培养高中学生化学学科探究能力的教学策略研究.doc

培养高中学生化学学科探究能力的教学策略研究江西省修水县第一中学付小勤 332400摘要：本文作者结合当前高中化学教学现状，在有效理论指导下，通过两年多教学实践，构建了高中化学探究教学的有效教学策略，并结合具体教学实例从提出问题、猜想与假设、制定计划、交流与表达、成果评价五个方面进行了探讨关键词：探究教学 涵义 理论基础 基本过程 教学策略高中化学新课程标准提出：“学生要经历对化学物质及其变化进行探究的过程，学习科学探究的基本方法，提高科学探究的能力”。新课程实施以来，广大中学教师在教学实践中进行了大量尝试和探索，课堂教学方式已有了一定的改观，但对于许多教师来说，实际实施过程中仍感到缺乏有效的教学策略。本文作者针对高中化学学科特点，结合当前高中化学教学现状，在有效理论指导下，通过两年多教学实践，构建适合高中化学教学的探究模式及一些由理论到实践且操作性较强的高中化学探究教学的有效策略。一、探究教学的涵义所谓探究式教学，就是以探究为主的教学活动，是以学生的自主学习为中心，让学生自主建构知识，形成科学观念，领悟科学研究方法，注重能力的教学活动。具体地说，它是指教师以学生为学习主体，以学生独立自主学习和合作讨论为前提，从学生的周围世界和生活实际出发，依据学生学习的客观规律，充分调动学生学习的积极性、主动性和创造性，引导学生进行以现行教材为基本内容的探究活动，让学生通过个人、小组、集体等多种解难释疑尝试活动，将自己所学的知识应用于解决实际问题的一种教学形式。探究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。二、探究教学的理论基础 1、建构主义理论建构主义认为，知识不是通过教师传授的，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过自主意义建构的方式获得的。它强调，学习不是把外部知识直接输入到心理中的过程，而是主体以已有的知识经验为基础，通过与外部世界的相互作用而主动建构新的理解、新的心理表征的过程，在教学过程中，教师和学生分别以自己的方式建构对世界(人、社会、自然和文化)的理解，并对世界的意义进行合作性建构。该理论由情景、协作、对话和意义建构四个要素构成。2、探究学习理论探究学习是从学科领域或现实社会生活中选择和确定研究主题，创设一种类似于科学研究的情景，通过学生自主、独立的发现问题，并提出问题，进而进行实验、操作、调查、搜集与处理信息、表达与交流等一系列探索活动，获得知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的发展。它注重学生亲身参与探究，自主合作学习，不但让学生获得知识，体验过程，发展探究能力、合作能力，而且提高学生的参与意识和学习兴趣。该理论主要由提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、交流与表达等八个要素构成。3、发现学习理论发现学习理论是由美国著名教育学家布鲁纳提出的，他认为不论我们教什么学科，务必使学生理解学科的基本结构，即学科的基本概念、基本原理、以及它们之间的关联性，掌握学科基本结构的基本态度或方法便是发现。教学过程就是在教师的引导下学生发现的过程，教师的作用是要形成一种学生能够独立探究的情景，让学生自己去思考、参与知识的获得，而不是提供现成的知识。它由提出问题、创设问题情景、提出假设、评价、验证和得出结论等要素构成。三、高中化学教学中探究教学的基本过程在化学课程标准中，科学探究过程主要有以下8个要素组成：提出问题 猜想与假设 制定计划 进行实验 收集证据 解释与结论 反思与评价 表达与交流。但是，在高中化学课程教学中，特别是在对学生掌握化学知识内容有明确要求的教学中，要组织在8个要素上都有高度探究性的活动是不容易的，也无必要刻意追求这样的境界，点点都到，则点点都不到。应当根据不同的教学内容、学生的知识水平、能力水平等情况，进行包括某些过程要素的部分探究或进行包括所有过程要素的整体探究。而且，根据不同的情况，教师在活动中所起组织作用的程度和学生自主设计进行探究的程度可以各有不同。四、高中化学教学中探究教学的有效教学策略在高中化学教学中实施探究教学时，教师要深入理解探究教学的理念，把握探究教学的思想本质，将探究教学时时渗透在整个教学过程中，教师要为学生创设良好的问题情景，诱导学生发现问题，利用学习资源，收集资料，寻找证据，自主解决问题。教学过程要充分体现学生的主体性，遵循学生的认识发展规律，循序渐进，因材施教，面向全体学生。下面本人结合高中学生的认知水平及在人教版高中化学新课标教材实施过程中的实践与思考，谈谈其中提出问题、猜想与假设、制定计划、交流与表达、成果评价五个环节的有效教学策略。(一)、创设问题情景提出有价值问题的教学策略探究是从问题开始的，发现和提出问题是探究式教学的开端。在教学中，教师要善于创设有价值问题，唤起学生的学习兴趣和探究的欲望，通过实验、观察、阅读教材等途径引导学生发现问题，以问题为中心组织教学，将新知识置于问题情境当中，使获得新知识的过程成为学生主动提出问题、分析问题和解决问题的过程。在教学中问题情境的设置方法可以基于如下几个方面：1、利用化学实验创设问题情境2、利用多媒体手段创设问题情境3、从生活生产实际创设问题情境4、从化学史创设问题情境5、源于学生提出问题创设问题情境6、利用教材习题中的问题或课前作业等创设问题情境如在进行硝酸的性质教学时，可创设情境，播放一段“装有浓硝酸的槽罐车侧翻泄漏及消防官兵抢险”的视频，画面略。提出四个问题：（1）从硝酸的泄漏及其处理方法，你了解硝酸有哪些物理性质？（2）为什么可看到棕黄色的“烟雾”？（3）浓硝酸在运输时为什么可贮存在铁制的槽罐车中？（4）为什么花草和树叶变成黄色课堂上学生积极思考，气氛活跃, 教师及时引导学生围绕问题开展探究活动，最终掌握硝酸的物理性质和化学性质。 需要提出的是，创设问题情境不仅需要各种素材，而且需要教师给学生营造一种民主、自由的氛围。对于教师来说，不是所有的学生提出的问题都是值得研究的，教师可以否决学生提出的研究方案，但是教师要尊重学生的意见，鼓励他们提出问题，给学生自由，对于学生提出的问题要巧妙地给予评价，不可以直接给予否定、批评，不应该说诸如“这个问题太简单”,“这个问题我不是讲过么”此类的话，这样会打击学生学习的积极性。当然，教师要创设出适宜的探究问题情境，除了需要有丰富的知识、实践经验，更要有创造的激情、精益求精的精神。（二）、引导学生猜想与假设的教学策略猜想与假设就是根据已有的资料和客观事实，对探究的问题设想出来的一种或几种可能的答案、结论，它是探究式教学的重要环节之一，培养学生的探究能力和思维能力主要在这一环节来实现。成功的猜想与假设能为科学探究提供正确的方向，缩小探究的范围，起到事半功倍的效果；而不良的猜想则会增加探究活动的时间，降低探究活动的效率，甚至让活动趋于无效。在这一环节中，教师的指导作用主要是利用多种方式，寻求各种途径为学生设置台阶，为学生的合理猜测提供思维的方向、激发思想的火花，使其能拨云见日。当学生提不出假设时，教师可以采用引导学生利用已有经验和知识提出假设的策略；当学生假设过于发散时，教师还可以采用引导学生从个人假设转化到团体的共同假设的策略；当学生的假设不能继续深入时，教师采用多角度提问启发学生进行猜想与假设的策略；当学生猜想与假设知识基础稍有不够时，教师可以给与原理上的铺垫引导学生进行猜想与假设。例如在进行“二氧化硫化学性质”的教学时，我先让学生回顾co2的化学性质，接着让学生分析so2中硫元素的化合价的变化情况，然后让学生对so2化学性质做出各种猜想，这种猜想是在学生对so2化学性质有一个正确认识基础上建立的，在此基础上的猜想就是有根据的猜想。最后再让学生设计实验对so2化学性质进行探究。相反，另一位教师没有做前期的任何铺垫，而是一开始就让学生设计实验探究，学生此时对so2的化学性质还没有一个正确认识基础，此时的猜想是无根据的猜想，验证结论也是不可靠的。（三）、引导学生制定计划的教学策略制定计划就是学生根据假设和猜想对探究实验方案进行设计，把假设和猜想变成可行的、具体的实验方案。这个过程中学生要选择实验的装置、药品、步骤，对于高一学生来说这一步是比较困难的，所以学生设计的实验，可以是只有一步的定性实验，也可以是比较复杂的物质的制备实验。教师不仅要给予学生知识上的铺垫，而且要给予学生探究方法上的指导。例如，让学生知道化学实验分为定性实验和定量实验两类；在实验装置的选择上，可以考虑采用微型实验装置和常规实验装置结合使用；为突出实验现象可以采用对照实验等。学生自行设计实验后，首先要讨论其可行性和安全性，有些问题学生自己讨论后，可以自行解决；而有些不能解决的问题需要老师利用学生自身已有的知识基础，用适当的方式点拨学生解决问题，激活学生思路的中断点。学生在思考问题时，造成思路阻塞或中断的因素较多，主要是学生头脑中所形成的概念、规律与实际问题的联系相互隔绝。教师要引导学生克服思维定势，寻找解决问题的方法。教师要还善于发现学习的难点，在点拨学生时，不宜讲得过多，只要把关键的问题点到即可。例如，在“利用铝、氢氧化钠溶液、硫酸三种原料设计实验制取氢氧化铝”时，学生设计了三种方案：用铝与硫酸反应后再加入氢氧化钠溶液用铝与氢氧化钠溶液反应后再加入硫酸溶 液 用一部分铝与硫酸反应后的溶液和另一部分铝与氢氧化钠溶液反应后的溶液混合。教师让学生讨论以上方案，有的学生说三种方案都可制取氢氧化铝，有的学生说第一或第二种不能制取氢氧化铝，这时教师及时点拨学生氢氧化铝有两性，既可以跟过量的酸反应又可以和过量的碱反应，经过实验比较，大家觉得第三种方案合适。（四）、引导学生交流与表达的教学策略交流与表达是探究性学习中学生形成正确概念、得出科学结论的阶段。在学生获得初步探究成果的基础上，教师要组织学生进行交流。交流与表达是探究教学中极为重要的一环，不仅有利于促进学生解决探究中遇到的困难，从而加深对科学探究方法的认识，而且能使学生看到问题的不同侧面，对自己和他人的观点进行反思或批判，从而建构起新的和更深层次的理解。在这一环节中，教师应根据不同学段，实施不同的引导学生交流与表达的策略。1、在设计实验后、实施实验前各小组之间要进行初步交流。假如没有初步交流，教师不知学生所为，学生不知教师所想，势必造成教与学的盲目性（实验操作问题、安全问题、环保问题等）。通过初步交流，教师不仅可以及时排除部分隐患，而且可以及时纠正学生的某些不合理因素，同时还能了解学生将要实施的方案，为深入观察学生的探究过程做好准备。只有初步交流，教师和学生才会朝着共同的方向去努力。2、探究活动进行中，教师还要注意跟踪调控，适时让学生交流表达初次探究的结果，以分析学生获得的是一些粗浅的认识还是深刻的认识。如在“硝酸的性质”的教学中，我让学生探究浓硝酸的热不稳定性时，适时让学生交流表达初次探究的结果，由于部分学生是取少量浓硝酸于试管里直接加热，结果只看到管口出现大量白雾而没有红棕色气体生成，因此得出“浓硝酸难分解易挥发或分解时产生无色气体”的结论。这是我适当提示实验室常用的浓hno3（69%）有很强的挥发性，如果直接加热浓硝酸，还没有达到它的分解温度就挥发掉了，让学生进行二次探究。3、探究活动结束后，各小组之间要进行深入交流。教师要努力做到以下几点：（1）在交流表达开始时，教师要向学生明确表达要求，使表达的同学表达清楚，其余同学能够较快地进入状态，能够听进去、看进去，还能提出质疑的问题和好的建议，使全班同学都有连续不断的想法，引发学生与学生之间欲罢不能的交流。（2）在学生交流过程中，老师要倾听、观察。当老师对学生活动进行认真的观察之后，就会发现一些问题，那么在后期交流的时候就可以做一些应变的准备。（3）在学生交流过程中，教师要用副板书把学生众多的观点给记录下来，使学生的注意力能集中到这些观点上进行讨论，引发思维冲突。（4）在学生交流过程中，教师要延缓给出问题的答案，给学生留出思考的空间与时间，让学生在冥思苦想之后，终有所悟，使学生体会到学习的乐趣与成功的喜悦。例如，在“铁及其化合物的氧化性和还原性”的探究实验中，往氯化亚铁溶液中滴加硫氰化钾溶液，有部分学生看到溶液变为红色，与他预想的溶液不变色的现象不符，不禁产生疑问“为什么会出现这种现象”？当学生提出这个问题时，我并没有立即把答案告诉他或是进一步设问提示，而是说：“哪组能帮他们解决？”通过延缓给出问题的答案，给学生留出更多思考的空间与时间，激发了更多学生的深入思考，焕发出学生主动学习的热情 。（五）、教学成果评价的教学策略教学成果评价是依据教学目标和测量结果，对学生的行为变化给予价值判断的过程。教学成果评价对提高教与学的效果有明显的促进作用，它是教学过程中不可缺少的基本环节。每一项探究活动后都要组织交流和评价。从评价的内容来看，重点应放在学生对探究过程和方法的理解，对探究本质的把握上。评价的结果应是多样性的，不能把是否探究出结论或结论是否正确作为唯一或最主要的评价指标。评价的方式包括学生自我评价和教师对学生的评价。1、学生自我评价就是学生对探究学习过程和结果的反思与评价、表达与交流的过程。在这个过程中，首先，学生之间要交流、表达探究过程和结果，发表自己的观点，通过与同学之间的讨论或者在教师的指导，发现自己的长处或不足，取长补短，并找出自己今后努力的方向。其次，教师不仅是组织者、指导者、合作者，更是倾听者，要对不同的观点、不同的态度和不同的价值观念都有所尊重，要鼓励学生发表自己的见解，提出自己的看法、探究结论，认真地、批判地听取他人的意见，积极参与辨认，尊重客观事实，敢于承认、改正自己的错误结论、观点。 2、教师对学生的评价探究学习强调学生的自我评价，但