科学探究促进师生共同发展

1、2008年全国高中化学教学研讨会（华北区）推荐论文科学探究促进师生共同发展天津市北辰区教研室 李云娜2008年4月科学探究促进师生共同发展李云娜 天津市北辰区教研室 300400内容提要：新课程所倡导的科学探究，强调创设真实、具体的探究情景，注重通过学生自主参与探究活动，达到体验科学研究的艰辛和喜悦，养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度，促进学生科学素养全面发展的目的。学生在活动中合作，在合作中交流，在探究中反思。它承载着知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的目标。将科学探究引入化学课堂教学，丰富了化学课程内容，同时，学生从被动的知识接受者转变为知识的共同构建者，也使教师从绝

2、对的施教者变为化学课程的开发者，科学探究的参与者，在与学生的共同探究中，得到了共同的发展。关键词：科学探究 实验 教师 学生 能力培养 共同发展 化学学科新的课程改革从“以学生发展为本”的基本理念出发，立足于学生适应现代生活和未来发展的需要，提倡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，强化科学探究意识，促进学习方式的转变，在实践中培养学生的创新精神和实践能力。因此，以科学探究作为课程改革的突破口，深刻理解其内涵，积极探索科学探究的实施策略，才能使教师和学生在课程改革中得到共同发展。一、更新观念，加深对科学探究的理解和认识科学探究是学生积极主动地获取化学知

3、识、认识和解决化学问题的重要实践活动。它既是一种重要的学习方式，也是化学课程的重要内容。科学探究首先需从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，创设类似于科学研究的情境，通过学生自主、独立地发现并提出问题，对可能的答案作出猜想与假设，制订计划并设计方案，通过实验、操作、调查、收集证据，对获得的信息进行处理，得出初步结论。再经对探究过程和结果的反思与评价，表达与交流等活动，增进对科学探究的理解，培养科学探究能力。在科学探究中，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得到良好的发展。与传统的教学方式中学生被动地、机械地学习方式相比，科学探究更强调的是学生的自主学习与过程体验。诚然

4、，强调科学探究，并非说它是唯一的学习方式。一方面所有的教学内容都采用科学探究的方式来学习是不现实的。另一方面面对学生多样化的需求和发展，教和学方式的多样化是必然的，也是必须的。不同的学科、不同的学习内容、不同的学习者所采用的学习方式可以是不相同的。采用何种方式教和学，要从学科特点，内容特点、学生水平等多方面进行考虑。教师要帮助学生正确认识各种学习方式的合理性和局限性，帮助学生处理好接受式学习与发现式学习、探究式学习的关系。以实验为基础是化学学科的重要特征之一。世界各国的中学化学课程，其指导思想和内容呈现方式各有特点，但都将“通过实验学化学”作为共同的线索。化学学科的特征决定了实验探究是化学科学

5、探究的重要方式之一，它的功能是其他教学手段所无法替代的。要推进新课程改革的进程，就要扭转传统化学实验教学中重讲轻练、重结果轻过程、重验证轻探究的倾向。一方面要通过化学实验史实使学生了解化学概念和化学原理的形成和发展，认识实验在化学学科发展中的重要作用；另一方面则要通过实验设计和实验操作来分析、解决和探究一些与化学相关的实际问题。新课程所倡导的科学探究，强调创设真实、具体的探究情景，注重通过学生自主参与探究活动，达到体验科学研究的艰辛和喜悦，养成务实求真、勇于创新、积极实践的科学态度，促进学生科学素养全面发展的目的。学生在活动中合作，在合作中交流，在探究中反思。科学探究不是也不应是单纯体验过程和

6、训练方法，而要结合具体的知识与技能的教学来进行。它承载着知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个维度的目标，势必成为科学素养与三个维度目标之间的纽带和桥梁。将科学探究引入化学课堂教学，具有非常重要的意义。它既是对传统学习方式的冲击，也是对传统教学方法的挑战。在对基础化学教育产生重大的影响的同时，也必将对培养学生的创新精神和实践能力，对提升教师的智慧和素养起着不可估量的重要作用。二、科学探究是培养学生创新精神和实践能力的重要方式如前所述，化学学科的科学探究其主要形式之一是实验探究。学生在教师的指导下，围绕探究活动的8个要素所展开的一系列活动，都离不开用脑想、用手做、用眼看、用耳听、用嘴说。这

7、种亲身经历和体验，是培养学生良好的科学态度、逻辑思维能力、概括总结能力和想象能力等科学素养最直接、最有效的途径。1发展学生发现和提出问题的能力，培养问题意识我们常说：发现一个问题比解决一个问题更重要，发现一个问题需要有创造力和想象力。科学探究始于发现问题和提出问题，如何引导学生发现问题并提出问题呢？化学源于生活，化学教材的许多内容也与生活实际紧密联系，如果将实际问题引入到课堂上，则会引起学生兴趣、开阔学生的思路。例如有关空气的成分教学，以往只要求学生记住空气中二氧化碳的体积分数约是0.03%，年复一年，教师这样讲，学生这样记，严重束缚了学生的思维，抑制了学生个性的发展。在新课程教学中，改变以往

8、的注入式教学模式，引导学生根据常识和学过的知识，提出与二氧化碳含量有关问题：动植物的呼吸、汽车尾气等都能引起二氧化碳含量变化，为什么课本上说二氧化碳含量约为0.03%呢？温室效应是怎么回事？居室内养花好不好等等。老师们忽然发现我们的学生有那么多问题要问，对化学学习有那么高的热情，也激励教师在教学中积极挖掘和拓展有探究价值的问题，创设学生发现问题和提出问题的情境，以达到培养学生问题意识的目的。2发展学生猜想、假设能力，培养思维的独创性猜想和假设是科学探究过程中的重要环节，它既以已有的知识和经验为基础，又是创造性思维的具体体现。发展学生的猜想和假设能力，离开具体的探究活动则毫无意义。教师适时、恰当

9、地点拨会使学生对提出的问题积极思考，发表自己的见解，甚至学生间会产生争论。如前面提到的问题，学生就提出了以下猜想：绿色植物具有光合作用，因此二氧化碳含量白天、夜晚不一样；植物光合作用使大气中二氧化碳含量降低；汽车尾气中二氧化碳含量较小，不会影响总体含量；动物呼吸、燃料燃烧也会释放二氧化碳，故二氧化碳含量升高，“温室效应”就是证明；在不同的区域内，二氧化碳的含量会有所不同，但整体含量变化不大等。通过对猜想的讨论和评议，能够深化学生的猜想和假设能力，使思维的独创性得到培养。猜想和假设的过程，教师的主导作用是关键，要注重加深对问题的引导，进一步拓展思路，培养思维的发散性及探究的乐趣。需要注意的一个现

10、象是，教师的不恰当的“导” 往往会干涉学生思维的发散。要避免沿着教师固有的思维模式的“导”和探究，否则将会出现完全统一的猜想与假设，而达不到探究的目的。3发展学生的实验设计能力，培养思维的缜密性实验设计是为了验证猜想与假设而制订的合理的实施方案。成功的实验设计，需以已有的化学知识、生活经验和实验技能为基础。由于学生的知识背景和能力的差异，设计方案会有所不同。而讨论方案的可行性的过程，可产生互相学习、优势互补、开阔思维的作用。为此教师在教学中要尽可能多地为学生创设实验设计的机会，使其体会到实验设计在探究过程中的重要性和成功设计的快感，激发探究的兴趣。以前我们在教学中也曾进行过诸如“氯水的成份的测

11、定及氯水漂白作用的原理”等问题的探讨，但总是不能完全放开由学生自己设计实验并进行验证。在进行探究性学习中，我们尝试让学生自己设计实验，并动手操作，发现学生在掌握实验设计的基本方法的基础上，利用已有知识，经过推理，分析后得出了正确的结论。学生在相互探讨中，思维的严密性和逻辑性得到互补，使我们对这一探究课题推广到课堂教学中去产生了足够的信心。应当指出，在现有的教学条件下，将学生的所有实验设计方案都付诸实施，是不可能的。但我们可以引导学生对方案进行分类，探讨其合理性和可行性，从诸多设计中选出最佳方案。学生通过积极的思考、探究，会迸发出无穷的智慧和创新思想，使思维的严密性和逻辑性得到发展。4发展学生信

12、息加工和得出结论的能力，培养实证意识收集和处理信息，从而得出结论是科学探究活动中的又一重要过程。信息收集、取舍及使用，都是信息加工能力的体现。结论的得出是以一定的事实和证据为基础的，关键是要学会判断事实、证据与假设之间的关系。通过比较和分析、归纳和概括，从而得出正确的结论。可见，在科学探究中，需要培养学生较强的实证意识，这既是推理的依据，更是严谨求实的科学态度的具体体现。5发展学生的合作的能力，促进共同发展发展合作能力可以在许多的教学和活动中进行，有一位小学数学教师曾谈到，以前他认为在学习“数的认识”时很难进行合作学习的训练，但在与国外进行教学交流中，一堂课观摩课使他改变了原先的想法。课上老师

13、将每4个学生分成一组，发给每个学生一元钱到超市去买东西，结果各异：有的小组成员各自为战，各人花各人的钱，由于钱数比较少，所以多数学生只买了一支铅笔或几块糖；有的干脆觉得什么也买不了而没有将钱花出去；而有一个小组则将钱集中到一起，买了一些糖大家吃，余下的钱买了铅笔、橡皮等等学习用具，供小组共同使用，有数的钱得到了充分的使用。通过这样的活动既达到了对数的认识，又使学生领悟到合作带来的效益。每个人由于家庭背景、兴趣爱好和认识水平的不同，对同一事物在理解角度和认识层面上往往存在着一定的差异。合作学习提供了一个宽松、平等的学习环境，在这样一个环境里，可发现和发展自我，取长补短，使每个学生在合作探究中得到

14、发展。6发展学生交流与表达、反思与评价能力，培养评价意识要达到一个目的，往往可以有多种不同的途径。如化学必修2中“利用提供的实验用品设计一套电池装置”的探究实验，不同的学生会选择不同的用品，设计出不同的电池。通过比较，哪几种用品能构成电池？哪几种用品构成的电池效果更好？进而得出组成电池的条件等。又如实验室制氧气，可以用KMnO4加热法、KClO3与MnO2加热法、H2O2分解法、Na2O2与水反应等等，哪种方法更适于实验室制取氧气？评价的过程需要表达和交流，也有反思，达到了科学探究的众多目的。反思一般是在教师的指导或与他人讨论的中进行的，要善于发现自己和他人的长处及不足，对探究方案和活动过程进

15、行改进，达到反思的目的。评价的过程需要学生综合考虑诸如实验条件（包括环境）、仪器设备、原理、操作方法以及安全性、科学性、简约性、可行性等实验设计原则。因此实验评价能使理论与实践得到整合并升华，真实地反映学生知识的综合运用能力。三、科学探究提升教师的教育智慧和素养积极开展科学探究活动，对于改变学生的学习方式和教师的教学模式具有重要意义。教师的知识结构和教学水平对化学课程改革的成效起着至关重要的作用，因此教师的素养和智慧始终是教学活动的关键因素。只有教师具备了较高的素质，才能在以学生为主体的探究活动中，扮演好指导者、组织者和参与者的角色。智慧不能象知识一样的直接传授，但它需要在获取知识、经验的过程

16、中，不断得到开启、丰富和发展。教师的教育智慧是教育科学与艺术高度融合的产物，是教师探求教育教学规律基础上长期实践、感悟、反思的结果，也是教师教育理念、知识素养、情感与价值观、教学风格等多方面素质高度个性化的综合体现。目前的在职教师几乎都没有进行过系统的关于科学探究的理论学习，以及探究课题的开发及探究方法的培训。根据我国当前实际，要通过重新回到学校进行深造以提高教师素质的可能性很小，因此教师只有通过教育理论的学习、探究课题的开发、化学与实际的联系、校本教研的开展、信息和经验的积累、联想和灵感的闪现，在教中学，边学边实践，在实践中使教学方法不断创新，智慧和素养不断提高。 “沙里淘金的生产工艺” 是

17、新教材化学必修1中的一个问题，学生和教师都没有这方面的体验，如何解决这个教学问题呢？多少次的校本教研、搜集资料、苦思冥想都没有一个好的解决方案。忽然有一天一位教师回忆起老人们在做小米粥前淘米的操作，她顿时产生了灵感沙里淘金和淘米的原理不是一样的吗？我们完全可以用“米里掏沙”替代“沙里淘金”呀！于是成功地开发了“米里掏沙”的拓展实验，学生做得效果非常好。这真是：实践出真知，劳动创智慧。科学探究的开展，丰富了化学课程内容。学生从被动的知识接受者转变为知识的共同构建者，激发了学习的积极性和主动性，课堂教学被激活了。同时，教师教育观念的转变，也使教师从绝对的施教者变为化学课程的开发者，科学探究的参与者，在与学生的共同探究过程中，得到了共同的发展。参考文献：1梁慧妹