在高中化學新教材使用中對探究性學習策略應用的思考

文章編號：1005－6629(2007)10－0027－03中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

教材是實現課程目標的一種教學資源，它以一定的教學內容和編排形式具體體現了課程標準中所要求的課程目標，但它不是對教學內容的具體規定。在教學中，教要深入分析并準確把握教材內容及其呈現方式所體現的課程目標和教育理念，不為教材所束縛，使教學過程成為教材內容的持續生成與轉化過程，成為學生學會學習和形成正確價值觀的過程[1]。目前高中化學新教材有人民教育出版社(宋心琦主編)，江蘇教育出版社(王祖浩主編)和山東科學技術出版社(王磊主編)三個版本，豐富了教師備課的參考資料，但是也為教師如何使用好高中化學新教材提出了挑戰。高中化學新課程倡導積極主動的多樣化學習方式，教材充分體現以探究為核心的學習過程，教師應該找到新教材與探究性學習的結合點，并在不斷的實踐過程中總結和提高。以下為筆者對高中化學新教材實施中，對探究性學習策略應用的幾點思考。

1 靈活有效的處理教材內容，作好探究性學習內容的選題

由于一些教師缺乏科研經驗，自己對探究性學習體會甚少，造成成功實施探究性學習的諸多障礙。好的選題是成功的一半。教師首先遇到的挑戰是如何對探究性學習進行選題，教師要精選對學生終生學習和未來發展有較高價值，同時又是學生感興趣并符合學生思維發展水平的內容，抓住這一教育學生關心社會、關心自然探究性學習的契機，培養學生的科學素養。課程改革要求教師“用教材教”而不是“教教材”，新教材在內容體系、活動方式、組織形式和考核評價等方面給教師留下了較大的創造空間，在化學實驗和實踐活動方面體現探究性、開放性，對教師的專業知識、教學能力、管理能力和研究能力諸方面的發展提出了更多的挑戰和機遇。教師要深入分析和挖掘教材的多重價值，從學生的生活經驗和社會發展的現實中取材，靈活有效的處理教材內容，并對探究性學習做好充分的課前準備和問題設計。新教材、新理念、新教法，充分體現了教師是教材的開發者。因為它給教師和學生創造了一個“海闊憑魚躍，天高任鳥飛”的環境，一個展示探索科學、獲取知識、培養能力的嶄新的平臺。例如，《化學反應中的能量變化》一節作為高一化學的第一章[2]，起著連接初中化學和高中化學的紐帶作用。化學中能量變化觀點的建立，對學生學習化學十分重要，因為所有化學反應都同時伴有能量的變化，同時能源利用率的高低也是社會進步的重要標志。通過教師精心的問題設計，充足的課前準備和各種助學技能的使用，實踐證明該內容很適合作為探究性學習，以下為該案例設計和實施后的一些思考，具有一定的借鑒意義和推廣價值。

2 關于探究性學習策略應用的思考

2.1創設真實的問題情景和建構性的學習過程，在探究性學習過程中培養學生的高級認知能力

認知心理學的研究結果表明，富于聯系的學習是有意義的學習，建構有意義的聯系是理解和概括的心理實質，是遷移和應用的心理基礎。國際科學教育的目標之一是發展學生概括與整合、遷移與應用等高級認知能力[3]。探究性學習要重視引導學生建構不同知識之間、理論與事實之間、新舊經驗之間的有意義聯系。教師要善于創設真實的問題情景和建構性的學習過程，在探究性學習過程中培養學生的高級認知能力。例如：《化學反應中的能量變化》一節內容筆者用了三節課完成，分為課前準備階段，課堂展示階段，進入實驗室階段和走向社會階段。

課前準備階段：筆者將學生分成了九組(五人一組)，給每組分別提出了如下思考提綱：

(1)能量有哪些存在形式？在你的日常生活中，有哪些與溫度息息相關的實例？

(2)人類所需要的能量主要來自什么？

(3)根據能量守恒原理，你知道哪些能量相互轉化的事實？結合吸熱、放熱反應，說明原因。

(4)你知道的資源蘊藏形式有哪些？我國的資源分布是怎樣的？哪些是可再生能源，哪些是不可再生的能源？

(5)你知道目前我國存在哪些資源浪費的現象？你有什么好的建議和措施？

(6)為什么說能源的利用標志著人類的進步？你預計今后人類對能源使用的發展方向是什么？

(7)根據教材所提供的實驗，你能推測設計出類似的化學反應嗎？其中有什么規律嗎？

(8)化學反應中的能量變化對我們學習物質的物理性質和化學性質、物質的制備選擇反應條件有什么啟示？怎樣利用化學反應中的能量？

(9)為什么現在提出要建立節約型社會？

課堂展示階段：筆者讓學生說明問題答案的來源，例如去圖書館、電腦室查找資料；到街上搞社會調查或發放問卷調查表，或隨機訪問等。學生們經過充分的準備，在課堂上對上述9個問題給出的反饋信息主要有：

(1)能量的存在形式有多種，太陽能、熱、電、光、風、勢、動、聲、機械能等。與溫度有關的實例有：人體的溫度是生命的體征之一。人類的呼吸作用是緩慢氧化，緩慢氧化所放的熱量可供人體進行正常的生理活動，電池短路后溫度升高，摩擦生熱，酸堿中和，燃燒和爆炸，火山爆發，市售的涼墊，電冰箱，微波爐，在雪上撒鹽，使雪融化等等。

(2)通過討論學生得出：能量與人類的生存密切相關，人類所需要的能量絕大部分是由化學反應產生的。特別是煤、石油和天然氣等化石燃料或其制品的燃燒。因此研究化學反應及其能量變化，對我們的意義非常重大。

(3)根據能量守恒原理，當反應物的總能量大于生成物的總能量時，多余的能量將以熱的形式放出。當生成物的總能量小于反應物的總能量時，不足的能量將由外界吸取能量得到。

(4)學生結合地理課的學習，得出我國資源的分布。結合教材可知我國化石燃料儲藏的匱乏。使學生對一次性能源的開發和利用有憂患意識，逐步樹立珍惜資源，愛護環境，合理使用化學物質的觀念。

(5)資源的浪費主要表現在化石燃料的不充分燃燒上。

6和9、能源利用率的高低是社會進步的標志。隨著社會的發展，人類對能源的要求是：可再生、無污染。新能源時代會將核能、太陽能、氫能成為主要的能源。在能源的利用上，必須遵循可持續發展的原則，必須建立節約型社會。

7和8關于化學反應中的能量變化，學生設計了多種實驗方案。如：活潑金屬與水、與酸的反應(Na、Zn)，學生提出了在制備NH3的時候，用固體氫氧化鈉溶于水放熱來代替熱源。使濃氨水揮發出NH3用冰鹽固體對某些反應進行降溫等。

2.2以教材為載體，以實驗為途徑，在探究性學習過程中培養學生的創新精神和實踐能力

化學是一門以實驗為基礎的學科，選擇以實驗為基礎的研究課題，通過以探究為主的學生活動，有利于培養學生的創新精神和實踐能力。學生要運用所學化學理論知識，自主設計實驗方案、準備實驗用品、按規程進行操作、觀察實驗現象、記錄實驗結果、處理分析實驗數據、對實驗結果進行理論解釋等。在研究過程中學生除了感受到成功的喜悅外，也可能同時感受到寂寞、枯燥與艱辛。所以，教師對探究性學習教學的各個環節都要進行充分的準備，避免一些學生對嚴肅的科學研究不感興趣。《化學反應中的能量變化》一節內容由課前準備、課堂展示階段到進入實驗室和走向社會階段。

進入實驗室階段：筆者發給學生的實驗思考題如下：

①化學能量變化的實驗方案你是通過什么途徑設計的？

②請估計你所做的實驗會成功嗎？若實驗失敗，你要認真分析實驗失敗的原因，提出新的實驗方案，加以實施，到實驗成功為止。

③除課本上的方案外，你有創新的立意嗎？

④使用不同的反應條件、反應物的濃度、反應時間對實驗有什么影響？

⑤實驗的裝置是依據哪些因素而選定的？

⑥實驗過程中選用的藥品，你考慮價格因素了嗎？

⑦實驗過程中有無異常現象？為什么？

⑧實驗進行的過程中，你注意自身的安全性和環境保護了嗎？有哪些措施？

⑨請評價同一內容不同實驗方案的可行性，優缺點。

⑩在本次實驗中，你得到的規律性知識有哪些？

筆者讓學生自主設計實驗方案，在認真分析了學生實驗方案的基礎上，筆者讓學生走進實驗室，大膽嘗試自己所設計的實驗。以下列舉的為有一定代表性的部分學生實驗：

第一組：具有明顯放熱現象的情況：

①活潑金屬與水、與酸的反應， (Na、Zn、Al)

②金屬氧化物(CaO、Na₂O)與水的反應，NaOH、Ca(OH)₂固體溶于水

③濃H₂SO₄的稀釋

④NaOH和H₂SO₄的中和

第二組：具有明顯吸熱現象的情況：

①NH₄Cl固體溶于水，碳酸鈉固體溶于水

②把10克NH4Cl固體和20克Ba(OH)₂固體混合，迅速攪拌。

第三組：吸熱、放熱現象不明顯的情況：

①把NaCl溶于水

②把一個放熱反應的實驗和一個吸熱反應的實驗合在一起做，(如CaO和NH₄Cl同時溶于水)。

學生對化學反應中所體現出來的能量變化，興趣盎然。此時筆者讓學生進一步思考：物質在化學反應中的能量變化有什么規律？讓學生得出放熱反應和吸熱反應的一般規律。通過實驗，使學生體會到：一切化學反應中都伴隨著能量變化。對化學反應中的能量研究遠遠不止這些。科學研究中切不可浮躁，切不可急功近利，耐不住寂寞，總想在短時間內出成果，創輝煌。必須靜下心來認認真真的做成功每一個實驗。縱觀古今中外的重大科學研究成果，無不是在經歷了千百次失敗的基礎上取得的。今天的學生是我們國家和民族的希望，培養他們熱愛科學、不畏艱難險阻、敢于面對挫折的品質和獻身科學的精神是教育所擔負的使命。要使他們真正明白“科學上沒有平坦的大道，只有不畏艱險、勇于攀登的人才能達到光輝的頂點”，這也是在探究性學習中對學生進行教育的重要目的之一。

進入社會階段：筆者為學生留思考題并讓學生進行課后調查：在雪上撒鹽，使雪融化，撒的是什么鹽？應用了什么化學原理？除了考慮降低冰點以外，還應考慮什么其他因素？完成課后調查報告。學生們歡天喜地的走出教室，走向社會。他們的調查報告內容主要有:鹽水的冰點低于純水的冰點，所以在雪上撒鹽，會導致雪迅速融化。對于改善雪天路面狀況，減少交通事故，有重大意義。但是由于撒的鹽是氯化鈉(工業用鹽)，撒鹽融雪后患無窮。這種雪堆放到地面，因融雪劑中含有大量氯化鈉等化學成分，融化后影響地表土和水，影響樹木、草坪等綠化植物正常成長，含有融雪劑的冰雪堆放在綠地和綠化帶，會造成土壤鹽漬化加重，土壤中的鹽濃度一旦超過一定含量，就會引起綠色植物脫水，對植物生長造成影響，嚴重時可導致其死亡。撒鹽后路面的積雪往往變成黑褐色，不但不美觀，而且帶有融雪劑的雪腐蝕路面，降低道路使用壽命，會對汽車輪胎、橋梁、金屬器件甚至行人的鞋子都會產生腐蝕作用。應積極尋找環境友善的融雪新思路和新方法。例如：將粗砂類等物質撒在道路上增加摩擦力；尋求新型的融冰制劑。對于融雪鹽的種類，應選用對環境無污染或污染小的，成本低的鹽類物質。目前世界上的三種新融冰制劑，已由俄羅斯研制出。它們分別是：以鉀醋酸鹽為主要成分的化學合成物：經過處理的氯化鈣溶液；由尿素、鈣鎂硝酸鹽等制成的化合物。前兩種制劑將分別用來融化主干道路冰雪，第三種制劑將用于融化人行、街心花園小道以及森林公園道路上的冰雪。

3 走出探究性學習教學的誤區

探究性學習的實施過程中，筆者體會到：教師提高自身綜合素質是成功實施探究性學習的關鍵。有些教師對探究性學習體會甚少，對新課程理念沒有經過系統的培訓，對教材和學生的了解不夠細致深刻，對探究性學習內容的選題缺乏研究，課前準備不夠充分，甚至教學基本功還不夠扎實。既缺乏足夠的理論功底又缺乏實際可借鑒的經驗，在這種情況下倉促上陣，導致不少低水平的探究性學習。廣大教師切不可急功近利，而應積極參加各種繼續教育的學習，苦練內功才能出碩果。除了文中標題1中所述如何對探究性學習進行選題以外，教師還應該對探究性學習的組織和實施做好充分的準備，否則會導致一部分學生對科學探究不感興趣甚至產生畏懼心理。對學生的探究活動的結果進行總結和評價，是培養學生參加探究活動的興趣和積極性的有效方法。對學生的探究活動應檢查和進行一定的引導，對得到的結論、經歷、方法加以總結，使學生明白在此次活動中獲得了哪些正確的知識和結論，讓他們感覺到自己的“科學研究”成果獲得了肯定，自己的“科學實驗”獲得了成功，從而激發他們去主動發現問題，探究問題和解決問題的興趣。這也是對他們從事科學研究的情感態度的培養。教師的教育視角不能局限于“書本”和“課堂”，單純重視學生對教材的掌握情況，只關心完成那些規定的教學內容。教師要把教材作為一種教學資源，不是所有教材內容都適合用探究性學習的方式的，教師切不可急功近利，認為探究性學習是時髦的方法，在自身綜合素質培養不夠和準備不足的情況下組織和實施探究性學習。教師要善于總結成功或失敗的經驗教訓，做研究型教師，使探究性學習的教學進入良性循環，逐步走向高水平。

參考文獻：

[1]畢華林.化學新教材開發與使用[M].北京：高等教育出版社，2004：17-71.

[2]全日制普通高級中學教科書(必修)化學(第一冊)[S].北京：人民教育出版社，2004：19-24.

[3]王磊，陳光巨.高觀點大視野多角度[J].化學教育，2005，(增刊)第26卷：50-51.