化学探究教学设计的基本策略.doc

化学探究教学设计的基本策略郑勇湖北省宜昌市一中探究学习的主要特征是学生经历知识被发现和发展的全过程，这个过程必须在特定的情境下才能完成，这就要求教师把自然状态的、分散存在的学习情境，设计为加工过的、在时间和空间上有序集中起来的课堂情境，学生则从情境出发开始及至完成学习，获取情境中的知识。由此，探究教学设计的核心在于对课堂情境的系列设计。一、探究教学设计的原则1.和谐性原则既然探究以原有的认知为基础，那么情境设计就应充分考虑原有知识与待学习的新知识之间的联系，否则，不仅新知识将失去建构的基础，学生也无法形成探究的策略，因此情境首先必须与学生的原有认知基础相和谐。另外， 情境还应与待学习的内容、待完成的教学目标相和谐，从而将学生的学习注意导向新课的学习。2.冲突性原则情境的设计必须引起学生的认知冲突，才能引起学习的需要。当情境包含新知识、新方法、新思维，而学生将旧知识、旧方法、习惯思维运用于新情境时无法立即解决问题，便会产生冲突，由此产生疑问，进而产生学习的需要。在这种需要的驱使下，学生才会通过科学探究获得新的认知。例如盐类水解教学时所设计的测定盐溶液pH的情境，就引起了与原有认知（盐溶液呈中性）相矛盾的认知冲突，学生的探究欲望一下子被激发起来，学习也就顺利地进入了下一环节。3.原始性原则情境需要将抽象的知识概念还原成原始状态，要让学生接触到知识被蕴含、被发现或者发展的原始背景。例如在学习Cl2的氧化性时，让学生从Cl2与Fe反应现象和产物的原始情境中探究出“Cl2具有强氧化性，能将Fe氧化为高价”的知识，这比简单地告知学生这一抽象规律更好。这种与具体情境密切联系的知识，更容易引起探究、发生迁移，更能应用到其他的具体情境中去解决实际问题。4.实践性原则情境是具体的，而知识是抽象的。因此，情境一定要可感知、可体验、可操作，要为探究提供支撑，蕴含有探究所需要的信息。学生可以通过实践从情境中提炼这些信息，从而完成探究。例如学生自己动手测定盐溶液的pH与教师直接告知学生一些盐溶液的pH，两者相比，前者来自学生的实践操作，使抽象的理论知识蕴于简单的实验之中，因而更可信，体验性、对学生的刺激也更强，而且可以活跃课堂气氛，激发学习兴趣。5.兴趣性原则情境要能够引起学生的探究兴趣。如何使学习者注意情境的信息并形成体验？这就需要分析学习者的兴趣。例如有的教师在进行S的教学时，直接展示硫磺，并告诉学生这就是硫磺，然后提问：“请观察它具有什么样的物理性质”；而另一位教师则首先展示了硫磺，让学生猜测这种物质可能是什么？有许多同学猜测是Na2O2，然后教师提问：“如何证明你的猜测？”学生会提出加水的建议，结果证明这种淡黄色粉末不溶于水，因此不是Na2O2显然，后一种教学的引入，带有一定的挑战性、探索性，因此较第一种教学更易引起学生的学习兴趣。6.递进性原则探究学习在总体上应呈现由简单到复杂、由低级到高级的发展趋势。教学设计一般都需要创设多个情境，这些情境根据教学需要在不同的时间以不同的方式呈现出来。多个情境之间应呈递进关系，体现出层次性。事实证明，在具有挑战性的层层情境中，学生的求知欲愈来愈强。二、情境设计的基本模式课标要求 学习目标 内容特征 学生特征 教材分析 过程情景设计 认知基础认知策略认知变量 知识和能力过程和方法情感态度价值观 认知基础现实联系知识系统联系 与课标的对应关系具体知识点与具体案例活动和过程要求教材资源（图片、习题等）教材的使用方式 问题设疑实物展示模型观察实验操作任务驱动影音感知事件引入活动体验 还原法模拟法关联法换位法 创设方式 创设方法 教学流程设计 起点情景设计 设计方法引入设计 情境设计绝对不是在课堂上临时完成的，教师必须在课前经过认真的分析，按照学科知识的发展顺序，根据学生的认知规律来设计。因此，存在着情境设计的一般性模式，可用下图表示（图略）。上图显示了探究教学设计的一般步骤、要点及其联系，其中有些步骤如学习目标分析、教学流程设计等传统的设计项目，本文不作论述，仅对与新课程及探究教学关系密切的步骤进行重点分析。1.课标和教材分析首先，要分析学科内容与课标的对应关系。课程标准一般从宏观上规定了学生应该达到的水平，是学科教学的纲领。教材是依据课程标准编写的知识载体，不同版本的教材在具体内容上的编排可能稍不一样，但都服从于同一个课程标准。因此，教师首先应该了解课程标准对本部分教材内容的规定，才能科学地把握教材中知识能力的难度要求。第二，要分析具体知识点和教材中的具体案例。案例和知识点是不同的，知识点是更上位的内容，为了阐述某一个知识点，教材往往会选择一些具体的案例来加以说明，教材中的具体案例往往是以情境设计和素材的形式出现的，教师可直接在课堂上加以应用。教材中的案例是教师教学中进行情境设计的首选素材，教师可根据实际情况进行适当的变通。第三，要分析教材中的活动和过程安排。新课标教材设计有较多的学习流程，各环节安排的一些活动往往是教师设计教学流程、创设情境的蓝本。如高中化学新教材中的“交流与讨论”、“活动与探究”等，这些活动和过程安排，基本上揭示了探究学习的认知过程，也为教师组织教学提供了基本思路。一般情况下，教师应忠实于这些活动和过程安排，将这些静态的文字和图片信息转化为课堂可控制的情境，从而让学生完成这些活动和过程，自主获得新知识。第四，要分析教材资源（图片和课后习题等）。新教材提供了大量的学习资源，尤其是图片、阅读材料，这些素材作为知识的载体可帮助学生形成认识并进行辨认、理解和迁移。同时，这些资源既为教师提供了情境利用的素材，也为他们提供了教学思路，使教师可以去收集和发掘类似的素材来丰富自己的课堂情境。对习题的分析则能让教师很好地掌握知识在哪些方面有怎样的应用、需要达到什么程度以及怎样对学生的学习效果进行评价等。第五，要分析对教材的使用方式。教师对教材的分析还应包括对教材的动态应用的分析，即对教材的使用方式进行分析。这就要求教师能够依据但不拘泥于教材，能对教材进行灵活变更。而且在探究教学中，更强调学生的自主性，因此那些需要学生提出问题、设计方案、实时操作和得出结论的探究学习，一般不安排预习，教材的作用只是在学生获得了探究结论之后，通过阅读来印证、检验和规范探究结论。2.学生特征分析探究教学中，学习效果受到学生原有认知结构和可能应用的学习策略的影响，只有充分考虑了学习者的原有知识、技能、态度以及年龄和心理发展特征，创设的情境才能符合学习者的认知发展规律。首先，要分析学生已具备什么样的知识，这是学生进行新课学习的基础。教师应按照学科知识体系及其发展规律，分析待学习的新知识与学生原有认知中哪些知识相关，学生对这些知识掌握的程度怎样，还可以进行怎样的发展等。只有了解学习者是否具备或部分具备了进行新的学习所必须掌握的知识与技能，才有助于教学设计做到详略得当、难度要求恰当。若忽视了对学习者初始能力的分析，学习内容分析就会脱离实际，或将起点定得过高，脱离大多数学习者的实际水平；或低估了学习者的基础，在不必要的内容或不必要的教学活动上浪费精力与时间。其次，要分析学生可能应用的认知策略。当学生具有某种共同的认知结构基础时，即使面临学习任务，可能采取的认知策略往往也尽不同，因为每个学生在面对类似任务时曾经成功过的学习策略往往成为当前学习的首选。所以，教师应对学生在各类情境的作用下可能采取的认知策略进行分析，做到：预测不同类型的学生可能采取的不同认知策略；预见学生在不同认知策略主导下可能提出的不同观点、见解和方案；确定一些可行、有效、主要的认知策略。只有这样，教师才能设计出合适的情境促进学生探究策略的选择，同时通过设计社会情境（指导、交流、讨论、辩论等），将不科学、可行性差的认知策略调整到正确的认知策略范围之内，便于集体同步探究。此外，只有对学生可能采取的认知策略进行分析，才能预见学生的探究行为，为学生的自主探究提供必要的时空和物理支持。另外，还要分析可能出现的认知变量。探究学习的课堂具有较强的开放性，教师的教学设计只是保证课堂教学在流程上大致按照既定的轨道展开，探究一旦发生，将会出现许多偶然、个别化的事件，给教学带来一些影响。虽然这些影响具有不确定性，但教师可以在设计中进行预留，即分析在正常教学环境下可能出现的一些认知变量。一是学生特殊个性差异可能会对群体产生的影响；二是教师在教学设计时就应预知一些不大好把握的因素，针对有些不太好把握的问题，教师在教学设计时就应准备多套方案，或者准备补救方案。3.学习内容特征分析首先，要分析学习内容的类型和层次。知识内容的类型包括陈述性知识、程序性知识和策略性知识。知识的类型层次不同，对情境的要求也不相同。如陈述性知识是关于事物及其关系的知识，或者说关于“是什么”的知识，它包括事实、规则、发生的事件、个人的态度等，一般难度不大，多通过直接提供学习资源或简单案例的方式提供；而程序性知识是一种经过学习自动化了的关于行为步骤的知识，需要在信息转换活动中进行具体操作才能很好地学习，因此应多通过能够引起探究活动的操作情境来促进；策略性的知识是指如何学习、记忆或解决问题的一般方法，学习中需学生自主决定如何做，教师就必须通过设计自主学习的活动来体现并展开。其次，要分析学习内容与现实之间的联系。由于情境在探究学习中的重要性，且情境必须是学生可感知、能够在学科认知方面有良好应答的，因此我们要分析教学内容与现实之间的联系。这种联系包括现实生活中的相关性、信息获得与学生的实践行为转化。只有把握了联系，才能从学生熟悉的事物出发设计出合理的情境。事实证明，学生熟悉的情境更能引起学生的兴趣，能够降低学习的难度，提高探究学习的有效性。4.学习起点情境设计学习的起点情境是指教师在教学开始用于引入课堂学习的情境。在组织课堂教学的过程中，设计好的教学情境引入教学占有很重要的地位，好的引入情境能够调动学生的兴趣，有效激发学生发现问题，并迅速将学生的注意引导向学习目标。(1)起点情境的设计方法首先，要抓住学生的最近发展区。如果把学生原有的认知基础当作现有水平，把待学习的目标内容当作可能的发展水平，两者之间的差距就是最近发展区。教师应该把握二者的联系和差距来设计起点情境，这个情境应该具备如下三个特征：与原有认知相关，学生能够迅速联想到原有的相关认知，只有这样，学生才会尝试用原有认知来解决问题；高于原有认知，学生将原有认知应用于该情境却不能达到目的，这样便会产生认知冲突；指向目标认知且与目标认知有一定差距，当学生尝试将原有认知进行调整和发展后，能够获得待学习的新认知。其次，要合理转化，即将需要学习的纯概念、纯理论性的知识转化为具体的真实事件。这个事件要尽量贴近生活、尽量能够直接将事物在课堂上呈现、将过程交给学生操作、将事件进行模拟扮演。无法直接呈现的可借助媒体用播放图片、动画、影片等方式呈现出来，其目的是给学生以一定的感官冲击。最后，起点情境要增强新颖性、矛盾性、挑战性和趣味性。新颖性是指要设计得出其不意，最好是能够欲擒故纵；矛盾性是指能够将学生置于一种疑惑不解的状态；挑战性是指要具有恰当的难度，为学生提供足够的探索空间，调动起学生的探究欲望，接受问题的挑战；趣味性是指要能够引起学生的兴趣。(2)起点情境的引入设计在设计起点情境的同时，对其引入方式也应同步进行设计。所谓引入方式是指如何将情境呈现给学生，这既与起点情境本身的类别有关，也与教学设施条件、教师对学生的经验和课堂环境的把握等因素有关。常见起点情境的引入方式有：文学引入法、实物引入法、实验引入法、活动引入法、媒体引入法。5.过程情境设计相对于起点情境引入课堂学习、引起探究问题而言，过程情境则更多地起到了为学生的探究提供支持和促进的作用。好的起点情境决定了课堂的顺利展开，而过程情境的好坏则决定了学生探究学习的效率和效果。为提高课堂探究效果和效率，必须重视教学过程情境的设计。(1)过程情境的设计方法还原法，即还原知识存在的原始背景。任何知识的产生和发展都有其深刻的背景，这些背景都来自于身边具体、生动、形象的事物，与其他的知识有着千丝万缕的联系。模拟法。许多科学的原理或事件都来自于科学家对特定现象的观察和实验。在科学家的观察和实验中，常常根据观察目的侧重某些特别现象和因素，需要将某些次要因素或其他因素进行控制，以突出研究对象的特征。对于这类知识的教学，可采取和科学家一样的方法，对该特定现象进行课堂模拟，以重现研究对象，便于学生进行观察和实验。例如丁达尔现象是科学家对阳光照射雾汽等胶体这种分散系进行研究得出的规律，教学时就可用特定的设备（激光）模拟阳光，用淀粉溶液模拟胶体分散系来设计实验，让学生观察。关联法。学生学习的许多原理都与我们身边的事物密切相关，据此，我们可以有意识地思考所学习的知识与学生原有的知识、生活、生产之间产生的关联，然后设计出令学生喜闻乐见、有亲身体验的情境。换位法。教师在进行情境设计时，以学生的身份面对学习目标，设想学生可能会遇到什么问题或障碍，然后再设想怎样为