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在高中化学新教材实施中，对探究性学习策略应用的思考 武汉西藏中学 周继军摘要 高中化学新课程倡导积极主动的多样化学习方式，新教材充分体现以探究为核心的学习过程，教师应该找到新教材与探究性学习的结合点，做好探究性学习内容的选题，并运用先进的教育理念开展高质量的探究性学习。本文以“化学反应中的能量变化”一节课的教学为案例，阐述了如何创设真实的问题情景和建构性的学习过程，在探究性学习过程中培养学生的高级认知能力、创新精神与实践能力以及通过对知识的深刻理解和学以致用，培养学生终生学习化学的兴趣和能力。关键词 探究性学习 化学新教材 课程改革教材是实现课程目标的一种教学资源，它以一定的教学内容和编排形式具体体现了课程标准中所要求的课程目标，但它不是对教学内容的具体规定。在教学中，教师要深入分析并准确把握教材内容及其呈现方式所体现的课程目标和教育理念，不为教材所束缚，使教学过程成为教材内容的持续生成与转化过程，成为学生学会学习和形成正确价值观的过程1。目前高中化学新教材有人民教育出版社（宋心琦主编），江苏教育出版社（王祖浩主编）和山东科学技术出版社（王磊主编）三个版本，丰富了教师备课的参考资料，但是也为教师如何使用好高中化学新教材提出了挑战。高中化学新课程倡导积极主动的多样化学习方式，教材充分体现以探究为核心的学习过程，教师应该找到新教材与探究性学习的结合点，并在不断的实践过程中总结和提高。以下为笔者对高中化学新教材实施中，对探究性学习策略应用的几点思考。1 灵活有效的处理教材内容，作好探究性学习内容的选题由于一些教师缺乏科研经验，自己对探究性学习体会甚少，造成成功实施探究性学习的诸多障碍。教师首先遇到的挑战是如何对探究性学习进行选题，好的选题是成功的一半。教师要精选对学生终生学习和未来发展有较高价值，同时又是学生感兴趣并符合学生思维发展水平的内容，抓住这一教育学生关心社会、关心自然探究性学习的契机，培养学生的科学素养。课程改革要求教师“用教材教”而不是“教教材”，新教材在内容体系、活动方式、组织形式和考核评价等方面给教师留下了较大的创造空间，在化学实验和实践活动方面体现探究性、开放性，对教师的专业知识、教学能力、管理能力和研究能力诸方面的发展提出了更多的挑战和机遇。教师要深入分析和挖掘教材的多重价值，从学生的生活经验和社会发展的现实中取材，灵活有效的处理教材内容，并对探究性学习做好充分的课前准备和问题设计。新教材、新理念、新教法，充分体现了教师是教材的开发者。因为它给教师和学生创造了一个“海阔凭鱼跃，天高任鸟飞”的学习环境，一个崭新的展示探索科学、获取知识、培养能力的平台。例如，化学反应中的能量变化一节作为高一化学的第一章2，起着连接初中化学和高中化学的纽带作用。化学中能量变化观点的建立，对学生学习化学十分重要，因为所有化学反应都同时伴有能量的变化，同时能源利用率的高低也是社会进步的重要标志。通过教师精心的问题设计，充足的课前准备和各种助学技能的使用，实践证明该内容很适合作为探究性学习，以下为该案例设计和实施后的一些思考，具有一定的借鉴意义和推广价值。2 关于探究性学习策略应用的几点思考21 创设真实的问题情景和建构性的学习过程，在探究性学习过程中培养学生的高级认知能力认知心理学的研究结果表明，富于联系的学习是有意义的学习，建构有意义的联系是理解和概括的心理实质，是迁移和应用的心理基础。国际科学教育的目标之一是发展学生概括与整合、迁移与应用等高级认知能力3。探究性学习要重视引导学生建构不同知识之间、理论与事实之间、新旧经验之间的有意义联系。教师要善于创设真实的问题情景和建构性的学习过程，在探究性学习过程中培养学生的高级认知能力。例如：化学反应中的能量变化一节内容笔者用了三节课完成，分为课前准备阶段，课堂展示阶段，进入实验室阶段和走向社会阶段。课前准备阶段：笔者将学生分成了九组（五人一组），给每组分别提出了如下思考提纲：1、能量有哪些存在形式？在你的日常生活中，有哪些与温度息息相关的实例？ 2、人类所需要的能量主要来自什么？3、根据能量守衡原理，你知道哪些能量相互转化的事实？结合吸热、放热反应，说明原因。4、你知道的资源蕴藏形式有那些？我国的资源分布是怎样的？哪些是可再生能源，哪些是不可再生的能源？5、你知道目前我国存在哪些资源浪费的现象？你有什么好的建议和措施？6、为什么说能源的利用标志着人类的进步？你预计今后人类对能源使用的发展方向是什么？7、根据教材所提供的实验，你能推测设计出类似的化学反应吗？其中有什么规律吗？8、化学反应中的能量变化对我们学习物质的物理性质和化学性质、物质的制备选择反应条件有什么启示？怎样利用化学反应中的能量？9、为什么现在提出要建立节约型社会？课堂展示阶段：笔者让学生说明问题答案的来源，例如去图书馆、电脑室查找资料；到街上搞社会调查或发放问卷调查表，或随机访问等。学生们经过充分的准备，在课堂上对上述9个问题给出的反馈信息主要有：1、能量的存在形式有多种，太阳能、热、电、光、风、势、动、声、机械能等等。与温度有关的实例有：人体的温度是生命的体征之一。人类的呼吸是缓慢氧化，缓慢氧化所放的热量可供人体进行正常的生理活动，电池短路后温度升高，摩擦生热，酸碱中和，燃烧和爆炸，火山爆发，市售的凉垫，电冰箱，微波炉，在雪上撒盐，使雪融化等等。2、通过讨论学生得出：能量与人类的生存密切相关，人类所需要的能量绝大部分是由化学反应产生的。特别是煤、石油和天然气等化石燃料或其制品的燃烧。因此研究化学反应及其能量变化，对我们的意义非常重大。3、根据能量守衡原理，当反应物的总能量大于生成物的总能量时，多余的能量将以热的形式放出。当生成物的总能量小于反应物的总能量时，不足的能量将由外界加热得到。4、学生结合地理课的学习，得出我国资源的分布。结合教材可知我国化石燃料储藏的匮乏。使学生对一次性能源的开发和利用有忧患意识，逐步树立珍惜资源，爱护环境，合理使用化学物质的观念。 5、资源的浪费主要表现在化石燃料的不充分燃烧上。6和9、能源利用率的高低是社会进步的标志。随着社会的发展，人类对能源的要求是：可再生、无污染。新能源时代会将核能、太阳能、氢能成为主要的能源。在能源的利用上，必须遵循可持续发展的原则，必须建立节约型社会。7 和8关于化学反应中的能量变化，学生设计了多种实验方案。如：活泼金属与水、与酸的反应（ Na、Zn ），学生提出了在制备NH3的时候，可用固体氢氧化钠和浓氨水，用固体氢氧化钠溶水放热来代替热源。用冰盐固体对某些反应进行降温等。22 以教材为载体，以实验为途径，在探究性学习过程中培养学生的创新精神和实践能力化学是一门以实验为基础的学科，选择以实验为基础的研究课题，通过以探究为主的学生活动，便于培养学生的创新精神和实践能力。学生要运用所学化学理论知识，自主设计实验方案、准备实验用品、按规程进行操作、观察实验现象、记录实验结果、处理分析实验数据、对实验结果进行理论解释等等。在研究过程中学生除了感受到成功的喜悦外，也可能同时感受到寂寞、枯燥与艰辛。所以，教师对探究性学习教学的各个环节都要进行充分的准备，避免一些学生对严肃的科学研究不感兴趣。化学反应中的能量变化一节内容由课前准备、课堂展示阶段到进入实验室和走向社会阶段。进入实验室阶段：笔者发给学生的实验思考题如下：1化学能量变化的实验方案你是通过什么途径设计的？2请估计你所设计的实验会成功吗?若实验失败，你要认真分析实验失败的原因，提出新的实验方案，加以实施，到实验成功为止。3除课本上的方案外，你有创新的立意吗？4使用不同的反应条件、反应物的浓度、反应时间对实验有什么影响？5.实验的装置是依据哪些因素而选定的？6.实验过程中选用的药品，你考虑价格因素了吗？7.实验过程中有无异常现象？为什么？8.实验进行的过程中，你注意自身的安全性和环境保护了吗？有哪些措施？9.请评价同一内容不同实验方案的可行性，优缺点。10.在本次实验中，你得到的规律性知识有哪些？笔者让学生自主设计实验方案，在认真分析了学生实验方案的基础上，笔者让学生走进实验室，大胆尝试自己所设计的实验。以下列举的为有一定代表性的部分学生实验： 第一组：具有明显放热现象的情况：1、活泼金属与水、与酸的反应，（ Na、Zn、 Al）2、金属氧化物（CaO、Na2O）与水的反应， NaOH、Ca(OH)2固体溶于水3、浓H2SO4的稀释4、NaOH和H2SO4的中和第二组：具有明显吸热现象的情况：1、NH4Cl固体溶于水，碳酸钠固体溶于水2、把10克NH4Cl 固体和20克Ba(OH)2固体混合，迅拌第三组：吸热、放热现象不明显的情况：1、把NaCl溶于水2、把一个放热反应的实验和一个吸热反应的实验合在一起做，（如CaO和NH4Cl同时溶于水）。学生对化学反应中所体现出来的能量变化，兴趣盎然。此时笔者让学生进一步思考：物质在化学反应中的能量变化有什么规律？让学生得出放热反应和吸热反应的一般规律。通过实验，使学生体会到：一切化学反应中都伴随着能量变化。对化学反应中的能量研究远远不止这些。科学研究中切不可浮躁，切不可急功近利，耐不住寂寞，总想在短时间内出成果，创辉煌。必须静下心来认认真真的做成功每一个实验。纵观古今中外的重大科学研究成果，无不是在经历了千百次失败的基础上取得的。今天的学生是我们国家和民族的希望，培养他们热爱科学、不畏艰难险阻、敢于面对挫折的品质和献身科学的精神是教育所担负的使命。要使他们真正明白“科学上没有平坦的大道，只有不畏艰险、勇于攀登的人才能达到光辉的顶点”，这也是在探究性学习中对学生进行教育的重要目的之一。进入社会阶段：笔者为学生留了课后思考题并让学生进行课后调查在雪上撒盐，使雪融化，撒的是什么盐？应用了什么化学原理？除了考虑降低冰点以外，还应考虑什么其他因素？完成课后调查报告。学生们欢天喜地的走出教室，走向社会。他们的调查报告内容主要有：盐的冰点相对低于纯水的冰点，所以在雪上撒盐，会导致雪迅速融化。对于改善雪天路面状况，降低交通事故，有重大意义。但是由于撒的盐是氯化钠（工业用盐），撒盐融雪后患无穷。这种雪堆放到地面，因融雪剂中含有大量氯化钠等化学成分，融化后影响地表土和水，影响树木、草坪等绿化植物正常成长，含有融雪剂的冰雪堆放在绿地和绿化带，会造成土壤盐渍化加重，土壤中的盐浓度一旦超过一定含量，就会引起绿色植物脱水，对植物生长造成影响，严重时可导致其死亡。撒盐后路面的积雪往往变成黑褐色，不但不美观，而且带有融雪剂的雪腐蚀路面，降低道路使用寿命，会对汽车轮胎、桥梁、金属器件甚至行人的鞋子都会产生腐蚀作用。应积极寻找环境友善的融雪新思路和新方法。例如：将粗砂类等物质撒在道路上增加摩擦力；寻求新型的融冰制剂。目前世界上的三种新融冰制剂，已由俄罗斯找到。它们分别是：以钾醋酸盐为主要成分的化学合成物；经过处理的氯化钙溶液；由尿素、钙镁硝酸盐等制成的化合物。前两种制剂将分别用来融化主干道路冰雪，第三种制剂将用于融化人行道、街心花园小道以及森林公园道路上的冰雪。对于融雪盐的种类，应选用对环境无污染或污染小的，成本低的盐类物质。23 探究性学习利于学生深刻理解知识并学以致用长期以来多数中学化学教师的教学更多着眼于学科的知识体系，重视学生的基础知识和基本技能，强调知识的系统学习，注重知识的占有和积累，而忽视了化学与社会、生产实际的广泛联系，这使学生对化学知识缺乏真正的理解从而不会应用，久而久之对化学学习丧失兴趣。只在教室里讲课，培养出来的学生必定只会纸上谈兵。探究性学习强调理论与社会、科学和生活实际应用的联系，引导学生关注社会生活，亲身参与社会实践活动。例如：化学反应中的能量变化一节内容在经历了课前准备、课堂展示、进入实验室阶段后让学生进入走向社会阶段，就利于学生深刻理解知识并学习致用。24 探究性学习在学习兴趣和学生情感方面的教育有独到之处作为教师，要认真研究学生学习化学的兴趣是如何丧失的。其中重要的原因是传统教科书在教学内容的选择和呈现上只重视知识结论，忽视了获得结论的过程和方法，它割断了“抽象的书本知识与人类发现问题、解决问题、形成知识过程的丰富、复杂联系”。“认识什么”和“怎么认识”是科学过程的两个方面，忽略了科学的“过程和方法”，一方面不可能达到对科学本质的认识，另一方面也过滤掉了过程和方法对学生发展的教育价值1。科学应以人为本，科学教育更应成为以学习者为中心的教育，增强学生对科学和技术的兴趣使他们担负起发展科学发展社会的使命。科学教育必须激发起学生正确、积极的学习动机，使学生对他们的学习活动很有兴趣并主动参与。对科学没有兴趣和热情的人，很难想象他能形成良好的科学素养。在教学实践中，重要的是使学生能够具有终生学习科学知识的愿望、能力并付诸行动。2004年，在报考高考志愿时，北京五十中学骆老师所任班级的学生中，有67%报考了与化学相关的专业，准备终生学习化学。骆老师的成功经验之一是高质量的探究性学习在学生学习兴趣和情感方面的教育有独到之处，注重教学内容的选择和呈现以及知识与技能、过程与方法、情感态度价值观三维目标的实现。3 走出探究性学习教学的误区探究性学习的实施过程中，笔者体会到：教师提高自身综合素质是成功实施探究性学习的关键。有些教师对探究性学习体会甚少，对新课程理念没有经过系统的培训，对教材和学生的了解不够细致深刻，对探究性学习内容的选题缺乏研究，课前准备不够充分，甚至教学基本功还不够扎实。既缺乏足够的理论功底又缺乏实际可借鉴的经验，在这种情况下仓促上阵，导致不少低水平的探究性学习。广大教师切不可急功近利，而应积极参加各种继续教育的学习，苦练内功才能出硕果。例如文中的骆老师就是在参加化学继教课程的学习后，和继教课程的开发与讲授者胡老师合作，开展探究性学习在高中化学教学中