浅谈新化学课程标准中探究性教学

    新课程改革的一个重要目标，就是要改变应试教育引起的长期以来我国基础教育普遍存在的学生被动接受学习、超负荷反复练习的学习方式。在国家颁布的各门理论课程标准中，科学探究不仅被作为重要的理念强调，作为教学建议提出，而且被列入课程目标和内容标准之中，作为必须实施的内容要求。然而在我国探究性学习的研究尚处于起步阶段，在各门理论教学中的应用研究就更为薄弱。本文试图在探究性学习基本理论的指导下，探讨中学化学新教材^[1]中如何有效的实施探究性教学。

一、探究性学习的内涵

最早是美国教育家杜威在1906年提出在学校教育中要运用探究方法。在上世纪50至60年代，探究作为一种教学方法的合理性变的越来越明确了。美国教育家施瓦布指出“如果要让学生学习科学的方法，那么有什么比通过积极的投入到探究的过程中去更好呢？”^[2]

这句话对科学教育的探究性学习产生了深远的影响。要研究探究性学习，首先必须明确什么是探究。目前我国学者对探究这一核心概念的理解一般来自于美国《国家科学教育标准》中对探究的定义：“探究是多方面的活动，包括观察；提出问题；通过阅览书籍和其他信息资源，发现什么是已经知道的结论；制定调查计划；根据实验证据对已有的结论作出评价；用工具搜集、分析解释数据；提出解答、解释和预测；以及交流结果。探究要求明确假设，进行批判的和逻辑的思考，并且考虑其他可以替代的解释。”^[3] 由此可见，探究性学习就是在教学情景中使学生通过一系列探究活动去发现问题、分析问题、提出假设、搜集证据、解决问题并进行交流的学习过程。

二、化学教学中探究活动的切入

探究性教学是提高学生科学素质的重要环节，而实施科学探究活动的关键在于探究内容的恰当切入。

1、从学生体验较深的身边化学知识切入

化学新课程重视过程，注重体验，关注学生情感、态度、价值观的发展。化学是一门实用性学科，化学与生活有着密切的关系，把探究课题置于生活之上，能使学生感受到化学变化的奇妙和化学世界的魅力，萌发主动获取化学知识的心向。本人在指导学生学习铝的性质时，创设了如下的探究情景：

教师：在家庭中，那些是由金属铝制成的？

学生：学生思想活跃，情绪高涨，立即联想到灶具、门窗，有些同学还联想到床架、衣服架、洗衣机的内桶等。

教师：在家庭丢弃物中那些是由铝制成的？

小组讨论，同桌交流瞬间开始，通过讨论多数同学认为：金属铝密度小，耐腐蚀。

教师：为什么铝比铁耐腐蚀？本节课就来学习铝的性质，要求同学们通过实验探究铝的性质并将你们的假设和实验过程以及结论分组加以汇报。在巡回检查和指导中发现学生比以往更加投入，而且假设各有侧重，实验方案各有特色。学生更是兴趣盎然，通过探究活动学生关于铝的性质不但记忆牢固理解深刻，而且通过查阅资料还获取了其他知识。

2、从实验过程的异常现象切入

化学实验在形成化学理论，帮助学生理解化学知识方面具有不可替代的作用。在化学教学中只要学生留心观察实验过程，注意捕捉奇特的变化，就可以发现许多异常现象，对这些异常现象的探究会得到很重要的发现。例如：浓硫酸与铜的反应中常有不溶于水的黑色物质存在；金属钠在空气中燃烧的产物有黑色固体物质生成；实验室制得的乙炔和溴水反应时有白雾产生等，这些异常现象都可以成为探究的内容。

3、从学生有争议的问题切入

激活学生思维的有效途径是引发学生对问题的 议论和争议，争议是学生思维参与活动，认知发生冲突的结果，也是科学探究和发现的前提。本人在引导学生复习烃时，设计这样一则例题：某烃的相对分子质量为128，它的一氯取代物有两种，写出该烃的结构简式。

学生就此产生争议，得到了两种化学式不同的有机物：C₁₀H₈和C₉H₂₀ ，在书写有机物结构式，学生争论更加激烈，提出了多种结构式，在师生共同探讨和求证中得出了下列结构式：

                 CH₂—CH₃                   CH₃     CH₃

                 ︱                         ︱      ︱

        CH₃—CH₂—C—CH₂—CH₃             CH₃—C—CH₂—C—CH₃

                 ︱                         ︱      ︱

                  CH₂—CH₃                    CH₃     CH₃

争论和求证使学生的思维得到了补充和拓展，对探究同分异构体种类起到了积极作用。

除此之外还有其他的切入点，如从具有影响的重大化学事件切入，从环境保护和经济效益角度切入等对课堂教学都有很大帮助。

三、提问和实施探究性教学

所谓探究性学习，就是不把学习内容直接呈现给学生，而是由学习者通过一系列发现行为（如转换、组合、领悟等）发现并获得学习内容的过程。^[4]

在教学中，提问是引导学生发挥其自身主观能动性去主动进行探究的有效方式之一。学生获得知识的完整过程应该是：“提出问题——分析问题——解决问题”通过这样的一个循环之后，学生就能够对所得到的结果有非常深刻的印象。下面就用教学中的实例来说明如何使用提问的方式来开展探究性教学。教师提出问题，学生做出解答——金属钠的性质学习。教师提出的问题如下：

问题（1）：针对新教材第一册第39页实验3—1及第41页的实验3—3教师可以提出“钠的物理性质是什么？”

问题（2）：针对新教材第一册第39页实验3—2，教师可以提出“钠的化学性质是什么？如何保存钠？”

问题（3）：“钠有什么用途？”

学生解答如下：

问题（1）解答：由实验3—1现象观察可知钠的物理性质——银白色金属，由实验3—3总结出钠具有密度小，硬度小熔点低等特点，这样学生就会对钠的物理性质有了直观的了解。

问题（2）解答：通过实验3—2学生了解钠在空气中燃烧后发生：2Na + O₂  ==  Na₂O₂；通过钠的保存方法可知：4Na  +  O₂  ==  2Na₂O；通过实验3—3学生了解到钠与水发生反应：2Na  + 2H₂O  == 2NaOH + H₂↑通过以上回答可知钠的化学性质很活泼。

问题（3）解答：学习以上内容后学生很自然地联想起生活中金属钠的化合物如食盐、苏打、小苏打等化合物。通过三个问题的回答，学生就对金属钠的性质及用途有了全面的认识。

四、创设开放性、挑战性的问题情景

提出问题，创设探究的情景是探究性学习的第一要素。所以探究性的教学要注重提出问题，尤其在课堂教学中，提出开放性、挑战性的问题，更能激发学生探究思考。例如：高二学生在学完原电池原理后，我们在教学中提出了这样的问题：

（1）活泼金属是原电池的正极还是负极？

（2）活泼金属能否作为原电池的正极？

学生通过问题的驱动和教科书上学过的内容积极思考认为：活泼金属在原电池中都是负极，不能作为正极，因为活泼金属失去电子的能力比不活泼的金属强。

（3）在镁、铝与稀硫酸组成的原电池中镁是原电池的正极还是负极？说明理由。

（4）我们能否变换条件，使镁电极得到电子成为原电池的正极，使铝失去电子成为负极？

教师对教材中的学习内容提出了挑战性的问题，学生产生了认知冲突激发了学生的联想和猜想，通过点拨和引导，立即有学生举手回答：把稀硫酸换成氢氧化钠溶液，活泼金属就可以由原电池负极变为正极了。教师再引导这种猜想是否正确。我们用实验验证，下面请两个学生上讲台做原电池的演示实验操作。学生通过事实情景证明猜想完全正确，学习状态由深思到兴奋，学生自然产生了一种成功喜悦感。

综上所述，我们在实施化学新教材，开展探究性学习的教学过程中，要把学生的学习活动作为一种教学资源来进行开发，使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面进行有效的整合与提升。改变传统的教师一桶水，注满学生一碗水的教学行为方式，让学生自己取水，而教师重在引导学生自己寻找水源在哪里，自己寻找取水的途径和方法。

参考文献：

[1]宋心琦主编，普通高中课程标准实验教科书. 化学1（必修）

北京：人民教育出版社，2004

[2]National Research Council .Inquiry and National Science Education A Guide for Teaching and Learning [M].2000

[3]National Research Council .The National Science Education Standards [M].Washington DC : National Academy Press,1996:23

[4]张华，钟启泉，课程与教学论 . 上海：上海教育出版社，2001