類研究都記錄學生的詳細回答,并鼓勵學生對之做出詳盡的解釋。最大的優(yōu)點:詳盡、深刻地揭示出學生已有知識經(jīng)驗的狀況;最大的缺點:需要花費大量的時間。
第三十八頁,共九十九頁,2022年,8月28日該方法要求采用下列三種轉換方式對學生的回答做出診斷性的分析:(1)指出學生嚴重的知識空白點,或把學生的回答進行分類,并弄清各類回答的具體數(shù)量和原因模式。(2)根據(jù)學生的回答,推測學生頭腦中對教學具有干擾作用的錯誤觀念,即具有內(nèi)在一致性的各種“選擇性觀念或結構”。(3)根據(jù)會談結果編制學生的認知結構概念圖。
第三十九頁,共九十九頁,2022年,8月28日5.設置認知沖突法
認知沖突就是學生已有的知識和經(jīng)驗與新知識或新問題之間的矛盾與沖突。當新知識與學生的已有知識經(jīng)驗不相符合,學生原有的認知結構一時不能同化、接納新知識時,學生便在心理上產(chǎn)生一種強烈的矛盾和沖突即認知沖突。認知沖突的設置可以激發(fā)學生的認知內(nèi)驅力,發(fā)展學生的思維能力。第四十頁,共九十九頁,2022年,8月28日探究學生的已有知識經(jīng)驗有雙重目的
對教師而言,完成了探查學生已有知識經(jīng)驗的任務;對學生而言,激活了與新知識相關的已有知識經(jīng)驗,讓學生做好知識上的準備。
第四十一頁,共九十九頁,2022年,8月28日探測要素探測內(nèi)容相應題號溫度溫度是否影響化學反應的快慢溫度如何改變化學反應的快慢1濃度純液體水是混合物還是純凈物水的濃度是否受體積(質量)的影響能否正確計算水的物質的量濃度2溶液只改變體積(質量)是否改變?nèi)芤旱奈镔|的量濃度兩種不同物質的量濃度的溶液混合后如何改變彼此的濃度3固體固體的濃度是否確定不變計算每立方米鐵所包含的鐵的物質的量4、11氣體影響容器中氣體密度的因素影響氣體物質的量濃度的因素計算組分氣體的物質的量濃度5、6、8固體的表面積固體的表面積對反應快慢的影響4壓強恒容容器中氣體的壓強與氣體的物質的量之間的關系5反應速率變化趨勢化學反應過程中反應速率可能的變化趨勢9參與反應的各物質之間的關系計算某確定反應中各物質的物質的量的改變發(fā)現(xiàn)參與反應的各物質的物質的量滿足反應方程式的系數(shù)比7對化學反應方程式的認識能否意識到在不同的化學反應中反應前后物質的量之和可能改變也可能不變7催化劑闡述催化劑在化學反應中的作用10表1化學反應速率教學前測試問卷雙向細目表第四十二頁,共九十九頁,2022年,8月28日探測要素探測結果學生的已備知識學生的模糊認識學生的錯誤認識溫度在具體的反應中,87.8%(79人)的學生知道溫度影響化學反應快慢,并且知道升高溫度能夠加快反應的進行。但大部分學生不能確定溫度對反應的影響是否存在于一切化學反應之中,是否升高溫度帶來一切化學反應的加快。B40%的學生明確提出化學中的特例太多,溫度對反應的影響也不能推及一切化學反應,升高溫度也不能帶來一切化學反應的加快。B濃度純液體33.3%的學生認為燒杯中的100mL水為混合物;28.9%的學生認為改變水的體積帶來其濃度的改變;81.0%學生不能正確計算水的物質的量濃度。B溶液66.7%學生正確認識溶液的濃度與體積、質量之間的關系,并能辨別兩種不同濃度液體混合帶來的彼此濃度改變。固體76.6%學生認為固體濃度確定不變,并且與質量無關。65.6%的學生不能正確計算每立方米鐵所包含的鐵的物質的量。B氣體97.8%的學生正確計算某體積容器中各氣體的物質的量濃度。60.0%的學生認為只改變溫度帶來氣體密度的改變;40%的學生認為惰性氣體的加入改變恒容容器內(nèi)壓強的同時也改變組分氣體的物質的量濃度。C表2化學反應速率教學前測試結果統(tǒng)計分析表(上)A——與事實性知識沖突的不當認識B——缺乏原理性知識導致的不當認識C——狹隘的思維方式(或價值取向)帶來的不當認識第四十三頁,共九十九頁,2022年,8月28日探測要素探測結果學生的已備知識學生的模糊認識學生的錯誤認識固體的表面積90%學生知道不同狀態(tài)(塊狀、粉末狀)固體由于表面積不同帶來反應快慢不同。壓強86.7%的學生正確認識到向恒容容器中充入惰性氣體使容器內(nèi)壓強增大。但學生沒有明確意識到向恒容容器中充入惰性氣體使容器內(nèi)壓強增大是由于氣體的總物質的量的增加所引起。C受物理學習的影響,部分(8.8%)學生認為恒容容器內(nèi)氣體的壓強就是大氣壓,所以恒定不變。A反應速率變化趨勢86.7%的學生對化學反應過程中的快慢持有開放性的觀點,意識到受各種因素影響反應快慢會出現(xiàn)多種變化趨勢。但學生的觀點不夠清晰,并沒有意識到從主要影響因素來判斷某時間段內(nèi)的反應快慢及其變化。C13.3%的學生認為化學反應一定以勻速或勻減速進行。A參與反應的各物質之間的關系100%的學生能正確計算簡單反應中的各物質的物質的量;90%的學生能發(fā)現(xiàn)各物質按方程式中的系數(shù)比參與反應。對化學反應方程式的認識85.6%的學生認為化學反應前后物質的量不變,其中14.4%的學生更直接給出“物質的量守恒”的觀點。A催化劑100%的學生認識到催化劑在化學反應前后質量不改變。83.3%的學生只認識到催化劑加快化學反應。A67.7%的學生提出催化劑不參與化學反應過程。A表2化學反應速率教學前測試結果統(tǒng)計分析表(下)第四十四頁,共九十九頁,2022年,8月28日教學起點教學方法與教學原理教學目標具體的化學反應中溫度影響化學反應快慢,以及升高溫度能夠加快反應的進行。B從溫度對具體反應的影響推及溫度對一切化學反應的影響,對于學生而言這是一種上位學習。教學中采用粗線條處理活化能理論,從微觀角度引導學生理解溫度對一切化學反應速率的影響。理解升高溫度帶來一切化學反應速率的提高。了解一般每升高10℃反應速率增大到原來的2~4倍。水為混合物;改變水的體積帶來水的濃度的改變。B復習混合物、純凈物概念,明確純凈物的濃度與質量、體積無關;水為純凈物,水的物質的量濃度與體積、質量無關。從純凈物到水的認識對于學生而言是對知識的遷移和運用。教學中以計算水的物質的量濃度鞏固、強化學生對純液體的認識;課后思考并計算每立方米鐵中所包含的鐵的物質的量。改變純液體(或固體)質量和體積均不改變化學反應速率。惰性氣體的加入改變原有氣體的物質的量濃度。C惰性氣體的加入對恒容容器內(nèi)氣體的壓強和密度的影響需要學生建立起對混合氣體的整體性認識;惰性氣體的加入對組分氣體濃度的影響需要學生從組分氣體的獨立性角度思考問題。前一認識學生初步達成,后一認識尚處于混沌狀態(tài)。教學中從微觀的角度幫助學生建立起對混合氣體的以上兩方面認識。從微觀角度幫助學生初步建立起對混合氣體的整體性認識與對組分氣體的獨立性認識。各種因素影響化學反應速率。C學生觀察、記錄5%的過氧化氫在三氯化鐵溶液(2滴)催化劑條件下的氣體產(chǎn)生速率以及溶液溫度變化,討論此反應中不同階段影響反應速率的主要因素。學習從矛盾的主要方面理解化學反應速率的改變催化劑是否參與化學反應過程。A
觀察反應過程中溶液顏色的變化思考催化劑是否參與化學反應過程,如何影響化學反應速率。通過實驗現(xiàn)象認識催化劑參與化學反應過程,推測其改變化學反應歷程帶來反應速率的改變。具體的化學反應中溫度影響化學反應快慢,以及升高溫度能夠加快反應的進行。B從溫度對具體反應的影響推及溫度對一切化學反應的影響,對于學生而言這是一種上位學習。教學中采用粗線條處理活化能理論,從微觀角度引導學生理解溫度對一切化學反應速率的影響。理解升高溫度帶來一切化學反應速率的提高。了解一般每升高10℃反應速率增大到原來的2~4倍。各種因素影響化學反應速率。C學生觀察、記錄5%的過氧化氫在三氯化鐵溶液(2滴)催化劑條件下的氣體產(chǎn)生速率以及溶液溫度變化,討論此反應中不同階段影響反應速率的主要因素。學習從矛盾的主要方面理解化學反應速率的改變針對重難點的教學設計第四十五頁,共九十九頁,2022年,8月28日四、從學生的已有知識經(jīng)驗出發(fā)設計教學
教師一旦探查出學生的已有知識經(jīng)驗,后續(xù)教學計劃的制定和開展就有了科學的依據(jù)。認知心理學家奧蘇貝爾認為學習的實質就是新知識與學生認知結構中原有的知識通過相互作用,建立非人為和實質性的聯(lián)系。新舊知識的相互作用,就是新舊意義的同化,其結果是新知識獲得意義,原有認知結構發(fā)生改組。在新知識的學習中,認知結構中已有的知識經(jīng)驗起決定作用。
第四十六頁,共九十九頁,2022年,8月28日1.先行組織者策略先行組織者是指先于學習任務本身而呈現(xiàn)給學生的引導材料,其抽象概括水平高于新知識,同時又能清晰地同原有的認知結構相聯(lián)系,作為架設新舊知識之間的橋梁。先行組織者一般由教師在課的開始提供給學生并貫穿于教學始終,不斷為新的學習提供“固著點”,發(fā)揮定向引導作用。
第四十七頁,共九十九頁,2022年,8月28日教材單元“先行組織者”的形式學習前的引導性材料學習過程中的信息提示一段有關生活的背景材料一副反映化學現(xiàn)象的插圖一個具有啟發(fā)意義的化學問題一則生動的化學實驗目的是在后繼學習的內(nèi)容之間建立“橋梁”,使學生的學習過程“平易化”。第四十八頁,共九十九頁,2022年,8月28日(1)陳述性組織者
當學生遇到新的學習任務時,倘若其原有認知結構中缺乏同化新知識的適當?shù)纳衔挥^念,便可以設計一個概括與包容水平高于要學習的新材料的組織者,這就是陳述性組織者。學生先學習陳述性組織者,以獲得一個可以同化新知識的認知框架。例如:在學習“化學平衡”時,教科書就首先呈現(xiàn)了一段敘述性材料。P138-139第四十九頁,共九十九頁,2022年,8月28日(2)比較性組織者
當學生遇到新的學習任務時,倘若其認知結構中已經(jīng)具備了同化新知識的適當觀念,但該觀念不清晰、不牢固,學生難以應用,或者學生對新舊知識之間的關系辨別不清,這時便可以設計一個指出新舊知識異同的組織者,即比較性組織者。學生先學習比較性組織者,以用于新、舊概念的整合或辨別。例如:在學習堿性氧化物時,以酸性氧化物作為比較性組織者。第五十頁,共九十九頁,2022年,8月28日教師運用先行組織者策略進行教學的步驟
①在學習新知識之前,教師首先從學生已有的知識經(jīng)驗出發(fā),結合新材料和學生實際設計適當?shù)南刃薪M織者作為引導材料。②向學生講清引導材料,將新知識的上位概念納入學生的認知結構中。③按一般到特殊的順序有層次地呈現(xiàn)教材,傳授新知識。④鞏固新知識,強化認知結構。
第五十一頁,共九十九頁,2022年,8月28日2.概念轉變教學策略
所謂概念轉變是指個體原有的某種知識經(jīng)驗由于受到與此不一致的新經(jīng)驗的影響而發(fā)生的重大改變。概念轉變不同于概念的“豐富與發(fā)展”,它是對學生現(xiàn)有的理解、解釋做出的調(diào)整和改造,是由學生的生活概念向科學概念的轉變。第五十二頁,共九十九頁,2022年,8月28日不同時期學習者頭腦中的概念模型生活概念科學概念生活概念科學概念
學習前
學習中
學習后第五十三頁,共九十九頁,2022年,8月28日灌輸式教學,或簡單的結論式教學,不可能使學生真正地理解科學的概念。學生可能記住和接受了科學概念的定義,但并不意味著徹底放棄原有的錯誤概念。人的頭腦中對于同一概念的理解可以包含相反的成分,科學的概念模型和錯誤的概念模型。第五十四頁,共九十九頁,2022年,8月28日波斯納(Posner)的“概念轉變模型”
個體原有的概念要發(fā)生轉變需要滿足四個條件:(1)對原有概念的不滿意。(2)新概念的可理解性。(3)新概念的合理性。(4)新概念的有效性。因此,學生必須明了他們個人的理論與證據(jù)是不適當?shù)?、不完整的,而科學的解釋可以作為一個更具說服力且更合理的取代物,這時概念的轉變才能發(fā)生。第五十五頁,共九十九頁,2022年,8月28日實現(xiàn)概念轉變的教學克拉伊契克(JosephS.Krajcik)認為概念轉變的教學過程主要由四個部分組成:(1)學生描述他們自己的理解和認識;(2)重新建構理解和認識;(3)應用新的理解與認識;(4)將新的理解和認識與以前的理解做比較。第五十六頁,共九十九頁,2022年,8月28日概念轉變教學過程圖學生比較新、舊概念學生描述他們自己的理解和認識學生運用新的理解和認識學生重新建構理解和認識利用反例使學生面對沖突情境學生建構新的理解學生在不同概念之間建構新理解學生和教師交流、闡明自己的理解
第五十七頁,共九十九頁,2022年,8月28日概念轉變的3步教學模式
1982年,密歇根大學的納斯鮑姆(Nussbaum)和諾瓦克(Novick)提出了概念轉變的3步教學模式。(1)揭示和弄清學生已有的前科學概念。(2)引進與前科學概念相沖突的新概念。(3)鼓勵學生對新觀念進行評論,并形成對有關問題的新的觀念圖式。第五十八頁,共九十九頁,2022年,8月28日注意概念轉變教學中最新奇的地方就是引出并澄清學生的想法。把學生的想法曝光讓別人公開評論是有很大危險的。概念轉變是一個困難而又緩慢的過程。
第五十九頁,共九十九頁,2022年,8月28日第二節(jié)設計具有思考價值的問題
問題是思維的源泉,更是思維的動力。高中化學新課程提倡開展以問題為中心的教學,引導學生通過高水平的思維來學習,通過問題解決來建構對知識的理解。其實學習過程就是學生不斷發(fā)現(xiàn)問題、分析問題和解決問題的過程。實施以問題為中心的教學,問題的設計是關系整個教學成敗的關鍵。不同的問題所引起的學生的思維參與程度是不同的,在促進學生對知識理解方面的作用也不相同。因此,教師在教學中應盡量設計具有思考價值的問題,激發(fā)學生的思維,使學生始終在積極思維的過程中深刻理解所學知識。第六十頁,共九十九頁,2022年,8月28日一、問題的類型與水平根據(jù)思維方向,可以將問題分為封閉型問題和開放型問題。根據(jù)思維力度,可以將問題分為回憶性問題和思考性問題。將思維方向和思維力度綜合起來即為思維容量,它可以作為衡量問題對學生思維活動的引發(fā)和維持程度的指標。第六十一頁,共九十九頁,2022年,8月28日低水平的問題側重于學生對知識的記憶、再認和簡單應用,高水平的問題則需要學生對知識進行一定程度的加工。低水平的問題是學生學習的基礎,高水平的問題則有利于轉變學生死記硬背的學習方式,促進學生對知識的深層理解,培養(yǎng)學生的思維能力和創(chuàng)造力。在教學中,教師要根據(jù)具體的教學內(nèi)容,盡可能設計不同層次的問題,以滿足不同層次學生的需求;也需要在一定范圍內(nèi)多設計一些高層次的問題,以引導學生對問題的深入思考,發(fā)展學生高水平的思維能力。第六十二頁,共九十九頁,2022年,8月28日二、有思考價值的問題的特征與設計
1.具有較大的思維容量2.具有適宜的難度3.具有合適的梯度
第六十三頁,共九十九頁,2022年,8月28日1.具有較大的思維容量具有思考價值的問題必須有較大的思維容量。從思維方向的角度來考慮,它應該具備一定的開放性;從思維力度的角度來考慮,它應該是思考性問題;從問題的類型上看,它必須是高思維水平的統(tǒng)整性問題或創(chuàng)造性問題。
例如,在學習“鋁的制法”時,可設計以下問題:以鋁為原料制取Al(OH)3,你能想出幾種辦法?寫出化學方程式。從反應物種類、操作要求及節(jié)約原料角度考慮,哪種方法更佳?
第六十四頁,共九十九頁,2022年,8月28日2.具有適宜的難度
具有思考價值的問題應該是難易適度的。難易適度的問題應該落在學生的“最近發(fā)展區(qū)”內(nèi)。具體說:那些和學生已有的知識經(jīng)驗有一定聯(lián)系,學生知道一些,但是僅憑已有的知識又不能完全解決,也就是說在“在新舊知識的結合點”上產(chǎn)生的問題,最能激發(fā)學生的認知沖突,最具有啟發(fā)性,能有效地驅動學生有目的地積極思索?!@些問題難度適宜。
第六十五頁,共九十九頁,2022年,8月28日3.具有合適的梯度
在教學中,對于那些具有一定深度和難度的內(nèi)容,學生往往一時難以理解、領悟,教師可以采用化整為零、化難為易的辦法,把一些太大或太難的問題設計成一組有層次、有梯度的問題——問題組,考慮好問題的銜接和過渡,用組合、鋪墊或設臺階等方法來降低問題的難度,提高問題的整體效益。問題組可以使開放型的問題具備一定的方向性,使學生可以發(fā)散思維但不致于漫無目的地胡思亂想;問題組具有啟發(fā)性,可以啟發(fā)學生從不同的層次、不同的切入點來思考一個問題;問題組具有引導性,可以引導學生進行深入的思考,從而深刻理解有關知識,形成系統(tǒng)的知識結構。第六十六頁,共九十九頁,2022年,8月28日在設計問題組時要注意各問題之間的銜接和過渡,既要避免梯度太大,也要避免將問題設計得太細、太具體,導致系統(tǒng)的內(nèi)容分解的支離、破碎,這既不利于培養(yǎng)學生思維的深刻性和獨立性,也不利于學生形成相對完整的認識思路和掌握知識的整體結構。既要給學生指出思維的方向,引導學生深入思考,又不能將學生的思維限制過死,要鼓勵學生充分發(fā)表自己的看法。對教師要求:認真分析教材,根據(jù)學生的認知特點,設計出科學的、有層次的問題組,并且及時引導學生把問題討論的結果進行有機整合,形成系統(tǒng)的認知結構。第六十七頁,共九十九頁,2022年,8月28日三、創(chuàng)設問題呈現(xiàn)的情境
學習活動總是在一定的情境中產(chǎn)生的,教師設計好具有思考價值的問題后,要避免直接提問,要在對學生已有知識經(jīng)驗和教材內(nèi)容全面、科學分析的基礎上,創(chuàng)設問題呈現(xiàn)的情境,使學生能在問題情境中產(chǎn)生認知沖突,從而激發(fā)學生積極思維的動機和探索問題的欲望。所謂問題情境是指個人自己覺察到的一種“有目的但不知如何達到”的心理困境。它一般由三個部分組成:一是新的未知的東西,這是核心成分,反映的是思維對象和內(nèi)容;二是學生對產(chǎn)生的未知東西的需要,反映的是思維的動機;三是學生的可能性,它既包括學生的創(chuàng)造能力,又包括學生已達到的知識水平。第六十八頁,共九十九頁,2022年,8月28日1.通過實驗創(chuàng)設問題情境
化學是一門以實驗為基礎的學科,化學實驗中各種生動鮮明的化學現(xiàn)象,能激起學生強烈的興趣和求知欲,促使學生積極主動地思考;而且實驗能促進學生多種感官的同時參與,提高學生大腦皮層的興奮性,促進暫時聯(lián)系的形成,有利于學生建構新舊知識之間的聯(lián)系。
第六十九頁,共九十九頁,2022年,8月28日
如在學習鈉的氧化物一節(jié)中,可進行如下的實驗操作。分別取兩支試管編號為試管一.試管二,向試管一中加入適量的氧化鈉,向試管二中加入適量的過氧化鈉。再向試管一中注入無色的酚酞試液,酚酞變紅。學生認識到有堿性的氫氧化鈉生成。同樣將酚酞試液注入試管二中,看到酚酞變紅隨后又褪色。這個不同的現(xiàn)象將引發(fā)學生的思考:變紅證明也有堿性物質生成是氫氧化鈉,那是什么物質導致褪色現(xiàn)象?在由教師講解過氧化鈉的強氧化性能夠漂白,由學生解釋褪色的原因。第七十頁,共九十九頁,2022年,8月28日2.通過文字材料創(chuàng)設問題情境
教師也可以通過生動的文字材料呈現(xiàn)問題,即把與問題相關的一些信息,如化學史實、日常生活中的自然現(xiàn)象、化學科學與技術發(fā)展及應用的重大成就、化學對社會發(fā)展影響的事件等,以文字材料的形式呈現(xiàn)給學生,使學生在閱讀這些信息的同時,激發(fā)起探究的興趣和動機,在文字材料中的信息的沖擊下,積極主動地對問題進行探索。第七十一頁,共九十九頁,2022年,8月28日
在學習有機物時,可以先給學生講述德國化學家維勒、柯爾柏對傳統(tǒng)“生命力”學說產(chǎn)生質疑,并通過不斷的探索用我,用無機物先后合成了有機物尿素、醋酸。在無機與有機學科之間建立了聯(lián)系。讓學生由對無機的學習過渡到有機的學習。第七十二頁,共九十九頁,2022年,8月28日3.通過課堂討論創(chuàng)設問題情境討論對于激發(fā)學生的思維活動是一種最有效的方法。在教學中利用學生對某一問題的不同看法所引起的矛盾沖突,引導學生進行討論,從而創(chuàng)設問題情境。由于在討論過程中學生希望被認可的愿望非常強烈,教師在鼓勵學生充分發(fā)表意見的同時,要適時引導他們冷靜分析,從不同的側面去認識問題。
第七十三頁,共九十九頁,2022年,8月28日4.利用多媒體創(chuàng)設問題情境多媒體技術在化學教學中的應用,不僅可以增大信息傳輸?shù)娜萘?,提高信息的可信度,而且還能提供豐富多彩的視聽景象,提高學生的學習興趣。因此,借助多媒體技術來呈現(xiàn)問題,可以使抽象枯燥的問題變得具體、鮮活,激發(fā)學生思維的積極性,還可以減輕學生的思維負擔,提高問題解決的效率。
第七十四頁,共九十九頁,2022年,8月28日
如學習甲烷一節(jié)時,可引用煤礦因瓦斯爆炸而造成坍塌的幾則新聞資料,引出瓦斯是煤炭開采過程中伴生的氣體,它的主要成分是甲烷,由于甲烷的可燃性,在其與氧氣混合達到一定濃度時,遇明火就會發(fā)生爆炸。第七十五頁,共九十九頁,2022年,8月28日四、引導學生自主發(fā)現(xiàn)和提出問題
“教師問,學生答”,學生仍處于被動學習的狀態(tài),化學新課程改革倡導自主探究的學習方式,教師應該對課堂提問有新的認識和理解。課堂提問的目的不僅僅是要讓學生“會答”,更要讓學生“敢問”、“會問”、善于“發(fā)問”。在新課程的教學活動中,教師應積極引導和鼓勵學生自己去發(fā)現(xiàn)問題,提出問題,這是培養(yǎng)學生問題意識的最好途徑,也是學生主體性的最充分發(fā)揮。第七十六頁,共九十九頁,2022年,8月28日信息:學生問題意識的缺乏
問題意識是指學生在認知活動中意識到一些難以解決的、產(chǎn)生疑慮的實際問題或理論問題時產(chǎn)生的一種懷疑、困惑、探究的心理狀態(tài)。傳統(tǒng)的課堂教學中,學生問題意識比較薄弱。調(diào)查表明,高中生在課堂學習中經(jīng)常提問題的只有15.9%,而84.1%的高中生在課堂上很少或幾乎沒有提問。而學生不敢提問的原因概括起來主要是三個方面:一是緊張、缺乏勇氣(27.3%);二是害怕,害怕打斷老師講課的思路(23.3%),害怕問題簡單同學嘲笑(15.5%),害怕老師不給講(10%);三是沒有提問的時間和機會(18.8%)。
第七十七頁,共九十九頁,2022年,8月28日促進學生自主提問的實施框架圖教師設置問題情境引發(fā)學生認知沖突發(fā)展學生思維民主寬松的環(huán)境教師提供方法指導學生提出問題(原動力)(前提)(腳手架)第七十八頁,共九十九頁,2022年,8月28日1.引發(fā)學生的認知沖突
當學生已有的知識經(jīng)驗不能解釋所面臨的情境或問題時,學生的頭腦中就會產(chǎn)生認知沖突。教師在教學中設置問題情境,有助于引發(fā)學生的認知沖突,給學生造成一種心理上的困境,驅使學生積極主動地進行知識的回憶和建構,在探索新知識的問題解決過程中培養(yǎng)學生的問題意識。學生在不斷地分析問題、解決問題的過程中,逐漸地將知識內(nèi)化,形成自己的“見識”和“觀點”,并且思維能力逐漸得到提高,這有助于學生發(fā)現(xiàn)和提出高水平的問題。第七十九頁,共九十九頁,2022年,8月28日2.營造民主寬松的教學環(huán)境
人本主義心理學認為,心理自由和心理安全是學生進行創(chuàng)造性活動的基本前提。只有學生處在一種心理安全和心理自由的氛圍中,他才不會害怕表現(xiàn)自己,他才能積極地思索問題、有效地發(fā)現(xiàn)問題和大膽地提出問題。在課堂上不愿提問的學生,大多是怕說錯了話挨老師批評,或者擔心受到同學的譏諷,心理上缺乏安全感。所以,培養(yǎng)學生的問題意識,教師應該相信和尊重學生,給學生營造一種民主、開放、自由、寬松的教學氛圍,要留給學生自主探究、獨立思考的時間和空間,允許學生犯錯誤,使學生相信自己有提出問題的能力,敢于大膽質疑、發(fā)表意見、挑戰(zhàn)權威。第八十頁,共九十九頁,2022年,8月28日3.提供質疑的方法指導
在課堂上學生提不出問題可能是學生不會問問題,不知道問什么。所以教師要給學生提供質疑的方法指導,這是落實學生問題意識培養(yǎng)的實質性環(huán)節(jié)。在化學教學中,教師可以教給學生對基本概念、原理的涵義、由來、應用進行提問,對思維方法、解決問題的思路進行提問,對現(xiàn)實生活中的問題從化學角度進行提問,對新舊知識的結合點進行提問,對實驗提問等,使學生知道從何處著手,從什么角度進行提問。教師需要通過實例進行具體指導,在課堂教學就一個具體的現(xiàn)象進行發(fā)問方法的分析,使學生知道這個問題是怎么來的。教師還要引導學生對一個現(xiàn)象從多個角度進行質疑,多問幾個“為什么”,使學生掌握質疑的技巧。第八十一頁,共九十九頁,2022年,8月28日第三節(jié)構建學生合理的認知結構
要對知識形成深刻的理解,這意味著學習者所獲得的知識應是結構化的、整合的,而不是零碎的、孤立的。理解的實質是認識事物之間的聯(lián)系及其本質,學生通過學習應能找出知識之間的內(nèi)在聯(lián)系,并根據(jù)這種聯(lián)系形成知識網(wǎng)絡。使學生理解科學知識的最終目的就是要構建學生良好的認知結構,從而為學生運用科學知識分析和解決實際問題打下堅實的基礎。
第八十二頁,共九十九頁,2022年,8月28日一、認知結構的涵義所謂認知結構,簡單地講就是一個人在某一知識領域的全部觀念和組織。認知心理學家奧蘇貝爾認為,學生能否習得新信息,主要取決于他們認知結構中已有的觀念。認知結構既是學生理解學習的結果,也是影響學生意義建構的關鍵因素。
第八十三頁,共九十九頁,2022年,8月28日化學認知結構化學認知結構是學生頭腦中的化學知識按照自己理解的深度和廣度而組成的一個具有內(nèi)部聯(lián)系的整體結構。它是一種具有主觀能動性、開放的、立體網(wǎng)狀的知識結構,其中既包含處于低層次的諸如概念、事實性命題等一般的知識,又包含處于較高層次的諸如解決化學問題的方法等知識,還包含處于最高層次的諸如化學方法論、思維論等方面的內(nèi)容。簡單來講,化學認知結構就是學生頭腦中所獲得的一種經(jīng)過改造了的化學知識結構,它是化學知識結構與學生的心理結構相互作用的產(chǎn)物,可表示為:化學認知結構=化學知識結構+人的主觀能動性“+”表示內(nèi)化,即化學知識結構通過主體的作用內(nèi)化為化學認知結構。思維是內(nèi)化的核心。第八十四頁,共九十九頁,2022年,8月28日“知識結構”≠“認知結構”閱讀教材有關內(nèi)容,試陳述知識結構與認知結構的關系。第八十五頁,共九十九頁,2022年,8月28日2.認知結構的特征
(1)整體性(2)層次性(3)開放性第八十六頁,共九十九頁,2022年,8月28日(1)整體性整體性是指良好的認知結構是一個相對完整的體系,其中既有陳述性知識,即關于世界的事實性知識,用于回答“是什么”的問題;又有程序性知識,即在特定條件下可以使用的一系列操作步驟和算法,用于回答“怎么辦”的問題;更要有策略性知識,即關于如何學習和如何思維的知識,以起到內(nèi)部調(diào)控的作用。學生掌握知識越全面,認知結構越完整,則越容易同化新知識。第八十七頁,共九十九頁,2022年,8月28日(2)層次性層次性是指良好的認知結構并非各種不同知識的簡單、線性排列,而是把零散、瑣碎的知識點串成線,線結網(wǎng)成面,面延伸成體,以知識組塊的形式形成立體的知識網(wǎng)。這樣當認知結構用來同化新知識時不僅能迅速找到新知識的固定點,而且也易于辨別新舊知識的異同。第八十八頁,共九十九頁,2022年,8月28日(3)開放性開放性是指隨著學習過程的不斷發(fā)生,良好的認知結構總是處于不斷豐富、擴大的動態(tài)運動過程中,是一個無限發(fā)展的過程,而不是封閉和僵化的系統(tǒng)。認知結構開放性越強,當進行新的學習時就能很快地激活學習者腦內(nèi)的圖式,并且這種激活可以從一點向四周擴散,以激活其它結點,從而促進新知識的學習。第八十九頁,共九十九頁,2022年,8月28日二、影響認知結構構建的因素
1.知識的類型2.知識的表征3.知識的組織
第九十頁,共九十九頁,2022年,8月28日1.知識的類型認知心理學認為,學生已有的知識經(jīng)驗是學習的必要條件。知識類型從廣義上可分為三類:陳述性知識、程序性知識和策略性知識。陳述性知識是指關于自然和社會的事實性知識;程序性知識指在一定條件下可以使用的一系列操作步驟或算法(合理解決問題的一種操作程序或指令系統(tǒng)),其核心成分是概念和規(guī)則的運用;策略性知識系指關于如何學習和思維的知識。各類知識的特征不同,在構建認知結構時內(nèi)化的層次和力度也不相同。策略性知識往往具有較高的概括化程度,指導和影響著學習者對于陳述性知識、程序性知識的獲得與掌握。學習困難的學生,往往是通過記憶獲得了大量的陳
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