化学教学改革的主旋律——科学探究.doc

编号郑州师范高等专科学校毕业论文 论文题目 化学教学改革的主旋律-科学探究系（部） 化学系 专 业 化学教育 班 级 05化学教育班 学 号 053106011002 学生姓名 唐 艳 指导教师 陈秀丽 职 称 2008年 5 月 目 录摘 要 以人为本的教育新理念化学课堂教学改革，着眼点是改变教师的教学方式和学生的学习方式，为学生构建开放的学习环境，提供多渠道获取知识并创设将学到的知识加以综合应用于实践的机会，促进他们形成积极的学习态度和良好的学习策略。在化学课堂教学中，进行了“以主题任务问题解决为驱动，来促进学生探究学习”的课堂教学模式的研究，探索了三种不同课堂教学组织形式和实施策略。科学探究是化学课程改革中的一项崭新的内容，并成为实现素质教育的途径之一。那么，究竟什么是科学探究?为什么要强调科学探究?科学探究到底包括了哪些基本的过程技能?我们是如何与学生一道走进探究的呢?对这些问题我们可以做深入的讨论。关键词：科学探究 教学模式 探究AbstractPeople-centered educational philosophy chemistry classroom teaching reform, the focus is to change the way teachers teaching and students learning for students construct and open learning environment, and provide multi-channel access to knowledge creation and knowledge learned will be applied to synthesize Practice opportunity to promote their formation positive attitude and the learning strategy. In the chemistry classroom teaching, in a theme task - to solve the problem of drive to promote students explore learning model of classroom teaching, and explore the classroom teaching three different forms of organization and implementation strategies. Scientific Inquiry chemical curriculum reform in a new content and the quality of education in achieving one of the ways. In the last two years of practice, we will be teaching in the scientific exploration of the curriculum standards as the realization of the main channel. Let students experienced basic scientific inquiry process, the study of science and explore methods, and cultivate students explore innovative ability in practice. So, what is the scientific inquiry? Why the stress on scientific inquiry? Scientific exploration, including in the end what the basic process skills? How we explore with the students walked into a? On these issues we can do in-depth discussions.Key Words: Scientufic Inquiry Teaching Model Research 正文21世纪是教育改革的世纪，素质教育唱响的世纪，这就要求我们基层的每个一线教师更要有改革的心态，以充分适应当前的教育的主旋律。化学课程作为科学教育的重要组成部分，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；而有效地落实这一目标的关键，是积极主动地开展科学探究活动，在化学教学中注重引导学生进行探究式学习。化学课程的特殊性也为开展探究式教学提供了其它课程所不能具有的优越平台。总体而言，长期的化学教育只注重于知识的传播，轻视能力的培养，学生以接受学习为主，对“讲、记、背、练”的方式习以为常，围绕应试展开的重复演练日趋严重，重结果、轻过程，重间接经验的传播，轻视或忽略亲身体验所获得的经验，学生缺乏动手实践和探究的机会，分析解决问题和合作交流的能力得不到应有的锻炼，学生动手操作能力和综合解决问题的能力很差；为了解决这一问题必须改变学生学习方式，倡导探究式学习。探究式学习是一种强调学生自主积极获取知识、认识和解决化学问题的重要实践活动，也是师生之间合作，共同发展的重要途径。一、什么是科学探究科学探究是在发现学习和有意义学习经验基础上形成的一种以学生自主探究而解决问题的学习。这一学习方式的出现，在学校领域引起了一场“学习的革命”。在发达国家已成为学校学习的重要方式。2000年初，教育颁布的全日制普通高级中学课程计划首先明确提出“研究性学习”，随后的全日制义务教育化学课程标准在“内容标准”中突出强调“科学探究”，这就为当前化学课堂教学改革开辟了新的发展空间科学探究是一种重要的学习方式，是将科学领域的探究引入课堂，也是义务教育阶段化学课程的重要内容，对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。什么是科学探究?从众多的定义来看，这还是个有待明确的问题。下面列举的只是其中的两例。1.“科学探究是一般探究的子集，它的对象是自然界，是在某种信仰和假设的指导下进行的”。2.“科学探究是一种系统的调查研究活动，其目的在于发现并描述物体和事物之间的关系，其特点是采用有秩序的和可重复的过程；简化调查研究对象的规模和形式；运用逻辑框架作解释和预测。培养科学探究能力就要求教师在教学中成为一个引导者和促进者，教会学生探究方法，既是新课程改革的要求，也是培养学生创新能力和实践精神的重要途径。科学探究是一种有计划、有目的的活动，是在一定理论假设指导下进行的。探究学习同样应当如此，由学生对问题所作的假设性解释作指导，而不是一种散漫、徒耗精力的盲目试误过程。而且学生年龄越大，知识经验越丰富，探究能力越强，探究学习的这种目的性越应当加强。探究的操作活动包括观察、提问、实验、比较、推理、概括、表达、运用及其他活动。”1通观这些定义，彼此虽存在分歧，但似乎都力图指出科学探究与其他探究的不同，只是不够明确，需要作进一步的诠释。可从如下两方面来加强对科学探究的理解：一是科学探究的基本程序，二是科学探究的基本精神。科学探究的基本程序表明科学探究要先做什么，后做什么，再做什么，它是从各种不同的科学探究活动过程中概括出来的，实际上是科学探究的操作性定义，与抽象定义相比，它给人的印象更加直观、具体，有利于从实践上去把握或在实践中运用。二、为什么要强调科学探究基础教育课程改革纲要(试行)要求在教学过程中培养学生的独立性和自主性，引导学生质疑、调查和探究；教育部颁布的各门自然学科的课程标准也要求开展以探究为核心的教学。随着基础教育改革的不断深入,人们越来越清楚地认识到,科学教育的目的不是为了把少数人培养成科学家,而是要把所有的学生都培养成具有科学素养的人。科学探究则是实现“人人具有科学素养”这一教育目标的途径和方法。首先，我们先从科学探究的特征以及科学探究的基本精神说起。(一)科学探究的特征通过对教学探究内涵的分析，我认为,科学探究具有以下五方面的特征。1以问题为中心，激发学生思维。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，教师要善于创设问题，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。2学生自主参与，获得新知的能力的培养。探究式教学不是先将结论直接告诉学生，而是通过演示实验或学生亲手实验加以验证，它是通过“做”来实现的。学生通过各式各样的探究活动，诸如观察、调查、制作、收集资料亲自得出结论，参与并体验知识的获得过程，建构起新的对自然的认识，这种通过多样、复杂的活动情境来获得知识的教学方法，可以使学生从多角度深入地理解和掌握知识，从而使他们面对实际问题，能更容易、灵活地运用知识解决问题。也只有这样，学生的学习才能由被动转化为主动学习，才能够真正激发学生学习的内在动力。3注重从学生的已有经验出发。认知理论的研究表明，中学生的学习不是从空白开始的，已有的经验会影响现在的学习，教学只有从学生的已有知识和生活实际出发，才会调动学生的学习积极性，学生的学习才可能是主动的。否则，就很难达到预期的教学效果。例如，在讲到“金属材料”时，先安排学生调查周围环境中有哪些是金属材料，研究常见材料特性等活动，再介绍有关知识。4重视证据在探究中的作用。寻求实证是科学过程中的重要特征。科学家在探究中要花费大量的精力来收集相关的证据，并以此为基础解释自然界的运行规律。在科学探究中，学生也要根据实证资料作出对科学现象的解释。可以说，证据是学生通过探究获得新知的关键所在。同时，通过证据的收集、从证据中提炼解释、将解释与已有的知识相联系，可锻炼学生的推理及批判的思维能力，也使他们懂得科学家是如何思考问题、如何工作以及如何通过探究发展并获得新知的。重视通过实践活动获得实证资料是探究式学习与接受式学习的重要区别。例如，在讲“爱护水资源”时，可以先安排学生收集有关本地用水情况和水体污染情况的资料，再提出合理化建议。5重视合作学习。在探究教学中，常常需要分组制订工作计划、分组实验和调查，需要讨论、争论和意见综合等合作学习。在探究活动中学生都是以自己的方式，基于已有的经验来建构对于客观事物的理解。由于已有经验、知识背景不同，思考问题的方式不同，学生对事物的理解也会各不相同。合作学习能扩展学生的视野，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，同时，也增强了学生的团队精神和合作意识2。(二)科学探究的精神科学探究的基本精神是推动科学活动的动力，是科学活动永无止境的精神源泉，其内涵十分丰富。中外许多学者对此作了大量探索。我们认为它主要包括以下三个方面。第一，求知精神。这是科学探究的首要特征，没有它就不会有人类对宇宙万物的无穷探索。日出日落，斗转星移，花开花落，季节变换，大自然中绚丽多彩、变化万千的现象激发人们的好奇心和寻求其奥秘的欲望，当人们由此去探索，试图理解自然时，便开始了科学探究的历程，并形成了所谓的学术传统。因此可以说，是好奇心和求知欲引导人们进入科学的大门。第二，进取精神。这是假设得以建立的前提，而没有科学假设也就不会有科学验证活动，进而就不会有科学的产生和发展。正如恩格斯所说：“只要自然科学在思维着，它的发展形式就是假说。”当科学家在探索过程中遇到新问题或发现新现象时，他们既立足于已有知识，又不囿于传统的理论框架，而充分发挥自己的想像力和创造力，积极大胆地提出新思想或假设。可以说，正是这种进取精神，使科学家在探求真理的过程中不唯书、不唯上，不屈服于外来压力和长官意志，也不迷信任何权威和现有理论，始终保持清醒的头脑，独立思考，敢于怀疑，大胆假设，勇于创新。第三，求实精神。探究活动要保证其科学性，假设就必须是可以被检验的，并经得起检验。对于人类的其他事业如文学、艺术或宗教，人们可以提出各种假设，它们可以具有高度创新性或神秘性，这也许没什么不合适，但在探索宇宙基础上形成的关于自然现象的假设，如果不通过检验证明它们是否有效，就无科学探究或科学活动可言。科学假设是否具有真理性，是否正确反映了客观世界的本来面目，需要科学实验来检验。经过科学验证，合理的科学假设被确立，错误的科学假设被抛弃。正是这种科学探究的求实精神，才使得科学假设或理论的真理性得以保证。也正由于此，它也成为科学之所以是科学、科学区别于宗教迷信和非科学的唯一标准4。只有知道了科学探究的特征以及科学探究的精神，我们才能更好的明白我们为什么要强调科学探究。我们发现，化学新课程中增设了科学探究的教学内容，并且占有一定的比例，如：人教版化学必修1有7个科学探究内容，化学必修2有8个，化学选修5有机化学基础有6个。5科学探究是以问题为中心，以类似于科学研究的方法去探究性学习科学知识，加深对科学知识的理解和运用，让学生在体验科学探究的过程中树立科学意识、掌握科学研究方法，从而提高科学素养。之所以要在初中化学教学中强调科学探究是因为，第一，科学探究可以保持青少年的好奇心。孔子曰：“知之者不如好之者，好之者不如乐之者”。好奇是探究活动的原动力，强烈的好奇心会增强人们对外界信息的敏感性，对新出现的情况和新发生的变化及时做出反应，发现问题，追根寻源，激发思考，引起探索欲望，积极参与探究活动。本来好奇心就是人与生俱有的，但后来不知道为什么，到了小学毕业的时候，孩子们的这种好奇心反而逐渐减弱了。通过科学探究保持这种好奇心实在是太重要了。其次，可以让孩子们参与要求高级认识能力的学习活动。我想老师们应该明白这样一个道理，教知识可以让人变得更聪明一些，这话似是而非。如果我们总是告诉孩子们各种各样的结论的话，孩子们是可以获得很多知识，但是他的智慧并不一定可以同步地成长，因为人的智慧与人的认知技能有很大的关系，也就是认知的方法。法国大学的一个研究成果强调：什么样的知识才算是深刻的理解，知道并不是理解，照本解释不是理解，照本运用也不是理解，它有一套完整的关于理解的标准，就是从知识、方法、目的、形式这四个维度来界定孩子们是否对知识真正理解了。什么是知识？是孤零零的呢，还是在一个网络中间和其他知识建立起了联系？这是衡量知识质量的一个重要标志；第二个指标是方法指标，就是知道这个知识是怎么来的；第三个指标是目的指标，就是不仅知道这个知识是怎么来的，还知道这个知识可以运用到什么地方去，也叫目的维度；第四个指标就是会用各种不同的形式来表达，也叫形式维度。对知识真正理解了，孩子们就能用各种方式来表达他对知识的理解6。所以，现在对科学教育与20世纪60年代的科学教育的重大区别，在于不仅仅是教知识，而且是通过知识的教育来培养孩子们的高级认知能力。杜威说：“科学教育在培养人的认知能力方面，它的作用是不可替代的，因为教科学方法跟教思维方法是完全相同的。”大教育家杜威在那个时候就看到了科学教育的独特价值可以让人变得更聪明一些。除此以外，科学探究可以培养儿童对科学的积极态度7。三、科学探究的一般性程序科学探究涉及到提出问题、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、表达与交流等要素。现代教学模式的构建重视对学生学习心理的研究，强调教学只是为学习创造必要的外部条件，以帮助学习者更有效地学习。以促进学生探究学习为核心的教学模式的构建，要遵循学生学习的基本规律，将科学探究的基本特征和要素融入一系列的学习活动中。 组织和实施探究学习的教学模式可以有多种，一般是将课堂上的探究学习活动分为5个阶段：即提出问题：学生提出需要探究的科学性问题；收集证据：学生获得可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据；形成解释：学生根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答； 评价结果：学生通过比较其他可能的解释，来评价自己的解释；交流发表：学生相互交流和论证各自所提出的解释。89教学模式的构建为教师有效地设计教学活动提供了帮助。但是，教学模式不是固定不变的，它只是为教师设计教学策略提供宏观上的理论指导和可参考的框架，课堂教学中实际的探究活动则应根据特定的学习者、具体的教学目标和学习环境的不同需要做适当的调整。三、探究式教学的过程 （一）课前的准备教师课前应先给出课题，让学生提前预习，明确探究目标，收集有关资料。另外，教师还应精心备课，根据学生的认知水平、实验能力，创设探究活动引导过程中的问题情境。教师在设计问题情境时要有目的地激发学生的创造意识，促进学生产生质疑、困惑、探索求解的创造性学习动机。创造性思维活动的表现需要有一定的激发条件，要求教师在教学过程中设置问题，营造一种学生能够明显意识到的疑难情境，使学生产生认识上的困难或困惑，从而激发他们创造性的探索。同时，要有意识地设计观察习惯的养成和观察能力培养的环节。 （二）课堂上的实施策1.营造一种民主、宽松、和谐的教学氛围教师要努力营造出“教师学生”及“学生学生”间自由、平等的氛围。如在学生做实验进行探究的过程中，教师在教室里四处走动，与各小组进行交流，倾听学生的问题和想法，不时评价学生的探究进程并确定适合学生学习的下一步计划。必要时，教师把学生集中起来，通过演讲、示范或讨论等形式提供其他信息。2创造良好的讨论氛围讨论是创造的“助产士”。在探究式教学过程中，讨论尤为重要。如在教学中，可以将班上学生分成若干个小组，四人一组，对所提出的问题进行充分讨论，交流意见，这样就能调动学生思维的积极性，使智力从“基态”跃迁到“激发态”，由此迸发出创造性思维的火花。3充分发挥化学实验的作用化学实验是引导探究性教学取得成功不可缺少的“桥梁”。在教学中应尽可能地给学生提供化学仪器和药品，让学生主动积极地进行实验探究。同时，在学生做实验的过程中，教师应给学生思考的时间、发问的时间和评判的时间。4培养学生间的合作与交流教师在引导学生独立探究的基础上，必须重视引导学生开展讨论和交流活动，使学生发表自己的探究成果和方法、倾听他人的探究经验，并进行客观的比较和鉴别，从不同的角度改进自己的学习经验，提高认识，克服独立探究中的片面性和局限性，正确理解所获得的知识。5充分利用现代化教学手段在探究式教学的引导过程中，教师可以运用多媒体教学手段，让学生更加清楚地观察实验现象，增强学生的感性认识，有助于帮助学生进行理性思考，从而通过现象归纳出本质和规律10。 （三）开展课外实践活动要提高学生的实践能力，还要让学生投身社会实践。可以利用学生的课外时间给学生布置一些课外实践活动，如：写一些贴近生活的小论文；查阅并收集化学资料；利用家庭常见物品进行家庭小实验及小制作等，有利于进一步提高学生的自学能力、创新能力以及实践能力。总之，科学探究是当今教育教学所提倡的素质教育的形势下所不可多得的一种方式，怎样利用此种方法充分发挥个人本学科教学特长，充分挖掘学生学习本学科的潜能，还有待于更进一步的探讨。科学探究重要的是在于它的过程而不完全是结果。验证型探究实验能充分体现思维的逻辑性，严密性和开放性。学生进行探究的真正意图,不仅在于掌握生物学知识本身,得到一个验证性的结论,而更重要的是要让学生在验证性探究过程中,学会科学探究的一般方法,如提出疑问,控制变量,设计对照,量的检测,数据的整理等等,让他们亲身体会科学家是如何困惑于问题,如何假设问题的“答案”,考虑从哪些途径去解决问题,并以此渐渐地养成探究的态度,学会探究的方法和提高探究的思维 111213 。结束语科学探究作为新课程大力倡导的重要的学生学习方式，培养了学生的分析问题和解决问题的能力、社会实践与活动能力以及团结协作的学习和工作能力。在化学课堂教学中，教师通过创设一定的探究情景，让学生发现问题，作出猜想与假设，并