高中化学教学论文 从“化学与药物”案例看研究性学习的设计

从“化学与药物”案例看研究性学习的设计*教育部人文与社会科学重点课题“面向素质教育的课程与教学模式及其案例研究”项目（2956）1问题的缘起2000年1月教育部颁发的全日制普通高级中学课程计划（实验稿）首次将“研究性学习”作为“综合实践活动”的重要内容列入其中，2001年6月基础教育课程改革纲要（试行）颁布后，“研究性学习”作为必修课开始在全国正式启动。今天，“研究性学习”已成为我国教育理论与实践最受关注的话题之一。理论与实践并行，并不意味着始终二者同步。我们看到了理论界从未有过的繁荣景象，同时也听到了一线教师发自内心的声音。他们称赞今天的理论正在走向与实践的切合，但他们更希望能尽快缩短达到这一切合的进程。作者在考察了大量我国对“研究性学习”的理论研究与实践探索的基础上，欲提出一个一线师生最关注的问题，即如何设计研究性学习?显然，这是一个颇有争议的问题，不但理论界有强烈的争议，一线教师们的说法也各显不同。首先，持反对意见的理论研究者认为“设计”就是“定格”，就会限制研究；研究性学习是生成取向的，探究过程中问题的解决是不可预期的，是无法设计的。教师们则从理论者的研究结论中得到启示：“因为研究性学习是开放的，是以学生为中心的，所以应让学生做主，自己选题，自己研究，教师不应多加干涉，也没必要作详细设计”。可以说，这种主张是占多数的，难怪，我们今天看到的“研究性学习”作为学校教育活动的组成部分其生命力正受到怀疑!因为，人们想到自学校诞生以来，似乎没有生存过无目的、无目标的教育活动。这也使我们联想到当今理论界的百花齐放，竟使得教育实践者们无从选择。其实，任何理论都不可能是完美无缺的，都会“走形”。就连大教育家杜威早就料到后人会对其哲学解释的各种潜在的可能。那么，我们也就不可否认必然存在这样一种可能：教育者误认为某种被推崇的理论为某种活动提供了支撑。也许，目前盲目崇尚某种理论带来的最大危险之一就是教学设计领域的实践者被那极端的主张所说服，而去从自己的实践中抛弃一些最卓越、最有益的工具。比如，某些理论提议要淘汰对目标的陈述，于是我们看到了这样一些现象：不写或只写出描述相对浅显的学习的目标，而不去表达反应高级思维（如解决问题）学习的目标，因为这些目标表达起来需要设计者花费一番努力。殊不知，目标并不会直接导致浅显和低级认知水平的学习（除了低级认知水平的目标之外）。还有些理论工作者认为进行任务分析和条件确认会导致零碎和惰性知识，因而主张不要对学生规定研究任务和要求。仔细想一下，不难知道，是对任务分析及条件确认这些工具的不当使用，而不是工具本身导致了不连贯的学习。尽管有时涉及到工具的精确度问题，但这也不具备足够的理由可以将该工具从今天的教学设计者的箱囊中清除。国内外成功的学习活动研究告诉我们，目标、学习分析与评价等这些教学设计工具能够使设计者更有效地处理他们所期望的高级学习目的。主张无目标、无设计必然会使“研究性学习”再次落入“为活动而活动”的形式主义。研究性学习的研究与实践是动态的，不断发展的。关于其定义我们暂时同意这样的说法，即“它是指学生在教师指导下，从自然现象、社会现象和自我生活中选择和确定研究专题，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动”1。传统的学校教学方式主要是教师的灌输和学生的接受，其实，当知识从一端传递到另一端时，知识已不成为知识的全部，而成了事实和编码的结论，知识本身所含有的获得知识的探索过程、研究方法及知识所赖以生存的实际情境被滤得干干净净。这样的知识是惰性的、干瘪的、抽象的，很难解决实际问题。研究性学习正是想为学生创设一种开放的学习环境，通过使学生学习“如何研究”来学会获得知识的方法，来体验知识获得的整个过程。它的总体目标在于使学生“获得亲自参与研究探索的积极体验；提高发展问题和解决问题的能力；学会分享与合作；培养科学态度和科学道德；培养对社会的责任心和使命感；激活各科学习中的知识储存，尝试相关知识的综合运用”2。现在，研究性学习作为一门必修课，是以学校作为教育活动的支撑和出发点，通过教学活动来实现的。而任何教学都是有目的的活动，虽然已经走出了课堂，但作为学校教育教学活动的延伸，教师是主导性主体和学生是发展性主体的性质是不变的。同其他的学校教育活动一样，教师也是研究性学习活动的设计者。其实，当我们研究国外相关的成功的学习模式时，发现与我国研究性学习相类似的项目学习（project-based learning）、问题学习（problem-based learning）和资源型学习（resource-based learning）等模式，不仅没有因都是以学生的活动为中心而弱化了教师对教学的设计，相反，这类学习的设计是相当的规范和缜密的。这里我们仅以由加拿大教师及图书馆员协会开发的一个11年级化学资源型学习单元为例，看看这类学习活动是如何设计与实施的，以期能对探讨我国的研究性学习的设计有所借鉴。2案例介绍：“化学与药物”321研究背景与总目标 研究背景：医生与药剂师经常遇到病人不服从或拒绝使用所建议药物的问题，结果往往造成很难治好病或达到预期的治疗效果。如果学生有一些基本的有关人体解剖结构、生理、调节、药物分类以及常见药物功能的常识，这无疑对他们及其亲属今后的生活是大有益处的。正是基于以上考虑，结合11年级化学课程内容，加拿大教师及图书管理员协会开发了这一跟每一位学生的个人经验有关的涉及药物的使用、研究与生产等内容的学习单元。该单元的总目标：使学生了解人们在生活中使用药物的情况；区分是为了治病还是出于个人理由而随意使用违禁药物；重点针对慢性病和急性感染，使学生理解与掌握如何正确使用药物。22具体目标 学生将：给出“药”的定义；把药物分成三个主要的领域来研究；认识加拿大法律控制的药；认识药物的类型及其用途；学习一些处方药和非处方药；认识鸦片及其衍生物，了解其生理作用和导致成瘾的原因，以及戒毒等问题；检验药物的代谢作用；探究药物与其他药物及食物间的交互作用；认识药物研究与药物生产对社会及现实的意义；拓展与药物治疗有关的跨学科知识，比如历史及教育方面的知识；提高信息素养技能，学会利用各种资源，包括：计划（选择主题，确定信息来源）能力、信息检索能力、信息加工（选择相关材料）能力、记录资料的能力、组织资料的能力、书写不同来源的参考目录、使用计算机技能或技巧，设计一份宣传海报、通过张贴海报宣传与分享信息、作出评价。23教学策略与教学资源 时间安排：1214周（涉及11年级化学课程的全部时间），在该单元到期之前三个月，告知学生他们可以有很多机会去与药剂师、医生见面交谈，或与药剂公司建立联系以获得更多的信息。为学生提供包含各种信息的“学生信息包（Student Information Package）”。每个学生手里有长达12页的有关术语的解释手册。信息包中共包括四级目录，其中一级目录是：作为药的化学试剂；术语定义；药物的功能；常见药；处方药；去疼药；麻醉药；非法药；药的研制与生产；药物代谢；药物的交互作用。教学要求。对学生的要求：教师列出一系列的药物或话题，要求学生从中选择一种药物或一个话题进行研究，将研究结果做成一份宣传海报进行宣传介绍。最后的作品要张贴在墙壁专栏上，评价包括：展品的质量精确性知识性（不能选择：鸦片、海洛因、吗啡、可待因、ASA代用品、醋氨酚、安定、苯甲二氮等药）。最后的作品内容要求：药品名结构式药物配制药的来源生产厂家名称单位成本剂量/特殊说明医治的病症体内药的作用过量服药的症状与治疗药物过敏反应病人过敏情况下的可代用药与其他药的交互作用。提醒学生注意：抓住关键把所选择的话题聚焦在具体问题上。两个学生不能研究同一种药列出参考资料，且将要对此作出评价。教师兼图书管理员提供上面所述的信息技能方面的指导：使用在线目录生成一些可能的主题词、词组、逻辑算子使用印刷或CD-ROME期刊索引有效使用医学词典或百科全书做记录和列出参考文献通过互联网从其他图书馆获得记录：马尼托巴大学、温尼伯大学教育系、圣博尼费斯总医院、温尼伯大学图书馆。社区资源：列出预定的与药剂师和医生会谈、参观马尼托巴大学科学图书馆和药学系的活动的时间表，另外，学生可以随时求助“医学热线”。学生们在图书馆老师和药剂师的帮助下获得了参考信息，并解决了其中的一些困难。如：马尼托巴大学科学图书馆的莫伊拉和玛丽女士分别为学生介绍了适当的资源以及访问这些资源的方法；药学系的韦恩博士与另一位教授作了药学知识介绍，并耐心回答了学生提出的各种问题，如：“怎样看懂处方书”、“天然提取药是怎么来的”、“药品研制主要有哪些步骤”、处方药和非处方药有何不同”等问题；医学热线这一社区服务机构的医药师通过电话解答了大量的学生们在探讨自己的有关项目中遇到的难题。实际活动空间中内容的丰富多样：学生们实际的活动是多种多样的，学到的知识是丰富的。他们可以阅读和解释100多年以来的药品记录和处方，由此学生们不仅认识了历史，也了解到百年前医生在有限的知识和资源情况下治病所遇到的困难。整个活动是动态开放的，其活动内容及学生提出与发现的问题已经大大超出了原有计划，因而学生的许多收获是教师所未预料到的，也是在课堂中学不到的。实施过程中教师在不断地调节和改进计划，以保证整个项目更有利于学生的求知。如南温尼伯技术中心的教师们为了让学生更清楚地认识滥用药物的危害，首先对社会老龄化的趋势以及在老年人中存在的混杂给药的问题作了一个调查。他们通过录像、案例分析以及各种数据阐明存在的个人用药的问题。医药管理人员赫兹提醒学生关注医药行业的就业问题。他与学生探讨了工作与职业之间的不同，介绍了如何准备一份简历，以及当前医药行业的就业局势。有些学生还在药剂师海尼森的指导下亲手将自己选定的药配制了出来。有趣的是，家长对孩子的研究非常支持。有的学生在父母的鼓励下去研究某种特殊的药，有的父母宁愿充当孩子的“病人”，这也致使这些“病人”在无法自行解决药物过敏问题时不得不去求助医生。这样一种丰富的活动要占到整个课程的一半，它把专业学习与真实世界的工作联系了起来。学习结果引起了对上网、福利机构、明智用药与健康生活方式等问题的关注。24评价 95%以上的学生完成了这一项目。评价包括教师组评价和学生自评。首先，每一学生的工作情况由三个人，即教师兼图书馆理员、药学教授和化学教师要对项目作出正式的评价。教师兼图书馆管理员要与学生面谈，并对他们在组织参考资料方面所做的努力作出评价。来自大学药学系的教授会与学生探讨他们所选的每一话题，他要对学生们研究的精确性及其他们处理研究中相关问题的能力作出评价。化学教师则扮演病人的角色，学生充当诊所的药剂师。作为诊所的药剂师，学生要就自己选择讨论的药提出服药建议。另外，学生也要对自己的研究写出一份书面的评语。他们在评语中表达了对这个项目的喜欢，也评论了该项目在真实生活中的体现。许多学生之所以选择某种药，是因为其家人经常使用这种药。他们探索并学到了许多有关疾病的产生原因与治疗的知识。学生们选的比较多的药有抗艾滋病药、合成代谢类固醇，避孕药，抗高血压药，以及天然提取药，如奎宁、痤疮制剂、胰岛素等。“化学与药物”评价1你完成自己的项目了吗?2你的项目的名称叫什么?3为什么你要选择这样一个项目?4你或你的家人，或你的朋友用过这种药吗?在什么情况下用的?5你从你对所选择的药的研究中学到了什么?6你认为参观大学图书馆有用吗?如果有，通过这次参观你学到了什么?7你掌握了计算机的技能了吗?8你得到关于如何完成你的项目的建议了吗?从谁那里得到的?9这一项目帮助我提高了我的（见表1）：10你如何看待你的这次做项目的经历会对你今后有帮助?11我们已经尽量使这一单元与生活相联系。你对该单元有什么评价?12你喜欢来自SWTC的专业人员参加到这一单元中来吗?13你最喜欢什么?14你最不喜欢什么?15你认为整个单元中哪些方面对你的学习是最重要的?16给了你这样的机会，您最希望多了解些什么?17怎样去做这种科学问题会给你带来最大的效益?18你想有机会参加职业培训吗?3启示31何谓教学设计? 由以上案例不难看出教学设计意味着什么。当然，教学设计有着多个层面的含义，但就教师作为设计者而言的教学设计是指：依据教学主题和条件，用教与学的原理来策划教学资源与教学活动的过程，是一项系统性与反思性的理论与实践相结合的活动。通常包括对教学目标、教学材料（尤指各种教学媒体）、师生活动、评价、资源等几个部分进行系统的设计。这种系统的设计需在计划实施之前，而通过紧随其后的（在实施之中和之后）反思则可把实施过程中的各种信息加以组织和加工，以引导计划更有效地实施。显然，教学设计的结果是按照教学目标来制造出一份产品教学方案，但就其过程而言又是一个动态、变化、生成性的活动。32研究性学习的教学设计有什么特点?研究性学习绝非是一种无目的、无组织的学生活动，科学的探究更无例外，需要教师乃至联合社会互动者参与的一项包容更丰富的内涵与外延的设计。它不仅要像一般教学设计那样回答三个基本问题4，即：我们要走向哪里（教学目标是什么）?我们怎样到达那里（教学策略与教学媒体是什么）?我们怎么知道我们是否到达了目的地（必要的测验是什么样的?我们该如何评价与改进教学材料）?而且，还凸显了这样几个特点：该目标定向的设计所欲认识的新事物必须在真实世界具有实用价值，是与学生的生活紧密相关的、最常见的基本问题；设计需要社会性互动；设计包括问题解决，但并不是所有的问题解决都能设计；在设计中，问题理解和问题解决可能是同时或相继发生；设计是一种科学，但更需艺术的融合；设计需要技巧，更需要创造力、理性及直觉思维的参与，用于设计的资源是丰富的，所有有助于学生问题解决的人、物、环境都是学习资源5；设计过程也是学习过程。33研究性学习的教学设计包括哪些内容?主要包括：为什么要发起研究性学习活动即研究性学习的目标，它们是非常实在、具体、有针对性的、学生在规定期限内通过努力可以达成的目标。从何发起研究性主题的来历与确定，这些主题要源于学生生活中的基本常识性问题并与教学内容有关。学生的研究性学习不同于成人的专业研究活动，前者是以参与、体验为主，而后者意在发现目标。因此，作为研究性学习的主题不应过于高深，比如有些连科学家都难以解决的问题就不适宜作为中学生普遍参与的研究问题。否则，容易导致学生学会了“剪贴”别人的结论，却没有真正地学会获知。如何组织研究性学习活动各个环节的策略，包括活动时间安排、集体活动方式、供学生选择的学习与研究的方式、对学生研究水平的具体要求、对作品的规定、评价方式及标准等等。教师的这些要求都可以成为学生研究过程中相对固定的“支架”，让学生在动态的探究活动中可以找到适当的起点和落点，从而不会迷失方向。学生研究什么为学生划定一个大致的研究范围，列出供学生选择的具体内容和要求，内容有趣并具有一定的挑战性，还要保证难度适合学生的研究水平。注意的是，这并不是说要限定学生研究问题的方法，以及研究中的发现。实际上，学生发现和提出的问题远比研究和解决的问题多得多，这正是研究性学习的开放性所在，鼓励提出问题正是研究性学习所追求的培养学生的“批判、怀疑”的科学态度。向谁求助研究性学习的资源。学习的资源再也不仅限于教师和课本，资源概念广了，学生不但应该知道向老师和书本请教，更应该学会向各种社会资源求助，包括专业机构与人员（专家）、网络、图书馆、社区、家人、老师、同学等等。教师应借助社会力量，组建一只“顾问团”，并为学生作出访问计划。同时，应开发出学校关于某一专题研究的资源库（校园网或班级网），并随着研究性学习活动的进展，来不断丰富资源库。教师的角色与职责教师要对自己在研究性学习活动中的任务进行认真的定位：参与性观察者为检验教学目标达成情况，参加到学生的活动中（课堂搬家）收集各种资料和素材，根据实际进展和反馈调节和改进原有计划。伙伴性引导者作为学生的教练、学习伙伴和帮手，在学生需要时搭建“脚手架”；学习活动的研究者教师与学生一起“研究”，参与到研究性学习的全过程，不但与学生一起研究某个具体专业问题，而且作为研究者研究学