探究性化学实验课堂模式的构建与实践.doc

探究性化学实验课堂模式的构建与实践福州格致中学 伍兴武 近十多年来，我国教育的改革和发展步伐明显加快。在90年代中学化学教学中一本教材一统天下的格局已被打破，各种教学流派竞相而出，形成了百花齐放、百家争鸣的局面。但不管是哪一种教学理论或模式，不管哪一教学流派或从哪一个角度来考虑，没有一位教育专家会否定实验教学在中学化学教学中的重要地位和作用。广大化学教师都能认识到：实验教学可以激发学生学习化学的兴趣，帮助学生形成化学概念，获得化学知识和实验技能，培养观察和实验能力，还有助于培养实事求是、严肃认真的科学态度和科学的学习方法。因此，加强实验教学是提高化学教学质量的重要一环，也是评价教学质量的一个重要方面。根据实验教学的作用分类，化学实验教学模式可分为验证性实验教学模式和探究性实验教学模式，经过我组教师这四年来对探究性实验教学模式的教学实践与摸索，现已取得阶段性成果。一 探究性化学实验课堂模式构建的理论依据1“探究学习”是在50年代美国掀起的“教育现代化运动”中，由美国著名科学家、芝加哥大学教授施瓦布(JJ.Schwab)倡导提出的。他认为学生学习的过程与科学家的研究过程在本质上是一致的。 因此，学生应像“小科学家”一样去发现问题、解决问题，并在探究的过程中获取知识、发展技能、培养能力，特别是创造能力，同时受到科学价值观、科学方法等的教育，并发展自己的个性。“探究学习”强调科学概念、科学方法、科学态度三者的综合和对科学研究过程的理解。它所具有的这些特点，使其成为美国教育改革中较有影响的教学方法。在美国的科学教育改革中，以科学探究为核心是支撑美国国家科学教育标准的课程理念。2“探究一合作”型教学模式“探究一合作”型教学是福州格致中学教研室所构建的新型教学模式。它遵循着发挥学生的主动性，依照科学家探求未知领域知识的途径，要求学生对问题进行多角度、多方位的思考， 创造性地解决问题等步骤去掌握知识，培养创新精神和实践能力。在教学过程中，学生有明确的学习目的，强烈的学习动机，正确的学习方法，充分的师生交流与生生合作。3建构主义理论建构主义的产生和发展被认为是对学习理论的一场革命性变革，它对人类的学习有着深刻而独到的见解，对现实的教学实践也产生了深远的影响。建构主义所倡导的学习模式中，学习被视为是一个动态的发展过程，学习是学习者与外界环境的相互作用，通过自身内部的同化和顺应来逐步建构有关外部世界知识的内部图式的过程，从而使自身原有的认知结构得以转换和发展。其中同化是把外界的有关因素具体内容吸纳到原有的认知结构之中，实现了认知结构量的补充，为质的变化做好充分的准备工作；顺应是对认知结构的调整，促使认知结构发生质的变化，从而产生新的图式，有利于接受新的环境信息。在建构过程中，新的认识冲突出现后，同化和顺应实现对认知冲突的解决，实现新的平衡，从而促进认知的发展。二探究性化学实验课堂模式1传统化学实验课堂模式的种种弊端呼唤化学实验课堂模式的优化回顾传统的中学化学实验教学，中学化学实验的教学形式是以演示实验为主，演示实验又以验证性实验为主。教师主要关注化学实验的知识验证功能和学生动手操作规范性培养，由于受到高考实验题命题主要以书面笔试的考试形式的影响，从而导致了实验教学中普遍存在认知和方法上的某些误区：（1）实验目的是让学生学会、学懂相关的知识和技能。如通过实验教学使学生学会实验的操作、记住仪器的名称、学会观察和记录、学懂相关的化学基础知识学生全都学会、学懂、记住了，教学任务也就完成了。至于化学学科中的科学方法、科学品质似乎很少引起师生的共同关注，这种现象在中学化学实验教学中是普遍存在的。在这种教学方式下，对学生而言由于其还没有掌握这门学科的科学方法，所以最多只能说他学过了这门学科，而不能说已掌握了这门学科。（2）实验内容：验证性的实验多，探究性的实验少；（3）教学方法：“画实验”、“讲实验”、“背实验”和“电脑模拟实验”的多，学生亲自动手操作的少；（4）教师演示实验：传统的演示实验一直是按“教师提问题一教师做演示一教师归纳结论”公式化的过程进行。整个演示过程，学生始终处于观众的位置上，不能使学生主动思考。某些具体的操作细节或现象一晃而过，不能留下深刻的印象。实践证明这种方法不利于调动学生的积极性。（5）学生分组实验：教师约束的多，学生自主发挥的少；或者是学生“照方抓药”的多，设计评价的少。2探究性化学实验课堂模式 所谓“探究性化学实验”教学模式是指通过创设具有实践性、探究性、创造性的学生主体性活动，不断建构、完善学生的认知结构和情意品质，以实现学生学习能力全面发展为目的的教学过程。这一教学模式并不是只着眼于教师教的活动，而是以学生学习能力形成和发展的基本规律为教学活动的根本出发点，着眼于教师和学生的双向活动。学生的学习过程也就是其学习能力不断形成和发展的过程，有其自身的内在规律性。教师的教只是为学生的学习创造必要的外部条件，帮助学生更有效地学习。学生是学习的主体，教师起主导作用。教师教的活动必然要服从并服务于学生的学习活动。而教和学的根本目的都是为了促进学生学习能力的不断形成和发展。因此，在这一教学模式中，不仅体现了教师的活动，更突出了学生的活动，二者相互依存相互促进，以学生的学习能力发展为主线来组织教学活动，使学生通过学习活动不断提高学习能力的发展水平。（1）创设问题情境 实践证明，在正式学习新知识之前，提出与新知识内容有关的一些问题，以引起学生的注意与思考，是激活学生原有认知结构的有效方法。这就是通常所说的“创设问题情境”。例如：化学实验设计与评价的新课导入：由于条件所限，仅有一大一小两种试管和稀硫酸及锌片，请设计出一种装置，制取一试管较纯净的氢气。问题一经提出立刻引起学生的兴趣和注意，学生思维活跃，反应积极。所创设的问题情境使学生在心理上形成一种预期，由此激活与学习新知识有关的原有知识从而激发学生求知的欲望，对整个的学习活动起到积极的作用。 （2） 组织问题解决一一探究与合作 组织问题解决是课堂教学的中心环节。学生在教师的启发引导下，运用已有的知识，通过独立的探究和相互交流，获得新的知识和技能，并学会探究知识的方法和策略。这一环节必须充分发挥学生学习的主动性，让学生自己动手、动口、动脑去分析和解决问题。例如实验：10mL2molL-1CuCl2溶液中投入10g铝片。实验观察：(1)铝片表面立刻有紫红色铜沉积，同时产生较多的气泡；(2)溶液绿色变淡，继而产生蓝色沉淀；(3)混合液温度升高，甚至发烫，产生气泡速度明显加快，铝片上下翻滚；(4)混合液变黑，铝片周围有少量白色沉淀物产生；(5)一定时间后，试管底部有较多红色粉末状铜沉积，溶液变成无色透明；(6)铝片上继续产生无色气泡实验中观察到的现象既丰富又复杂，大大超越了学生实验前的预测结果，因而激发起学生的探究心理，同学之间展开了激烈的争论。限于知识基础，学生无法解释实验过程中产生的白色沉淀。有部分学生认为白色沉淀是Al（OH）3，也有学生认为不可能，且都提出了一些理由。这时，教师适时引导学生开展讨论与交流，大胆推测，鼓励开展思维创新，并建议学生利用课间时间去查找相关资料，最终由学生得出在温度较高时，铜和氯化铜可反应生成白色的CuCl。通过该实验的探究，提高了学生综合应用盐类水解、原电池、化学平衡等化学原理的能力，大大开阔了学生的思维境界，培养了学生思维的创新性。真正实现“以教导学，以教促学”，切实提高课堂教学的效率。 （3） 引导知识梳理 在学生获得基本的知识、技能和策略的基础上，教师要及时引导学生进行系统化的知识整理，使学生通过积极的思考，找出知识之间的内在联系，将部分组合成整体，形成系统化、概括化的知识技能结构，从而使新知识得到内化。在进行知识整理时，必须充分发挥学生学习的主动性，让他们自己去总结整理，教师决不能包办代替。教师只是提供某些线索，启发引导学生分析新知识与新知识之间、新知识与原有知识之间的内在联系，并对这些联系进行深人的思考，找出其核心要素，然后围绕着核心内容将所学的知识进行综合概括，相互联结起来，形成概括化、网络化的知识技能结构。例如在复习铁盐性质时设计了有关三氯化铁的综合实验：取5gFeCl36H20晶体，溶于20mL水中。将所得液体分装在5支试管中。 测定第一份液体的pH。为什么其pH小于7? 第二份液体中加入0.5mL 6mo1L-1的稀盐酸，观察颜色变化，为什么会发生这样的变化? 将第三份液体置于创60一80的热水中加热1min，取出与剩余的两份比较，颜色有何变化?再将加热过的试管置于冷水中冷却1min，观察颜色是否恢复。为什么? 用玻璃棒蘸取步骤(2)所得溶液，滴在碘化钾淀粉试纸上有何变化?为什么? 另用滴管取步骤(2)所得溶液，逐滴滴入Na2S溶液中，观察有何变化?取少量Na2S溶液逐滴滴入此氯化铁溶液中，又有何变化? 为什么? 向第四份溶液中加入几小段擦亮的镁条，观察有何现象发生?写出反应方程式 向第五份溶液中加入碳酸钠溶液，观察现象，并思考为什么?另用滴管取步骤(2)所得溶液，逐滴滴入沸水中并不断搅拌，观察有何变化?在上述探究过程中，探究的内容包括复分解反应、水解反应、化学平衡移动、pH、胶体、氧化还原反应等概念。在探究方法上有定性的，也有定量的。在探究视点上有局部的也有整体的。通过这样多方位、多层面的探究，不仅掌握了铁盐的性质，理清了铁盐与其它知识之间的关系，还学习了调整研究问题的方位和层面的方法，提高思维能力，掌握解决问题的方法。(4) 指导练习应用学生在问题解决和知识整理过程中，通过积极的思维活动，对所学知识获得了初步的理解，在头脑中建立起静态的知识网络结构。但学生对知识的理解是否正确，静态的知识结构如何转化为动态的程序性知识，从而形成有利于问题解决的活动经验结构，这就需要教师指导学生进行相应的练习。练习帮助教师获得反馈信息，练习也可以帮助学生促进知识的迁移，使知识转化为能力。 (5) 提供反馈评价在教学中要对学生的学习行为提供及时的反馈评价，以不断纠正学生的思维偏差，优化学生的认知结构。评价应该是多层次、多角度、多方面的，既有教师对学生的评价，更要重视学生与学生之间的相互评价。在评价学生的学习行为时，要坚持客观性与激励性相结合，努力激发学生探究知识的欲望，鼓励学生大胆尝试和不断创新，建立一种师生互感互动、民主开放的课堂教学氛围，促进学生认知和情感的和谐统一，实现学生学习能力的全面发展。以上五环节构成了探究性化学实验课堂模式的基本过程。每一个环节虽然各有其不同的结构和功能，但彼此紧密相连、环环相扣的。在实际教学过程中，各个环节之间并不完全是一种机械的、线性的排列，由于教学内容的特点不同，前后环节之间可以镶嵌简化，甚至是跳跃式递进。有一些教学环节还可以放在课堂教学之前或之后来完成。每节课教师可在不同的水平和从不同的角度对知识进行更深入的思考和重新加工，使教学过程在师生不断地提出问题、分析问题和解决问题的动态活动中得到发展。正是在这样一个循环往复、不断发展的教学活动中，学生的知识技能、科学素养得到不断的扩展和深化，认知结构得到不断的完善，从而学习能力也在不断地发展和提高。三探究性化学实验课堂模式实践中的几点体会1实验探究模式开展的阻力是探究主题的难度与探究时的过于开放，使研究性教学过程难以控制，学生失误较多，延时耗时。所以，不必追求高难的探究主题，我们认为，探究的目的是使学生从中获得科学方法上的认识提高和训练，应充分考虑学生的情况，选择探究主题。并注意此种教学模式与其它教学方法的合理配合。2实验探究模式对教师提出的挑战 在实验探究中，教师的作用主要体现为确立教学目标，创设教育情境，引导学生对探究活动的兴趣，对学生的自主活动给予必要的支持和帮助，以伙伴身份参与学生的调查、发表、分享、交流等一系列活动。这使习惯于传统角色的教师面临挑战，教师需要适应实验探究模式对他们提出的要求。 （1）转变教学观念。教师要走下讲台到学生中去，重新调整自己的角色和与学生的关系，尊重学生的想法，与学生平等合作，为学生创造宽松、自由的活动空间，引导他们对化学问题产生兴趣，井围绕这些问题去观察、思考，这是取得良好学习效果的保证。 （2）在实验探究中，教师面对的不仅仅是依靠本门学科就能解答的问题，对教师在知识方面的要求是多学科的。这需要教师不断丰富