论中学化学探究式教学的实施

1、论中学化学探究式教学的实施 安徽省肥东县陈集中学 袁根摘 要：新一轮国家基础教育课程改革的一个重要而具体的目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生被动接受、大运动量反复做题目的学习方式，倡导学生主动参与的探究式学习。化学新课程改革提倡进行探究式教学，在教学观念、教学内容，特别是课堂教学模式和方法进行改革突破原有学科教学的封闭状态，把学生置于一种动态、开放、生动、多元的学习环境中，从以接受式学习为主的化学教学向探究式学习为主的化学教学转变。本文在介绍和综述探究式教学内涵构成的基础上，详细分析了培养学生科学素质的重要意义，进而结合化学新课程标准阐述了化学探究式教学的内容，在分析总结化学探究式教学实施的

2、方式与策略的基础上，结合有关化学教学内容，开发了化学探究式教学的案例。关键词：中学化学；探究式教学；实施1引言新世纪伊始，我国开展了建国以来规模最大的第八次基础教育课程改革。2001年6月教育部颁布了基础教育课程改革纲要（试行）（以下简称纲要），其中明确提出了改变课程实施过于强调接受学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力，获得新知识的能力，分析和解决问题的能力以及交流和合作的能力。这就意味着本轮新课程改革的一个重要而具体的目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生被动接受、大运动量反复操练的学习方式，倡导学生主动参与的探究式学习。在理科各科

3、国家课程标准中，科学探究的意义以及如何通过国家标准促进探究式学习实施的问题，得到了普遍的重视。科学探究不仅被作为重要的理念强调、作为教学建议提出，而且被列入了课程目标和内容标准之中，作为必须实施的内容要求。转变教师的教学方式和学生的学习方式也随之成为本轮课改的重点之一。在2001年和2003年相继出台了全日制义务教育化学课程标准（实验）和普通高中化学课程标准（实验）后，化学学科在这次新课改中也形成了自己特有的指导原则和全新理念。勿需赘述，以上两部课标在核心理念上和纲要一脉相承。而化学作为一门自然学科，更是以其与社会、技术、生活之间的密切联系和科学探究性迫切要求在基础化学教育中转变传统的化学教学

4、方式，以科学探究式进行化学教学成为当前新课程改革中的热点问题。针对化学的自然科学属性，本文从新课程理念出发，试对探究式化学教学的实施作初步探讨。2中学化学探究式教学的内涵构成所谓探究式教学，就是以探究为主的教学。具体说它是指教学过程是在教师的启发诱导下，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，以现行教材为基本探究内容，以学生周围世界和生活实际为参照对象，为学生提供充分自由表达、质疑、探究、讨论问题的机会，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学知识应用于解决实际问题的一种教学形式。美国国家科学教育标准中对探究式教学的定义为：“科学探究指的是科学家研究自然世界的各种方法，以及依从

5、这些研究所得出的证据而进行的说明和解释。科学探究还指学生为增长知识、理解科学思想和理解科学家研究自然世界的工作方法而从事的各种活动。从学生、教师和科学家的各个方面来看，科学探究是一种多方面的活动。这种活动包括观察 、提出问题，从书籍和其他各种信息来源中查找自己所需的知识，设置研究计划，通过实验 证据复习已经知道的知识，对问题进行回答和说明，并与别人交流结果”。1同样，作为学生的科学探究式学习活动在本质上与科学家的科学探究活动有很多相似之处。因而，在当今在当今国际科学教育改革的热潮中，科学探究成为颇受亲睐的教学方式之一。2.1 中学化学探究式教学的组成要素探究是一个多侧面的活动，需要做观察；需要

6、提问题；需要查阅书刊及其它信息源以便弄清什么情况已经是为人所知的东西；需要设计调研方案；需要根据实验证据来检验已经为人所知的东西；需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把结果告之于人。探究需要明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释。因此，探究式教学必然包含一定组成要素，才能形成连贯一体的探究式教学活动，进而发挥其教学上的优势。表2.1列出了学生进行的活动以及所运用的科学方法及其要素。2表2.1 科学探究的要素及其科学方法探究要素学生活动科学方法提出问题从日常现象或化学学习中，经过老师或同学的启发，或独立地发现一些有探究价值的问题，并且能够清

7、楚地表达出来。观察、表述猜想与假设搜索原有知识经验，生成对问题情境及其内部关系的初步理解，建立起关于问题的猜想和假设。预测、推理、形成假设制定计划提出活动方案，设计调查或实验等具体探究活动的步骤，考虑特定的实验条件对实验的影响。变量控制进行实验积极参与完成化学实验操作，并能在实验操作中注意观察和思考相结合。实验、观察收集证据通过观察、实验、调查、查阅资料等收集资料证据。测量、记录数据处理解释与结论从信息材料和事实出发，按照一定的理论逻辑方法来推理变量之间的关系，经过加工与整理，对假设作出判断，得出结论。分类、科学抽象、模型化、图表化反思与评价对探究结果、探究过程进行反思，作出评价。反思表达与交

8、流用口头、书面等形式明确表述探究的过程、活动以及结果，发表自己的观点，倾听他人的意见。交流2.2 化学课程标准中探究式教学的涵义全日制义务教育化学课程标准（实验稿）将探究作为课程改革的突破口，明确提出“义务教育阶段化学课程标准中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动”，“是一种重要的学习方式，也是义务教育阶段化学课程的重要内容”。4高中化学课程标准也提出“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”52.3 中学化学探究式教学的类型在学校环境下的化学学

9、科的探究性学习或探究式教学可以有非常丰富的类型。按照不同的标准，可以将其分为不同类型。32.3.1 按照科学探究的任务和问题的性质认识物质的性质及其变化的探究、认识物质的组成和结构的探究、认识化学反应规律和原理的探究、应用化学知识解决实际问题的探究。2.3.2 按照科学探究活动所包含的探究要素完全的探究和部分的探究。例如，如果科学探究中的数据（证据）由教师直接给出，探究集中在从对数据的解释开始之后的环节，这样的探究就是部分的探究；当学生亲自完成探究活动，而最后是由教师做出总结和评价，这样的探究也是部分的探究。2.3.3 按照学生探究活动的难易程度结构型探究在探究时向学生提供将要调查研究的问题、

10、解决问题所要使用的方法和材料，但不提供预期结果。学生自己要根据收集到的证据进行概括，发现某种联系，找到问题的答案。指导型探究在探究时只给学生提供要调查研究的问题，有时也提供材料。学生必须自己对收集到的数据进行概括，弄清楚如何回答探究问题。开放型探究在探究时学生必须自己独立完成所有的探究任务，当然也包括要调查研究的问题。2.3.4 按照科学探究活动的形式和途径化学是以实验为主的学科，而以观察探究和实验探究为主进行化学教学活动，同时多样化地开展调查探究、讨论探究等。2.3.5 按照科学探究活动的场所化学探究式教学可以在课堂内探究、课堂外探究、课内与课外相结合的探究。具体地说，可以在化学课堂中探究，

11、也可以在化学实验室中探究，还可以将探究学习活动延伸到家庭中。2.3.6 按照科学探究开展的教学时间化学探究式教学，可以不局限于单课时的探究，同时，利用连堂课的机会开展探究，或者进行专题的探究都是有效的化学教学途径。2.3.7 按照学生进行探究的组织形式按照化学探究活动的内容容量的多少，可以将探究式教学分为学生个体探究和小组合作探究，让学生在化学探究活动中进一步发展个人能力和合作精神。2.4 中学化学探究式教学的内容全日制义务教育化学课程标准（实验稿）在内容标准中单独设立主题，从“增进对科学探究的理解”、“发展科学探究能力”和“学习基本的实验技能”三个方面对科学探究提出了具体的学习内容和目标。高

12、中化学新课程没有将“科学探究”单独设立主题，而是根据不同模块课程的特点，在相关主题里设置了科学探究的内容。例如在必修化学1“认识化学科学”、“从实验学化学”等主题中都对科学探究提出了具体的要求。突出了科学探究活动的设计，让学生尽可能通过探究活动来学习化学知识。在内容的呈现上，不是把现成的结论直接告诉学生，而是从学生已有的生活经验出发，创设生动活泼的学习情景，引导学生自己去发现和提出问题、做出假设和猜想，设计方案，并通过观察、实验、阅读、思考、讨论等活动，获得对知识的理解。另外，在所有课程模块的内容标准中，都列有“活动与探究建议”，这些探究活动也是化学课程内容的有机组成部分。将科学探究作为高中化

13、学重要的课程内容，是化学新课程改革的突出亮点，实现了课程内容观念的重大转变，是促进学生科学素养主动全面发展的有力保证。2.5 中学化学探究式教学的特点和意义探究式课堂教学特别重视开发学生的智力，发展学生的创造性思维，培养自学能力，力图通过自我探究引导学生学会学习和掌握科学方法，为终身学习和工作奠定基础。教师作为探究式课堂教学的导师，其任务是调动学生的积极性，促使他们自己去获取知识、发展能力，做到自己能发现问题、提出问题、分析问题、解决问题；与此同时，教师还要为学生的学习设置探究的情境，建立探究的氛围，促进探究的开展，把握探究的深度，评价探究的成败。学生作为探究式课堂教学的主人，自然是根据教师提

14、供的条件，明确探究的目标，思考探究的问题，掌握探究的方法，敞开探究的思路，交流探究的内容，总结探究的结果。由此可知，探究式课堂教学是教师和学生双方都参与的活动。探究式教学以其未知性与问题性、发现性与探索性、过程性与开放性、主动性与互动性而有利于学生掌握与应用化学知识，建构与发展化学概念，理解科学本质与化学过程；有利于学生形成较强的问题意识，掌握学习策略、探究方法和实验技能，锻炼实践能力；有利于激发学生对化学的浓厚兴趣，培育科学态度和创新精神；有利于真正发挥学生学习的主体性，更加有效地改变师生关系。化学探究学习是一种复杂的教育教学活动，要正确实施基于探究的教与学，必须把握体现探究教学核心思想的特

15、征。总的来说，化学探究式教学具有六点特征：一、以问题情境为中心；二、强调自主参与；三、注重实践探索；四、重视合作交流；五、强调思维开放；六、注重能力方法培养。新课程中学化学教与学中，将科学探究作为重要的课程内容，把科学探究过程和方法作为学生学习的对象，充分体现了新一轮基础教育改革从“以知识为中心 ”转变为“以学生发展为本”的理念，有利地促进了学生学习方式的转变，将科学知识与科学方法以及科学本质的学习联系了起来，充分发挥了科学探究对于科学素养发展的不可替代的价值。科学探究是人们认识客观世界、获取科学知识的重要途径。传统化学课程内容的选择更多地关注了知识结论，而忽视了获得知识结论的过程与方法，这样

16、就割裂了“抽象的书本知识与人的发现问题、解决问题、形成知识过程的丰富、复杂的联系”。“静态的科学结论”和“动态的探究过程”是现代科学的两个方面，忽略了科学的“过程与方法”，一方面不可能达到对科学本质的认识，另一方面也滤掉了过程与方法对学生发展的教育价值。3. 中学化学探究式教学的实施方式和策略3.1 化学探究式教学的实施方式3.1.1 激趣引题 自学探究学生学习的主动性、积极性是与学习兴趣密切相关的，学习兴趣又是学生追求知识、探索真理过程中带有情绪性的意向活动。激趣引题是指教师在课堂导入时要引人入胜，要能抓住学生的心理，调动学生的情绪，激发学生探究的愿望，这是学生自学成功的关键。自学探究则是指

17、教师指导下的学生活动，是课堂教学的重要环节。在信息社会开放式教育的条件下，教师作为学生自主学习的引导者，应在学生自主探究的过程中为他们指明方向、传授方法，并在关键时刻给予指导和支持。在饱和溶液不饱和溶液一节课中，可先用简便、生动的语言向学生提出：一杯水里是否可以无限止地溶解糖和食盐呢?这一熟悉而又贴近实际的提法，很快就吸引了学生的注意力,把学生带到要探究的问题中来，调动了学生的情绪，形成了良好的课堂氛围。然后让学生在短时间内读书自学，熟悉教材，使学生在读中感知，在感知中感悟，将学、思、凝连接起来。自学完成后，学生会提出很多问题。如：溶液有饱和与不饱和之分，但怎样才能得到饱和溶液呢？在讲饱和溶液

18、与不饱和溶液时为什么要强调一定的温度和一定量的溶剂呢？饱和溶液与不饱和溶液之间可以转化吗？怎么判断某一溶液是饱和溶液呢？饱和溶液与不饱和溶液是不是人们常说的浓溶液和稀溶液呢等问题。有些问题，学生自己可以解答，有些学生之间相互解答，解答不了的，我告诉学生：你们要象科学家一样进行实验探究。3.1.2 引导点拨 实验探究化学是一门以实验为基础的自然科学，实验为学生提供了一种亲身观察操作体验，感受领悟科学理念的独特形式。因此，在化学教学中实验教学有不可替代的作用。我们要充分利用实验，并将课本中一些验证性实验改成探究性实验，加强实验探究，重视实证性材料，以增强学生的创新意识。在这一环节中，我们不仅要重视

19、基本实验技能的训练，还要重视学生创新能力的培养，激发学生的求知探究的欲望，培养学生发现问题、解决问题的能力。3.1.3 解疑导技 合作探究化学实验的探究过程是学生创新的过程，学生通过实验解决了问题，同时又在实验中发现了问题。以往问题的解答全由教师包办代替，得出的结论由学生被动地接受后死记硬背，造成学生只知其然，而无法培养学生的解决实际问题的能力。因此，在现代教学中，教师应在了解学生的学习情况、学生与他人合作的情况、学生的外界交往的能力的基础上，尽可能创造机会引导学生在边学边探中解决问题，让学生亲自动手、动脑、互相合作,利用各种方式方法合作探究。3.1.4 激励评价 引申探究问题解决之后，教师应

20、该以问题解决活动为基础，有意识地指导学生进行反思和概括进行反省性提炼整合。如：将新知识与原有知识联系起来，有意识地提炼出概括性的知识。理解如何应用不同的方法、策略解决问题。同时对学生的积极主动学习和探究给予充分的肯定和表扬，以提高学生学习的积极性。对于知识的引申，老师可以提出一些有深度的问题，并让学生思考。3.2 化学探究式教学的实施策略3.2.1 重视教材处理教材处理是备课的一个重要组成部分，教材只是提供了教学的一种模板。可以参考，但很多时候不能照搬。课堂教学中的任何一个独特的细节设计，都包含着教师创造性的劳动。“台上一分钟，台下十年功”便是这个意思。 3.2.2 加强实验创新实验教学是化学

21、教学中重要的形式之一。实验教学的本身特点决定了更需要学生参与其中，真正动手探究学习。传统的实验教学多以教师演示实验为主，学生实验也只是验证性实验，对学生思维的启发作用和创新精神的培养不够。新课程化学探究性教学中，应善于创新实验，将探究性要素融合到实验教学中，重视探究性实验教学。3.2.3 需注意的问题无需样样探究新课程标准提倡探究，并不是什么问题都必须去探究。一些十分简单的问题就没必要去探究，还有一些中学生难以探究的问题也不应该让他们去探究，探而不清，究而不明，会得不偿失、东施效颦。因此在教学中不必把所有可做的实验都去做一遍，把所有问题都让学生去猜想、讨论，初看蛮热闹，实际上是主次不分，浪费时

22、间。探究是以化学实验探究形式为主，而不是所有的探究式教学都是化学实验探究。不宜化简为繁对中学生来讲，能简单的就简单，能通俗的就通俗，不能过分地讲究知识的严密性、专业性。注意让学生充分理解教学内容，而不是一味追求教学过程的丰富性而导致教学过程繁杂。树立实事求是的科学态度探究性教学由于其本身所具有的探究性决定了教学活动过程中将会出现各种科学错误和误解。教师进行探究性教学过程中应注意树立实事求是的科学态度，及时纠正探究性教学中的各种错误，不能因为探究而影响教学内容的科学性。摒弃“满堂灌”探究性教学，要让学生成为课堂的主角，要让学生在化学探究教学中学会学习，自主探究，合作探究，主动探究。4化学探究式教

23、学的实施案例探究用铝屑制备氢氧化铝的最佳方案1. 提出问题：以铝屑为原料制备氢氧化铝。2. 学生交流讨论探索：运用已有的知识，结合要解决的问题，学生充分发挥自己的聪明才智，纷纷提出自己认为可行的方案。这个过程是学生能够运用已有信息，分析判断处理，培养了学生解决问题的能力，和创新意识。3. 提出假设方案：方案一：Al H2SO4 Al2(SO4)3 NaOH Al(OH)3方案二：Al NaOH NaAlO2 H2SO4 Al(OH)3 方案三：AlAl2O3Al(OH)3方案四：AlAl2(SO4)3 Al(OH)3Al NaAlO24. 论证假设方案：引导学生分析，在这四种方案中，有没有不可

24、行的方案。根据已有知识，经过辩论，学生一致认为方案三不可行，因为氧化铝不能直接与水反应生成氢氧化铝。如果把氧化铝再与酸或碱反应，会增加实验步骤，不仅繁琐而且浪费原料。在剩下的三个方案中，进一步讨论所需药品。方案一由硫酸铝制氢氧化铝用氢氧化钠还是用氨水，因为氢氧化铝具有两性，能和氢氧化钠放应而溶解，不易控制反应物的用量，因此用氨水。方案二中由偏铝酸钠制氢氧化铝时，同样因为氢氧化铝的两性，应向其中通入二氧化碳，而不能用强酸。方案四也是可行的。对于这三个方案，要选出最佳方案，还要考虑反应物的用料多少的问题，这个问题，就是工业上的节约成本问题，引导学生写出三种方案涉及到的化学方程式和离子方程式，列出下

25、列表格方案生成1mol Al(OH)3消耗H+或OH-的物质的量H+的物质的量OH-的物质的量方案一3mol3mol方案二1mol1mol方案四3/4mol3/4mol5. 确定最佳方案：从反应物种类来看，三种方案都使用了三种药品，从消耗酸、碱的物质的量来分析，方案一用量最多，方案四用量最少，从操作要求考虑，方案四最简单，因此确定最佳方案是方案四。6. 实施方案：在实验之前提出新的问题：采用方案四制备氢氧化铝还需要注意什么问题？怎样使一定质量的铝制得最多量的氢氧化铝？促使同学积极讨论，重新审视方案四中的实验细节。学生甲回答：铝屑应该按1：3的质量比分配，一份与硫酸反应，三份与氢氧化钠反应，这样

26、才能使硫酸铝和偏铝酸钠恰好完全反应生成氢氧化铝，铝元素全部沉淀下来，得到的沉淀最多。学生乙补充：如果不按这个比例，一部分铝元素以硫酸铝或偏铝酸钠的形式存在于溶液中，得到的氢氧化铝不是最大值。听着学生的分析，我感到由衷的高兴，发挥他们的主观能动性，认识事物，解决问题，这不正是新课程改革的主旨吗？也只有这样，才能培养出适应创新型社会的人才。有些学生进一步想到酸碱用量的控制问题。学生丙：老师我认为用来和铝屑反应的硫酸、氢氧化钠都应该是恰好反应。我追问：为什么，怎样控制？学生回答：如果酸或碱过量，都会使生成的氢氧化铝溶解一部分，所得到的氢氧化铝不是最大值，同样是因为氢氧化铝的两性。学生对氢氧化铝的性质

27、有了更深的理解。至于如何控制酸碱的用量，在实验室让学生动手实验，得出一个正确的方法：向铝屑中滴加硫酸或氢氧化钠，不断振荡，至铝屑恰好溶解，不再产生气泡为止。实验需要注意的问题解决以后，使方案四更加优化了。老师对学生给以充分的鼓励，学生体会到解决问题的成就感。7. 评价方案：符合科学性、安全性、可行性、简约性的原则。并且使效益最大化。在这一方案中，铝原子的利用率达到了100%，符合现代化工生产的原则。这次的探究式学习，使学生亲自体验了解决问题的全过程。假设他们是化工厂的一名工程师，不就很好地完成了工厂交给的任务了吗？学生从中获得了成功的喜悦，体会到了化学知识的价值，培养了化学思维品质，将化学知识应用到生产实践中，学习了科学探究的基本方法，培养了探究问题、解决问题的能力。5. 结语新课程改革要求我们树立以学生为本的观念，在化学课堂教学中将学生置于主体地位，有效实施探究式教学活动，是我们的学生在化学学习中达到知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三者的发展和完善。参考文献1（美）国家研