通过玩纸牌游戏来教授电子配置和离子化合物的形成 | 特色

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一只手拿着扑克牌,上面显示离子

与英格兰、威尔士和北爱尔兰的许多学校一样,我们开设了为期三年的科学 GCSE 课程,但对于许多来自低年级的学生来说,这是一个具有挑战性的进步。在课程初期,学生需要熟悉原子结构,并将其与元素周期表、同位素和离子联系起来。有些学生对此很感兴趣。他们能迅速发现趋势和模式,并表现出快速的发展。对于其他人来说,这是一场真正的斗争。由于授课时间的限制,这可能会对后续学习产生巨大影响。能够学习高级化学的学生很快就会走上基础层的道路。

我们通常采用低风险测试和指导练习来提高这些学生的理解力。然而,有些学生根本没有进步。他们开始形成“我不会做化学”的态度,这可能会让他们和老师在接下来的两年半里苦苦挣扎。我想看看我们能否提高他们对离子的理解和认识,并通过游戏消除评估焦虑的诱因。

学生在学习离子和离子键时是否能表现出相同的元认知方法?

在教育领域,术语经常演变和变化。基于游戏的学习不同于游戏化。后者将游戏策略带入课堂,例如通过使用基于游戏的学习平台(如 Kahoot!)通常,这些策略是为了提高参与度,而基于游戏的学习则旨在通过玩游戏来提高概念学习。

当你拿起一副扑克牌时,你会立即知道会发生什么,并开始制定策略来赢得手头的游戏。在打牌的过程中,你会监控自己的进度,调整策略,甚至可能冒险。这些元认知过程是你成功的关键。学生在学习离子和离子键时能否表现出相同的元认知方法?

怎么玩

我设计了一套学生在 GCSE 课程中会遇到的阴离子和阳离子。我们与学校的其他老师一起对这套材料进行了批判性测试,思考学生需要什么才能更熟练地掌握离子这个棘手的概念。我们将其提炼为包括电子配置、点和交叉图、共价线图和符号表示,例如 Mg2+。我们的想法是提供同一物种的多种不同表示,以便学生正确识别离子并更深入地理解每种表示的含义。

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然后我们考虑哪些游戏是众所周知且简单的。学生不需要在简单、众所周知的游戏中投入太多的工作记忆来思考规则,从而腾出空间来思考卡牌及其策略。

最后,我们决定:

  • snap——鼓励人们识别同一物种的不同表现形式。
  • 杜松子酒——提高制作具有平衡电荷的离子化合物的能力。
  • 命名杜松子酒——提高学生对化合物的命名能力。
  • 消除杜松子酒——发展策略和元认知过程,因为“玩”的复合词不能被其他学生玩。

这些游戏都很容易上手。这是一个关键成果,因为我们想要一个可以在课程开始或结束时使用 10-15 分钟的游戏,以帮助我们有效地管理时间。

学生们正在提高对化学至关重要的语言和模型的流利程度

在对卡组进行初步试用后,我们能够看到如何开发离子分布以实现具有挑战性的游戏玩法。例如,在玩 snap 时,匹配物种的概率仍然很低,但匹配电子配置很容易。然而,后者需要玩家进行更多的思考。只关注由 I、II、III、VI 和 VII 组形成的离子本来很简单,但这会忽略学生在 GCSE 中遇到的离子化合物形成的一个关键方面——酸。这引发了另一个问题,我们应该如何以一种便于理解的方式来表示硫酸根离子。我们简化了过渡金属和八位字节规则不适用的较大物种的卡片。

连胜

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每个人都是赢家

看到学生们完全沉浸在每个游戏中,真正兴奋地玩游戏,真是太棒了。干预对那些努力争取更高级别试卷的学生产生了积极影响,与之前的群体相比,他们的结构和结合评估有了很大的提高,对化学的态度也更加积极。通过定期玩这些游戏,他们逐渐掌握了化学和 GCSE 课程开始时不可或缺的语言和模型,这有助于他们在以后的课程中更多地接触理论。这副牌的另一个用处是,我们能够使用可视化器下的卡片进行离子检索练习。

开展这项行动研究项目对我和我的学生产生了巨大影响。为巩固学生对离子和化合物的理解而投入的时间是值得的。一些成果与数学中的精通课程相似,该课程描述了每个学生只要有足够的时间就能学习数学。如果有足够的时间,每个学生都可以学习化学,掌握某些概念是未来进步的关键。

感谢皇家化学会的化学教育研究小组 (CERG) 通过教师研究员奖学金对该项目的支持。

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