化学探究式教学基本路径的建构

1、化学探究式教学基本路径的建构陈焕生基础教育课程改革纲要（试行）明确指出要改变学生的学习方式，倡导自主学习、合作学习和探究学习。全日制义务教育化学课程标准（实验稿）已把科学探究列为具体内容标准的一个课题，并贯穿于其它主题之中。而反思高中化学教育，就会发现充斥我们头脑的仍然是一种偏执的知识本位教学观：过于注重知识的传授，忽视或冷漠学生的主动探索。在教学中不是建立假说，而是验证假说；不是寻找定律，而是学习定律。化学教育不应只是大量知识的凝聚，还应该是一个产生知识的探索过程。在探索知识产生的过程中，帮助学生掌握概念和原理，体验科学探究过程的本质，发展科学探究能力，应该是化学教育改革的新视角。化学教育改

2、革应立足于改变学生的学习方式，倡导探究式教学，引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手，培养学生搜集和处理信息的能力，获得新知识的能力，分析和解决问题的能力以及交流与合作的能力。一、探究式教学的基本特征探究式教学的思想起源于科学探究，而科学探究包括科学思维、科学探究过程（形成问题，建立假设，制定研究方案，检验假设，作结论）和科学探究技能（观察、分类、测量、预测、控制变量、实验等）三个方面。因此，探究教学的基本程序包括以下六个步骤：提出科学问题；提出假说或猜想；收集证据；解释；评估；交流。总之，探究教学实质上是将科学探究引入课堂，使学生体验科学家的探究过程，理解科学概念和科学探究的本质，并培养科学探

3、究能力的一种特殊的教学方法。 从教育心理学的角度看，学生的学习方式有接受和发现两种。在接受学习中，学习内容是以定论的形式直接呈现出来的，学生进行学习的心理机制或途径是同化，学生是知识的接受者；在发现学习中，学习内容是以问题的形式间接呈现出来的，学生学习的心理机制或途径是顺应，学生是知识的发现者。因此，探究式教学具有以下基本特征。1问题性问题是思维运演的动力和催化剂，教学中若不能提出富有吸引力和挑战性的问题，学生就不会形成强烈的问题意识，也就不会有认识的冲动性和思维的积极性，探究发现学习也就无从展开。因此，问题是探究教学的关键和核心。2过程性 过程和结果是学习过程中的一对矛盾。接受学习中，教师将

4、学习内容以结论的形式直接呈现给学生，不利于学生思维的磨炼，智慧的增长。探究学习注重对结论获得过程的探索，通过强化问题的提出、分析和解决过程，不仅使学生深刻理解学习内容，而且获得科学思维方法，增强了科学探究能力。3主体性 接受学习将学生置于认识的客体地位，是接受知识的容器，学生学习的自主性、独立性、创造性等主体性品质难以得到锻炼和展现；而探究教学将学生置于认识的主体地位，探究是学生的探究，教师是学生探究的指导者和协助者。因此，探究教学是主体性教学原则的具体落实，是培养创新精神和实践能力的突破口。二、高中化学探究式教学的基本路径并非所有教学内容都适合于探究，必须对教材进行分析，充分估计学生的需要和

5、现有知识储备，以确定适合探究的内容或对象。根据探究教学的基本内涵、特征和高中化学新教材的编写情况，确定探究教学内容分类如下：一是物质的性质，如钠的性质、乙炔的性质等；二是基本原理和定律，如元素周期律；三是化学科学史；四是探究性实验和研究性课题。选择探究内容是为了确定探究路径，不同的探究内容需要不同的探究方式。具体来说，对化学概念、原理的学习适合选择发现学习，教师可用发现法教学；而对物质性质的学习则适合于问题解决学习，教师可用问题解决法教学。发现教学和问题解决教学是探究教学设计的两条路径。1发现教学发现教学就是在教师的启迪下，让学生自己去发现回答解决问题的教学方法。它使学生通过体验所学概念、原理

6、的形成过程，来发展其归纳、推理的思维能力及掌握探究思维的方法。整个教学过程体现以“学生发展为本”的思想，是培养学生创新能力的有效途径。发现教学的基本阶段为：创设问题情境、鼓励猜想推测、解释验证假说、获取结论。下面呈现一个发现教学的教学案例，来说明其过程和教学设计应注意的问题。 例1：卤素单质的化学性质 （1）创设问题情境 卤素单质的化学性质有哪些相似性和递变性？（2）鼓励猜想推测 引导学生根据已知的卤素元素原子结构上的异同及氯气的性质，从结构与性质的关系入手，经比较、分析，对卤素单质的化学性质的相似性和递变性作出推测。（3）解释验证假说 先以卤素与氢气、水的反应为例，将其他卤素与氯气进行比较，

7、抓住反应发生的条件、反应进行的剧烈程度及反应生成物的稳定性等加以对比，在相类似的反应中找出它们的差异和性质的变化规律。再通过卤素单质间的置换反应实验，比较它们氧化性的相对强弱，说明前面对卤素单质在化学性质上表现出的相似性和递变性的推测是正确的。（4）获取规律及应用规律（略）由上面教学案例可知，发现教学的启动，依赖于教师创设诱发性的问题情境，使学生形成强烈的问题意识，从而主动观察情境，探究缘由。所谓问题情境是指其有一定困难，需要学生努力去克服，而又在学生能力范围内的学习情境。教师要遵循认知规律，精心设计发现学习过程。发现学习是将原发现过程从创造教育的角度加以编制，选准知识增长点，使问题的发现成为

8、知识的延伸和深化，并使之成为学生按发现途径进行最佳的学习过程。建立假说和验证假说过程是科学探究的核心，是展现学生创造思维和聪明才智的绝好机会，教师可引导学生进行大胆猜测、联想、估计、验证等活动，从而训练科学思维能力。2问题解决教学 问题解决教学是探究教学设计的另一条重要路径。就是在课堂教学中以问题解决为中心，强调学生的主体作用，教师通过设置一系列问题，创设问题情境，有计划有步骤地引导学生不断用问题解决的行为方式和科学的事实、理由寻求对问题的解答，培养学生的创造性思维及知识迁移能力，同时形成结构化了的知识系统的教学方法。问题解决教学对于培养学生分析、解决问题的能力发挥着不容低估的作用。问题解决教

9、学的基本阶段为：提出问题、分析问题、形成假设和验证假设。下面呈现一个问题解决教学的教学案例，以考察其过程和教学策略。例2：浓硫酸与碳单质的反应（1）提出问题浓硫酸能否氧化非金属单质碳？（2）分析问题（引导学生探究）在加热条件下，浓硫酸能氧化除金、铂外的所有金属（如铜），浓硫酸具有强氧化性，而单质碳是一种常见的还原剂。因此，在加热条件下，浓硫酸应该能氧化单质碳。（3）形成假设浓硫酸与碳单质在加热条件下能发生氧化还原反应。（4）验证假设实验证明浓硫酸与碳单质在加热条件下发生了氧化还原反应（注意产物的检验）。（5）得出结论与应用（略）由上面教学案例可以看出，教师在用问题解决法进行教学时，要注意为学生

10、创设最佳的问题情境。因为一个好的问题情境，往往能够激起学生强烈的问题意识和探求动机。设计的问题要充分考虑学生的原有知识和观念，创设出难度适中，有助于学生形成认知冲突的化学问题，激发学生的思维。3探究实验设计 化学实验设计在化学科学研究中具有极其重要的作用，它直接关系到实验效率的高低，乃至实验的成败。科学、合理、周密、巧妙的实验设计，往往导致化学科学的重大发现。设计实验的能力是科学探究能力的重要组成部分，也是近年来高考命题的焦点之一。其中，探究性实验设计对于培养学生的科学探究能力有着十分重要的意义。因此，高中化学探究式教学设计的第三条重要路径，就是提高学生设计探究性实验的能力。学生只有事先掌握各种实验方法，才能有章可循地自主设计实验方案。例如，探究氢氧化钠浓度对氢氧化铜与乙醛反应的影响，设计该实