（课程与教学论专业论文）新课标下高中化学实验探究教学的研究.pdf

摘要 2 0 世纪5 0 年代以来，科学教育改革风靡全球，化学学科也不例外。实验是化 学学科的基础，在化学教育中的作用日益受到重视。实验不仅是一种为学生提供感 性知识的直观手段，还有利于激发学生学习化学的动机和兴趣，使学生掌握化学知 识和实验技能，培养学生解决化学问题的能力和科学态度。我国课程改革认真分析 了化学课程的现状和存在的问题，在继承和发扬传统教育优势的基础上，重新审定 化学课程理念、课程目标、课堂内容及教学评价等方面。侧重于新课程理念、探究 教学模式和探究教学策略的研究居多，关于探究性实验教学设计及其教学评价的研 究较少。因此，本研究以“新课标下高中化学实验探究教学的研究”为课题，具有 多重意义：适应2 l 世纪知识经济社会发展的需要充分发挥化学教育功能。 有助于课堂就学中开展素质教育。充分体现创造教育创新教育。有助于一 线教师理解新课程理念，实施探究性实验教学。 本文采用问卷调查结合课堂实践研究的方法，探索高中化学课堂开展探究性实 验教学的可行性及其教学模式，教学策略和教学评价。论文由四个大的部分组成： 第一部分，首先从我国课程改革前的化学实验教育入手，分析课改前我国高中 化学实验教学中存在的诸多弊端，提出实验性探究教学研究的必要性。接着综述了 国内外化学实验探究教学的研究概况 第二部分，综述了探究性实验教学的建构主义、动机理论和探究训练模式理论 基础。 第三部分，重点论述了探究性实验教学的具体研究方法。 第四部分，结合第一部分阐述的理论和探究方法，笔者分析了4 个重要案例， 详细论述了高中化学探究性实验教学的具体实施办法和操作技巧。 探究性实验教学的改革不同于实验改进，它不仅是一种教学模式的变革，更是 针对教育理念的改革，是为了从传统教学中以教师为中心，注重结论的模式向以学 生为中心，注重过程转变的改革。新课程的实施效果和高中课堂实践都说明了探究 性实验教学有利于全体学生的共同发展，虽然实施过程中有很多障碍，但随着教育 教学改革的力度、深度和广度的不断加大，所有闯题将会迎刃而解。 关键词：新课程探究性实验教学模式 教学设计教学实践 a b s t r a c t s i n c e1 9 5 0 si nt h e2 0 t hc e r t i f y , t h es c i e n c ee d u c a t i o nr e f o r mh a sb e e nc a r r i e do u ta l lm c r a g ei nt h ew h o l ew o r l d ，c h e m i s t r yd i s c i p l i n ei sn o te x c e p t i o n a l t h ee x p e r i m e n ti s c h e m i s t r yd i s c i p l i n ef o u n d a t i o n , r e c e i v e sd a yb yd a yi nt h ec h e m i c a le d u c a t i o nf u n c t i o n t a k e s n o to n l yt h ee x p e r i m e n ti so l l ek i n dp r o v i d e st h ep e r c e p t u a lk n o w l e d g ef o rt h e s t u d e n tt h ed i r e c t - v i e w i n gm e t h o d , b u ta l s oi sa d v a n t a g e o u si ns t i m u l a t e st h es t u d e n tt o s t u d yc h e m i s t r yt h em o t i v ea n dt h ei n t e r e s t ，c a u s e ：$ t h es t u d e n tt og r a s pc h e m i s t r y k n o w l e d g ea n dt h ee x p e r i m e n t a ls k i l l ，t r a i n st h es t u d e n tt os o l v ec h e m i s t r yq u e s t i o n a b i l i t ya n dt h es c i e n t i f i ca t t i t u d e o u rc o u n t r yc u r r i c u l u mr e f o r m e dh a sa n a l y z e d e h e m i s t r ) , c u r r i c u l u mp r e s e n ts i t u a t i o na n dt h ee x i s t e n c eq u e s t i o ne a r n e s t l y , i ni n h e r i t e d a n dc a r r i e sf o r w a r di nt h et r a d i t i o n a le d u c a t i o ns u p e r i o r i t yf o u n d a t i o n , e x a m i n e da n d a p p r o v e dd a e m i s t r ya s p e e t aa n ds oo nc u r r i c u l u mi d e a , c u r r i c u l u mg o a l ，c l a s s r o o m c o n t e n ta n dt e a c h i n ga p p r a i s a l s t r e s s e si nt h en e wc u r r i c u l u mi d e a , t h ei n q u i s i t i o n e d u c a t i o n a lm o d e la n dt h ei n q u i s i t i o nt e a c h i n gs t r a t e g yr e s e a r c hm a j o r i t y , a l ef e wa b o u t t h ez e 州ce x p e r i m e n tt e a c h i n gd e s i g na n dt h et e a c h i n ga p p r a i s a lr e s e a r c h t h e r e f o r e , t h i sr e s e a r e l ab y r e s e a r c ho nt h ec l a e m i e a le x p e r i m e n ti n q u i r e dt e a c h i n gu n d e rt h e n e wc l a s ss i g nf o rt h c 王i i 曲s c h o o l i sat o p i c ，h a st h em u l t i p l es i g n i f i e a n e e s ： m e e t st h e2 1 s tc e n t u r yk n o w l e d g ee c o n o m ys o c i a ld e v e l o p m e n tn e e d f u l ld i s p l a y c h e m i c a le d u c a t i o nf u n c t i o n i sh e l p f u lg o e st os c h o o li nt h ec l a s s r o o mc a r r i e so u tt h e e d u c a t i o nf o ra l l - a r o u n dd e v e l o p m e n t ：m a n i f e s t st h ec r e a t i o ne d u c a t i o ni n n o v a t i o n e d u c a t i o nf u l l y i sh 咖f u lu n d e r s t a n d st h en e wc u r r i c u l u mi d e ai nal e a c h e r , t h e i m p l e m e n t a t i o nz e t e t i ee x p e r i m e n tt e a c h i n g t h i sa r t i c l eu s e st h eq u e s t i o n n a i r es u r v e yu n i o nc l a s s r o o mp r a c t i c er e s e a r c ht h e m e t h o d , t h ee x p l o r a t i o nh i 曲s c h o o le h e m i s l r yc l a s s r o o m d e v e l o p m e n t z e t e t i c e x p e r i m e n tt e a c h i n gf e a s i b i l i t ya n dt h ee d u c a t i o n a lm o d e l , t h el e a c h i n gs t r a t e g ya n dt h e t e a c h i n ga p p r a i s a l t h ep a p e ri sc o m p o s e db yf o u rm a j o rp a r t s ： t h ef a s t p a r t , f i r s t r e f o r m sb e f o r ef r o m 0 1 1 1 1 c o u n t r yc u r r i c u l u me h e m i s t l r y e x p e r i m e n tt oe d u c a t eo b t a i n i n g , t h ea n a l y s i sc l a s sc h a n g e sm a n ym a l p r a c t i c e sw h i c hi n t h ef o r m e ro u rc o u n t r yh i g hs c h o o lc h e m i s t r ye x p e r i m e n tt e a c h i n ge x i s t s ，p r o p o s e st h e e x p e r i m e n t a li n q u i s i t i o nt e a c h i n gr e s e a r c hn e c e s s i t y t h e ns u m m a r i z e dt h ed o m e s t i ca n d f o r e i g nc h e m i s t r ye x p e r i m e n tt oi n q u i r ei n t ot h et e a c h i n gt h er e s e a r c hs a t r v e y t h es e c o n dp a r t ，s u m m a r i z e dt h ez e t e t i ce x p e r i m e n tt e a c h i n gc o n s t r u c t i o np r i n c i p l e , t h em o t i v et h e o r ya n dt h ei n q u i s i t i o nt r a i n i n gp a t t e r nr a t i o n a l e t h et h i r dp a r t ，w i t he m p h a s i se l a b o r a t e dt h ez e t e f i ce x p e r i m e n tt e a c h i n gc o n c r e t e r e s e a r c ht e c h n i q u e t h ef o u r t hp a r t , u n i f i e dt h ef i r s tp a r to fe l a b o r a t i o nt h et h e o r ya n dt h ei n q u i s i t i o n m e t h o d , t h ea u t h o rh a sa n a l y z e d4i m p o r t a n tc a s 髓i nd e t a i le l a b o r a t e dt h eh i g hs c h o o l c h e m i s t r yz e t e t i ce x p e r i m e n tt e a c h i n gc o n c r e t ei m p l e m e n t a t i o nm e a n sa n dt h eo p e r a t i o n s k i l l i sa i m sa tt h ee d u c a t i o ni d e at h er e f o r m , i sf o rf r o mt h et r a d i t i o n a lt e a c h i n gt a k et h e t e a c h e ra st h ec e n t f f t , t h ea t t e n t i o nc o n c l u s i o np a t t e r nt ot a k et h es t u d e n ta st h ec e n t e r , t h e r e f o r mw h i c ht h ea t t e n t i o np r o c e s st r a n s f o r m s t h en e wc u r r i c u l u mi m p l e m e n t a t i o ne f f e c t a n dt h eh i 班s c h o o lc l a s s r o o mp r a c t i c ea l le x p l a i n e dt h ez e t e t i ce x p e r i m e n tt e a c h i n gi s a d v a n t a g e o u st ot h ea l ls t u d e n t sc o m m u n a ld e v e l o p m e n t , a l t h o u g hi nt h ei m p l e m e n t a t i o n p r o c e s sh a sv e r ym a n yb a r r i e r s , b u ta l o n gw i t he d u c a t i o ne d u c a t i o n a lr e f o r md y n a m i c s , t h ed e p t ha n dt h eb r e a d t hu n c e a s i n ge n l a r g e , a l lq u e s t i o n sc o u l db ee a s i l ys o l v e d k e yw o r d s ：n e wc u r r i c u l u m ；z e t e t i ce x p e r i m e n t ；e d u c a t i o n a lm o d e l t e a c h i n gd e s i g n ；t e a c h i n gp r a c t i c e 磺士学位论文 m a s l e r st h e s l s 华中师范大学学位论文原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，独立进行研究工作 所取得的研究成果。除文中已经标 y j 弓i 用的内容外，本论文不包含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在 文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。 作者签名：妻；a日期：哆月岁日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权 保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借 阅。本人授权华中师范大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进 行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权 中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库，并通 过网络向社会公众提供信息服务。 作者签名：彦，坂 日期溯年z 月3 日 作梯：，遗导脚：专嚼 日期：如7 年月3 日日期：搠7 年月岁日 薹 砖州 1 课改前我国化学实验教学特点 1 1 应试教育使化学学科教育走进死胡同 我国恢复高考转眼已将近三十年。先是全国统一命题，1 9 8 8 年上海开始单独命 题，现在越来越多的省市也单独命题。三十年来，各地的正式高考题总和已有数百 套之多。为了体现公平竞争的原则，题目一般是不重复使用的。但是，随着年份越 来越长，保持基础知识题目不重复越来越困难。经过三十年的磨练，考试本身也成 了一门日益成熟的学问，应试一半是知识，一半是考试的技巧和套路。因此考试技 巧( 包括挖地三尺) 训练的有效性，确立了。题海战术”的存在价值。8 0 年代初编 的一本习题集可发行数百万册，但今天这类书籍的发行量成几何级数增长f 1 9 1 。 化学中有一项知识内容是认识原子结构、电子在原子核外的排布。为了降低学 生负担，有关部门规定只要求掌握1 1 8 号元素的原子结构。只是1 8 种原子结构， 死背也不用一个小时吧外界可能想象不出，其间的文字游戏之丰富简直可以使其 构成化学的一个分支( 当然是畸形的) ，要以此考倒一个学生并非难事。这种题目 的大致风格如下：某元素原子的核电荷数是电子层的5 倍，其质子数是最外层电子 的3 倍，该元素的最外层电子排布是 。即使是一个教学多年的化学教师， 离开课堂两年，可能也不知所云。 我们的题海中充满了大量本来不是问题却被问出来的问题。这些问题跟化学学 科素养几乎没有任何实质性的联系。通过对这种伪问题、为智慧的博弈和题海的日 益泛滥，化学教育钻迸了死胡同。 应试教育在今天已达到登峰造极的地步。高中三年其实是两年，整个高三几乎 都在炒作习题，学校甚至提前在高二就开始为高考补课。习题集的厚度是教科书厚 度的几倍、几十倍。习题中中大量充斥了挖空心思的编造，文字游戏比比皆是。学 生的心态是战战兢兢，草木皆兵，见了绳子都是蛇学会在考试科目上不敢越雷池 一步，可持续发展的学习能力培养就大打折扣了 我们干了太多“吃饱了撑的”事，这些没有内涵的应试教育，亵渎了学习的本 来意义，确实不能在继续下去了，改革势在必行 硬士学位论之 m a s t e r s t h e s i s 1 2 研究探究性实验教学的必要性 2 0 0 4 年秋季，广东、山东、海南、宁夏作为全国第一批实验区的四个省，率先 进行高中课程实验，为全国普通高中2 0 0 7 年整体进入高中新课程摸索经验。2 0 0 5 年秋季，将有8 1 0 个省区进入高中新课程，2 0 0 6 年秋季将有1 5 1 8 个省区进入高 中新课程同。 普通高中新课程的实验。决不是换一套教科书，也不是一个方案的论证，而是 一场教育观念的更新，人才培养模式的变革，对于实验区的学校来说，更是一个充 满探索、创造和建设的教育改革实践过程。基础教育课程改革实验区的主要任务， 一是验证、修订并正式颁布各学科课程标准；二是形成教材编写、审定和选用有效 机制；三是形成三级课程管理具体工作机制；四是形成与新课程相适应的教学管理 制度；无是初步形成促进学生发展、教师提高和课程不断发展的评价体系；六是促 进广大教师更新教育观念，提高专业水平。 我国基础教育的发展和既往的七次课程改革，都取得了巨大的成就，对于促进 我国政治、经济、科技、文化等各个方面的发展作出了巨大贡献。与此同时，我们 必须实事求是的承认，目前我国基础教育的现状同是大发展的要求和肩负的历史重 任之间还存在着巨大的反差；固有的知识本位、学科本位问题没有得到根本的转变， 历产生的危害影响至深；传统的应试教育势力强大，素质教育不能真正得到落实。 所凸现出来的问题也就有很多，比如，教育观念滞后，人才培养目标同时代发展的 要求不能完全适应；课堂教学中教学目标单一( 重结果，忽视过程；重知识，忽视 感情态度；重智力，忽视德育、美育) 、教学内容单调( 以书本为中心；以学科为 本位；内容繁、难、偏、旧，脱离生活、实际) 、教学方法传统( 以教师为中心： 单向灌输：模仿式学习) 、教学手段陈旧( 教科书、粉笔、黑板加演示) 、教学活动 封闭( 重课内，轻课外；重书内，轻书外；重“作业”，轻实践；重个体，轻合作) 、 教学效果欠佳( 无效教学，假教学；面向少数人教学) ；课程评价过于强调学业成 绩和甄别、选拔的功能；课程管理强调统一，致使课程难以适应当地经济、社会发 展的需求和学生多样化发展的需求 可以说。这样的教育使一些孩子失去了最宝贵的东西；一是失去了梦想和激情， 变得现实、麻木、呆板二是失去了积极的态度，变得消沉、沉默。三是失去学习 的能力和习惯。四是失去活泼、开朗，封闭自己。教师的任务不是把学生从无知的 状态带入已知的状态，而是从无知的状态带到更深沉的无知状态。以上问题的存在， 以及他们对实旌素质教育的制约及产生的不良影响，都足以说明，我国基础教育课 2 硕士学位论文 m a s t r st h e s i s 程已经到了菲改不可的地步了 化学是- - i 以实验为基础的自然科学，学科的最大特点是动手实践，化学实验 是化学教学重要组成部分，它对于提高化学教学质量，全面落实培养科学素养的目 标，具有其他化学课程内容和形式不可替代的特殊作用。高中化学实验教学包括科 学知识、科学方法、科学能力、科学思想和科学品质等五个方面的内容。但传统的 实验教学主要是验证性实验，验证性实验要通过“告诉验证应用”的教学 模式让学生用实验验证已学过的原理、概念和性质，虽然可以使学生巩固和加深对 基本规律和物质性质的认识，但。照方抓药”的形式高度固定化，不利于培养学生 创新意识，化学实验能力也很难提高。有的教师甚至告诉学生详细的实验步骤，实 验前告诉学生结论，这种重结论不重视过程的实验是一个传递接受或是刺激反应的 过程，学生处于被动地位，学生探究物质世界的本能被抑制，引起不了学生积极的 思维，不利于学生科学的情感态度和价值观的形成。对新课改中提出的实验教学 中的“探究”教学和新课改所提倡的科学思想、科学品质、科学态度的培养则很少 涉及。因此，教育部在2 0 0 1 年开始的课程改革，新的高中化学课程理念从课程目 标、课程结构、课程内容、学习方式、课程评价、教师专业发展等方面反映了课程 改革的基本思路，力求使新的高中课程能更全面地展示未来公民所需要的化学科学 素养，以更具弹性的课程结构和更丰富的课程内容，为“不同的学生学习不同的化 学”提供基础【1 7 1 。 综上所述，在此新形势下，很有必要研究全新的适合现阶段的实验探究教学模 式。 1 3 国内外研究现状分析 1 3 1 国外探究性实验教学的研究【4 l 德国教育家第斯多惠在继承前人教育思想的基础上，于1 8 3 5 年出版了德国 教师的培养指南一书，提出了通过探究式教学来促进儿童积极思考的教学方法， 卢梭和第斯多惠等人提出的直观教学、主动探究的观点，是实验探究教学思想的萌 芽，为后来的实验探究教学思想的形成和发展奠定了基础。随着理科课程进入学校 和科学实验方法论的形成与发展，实验成为理科课程的重要组成部分，开始进入课 堂1 8 9 8 年英国化学家阿姆斯特朗发表论文，提出通过观察、实验来探究自然事 物和现象的运动规律，他抓住“发现式实验”这一探究教学的关键环节，将实验与 主动探究有机结合，从而形成实验探究教学的基本思想。1 9 3 1 年，日本初中在新 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 开设普通理科的教学目的中，就十分强调学生实验的重要性和学生主体性。5 0 年代末，以美国为先导，在世界范围内开展了一场理科教育现代化运动。美国著名 科学家施瓦布对此做出了重要贡献，1 9 6 1 年旌瓦布在哈佛大学举行的纪念会上， 做了题为“作为探究的理科教学”的报告，主张学生通过自主地参与知识获得过程， 掌握科学研究所必须具备的科学方法，探究性地获得科学概念，并逐步形成探究能 力和科学态度。这种思想不仅强调自主性、探究性和观察、实验等科学方法，而且 也强调科学概念的掌握、探究能力的形成和科学态度的培养在运用实验、观察等科 学方法而展开韵探究过程的统一。但旄瓦布忽视教师在探究过程中的作用。为此， 日本学者提出了引导发现、引导探究的观点，强调教师在学生探究过程中的积极作 用。 1 3 2 国内探究性实验教学的研究 自8 0 年代以来，中国也积极开展了一些关于实验探究教学的研究活动。如以 实验为基础的引导探索法、实验一观察讨论教学法、诱思探究教学理论都体 现了实验探究的基本思想。但与高中化学教学相结合进行的研究相对较少。仅有的 研究主要体现在：上海青埔县实验中学，在“活动一发展”教学改革实验中，总结 出一些宝贵经验。针对传统化学教学方法的缺陷，上海安亭师范学校王放民老师以 “三论”为指导，设计并实验总结了调控教学法，取得一定成效。在调控教学法中 将教学过程分成准备和实旌两个阶段，实施阶段又分成激发启动、探索释疑、形成 练习、控制纠偏和巩固练习五个环节。由山东潍坊三中郭春华老师实验并总结的化 学教学中的线索法，就是学生在教师的指导下，把学生已掌握的基本概念、基本理 论、基本知识和基本实验串成一线，形成线索，然后教师运用此线索，去激发调动 学生学习的主动性和积极性；在此基础上教师再启发学生去分析新知识、研究新问 题、总结新概念的一种教学模式吼通过前人关于实验探究教学模式的研究成果， 可以发现以上教学模式各具特色，能从不同角度激发学生学习化学的兴趣，发展学 生能力，在教学实践中都取得良好的效果但也不难发现，各模式仍有以教师为中 心，以教材知识体系为线索的痕迹，对学生在学习中自主发展及培养科学素养提及 不多【1 2 1 。 4 硕士擘位论文 m a s t e r st h e s i s 2 探究性实验教学的理论基础 2 1 探究性实验教学的建构主义基础4 l 2 1 1 对知识的理解 建构主义一般认为，知识不是对显示绝对准确的反映，它只是一种解释或假设， 它不是问题的最终答案，它必将随着人们认识程度的深入而不断地变革、升华、改 写，出现新的解释和假设。知识的运用也是需要根据具体的情境，不可能是一用就 准，一用就灵，而是需要针对具体问题的情景对原由知识进行加工和在创造。另外， 知识不能以实体的形式存在于个体之外，尽管语言符号赋予了知识一定的外在形 式，甚至还得到了普遍的认同，但这不意味着学习者对这种知识有同样的理解。真 正的理解只能是有学习者自身基于自己的背景经验而构建起来的，取决于特定环境 下的学习活动过程。因此，课本知识，只能成为某种现象较为可靠的假设，两不是 解释现实世界的“模板” 2 1 2 对学习过程的理解 建构主义韵学习观是一个主动构建知识的过程，而不是一个被动接受知识的过 程。学习是一个双重建构的过程，一方面是以学习者原由的知识经验为基础，对新 信息进行选择、加工，构建自己特有的理解，而不是简单的信息输入、存储、提取。 另一方面也是一个原由观念发生转变和结构重组的构成，而不是简单的经验积累。 建构主义主张自上而下的学习。主张首先呈现整体性的任务，并要求学生尝试 发现所属的子任务，最终解决问题。 2 1 3 对学习结果的理解 建构主义主张学习最终目标是完成意义的构建，形成知识结构的网络系统。意 义够建，指的是在学习过程中，对当前学习内容所放映的事物的性质、规律以及该 事物与其它事物之问的内在联系达到深刻的理解，形成个体独有的认识结构。 建构主义还认为，每个人对现实认识的最终结果是各不相同的，个人知识的掌 握不是取决于客观世界的统一性，而是取决于他们各自不同角度的理解。因此，学 生学习后形成的认识结构是各部相同的，对学习结果的评价标准也应该各不相同。 硕士学位论文 l a s t e r st h e s i $ 2 1 4 对学习条件的理解 建构主义强调，学习者原有的知识经验影响对新知识的学习，学习者不是一张 自纸似的进入学习情境的，在日常生活和以往各种形式的学习活动中，他们已经形 成了有关的知识经验，有了自己的看法。即使是遇到一个没有去接触过的问题，没 有现成的经验可以借鉴，但问题一旦呈现在面前时，他们仍能根据以往的相关经验， 依靠他们的认识能力、形成问题的某种解释，提出他们的假设。另外，学习者对新 知识的理解是各不相同的，因此建构注意学习理论强调协作学习。 建构主义把教师角色定义为：“学生建构知识的协作者”。教师的基本职能通常 是：问题的创设；环境的创设；元认识策略的提供；激励学生【1 0 1 。建构主义者认为， 教师要成为学生的建构意义的帮助者，就要求教师在教学过程中从以下几个方面发 挥指导作用： ( 1 ) 激发学生的学习兴趣，帮助学生形成学习动机； ( 2 ) 通过创设符合教学内容要求的情境和提示新旧知识点之间联系的线索， 帮助学生构建当前所学知识的意义。 ( 3 ) 为了使意义建构更有效，教师应在可能的条件下组织协作学习( 开展讨 论与交流) ，并对协作学习过程进行引导使之朝有利于建构的方向发展。引导的方 法包括：提出适当问题以引起学生的思考和讨论；在讨论中设法把问题一步步引向 深入以加深学生对所学内容的理解；要启发诱导学生自己去发现规律、自己去纠正 和补充错的或片面的认识而在探究性实验教学中，正式要求学生成为学习的主人， 强调学生学习的主动性和学生学习的主体地位，老师知识学生学习的促进者和帮助 者 2 2 动机理论 动机理论认为，动机是驱使人们行动的内部力量，其中认知驱动力是指要求获 得知识、了解世界，阐明问题和解决问题的欲望与动机，与通常所说的好奇心同义。 这种内驱力是以求知活动本身得到满足，所以是一种内在的学习动机。由于有意义 学习的结果就是对学习者的一种激励，学生从中得到满足，又会进一步强化他们的 求知欲，增强学习的内驱力。化学实验探究教学模式是通过实验创设问题情境，激 发学生学习动机，在探究过程中伴随积极的情感体验，使学生能力得以积极主动地 发展。 6 礓士攀位论文 m a s e r st h e s i s 2 3 探究训练模式理论 探究训练模式理论是由萨奇曼提出来的，旨在使学生掌握用来组织知识、形成 原理的各种过程的方法，要求学生积极参与科学探究。认为探究的过程，能改进学 生的思维过程与水平，有利于创新思维的培养。探究训练共分五个阶段。 阶段一：遇到到问题解释探究的程序，呈示有差异的事件。 阶段二：资料搜集证实证实事物和条件的实质，证实问题情境的发生。 阶段三：资料搜集实验分离相关的变量，假设( 并检验) 因果关系。 阶段四：形成系统的解释设计规则或解释。 阶段五：探究过程的分析分析探究策略，并形成更有效的策略。 7 3 探究性实验教学模式的研究方法 3 1 探究性实验的内涵及特征 探究性实验可以从以下几个方面辨别：从实验目的上看，实验是否更加注重学 生的学习过程和对结论的解释；从教学理念和教师作用上看，教师是否把课堂“主 角”还给学生，把学生看作是天生的探究者，转交学习方式；从探究性实验的内容 和形式上看，是否是与人类紧密相关的，激起学生探究欲望的问题；从教学模式上 看，其教学模式是否体现了师生互动、生生互动的特点；从认知顺序上看，探究性 实验是实验在前，化学概念的形成、规律性的认识在后，前者是后者在认识上的感 性基础，后者是前者发展的必然结果。一般认为，探究性实验是有老师或者学生提 出实验课题，学生自己设计方案，然后根据方案进行探索研究，正确处理实验结论 的形式。 探究性实验教学具有情景问题性、内容主干性、方案科学性、过程互动性、思 维深刻性、结论多样性和评价多元性的特征。探究性实验课与传统实验课在实验前、 实验时和实验后三个阶段都有区别。 表四一1 传统实验课和探究性实验课中师生行为的比较 传统实验课探究型实验课 实验前教师检查预习，演示，强调实验步骤、教师设置问题情景，激发学生实验探究 操作要点等；学生应答、观察记录欲望，相互讨论交流，填写预习报告 实验时教师要求学生严格按规定步骤，规范操学生在教师知道下自主设计实验方案， 傲。强调纪律，不准交流走动；学生循相互交流，讨论，自主探究 规蹈矩，“照方抓药” 实验后教师点评，布置实验习题；学生完成教师组织学生自评，互评。小结，课后 实验习题。延伸探究，将实验过程和结论以及新的 问题写在实验报告中。 8 硕士荦位论文 m a s t e r st h e s i s 3 2 探究性实验的设计 从我国的现实情况来看，国家为高中化学实验教学创造了前所未有的好环境。 伴随着新课程改革，新课标明确了高中化学实验在整个化学教学中的地位和作 用，并对其所要达成的目标也有明确的规定，相应配置了高中化学实验课程和课时， 也有明确的实验教材作为载体。可以说，目前是我国实施化学实验教学变革的最好 时期。而变革的主旋律则是如何发挥实验的教育教学功能，其主角就是探究性实验 教学( 2 5 1 。 3 2 1 探究性实验的设计原则嘲 任何一件事情都是依照一定的原则开展，探究性实验作为课程教学系统的重要 组成，也有其系统性、原则性。探究实验设计应遵循科学性、创造性、可行性、安 全性、趣味性、简约性、综合性等原则。遵照上述原则的前提下，还应该注意，设 计的实验应有层次、梯度、难易适中。若设计的实验难度过小，不利于学生进行探 究，若设计的实验难度太大，学生又不知如何去傲，从而影响学生的情绪和学习的 主动性。教师在备课时要预计学生实验时可能出现的意想不到的结果和学生操作时 的安全注意事项：教师要根据学生的实际水平，确定学生的“最近发展区”，使教 学尽可能贴近学生适合学生。 3 2 2 探究性实验内容的选择 新课标强调，“以进一步提高学生的科学素养为宗旨，着眼于学生未来的发展， 体现对代性、基础性和选择性，兼顾学生志趣和潜能的差异与需要“”，“通过以化 学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学探究的过程，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”嘲。 所有这些目标的实现，关键在于明确化学探究性实验内容选择的视角。 ( 1 ) 全面体现新课程实验教学观 不同的化学实验内容反映了不同的实验教学理念，从发展学生的实验探究能 力、促进学生科学素养全面发展来看，传统的以验证为主的化学实验存在以下问题： & 化学实验的学术倾向较严重；b 过分鼓励地强调了化学实验操作技能的训练：c 实验内容脱离学生的生活实际和社会实际；d 过于重视实验的认知性结果，忽视学 生的过程性体验；e 实验内容的设计留给学生主动探究的空间很小。针对这些问题， 新课程要求我们在实验教学的设计上尽可能体现探究，在实验内容的安捧上尽可能 9 磺士学位论文 m a s t e r st h e s i s 的体现新课程的理念。这就要求我们尽可能的选择和设计探究性实验活动，全面体 现以实验为基础，体现实验方法论。例如，在学习化学反应及其能量变化时， 我们向学生提出以下问题：& 你在生活中接触到那些类型的能源? b 这些能源的利 用产生污染的情况这样? c 你周围的环境是否受到污染? 原因是什么? 通过 这些问题的调查研究，学生从生活中能源的利用与环境的关系出发，经过分析论证， 确定了“改善能源结构，减少环境污染”这个有价值的探究课题。学生在调查走访 中，深入到热电厂、煤炭公司、液化气供应站、节能设备厂等多家单位和农村进行 调查研究，获得很多重要数据，为能源利用与改进提出了建设性意见，在次过程中， 学生不再是局限在实验室中去想象与思考现实中的环境污染，学生对收集到的事实 证据不在是空洞的，而是鲜活的，他们自然而然的产生了很多关于减少环境污染和 探求防治环境污染的方法。 ( 2 ) 实验内容贴近生活、贴近社会 新课程要求将“面向全体学生的化学”、。面向全体公民的化学”这一理念落实 到化学课程与教学中去为此，作为化学课程与教学内容的一个重要的组成部分， 探究性实验在内容上妥注意联系学生的实际生活和社会实际。这一方面可以提高学 生学习化学实验的科学兴趣，使学生感受到化学就在身边，另一方面也可以使学生 在知道和理解化学知识的基础上，能够清楚所学的知识用于做什么和怎么做。同时 也对化学的本质和自身价值有一个正确的认识。如厨房中的油、盐、酱、醋、食品 等；卫生问中的洗涤剂，化妆品等；与社会发展联系的环境污染阀题，能源问题， 如“不同地区的污水成分及其治理方法”，“农药、化肥对农作物或对水生物的生长 影响”等等。 ( 3 ) 探究性实验的内容应注重实验的趣味性 化学实验可以激发学生的学习兴趣，这是勿庸置疑的，但是“做了化学实验是 否就一定能激发学生的化学学习兴趣”吗? 国内外的种种调查显示，很多中学生对 化学学习的兴趣正在明显下降这不能不引起人们的思考。导致这一问题的原因是 多方面的，但是有一点，实验缺乏趣味性是其中一个重要的原因。新课程中对此问 题，给予了极大的关注。因此我们在高中的探究性实验内容的选择上应增加实验内 容的趣味性。应以生动、鲜明、新奇的实验现象来引发学生的思考和学生学习化学 的兴趣，如“滴水成火“化学酒店”、。发射火箭”等等。 3 2 3 探究性实验教学策略的设计 在化学实验课堂进行探究教学中，最重要的是教师要深刻理解探究教学的理 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 念，并渗透在整个教学过程中，要刨设适宜的教学情境，营造一个宽松的教学氛围， 着重思考如何引导学生提出问题、猜想和假设；思考如何引导学生进行交流与合作； 思考教师要如何及时有效的给予引导和帮助等等。 下面从以下七个方面具体论述探究性实验教学中教学策略的设计。 ( 1 ) “提出问题”的教学策略 伟大的人类科学家爱因斯坦说过：“提出一个问题，往往比解决一个问题更重 要0 美国学者布鲁马克也说过，最精湛的教学艺术，就是让学生提出问题。发现 化学问题是提出化学问题的前提。因此，在教学中，教师可运用各种手段和媒体， 给学生创造一个良好的问题情境，从而调动学生的积极性，通过观察现象，激发与 原有知识的矛盾，促使学生去发现问题，引导学生揭示相关的物理现象之间的联系。 长期以来，中学教学由于受到教育体制及考试制度等方面的影响，忽视对学生 问题意识的培养。在课堂教学中很少有学生主动向教师提出问题。因此，教师如何 有效的指导学生提出问题是非常值得研究的问题。教师在指导学生提出问题要注意 以下几个方面的问题。 御造一个平等、和谐、活泼的化学课堂教学氛厨。 科学研究者证明，在平等宽松的环境下，人的思维处于最活跃状态，各种智力 或非智力因素能发挥至最佳水平。目前，高中化学实验课堂上学生普遍缺乏问题意 识，主要的原因是由于思想上害怕提出问题，怕说错被同学、教师嘲笑；怕别人说 自己提出问题水平低；怕提出问题得罪教师等。因此教师要首先端正态度，以真诚 的行动欢迎学生课堂提问，在课堂上允许学生插话，保护学生的积极性。对于问题 提得多且质量高的同学，要及时给予表扬，树立典型，以带动学生提问的积极性； 对于有些化学基础不好的同学可能会提出一些肤浅甚至不着边际的问题，此时教师 要多加鼓励，切忌讽刺挖苦，以免给其造成心理压力，影响其他同学的积极性。 设置难易适度的问题。 难易适度的问题，是引起学生探究，激发学生思维的重要条件。问题过难和过 易都不利于学生开展探究，问题过于简单，不能激发学生探究的兴趣，不能使学生 积极思维。问题过难，又会使学生感到力不能及，不知从何做起，失去探究学习的 乐趣。因此，教师向学生提出的问题，其难易程度应在学生的“最近发展区”内， 为学生创设一个合适的台阶，这样全体学生才能积极参与。只有这样，教师提出的 问题才能激发学生思考，探究活动才能有效地进行如在探究“铜与浓硝酸的反应” 实验中，教师采用分层次分阶段的方法，引导学生对研究的课题进行思考，提出问 题。在讨论过程中，引导学生提出以下几个问题： 硕士学位论文 m a s t e r st i - i e s i s 实验现象是什么? ( 反应体系变黑，反应先慢，突然加快，产生红棕色气体， 最后溶液变兰。) 为什么会有黑色物质生成? 可能是什么物质? 反应为什么会先慢后快? 反应中浓硝酸起的什么作用? ( 酸性、氧化性) 综合上述问题，这个反应本质是怎么样发生的，写出各步的反应方程式? 教师应设置具有启发性的问题。 探究教学中，有时需要教师提出问题。启发性的问题能便学生产生浓厚的学习 兴趣，激起学生探求知识的欲望，促使学生积极思维。启发性问题能帮助学生打开 思路，发展创造性思维，使学生在掌握知识的同时，发展智力，培养能力。 问题要能激起学生探究兴趣。教师引导学生提出的问题，如能引起学生探究兴 趣，就会使学生的学习情绪处于高涨状态，激发起寻找问题答案的积极性。能激发 学生探究兴趣的问题，从内容上看大多是与学生生活联系密切的问题。 问题要能启发学生的思路。只有具体、明确、严密的问题，才能引导学生沿着 一定的思路去解答问题。闯题含混不清，会造成学生思维的混乱。 问题要能引起认识中的矛盾。能引起学生认识中的矛盾问题，一是在新旧知识 的联系处；二是在理论与实践的联系处；三是在低层知识和高层知识的联系处，等 等。 问题要能激发学生的创造性思维。有些问题的答案不是一个，而是多个这类 问题要求学生从不同角度、不同侧面、不同方法去解决问题，从而引起学生多角度 的心理兴奋，有利于发展学生的创造性思维。 教给学生提出问题的一般途径。 进行探究教学时，教师要注意教给学生提出问题的