（课程与教学论专业论文）结合美国化学教育谈探究性实验教学.pdf

硕士学位论丈 地s t e r st h e s i s 摘要 创造是人类社会赖以生存和发展的根基，它的作用随着社会的进步和科技的发 展而增大，它的威力将在知识经济时代变得更加巨大和不可替代。培养未来公民的 创造能力离不开教育，离不开教师的创造性工作。化学作为教育的一个组成部分， 更要适应现代教育的要求，为国家培养出一批具有高素质的创新人才。新课程改革 以来，化学课程正在积极进行课程改革。培养学生的科学素养，是化学课程改革的 根本目标。在化学教学中培养学生的创新精神和实践能力，必须充分利用实验手段， 发挥实验的教育教学功能。而化学探究性实验是培养创新精神和创新人才的重要活 动和手段，是提高学生科学素养的重要途径，化学实验是培养学生化学学习兴趣和 化学学习方法的重要方式。 针对我国高中化学探究性实验教学的实施现状，本文在分析传统教学法对创新 人才培养的不足之处，借鉴美国化学教育的改革过程、教师的审核方法，以及对学 生的评价机制等先进理念，积极探索在高中，应如何开展探究性实验教学。文中介 绍了开展探究性实验教学的理论基础、教学目标、教学策略、教学模式，以及各方 面因素对开展探究性实验的影响。教育受着多方面因素的制约，要想培养出高素质 的创新人才，需要克服各种不良因素：学校对改革的支持、教师的教学观念和教学 方式方法的转变、对学生的评价机制以及家长对学生的要求都成为教学中所要面临 的困难，所以只有将探究性实验与化学课堂教学有机的结合起来，才能进一步发挥 实验的教育教学功能，提高学生的素质。 论文从五个部分对本课题进行了研究。第一部分主要是探讨开展探究性实验教 学的意义，来确定课题的研究目的；第二部分通过对美国化学教育的研究，寻找其 先进的理念和教育模式，以供我们借鉴：第三部分通过对国内在探究性教学方面的 现状分析，比较出我国与外国教育上的不足：第四部分是积极探索在我国应如何开 展探究性实验教学：第五部分得出结论，指出开展探究性实验教学的策略和模式， 并进以分析和总结。 关键词：探究；探究性实验：化学教学；美国化学教育 a b s t r a c t t h ec r e a t i o no fh u m a ns o c i e t yi st h ee x i s t e n c ea n dd e v e l o p m e n to ft h ef o u n d a t i o n a n di t sr o l ea ss o c i a lp r o g r e s sa n dt h ed e v e l o p m e n to fs c i e n c ea n dt e c h n o l o g ya n d i n c r e a s ei t sp o w e ri nt h ee r ao fk n o w l e d g ee c o n o m yw i l lb e c o m ee v e nm o r ee n o r m o u s a n di r r e p l a c e a b l e c u l t i v a t et h ea b i l i t yt oc r e a t ef u t u r ec i t i z e n sc a nn o tb es e p a r a t e df r o m e d u c a t i o n , t e a c h e r sc a l ln o td ow i t h o u tt h ec r e a t i v ew o r k c h e m i c a le d u c a t i o na sa n i n t e g r a lp a r to f , b u ta l s ot oa d a p t t ot h ed e m a n d so fm o d e me d u c a t i o n , i no r d e rt ot r a i na n u m b e ro fc o u n t r i e sw i mi n n o v a t i v eh i g h q u a l i t yt a l e n t t h en e wc u r r i c u l u mr e f o r m s i n c et h ec h e m i c a li sap o s i t i v ec o u r s ec u r r i c u l u mr e f o n n s t u d e n t so fs c i e n t i f i c a c c o m p l i s h m e n to ft h e c h e m i c a li st h ef u n d a m e n t a lg o a lo fc u r r i c u l u mr e f o r m i n c h e m i s t r yt e a c h i n gs t u d e n t st ob ei n n o v a t i v ea n dp r a c t i c a la b i l i t y , w em u s tm a k ef u l lu s e o ft l l em e a n st e s t 。p l a ye d u c a t i o n a le x p e r i m e n tt e a c h i n gf u n c t i o n a n de x p l o r et h e c h e m i c a le x p e r i m e n ti st od e v e l o pi n n o v a t i v ea n dc r e a t i v et a l e n ta n da ni m p o r t a n tm e a n s t oi m p r o v et h es c i e n t i f i cl i t e r a c yo fs t u d e n t si na l li m p o r t a n tw a y , c h e m i c a le x p e r i m e n ti s t ot r a i ns t u d e n t si n t e r e s t e d i nl e a r n i n gc h e m i c a la n dc h e m i c a lm e t h o d st ol e a r na n i m p o r t a n tw a y i nv i e wo ft h eh i 曲s c h o o lc h e m i s 仃) ，e x p e r i m e n tt oe x p l o r et h et e a c h i n go ft h e i m p l e m e n t a t i o no ft h es t a t u sq u o ，i nt h i sp a p e r , t h et r a d i t i o n a la n a l y s i so ft h ei n n o v a t i v e t e a c h i n gm e t h o d sf o rt r a i n i n gq u a l i f i e dp e r s o n n e ld e f i c i e n c i e s ，l e a r nf r o mt h ea m e r i c a n c h e m i c a le d u c a t i o nr e f o 咖，t e a c h e r sr e v i e wt h em e t h o d s ，私w e l la st h ee v a l u a t i o n m e c h a n i s mf o rs t u d e n t sa n do t h e ra d v a n c e dc o n c e p t s ，t oa c t i v e l ye x p l o r ei nh i 【曲s c h o o l ， h o wt oc a r r yo u te x p e r i m e n t st oe x p l o r et h et e a c h i n g i nt h i sp a p e r , t oc a l t no u t e x p e r i m e n t s t oe x p l o r et h e t h e o r e t i c a lb a s i sf o rt e a c h i n g ，t e a c h i n gg o a l s ，t e a c h i n g s t r a t e g i e s ，t e a c h i n gm o d e l s ，a sw e l la st h ev a r i o u sf a c t o r so fi n q u i r yt oc a r r yo u tt h e e x p e r i m e n t e d u c a t i o n i s b e i n g a f f e c t e db ym a n yf a c t o r s ，i no r d e rt oc u l t i v a t e h i 曲q u a l i t yi n n o v a t i v e t a l e n tn e e d e dt oo v e r c o m eav a r i e t yo fa d v e r s ef a c t o r s ：t h e s u p p o r to fs c h o o lr e f o r m ，t e a c h e r st e a c h i n gt h ec o n c e p t sa n dt e a c h i n gt h ew a y sa n d m e a n so fc h a n g e si nt h ee v a l u a t i o no fs t u d e n t sa n dp a r e n t st h es t u d e n t sa l ea s k e dt ob e t e a c h i n gi n t h ef a c eo fd i f f i c u l t i e s ，s oo n l ye x p l o r a t o r ya n de x p e r i m e n t a lt e a c h i n go r g a n i c c h e m i s t r yc l a s st o g e t h e ri no r d e rt of u r t h e rt e s tt h ef u n c t i o no f e d u c a t i o na n dt e a c h i n g ，t o i m p r o v et h eq u a l i t yo fs t u d e n t s p a p e r sf r o mt h ef i v es e c t i o n so ft h i si s s u ew a ss t u d i e d t h ef i r s tp a r ti st oc a l t yo u t e x p l o r a t o r ye x p e r i m e n t st oe x p l o r et h em e a n i n go ft e a c h i n g ，r e s e a r c hs u b j e c t s t o d e t e r m i n et h ep u r p o s e ；t h es e c o n dp a r to ft h ea m e r i c a nc h e m i c a le d u c m i o nr e s e a r c h , l o o k i n gf o rt h e i ra d v a n c e de d u c t i o ni d e a sa n dm o d e l sf o ro u rr e f e r e n c e ；t h et h i r dp a r t o ft h ei n t e r n a li n q u i r yi nt h et e a c h i n go ft h es t a t u sq u o ，c o m p a r e dw i t hc h i n a sf o r e i g n e d u c a t i o ni si n a d e q u a t e ；t h ef o u r t hp a r ti si nc h i n as h o u l da c t i v e l ye x p l o r eh o wt o c o n d u c te x p e r i m e n t st oe x p l o r et h et e a c h i n g ；p a r tvc o n c l u d e st h a tt h ec o n d u c to f e x p e r i m e n t st oe x p l o r et h et e a c h i n gs t r a t e g i e sa n dm o d e l st ok e e pp a c ea n a l y s i sa n d s u m m i n gu p k e yw o r d s ：i n q u i r y ；e x p e r i m e n t a li n q u i r y ；c h e m i s t r yt e a c h i n g ；a m e r i c a n e d u c a t i o nc h e m i c a l 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i 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明引用的内容外，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： 飞气 日期：滞f ，朋夕日 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：1 尹律 日期巧年肛月夕日嚣劣警7 日 本人已经认真阅读c a l i s 高校学位论文全文数据库发布章程一，同意将本人的 学位论文提交“c a l i s 高校学位论文全文数据库”中全文发布，并可按“章程 中的 规定享受相关权益回意论塞握銮卮澄厦! 旦圭生i 旦= 生i 旦三生蕴查l 作者签名：1 尹律 日期呀年l 之月7 日 导师签名 日期： 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 探究性实验教学开展的意义 创造是人类社会赖以生存和发展的根基，它的作用随着社会的进步和科技的发 展而增大，它的威力将在知识经济时代变得更加巨大和不可替代。创新能力是一个 人综合素质的核心，它受创造欲望驾驭，以寻求独特性和新颖性为目标，是建立在观 察、想象、思维和操作等诸多能力基础上的一种更高的能力。江泽民同志多次强调 指出：“创新是民族之魂。 一个国家，一个民族只有不断创新，才能在竞争异常激 烈的现在和未来立于不败之列。展望未来社会，国际之问的竞争，实际上就是人才 竞争。人才的本质特征就是创新。创新是一个民族的灵魂，是一个国家兴旺发达的 不竭动力，只有创新，中国才能立于新世纪的强国之林。 培养未来公民的创造能力离不开教育，离不开教师的创造性工作。在青少年学 生中实际已经存在着不可低估的创新意识的萌芽，他们对未知世界的好奇和探求， 对已有结论的质疑和发问，以及渴望用自己的头脑和双手创造出新花样的梦想，都 是他们未来创新的潜在能源。全面深入地强化国民创新意识，发展民族精神，激发学 生的创造性潜能，培养杰出的创造型人才，是学校教育的奋斗目标。培养创新能力是 教育教学改革的新课题。 创新人才的培养，教师是“先导 ，学生需“先行 。随着科学技术的进步， 教学改革的深化，要让学生在活动中发展，在发展和探究中培养实践能力和创新能 力的观念已深入人心，然而，教师的课堂教学行为却与之相距甚远，即便在比较发 达的地区的课堂教学中也是体现甚微如何培养学生的创新能力和实践能力，这 是一个必须从根本上加以解抉的问题。化学作为教育的一个重要组成部分，更要适 应现代教育的要求，为国家培养出一批具有高素质的创新人才。作为化学教育工作 者，如何培养学生在化学方面的创新意识是当前教学研究的重要课题。 化学是- i j 实验科学。实验是化学的灵魂，是化学魅力和激发学生学习兴趣的 源泉之一，更是培养和发展学生思维能力和创新能力、实践能力的重要方法和手段【l 】 【2 l 。学生的创新是在有意无意间进行的。他们在课堂上很难有什么显赫的创新，因此， 教学中主要是培养学生一种创新的意识、创新的欲望、求异的思维品质，为他们将 来有所作为奠定基础。化学实验教学是培养学生创新意识的最佳途径和重要手段【3 】。 丰富学生的经验和知识，离不开化学实验：要创造新的产品，同样离不开化学实验： 实验能激发学生的兴趣，有助于学生理解化学原理、概念，巩固化学知识，培养学 生分析问题、解决问题的能力。有了创新意识，才能抓住创新机会，产生创新方法， 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 启动创新思维，从而获得创新成果。实验教学能为学生正确认识事物及其变化规律 提供实验事实，又能培养学生观察现象、分析问题、解决问题的能力和方法。更 以其较大的魅力和丰富的内涵在培养学生创新精神方面发挥其独特的功能和作用! “科学探究”是近年来世界科学教育改革和我国基础教育课程改革共同的核心 理念之一，探究性实验教学理念相对于传统实验教学理念更符合新课程改革的要 求。虽然，探究性实验教学还处于不断探索的阶段，但是其意义和作用却是不容质疑 的。 2 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 美国化学教育分析 当今世界，科学技术突飞猛进，知识经济已见端倪，国力竞争日趋激烈，越来 越多的国家把提高公众的科学文化素质作为参与2 1 世纪国际竞争的关键措施。为 了适应这一巨大的变化，近年来，国际社会日益重视科学教育，出现政府直接干预 科学教育、推动各级各类教育系统改革科学教育、促进国际合作的全方位加强科学 教育的局面，世界各国中学纷纷转变教育观念，积极推行科学教育改革，注重学生 感受、理解知识产生和发展的过程，培养学生的科学精神和创新思维习惯：注重给 人以智慧和启迪：注重启发思考，激发学生的学习主动性和创造精神，使学生对现 实和未来具有较强的适应性。在科学教育中更加重视教给学生学习方法，让他们接 受科学思维的训练和科学方法的熏陶，努力用积极进取精神和勇于探索、不怕挫折、 锲而不舍的献身科学与真理的精神引导学生。正因为这样，世界上无论是发达国家， 还是发展中国家，基于对历史、现实和未来客观、理智的认识，都给予科学教育以 前所未有的重视。 中学化学探究性实验教学是培养学生科学素养和创新能力的重要途径，由于种 种原因长期以来化学的实验教学成为我国化学教育中最薄弱的环节之一。为此，借 鉴国外在化学教学方面的改革成果，对促进我国的化学课程改革是极为有益的。 美国一向注重对学生的科学教育，并且在这方面积累了丰富的经验，很值得我 们学习借鉴。 2 1 教材上的倾向 2 1 1 美国自2 0 世纪6 0 年代以来的中学化学教材改革 2 0 世纪5 0 年代末，在布鲁纳结构主义教育思想的影响下，人们对中学的化学课 程提出了种种批评意见，加上对其它学科的批评，在美国形成了一个全面修改课程 的舆论气候。化学体系和化学一门实验科学也应运而生。在这两套教 材里，实验被看作是发展新思想和突出问题的新场所，注重通过实验培养学生的首 创精神，强调学生要走科学的路，学习并掌握科学方法。1 4 1 5 1 进入7 0 年代，美国对6 0 年代课程改革的过头做法进行了反省，掀起了“恢复 基础 的课程改革运动，企求大面积提高教学质量。在化学教材中普遍增加元素化 合物知识的分量，加强化学实验教学如美国1 9 7 3 年出版的加德纳主编的跨学 硕士学位论文 地s t e r st h e s i s 科入门化学，对化学实验有了一个新的认识，认为化学实验作为化学课程的重要 部分，是学生学习知识、培养能力的基本途径，是培养学生科学态度、科学方法的 重要手段【6 j 。h 、c 、梅特卡夫1 9 7 4 年出版的美国中学教科书现代化学编入了 6 5 个化学实验。要求把实验安排在课堂教学之前进行，并且许多实验是“开放式 的，学生不能从课本上找到现成的答案，以使化学实验更接近于化学研究工作，利 于学生熟悉科学工作的程序和方法。为进一步激发学生的求知欲，培养他们的钻研 精神，该书不少实验编有“进一步的实验 ，给学有余力、有兴趣的学生进一步探 究的机会【7 1 。1 9 8 3 年美国化学学会a c s 教育委员会起草了( a c s 化学教育实施方案， 并主持编写了社会中的化学【8 】。该书中的4 7 个学生分组实验，没有一个是验证 性实验，学生也无法从课本中找到现成的实验结果。学生必须自己动手做实验，进 行观察和记录p j 。 9 0 年代，美国中学化学教材c h e m c o m 第二版出版。教材不仅把化学知识与现代 社会生活联系起来，而且每个单元中都含有必须经过学生亲自探究才能解决的问 题，全书“你决定 的探究性内容共有2 1 个，平均每章2 5 个。1 9 9 8 年出版的化 学：为了变化的时代第8 版还将当代最新科技成果及快速增长着的研究领域，如 环境化学、生物化学、营养、健康等直接反映到该书中，纳入了大量的应用栏目， 该版本更强调发展学生的批判性思维，鼓励学生去思考，以培养公民的科学素养 【1 0 1 【1 1 1 o 综上所述，做为我国新课程改革的核心理念之一的科学探究一直贯穿在整个美 国教育改革的过程中，其对学生能力和素质的培养也越来越得到教育学家及教学工 作者的重视。 2 1 2 美国教材的特点 p r e n t i c eh a l l 出版公司出版的化学：与变化着的世界相联系( c h e m i s t r y ： c o n n e c t i o n st oo u rc h a n g i n gw o r l d ) 为例【1 2 j ，该书是供美国中学化学使用的教科 书，全书由1 0 个单元、2 7 个章节构成，其内容的选取和阐述与传统教材有着很大 的区别，学生中心论和社会中心论在教材编制的指导思想中所占比重很大，其中实 验部分的编写较符合现实社会的需要，更多地体现了现代课程理论的思想特色。 2 1 2 1 该教材实验内容的重视实验探究性 该教材不断从生产生活中挖掘素材，设计实验方案。如“冰块的熔解热”，“蛋 壳中碳酸钙的含量 等。同时把实验的发现权交给学生，让学生充分体验科学发现 的喜悦，从而激发其强烈的探究欲望，培养创新思维能力。教材中的实验探究活动 4 硕士学位论文 m a s t e r7 st h e s i s 是根据科学知识的产生过程进行“必然的形式重演 ，借助于观察和实验获得的感 性认识，再经过科学抽象、假说、模型以及比较、分类、分析等方法上升到理性认 识，再将理性认识成果用于解决问题 2 1 2 2 该教材加强学生的实验设计能力 实验设计应力求使学生感到探索的价值，它有助于培养学生动手动脑能力。教 材中的实验设计活动一般通过创设问题情境，提出要解决的问题，要求学生利用给 出的仪器和材料设计实验方案。学生根据已有知识和图片提示设计出各种实验方 案，再通过积极思维活动和实验操作来解决问题。 2 2 化学教师的培养 教师( t e a c h e r ) ：按照联合国教科文组织的定义，“教师 这个术语主要指“在 学前、初等、中等、技术和高等教育机构从事教学的人员，可以从事教育规划和管 理、教师培训、教育材料的准备、教育研究和科学研究或职业指导等工作 【1 3 】。 2 2 1 教师的审核方式 教师作为教学活动的三个要素之一，一直都受着社会公众重视。在美国，经过 一系列教师教育改革以后，教师最初的只需经过城镇长官或者主教的许可就可以从 教，教师的选拔侧重于宗教和政治信仰【1 4 l 。到2 0 0 6 年，美国共有4 7 个州利用普瑞 克西斯考试对教师资格申请人进行考核，自1 9 9 6 年来以来这一数量一直保持上升 趋势。 教学和美国未来国家委员会( n a t i o n a lc o m m i s s i o no nt e a c h i n ga n da m e r i c a n sf u t u r e ，简称n c t a f ) 将全美教师教育认证委员会、美国州际初任教师评价与支持 联合会和国家资格证书对教师的评估称为影响“教师质量的铁三角 ，认为将这三 者联合起来可以对教师教育的方案和内容进行最有效的控制【1 5 】。同样是教师评价， 这三个组织却有所侧重，全美教师教育认证委员会侧重于对教师教育机构的评估， 美国州际初任教师评价和支持联合会侧重于对新教师的评估，国家资格证书评估的 主要任务是对国家优秀教师的评定。 2 2 2 教师的审核要求 美国教育的三个组织对教师评估的重点不同使得它们的具体要求也有所侧重， 但基本可以概括如下： ( 1 ) 教师候选人学科知识：要求专业教师候选人有充分的学科知识，能够解释说 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 明行业标准、州标准、学院标准中描述的重要原理或概念。其目标是使专业教师候 选人对相关教授科目专业知识有深入的了解。 ( 2 ) 教师候选人教学专业知识：要求专业候选人有丰富的教学法理论知识，能够 利用行业标准、州标准、学院标准中描述的教学法知识和技巧帮助学生学习。候选 人了解有关教与学和学生成长特征等基本原理，根据学生的差异性选择适合的教育 方法，提高学生的学习兴趣。 ( 3 ) 教师候选人的专业的教学技巧：要求专业教师候选人运用行业标准、州标 准、学院标准中描述的教师教学技能促进学习。教师候选人在教学中考虑学校、家 庭以及学校的社区环境，根据学生的过往学习经历进行教学。其目标是使教师候选 人善于总结实际工作经验，根据学生的学习方式及时调整教学方式，因材施教，有 效地帮助学生学 - 3 1 1 6 1 。教师候选人能在教学中合理运用教学技术，用清晰、有针对 性的语言传授具备的知识，根据不同年龄段学生的心理特征创设积极的学习环境， 提高学生的学习兴趣帮助学生学习，使课堂生动有吸引力。【1 7 】 ( 4 ) 教师候选人自身素质：要求教师候选人具备良好的职业素养和工作品德j 为 学生创设积极的社会互动、主动学习以及自我激励的学习环境，并具有与学校的同 事、家长及各方面人士建立良好关系以及能针对自己对他人( 学生、家长以及社区 其他与教育有关人员) 行为的结果进行评估，并积极寻求专业发展机会的反思能力。 美国的教师，在其大学二年级开始申请教师资格，经过一系列政审和考试，以 及一年的实习，才能正式走向岗位。而且美国的教师审核考试内容充实，形式多样， 不局限在考场里，更重视教师候选人的课堂表现。所以，绝大部分美国教师一走上 讲台就能适应教学工作。 2 3 美国的家庭教育 家庭教育( f a m i l ye d u c a t i o n ) 家庭教育即家庭成员之间的相互影响与教育。 通常指父母或其他年长者自觉地有意识地通过言传身教和家庭生活实践，对子女施 以一定教育影响的社会活动。i l 卅 一般说，家庭教育的主要任务是：儿童入学前，使他们在身心健康发展方面奠 定初步基础，为接受学校教育做好准备：在儿童入学后，紧密配合学校，督促他们 完成学校规定的学习任务，继续关心他们的身体健康，发展正当的兴趣爱好，培养 良好的道德品质：针对生活中出现的矛盾，家庭成员间进行相互开导和帮助。家庭 是社会整个教育事业的重要组成部分，具有不可代替的作用，家庭教育相对于其他 教育形式更加具有奠基性、感染性、针对性、长期性、灵活性等特点。 6 硕士学住论文 m a s t e r st h e s i s 家庭教育是一种私人教育，属于非正规教育。家长是家庭教育的重要元素，学 生在学习阶段，主要的学习环境就是在学校和家庭之间，所以为了能够更好的促进 学生的学习学校和家庭对学生的教育都不可或缺，并且学校和家庭的步调要一致， 相互配合。以印第安纳州高中为例，学校以书信的形式号召学生按照课程标准的要 求和说明，在老师的指导下努力学习知识，并要求家长积极地配合学校以帮助孩了 成功。印第安纳州高中化学课程标准鼓励家长参与孩了的学校教育，强调了家庭在 孩了教育中的重要作用，并给出了1 0 条建议。下面列举其中3 条： ( 1 ) 与孩了的老师建立联系：弄清楚每个老师对青少年 的期望，并为帮助他们达到这些期望做准备： ( 2 ) 要求孩了解释他们自己的想法：要求他们多问“为什么 ，并解释他们的 推理。比如，解释他们是怎样选择正确答案的以及为什么选择这个答案而不选择其 他答案： ( 3 ) 孩了小组学习( g r o u ps t u d y ) ：允许孩了的朋友到家里来自由地进行学习 交流( s e s s i o n s ) ，还鼓励孩了通过学校组织和其他群体来参与校外的学习活动。当 孩了长大或独立后，这种学习活动变得尤为重要，因为孩了现在养成的这些学习习 惯将继续到他们以后的大学或更高层次的学习中。【1 9 j 可以看出，课程鼓励父母与教师保持经常性的联系和沟通，在教师的帮助下了 解学校有关家庭作业的规章制度以及各年级学生所必须学习和掌握的基本知识和 技能。同时也提倡家长应给孩了创造有利于学习的良好家庭环境和机会，有意识地 锻炼孩了的思维能力，以培养他们良好的学习态度和习惯。 通过以上对美国化学教学分析，我们不难看出美国教育在教材、教师以及学生 等各个方面都提出了对学生探究能力的培养。在化学教材里安排的大量的探究性实 验，其中既有课堂探究实验也有家庭探究实验，针对学生的不同兴趣和爱好，提出 各类实验以供学生选择；在教师的培养及审核上，注重教师的教学方法，对教材的 理解和应用，这就使教师在走上岗位后，有效的利用教材因材施教；学生可以根据 自己的兴趣和爱好选择所学内容，真正的体现出以人为本的原则，而且学生在整个 学习过程中的学习压力小，有利于对所学知识的吸收：家长及学校关注学生的能力 的培养和发展，并为学生的学习提供的良好的学习环境及氛围，这些都是美国学生 在毕业后都具有良好的能力的重要因素和保证。 当然，美国的教育也存在许多不足的方面，但是，其包涵的先进理念及方式方 法很值得我们学习借鉴。 7 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 3 国内在探究性教学方面的现状 我国实施新课程改革以来，在教育的各个方面都发生了很大的变化，但是相对 而言，仍然存在很多不足。以高中化学教学为例，化学是一门以实验为基础的学科， 化学实验是人们认识和研究物质的一种科学方法，是人们根据研究的对象和研究的 目的，创造性地运用科学知识和实验手段，有计划地实施探究性实践活动的过程。 因此，化学实验过程本身就是一个创造性地探究的过程。化学发展的历史也充分证 明：化学科学的任何一项重大的突破，无一例外地是经过化学实验而取得的。正如 波义耳所说，没有实验，任何新的东西都不能深知。中学化学实验，虽然绝大多数 是对物质及其变化的再认识，但从本质上看，这一过程与科学家进行的科学研究中 的化学实验是一致的。在化学实验进行探究性教学，化学实验的创造性和探究性便 充分显示出来。学生在实验过程中积极地动脑动手，体验科学家科学探究的过程和 方法，获得科学探究的乐趣和成功的喜悦。但是，受着各种因素的影响，化学实验 在中学化学教学中的作用并不能得到体现。 3 1 教材 教材是由一定育人目标、学习内容和学习活动方式分门别类组成的可供学生阅 读、视听和借以操作的材料，既是教师进行教学的基本材料，又是学生认识世界的 媒体【2 0 j 。教材包括了教师的教授行为中所利用的一切素材和手段。在此意义上，教 材是“教授及学习的材料 ，是师生之间的媒介1 2 i 】瞄l 。 据统计，以2 0 0 3 版中学化学教材为例，教材中化学实验数量偏少( 共计1 2 9 个) ， 有限的实验中又以演示实验为主( 演示实验共计9 8 个，占总数的7 6 o ) ，学生分 组实验更少( 分组实验共计2 0 个，占总数的1 5 5 ) ：二是实验分布不均匀，个别章 节中只有l 2 个实验，甚至没有实验：( 如：第一册( 必修) 第七章碳族元素无机 非金属材料没有实验) 三是化学实验以验证性实验为主，验证性实验的比重过大， 探究性实验的比例相对不足，而且不少实验的设计还存在着许多不足之处【2 3 】【2 4 1 。 验证性实验教学模式是按“问题原理结论实验证明 的程序教学 的。这种模式简明、清晰，有利于学生对相关结论的认可、理解和记忆，也有利于 教师对整个教学过程的控制，其教学步骤的设计和实施可以做到丝毫不差。但其弊 端也是显而易见的。验证性试验主要是用来帮助学生形成、理解、巩固所学的化学 8 硕士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 知识的，这些实验处于概念的依附地位，仅仅作为验证化学知识的手段，其原理、 步骤、现象、结论等在教材中均已写明。而且，内容枯燥缺乏趣味。教材中的实 验往往是对教材中一些性质、概念的验证实验大多具有己知操作过程、已知实验 结果的特点有些还是教师曾演示过的很容易流于重复与枯燥。学生最感兴趣的是 那此有所了解却又非完全己知、能够引起思考的东西。仅仅通过实验证明现成的结 论是无法满足他们的求知欲的。 3 2 教师 教师是一种“需要长期的研究，获得并保持专门知识和特殊技术的：承担着教 育学生和社会福利的责任，有个人和共同的责任感 的专门性职业【2 5 j 。 教师在教学活动中占主导地位，化学教学中实验作用发挥得如何，首先取决于 教师的认识。在传统的师生关系中，教师以权威的形象出现在学生面前，对学生尽 “教化 、“施与的责任；教师满堂灌、单向信息传递。虽然，近年来随着教育 改革的不断深入，提倡学生的课堂上的主体地位，将课堂还给学生，但受着传统教 育观念以及应试教育模式的制约，教师仍然自觉不自觉的以统治者的身份出现在课 堂上，让学生随着自己的思路或者教案进行课堂教学，学生就像木偶一样在教师的 指挥下前进，木偶是没有思想的，同样的，在这个过程中学生的思想和思维活动同 样受到了很大的限制。 传统教学模式教师“以本为本”，无视学生的主体地位，要求学生适应教师的 教，造成师生关系紧张。大部分教师对实验在激发学生的认识兴趣，调动学生的学 习积极性，在获得化学基础知识、化学实验技能，为形成化学基本概念、理论提供 感性材料几个方面的重要作用有着比较充分的认识，但对实验在培养能力方面作用 的调查结果却值得我们深思。 在演示实验或者学生动手实验过程中，由于原理、步骤、现象、结论等在教材 中均已写明，实验材料、实验步骤是设计好的，时间是己定的，这一切都是要按老 师的指令进行，很多学生类似于看表演的观众，很少用心去考虑、分析。在这种状 态下，学生的思维活动降到了很低的程度：用验证性实验组织学生实验时，实验前 教师明确讲清有关的知识点，将实验方案和步骤以及注意事项明确地教给学生，再 进行演示实验。然后再把实验现象、结果与所讲授的新知识作对应比较，最后由教 师或学生做概括总结，学生只是单纯模仿、重复教师的演示【2 们。 很多化学教师在实验中过分强调实验仪器的价值使不少学生做实验时小心 翼翼、缩手缩脚不敢大胆实验。还有的教师过分强调试剂药品的毒害作用使学生 9 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 产生恐惧心理，实验时采取避而远之的态度。同时，教师自身缺乏创新意识。没有 勇于创新的教师，很难培养出勇于创新的学生。 3 3 学生 每个人都有对未知事物都有好奇心，对好奇的事物有着浓厚的兴趣，作为主要 活动在家庭与学校之间的学生，对周围的环境和所遇到的未知事物都有很强的求知 欲望。但是，受着环境和各种因素的影响和制约，好奇心和求知欲望逐渐被消磨。 暗藏的应试教育影响、父母望子成龙的迫切心态、教师的成绩论都成为学生身上的 包袱，压的学生喘不过来气，每天除了学习还是学习，而且还是被动的被迫式学习， 学生的好奇心、兴趣和爱好完全被压制，这就导致了一部分学生只会学习，成为知 识库类型的学生，他们往往缺乏对知识灵活运用的能力。杨振宁博士曾经说过：“中 国学生知识太多，活的思想太少一；另外一部分学生完全放弃学习，痴迷游戏、玩 物丧志、休学、辍学等等。 3 4 评价方法 传统的化学实验教学评价，一般采用量化方法，采取纸笔测试和实验操作两种 形式，主要评价学生在化学实验知识与技能方面的达标情况，过分关注评价结果， 过分强调从学科角度出发，注重学术性和所谓的“规范化”，过分注重评价学生在 化学实验和化学实验技能方面的掌握情况，忽视对科学过程与方法、情感态度与价 值观方面的评价，对学生在化学实验教学过程中的具体表现重视不够：脱离学生的 生活实际，使学生在评价过程中处于被动的被评价的地位，忽视学生发展过程中的 自我评价和自我调控，这种评价很难与化学新课程的实验教学相适应，其弊端日益 明显。 3 5 教学模式 现阶段化学实验教学的常用模式是：实验前教师明确讲清有关的知识点，将实 验方案和步骤以及注意事项明确地教给学生，再进行演示实验。然后再把实验现象、 结果与所讲授的新知识作对应比较，最后由教师或学生做概括总结。观察实验和做 实验主要是对所学知识的应用和巩固。是为了进一步掌握已学的知识，书写实验报 告时进行的概括、小结等也是为了更好地进行知识的整理、归纳，以便构成相关知 识的网络体系，使之更便于学生对知识点的记忆。在这些过程中，学生一般只是被动 1 0 硕士学位论文 m a s t e r st h e s i s 地接受、巩固和检验知识，实验起的仅是帮助学生巩固和检验知识的目的。这种教 学仍属于注入式，整个演示过程，学生始终处于观众的位置上，不能使学生主动思 考。某些具体的操作细节或现象一晃而过，不能留下深刻的印象，不利于调动学生的 积极性。 这种模式过分重视化学实验的“定性 功能，忽视了化学实验的“定量 功能： 过分重视实验的结果，忽视了实验的过程和思维方法：过分重视化学实验理想化模 式，忽视化学实验客观性模式的讨论。 硕士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 4 1 探究 开展探究性实验教学的探索 4 1 1 探究的定义 探究是人在遇到感兴趣的问题时自发产生的一种探求其答案的欲望和伴随而 来的一系列思维和行为方式。探究是由好奇心和求知欲引发的，是由内在动机驱动 的，它始于感兴趣的问题而终于问题的解决，探究的过程既是求知的过程，又是创 新和实践的过程。因此，各学科的课程改革都注重探究性学习，实质上就是注重学 生学习的内在动机，注重培养学生的创新意识和实践能力。 “探究 一词在辞海中的解释是“深入探讨，反复研究。“反复 表明了 研究的态度，态度是个人对他人、对事物的较持久的肯定或否定的内在反应倾向， 主要包括认知成分、情感成分和行为倾向，态度的行为倾向是行为的准备状态。“深 入探讨表明探究是一种不满足现状的态度，故也是创新意识的一种表现1 2 7 1 。 4 1 2 探究教学的基础 美国著名的心理学家布鲁纳认为，学生的认识过程与人类的认识过程有共同之 处，教学过程就是在教师的引导下学生发现的过程，“学习就是依靠发现”，要求学 生利用教师或教材提供的材料主动地进行学习，强调学生自我思考、探究和发现事 物，而不是消极地“接受 知识，要像数学家那样思考数学、像化学家那样思考化 学、像历史学家思考历史等，亲自去发现问题的结论和规律，成为一个“发现者”， 从而形成了着眼于探究的发现教学模式。 建构主义认为，学习不是通过教师的传授来完成的，而是学习者在一定的情境 中，借助其他人( 包括教师和学习伙伴) 的合作完成的，利用必要的学习信息，通过 将信息加以提取加工，形成新知识，并纳入自己己有知识结构的意义建构过程。在 这一过程中，一方面，学习者需要大量的信息，这一方面可以由学生自己获取，但 另一方面需要教师的帮助或提供。特别在课堂教学中更需要教师提供一定的信息或 交流信息的机会。 斯卡特金认为发展是教学的重要归宿，而发展的实现则有赖于在教学中创设相 应的条件，提供适宜的内容。在查明能够促进发展的内容和条件，正确处理教学与 发展的关系。维果斯基和赞科夫等人的研究和实践表明，对学生的发展产生积极影 1 2 硕士学位论丈 m a s t e r st h e s i s 响的条件是：教学在略高于学生现有心理发展的水平上进行：不断设置认识矛盾，激 发学生的内部动机，促使学生运用自己的智力、意志和情感去解决问题。互动探究 中教师提供的有结构的材料为学生的学习创设了相应的条件，探究具有挑战性，能 调动学生的个性心理品质参与学习。 主体性理论认为发展是主体的主动行为，学习是通过学生的主动行为而发生 的，学生的学习取决于他自己做了些什么，而不是教师做了些什么。对于课堂中学 生主体性的判断应该看学生中是不是目标的制定者或参与制定者，学生是不是教学 活动的促进者。落实学生的主体地位必须做到：目标让学生去确定，问题让学生去 发现，过程让学生去探索，方法让学生去寻找。 4 2 实施实验探究教学的目标 4 2 1 提升学生的化学实验能力 化学实验能力可定义为运用实验解决化学问题的能力。它是由多种成分组成的 一种综合能力，这种能力的基础包括化学基础知识、化学实验方法论初步知识、化 学实验操作技能和运用化学实验方法论技能等四个方面，这种