化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)模式的研究與實(shí)踐

一、問(wèn)題的提出

隨著化學(xué)新課程在我縣的全面實(shí)施，科學(xué)探究的教學(xué)理念已被廣大教師認(rèn)同，不少教師積極嘗試探究教學(xué)，但結(jié)果并不理想。他們不是抱怨探究教學(xué)組織難度大，難于操作，就是埋怨學(xué)生基礎(chǔ)差，不能進(jìn)行自主探究，加之沒(méi)有可供參考的模式，普遍缺乏設(shè)計(jì)和實(shí)施探究教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)受到班額、課時(shí)、設(shè)備條件等多方面因素的影響。為了緩解教師實(shí)施探究教學(xué)的積極愿望與實(shí)際教學(xué)之間的矛盾，很有必要開(kāi)展“化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)模式的研究與實(shí)踐”的研究，以期構(gòu)建探究教學(xué)的基本模式，積累和總結(jié)探究教學(xué)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)供教學(xué)參考。

二、探究教學(xué)模式的研究

在市化學(xué)教學(xué)專委會(huì)的指導(dǎo)下，我們以探究教學(xué)理論為指導(dǎo)，以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，發(fā)展探究能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神為主要目的，按模式分析的方法結(jié)合我縣實(shí)際開(kāi)展課題研究，經(jīng)過(guò)反復(fù)的實(shí)踐研究，構(gòu)建了如下化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的基本模式：

模式主要分為以下幾個(gè)教學(xué)階段：

一是創(chuàng)設(shè)情景。教師將化學(xué)問(wèn)題或事實(shí)鑲嵌在一種具體環(huán)境或真實(shí)的背景中，呈現(xiàn)給學(xué)生，發(fā)揮情感在教學(xué)中的作用，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中可以用演示實(shí)驗(yàn)、化學(xué)問(wèn)題、故事、史實(shí)、新聞報(bào)道、實(shí)物、圖片、模型和影像資料等創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，但要力求真實(shí)、生動(dòng)、直觀而又富于啟迪性。

二是產(chǎn)生問(wèn)題。探究是從問(wèn)題開(kāi)始的。學(xué)生從熟悉的學(xué)習(xí)情景中產(chǎn)生問(wèn)題是探究教學(xué)的起點(diǎn)和成敗的關(guān)鍵。教師從學(xué)生熟悉的現(xiàn)象入手，將化學(xué)新知識(shí)置于問(wèn)題情景中，讓他們充分感受情景的刺激，從而引發(fā)興趣，產(chǎn)生好奇，主動(dòng)感知和發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，學(xué)會(huì)思考并提出想要知道或解決的問(wèn)題，以確立探究的目標(biāo)和方向。

三是形成假說(shuō)。假說(shuō)是行動(dòng)的先導(dǎo)。此階段教師要做好知識(shí)鋪墊和方法引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生對(duì)問(wèn)題可能的答案主動(dòng)地進(jìn)行大膽假設(shè)和合理猜想，并依據(jù)已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)猜想做出初步論證。

四是制定方案。合理的方案才能指導(dǎo)有效的行動(dòng)。教師要積極參與方案的設(shè)計(jì)，指導(dǎo)學(xué)生以獨(dú)立自主或小組合作的形式制定實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、討論等方案，學(xué)生親歷方案的制定過(guò)程，并學(xué)會(huì)對(duì)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。

五是整合資料。整合資料是探究教學(xué)的中心環(huán)節(jié)。包括實(shí)施方案、收集和整理實(shí)證資料。教師引導(dǎo)學(xué)生按照探究方案自主開(kāi)展探究活動(dòng)，如觀察與思考、實(shí)地調(diào)查與咨詢、化學(xué)實(shí)驗(yàn)與探究、網(wǎng)絡(luò)資料查詢等手段實(shí)施方案，搜集證據(jù)，分類組織和整理資料。讓學(xué)生親身體驗(yàn)知識(shí)的形成過(guò)程，在“做科學(xué)”中學(xué)習(xí)科學(xué)。

六是得出結(jié)論。得出結(jié)論是探究教學(xué)的重要目的。教師引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)比較、分類、歸納、概括等方法認(rèn)識(shí)知識(shí)間的聯(lián)系，結(jié)合已有的知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)，將獲得的事實(shí)與證據(jù)進(jìn)行組織與歸納、分析與概括，得出正確的結(jié)論，學(xué)習(xí)分析歸納、得出結(jié)論的方法。

七是總結(jié)交流。總結(jié)交流是探究活動(dòng)的延伸。教師引導(dǎo)學(xué)生對(duì)活動(dòng)的合理性進(jìn)行反思，對(duì)結(jié)果的可靠性進(jìn)行評(píng)價(jià)，學(xué)會(huì)表達(dá)探究過(guò)程和結(jié)果，學(xué)會(huì)與他人交流和分享探究成果，從中體驗(yàn)到探究的樂(lè)趣和學(xué)習(xí)成功的喜悅。

以上是我們探索的化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的基本模式及各個(gè)環(huán)節(jié)的教學(xué)策略。但并不是所有探究教學(xué)都要遵循這樣的模式，教學(xué)時(shí)要針對(duì)不同學(xué)生的發(fā)展水平、不同的教學(xué)內(nèi)容、不同的教學(xué)要求靈活處理。如探究的問(wèn)題可以是開(kāi)放的、也可以是半開(kāi)放的，可由學(xué)生提出、也可由教師提出或師生共同提出，探究結(jié)論是彈性的，活動(dòng)的環(huán)節(jié)可多可少，教學(xué)指導(dǎo)的程度和學(xué)生自主探究的程度應(yīng)該根據(jù)學(xué)生、學(xué)習(xí)內(nèi)容和環(huán)境條件來(lái)決定。

三、探究教學(xué)模式的實(shí)踐

實(shí)驗(yàn)是化學(xué)的基礎(chǔ)，實(shí)驗(yàn)探究是化學(xué)科學(xué)探究的主要形式。實(shí)踐中，我們將實(shí)驗(yàn)探究作為化學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式，精心創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，引導(dǎo)學(xué)生提出有價(jià)值的問(wèn)題，設(shè)計(jì)可行的實(shí)驗(yàn)方案，創(chuàng)造條件讓學(xué)生從事探究活動(dòng)，體驗(yàn)知識(shí)形成的過(guò)程，在活動(dòng)中學(xué)習(xí)。

1．理論課示例：質(zhì)量守恒定律的探究教學(xué)

在進(jìn)行質(zhì)量守恒定律的探究教學(xué)時(shí)，按基本教學(xué)模式設(shè)計(jì)的教學(xué)流程為：

［創(chuàng)設(shè)情景］演示實(shí)驗(yàn)①點(diǎn)燃蠟燭，②把一塊潔凈的薄鐵片浸入硫酸銅溶液中，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，讓學(xué)生感知化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)種類的變化。

［產(chǎn)生問(wèn)題］在學(xué)生感知物質(zhì)種類變化的同時(shí)，思考物質(zhì)質(zhì)量是否變化?怎樣變化？在學(xué)生觀察蠟燭燃燒并產(chǎn)生質(zhì)量變輕的感悟時(shí)，接著演示銅粉在空氣中灼燒質(zhì)量增重的實(shí)驗(yàn)，促使學(xué)生產(chǎn)生認(rèn)知沖突，化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量是變輕？增重？還是不變？還是都有可能？

［形成假設(shè)］學(xué)生根據(jù)前述實(shí)驗(yàn)結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)作出假設(shè)。

［制定方案］測(cè)定鐵片與硫酸銅溶液反應(yīng)前、后物質(zhì)的質(zhì)量（為使質(zhì)量變化明顯，反應(yīng)時(shí)間應(yīng)長(zhǎng)一些；取出鐵片時(shí)，盡量不要把溶液帶出，不要使鐵片上附著的銅脫落），將數(shù)據(jù)填入表中。

［整合資料］①學(xué)生按照實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，準(zhǔn)確稱量并錄入數(shù)據(jù)；②分析數(shù)據(jù)：鐵片和硫酸銅溶液在反應(yīng)前后質(zhì)量分別發(fā)生了怎樣的變化？③為提高證據(jù)的可靠性，將實(shí)驗(yàn)重復(fù)一次以上。

［得出結(jié)論］通過(guò)分析反應(yīng)前后鐵片與硫酸銅溶液的總質(zhì)量之間的關(guān)系得出結(jié)論。

［總結(jié)交流］在教師的引導(dǎo)下分組討論結(jié)論的普遍實(shí)用性及定律的表述方法。解釋蠟燭、酒精等可燃物燃燒后質(zhì)量減輕，銅粉灼燒后質(zhì)量增重的原因。

2．性質(zhì)課示例：碳還原性的探究教學(xué)

在進(jìn)行碳還原性的探究教學(xué)時(shí)，我們以基本模式為指導(dǎo)設(shè)計(jì)的教學(xué)流程為：

［創(chuàng)設(shè)情景］ 利用某地用炭火取暖發(fā)生的“煤氣”中毒事件創(chuàng)設(shè)情景。

［提出問(wèn)題］ 碳能與氧氣反應(yīng)，生成CO₂或CO。那么，碳能否與氧化物（氧化銅）反應(yīng)奪得氧化物中的氧呢？

［形成假說(shuō)］ 引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，提出各種假設(shè)：

③碳與氧化銅不反應(yīng)。

［設(shè)計(jì)方案］ ①設(shè)計(jì)裝置：從反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件等方面引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已有經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)裝置（學(xué)生設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置如右圖所示）。

②檢驗(yàn)產(chǎn)物：（略）

③操作步驟：（略）

［整合資料］ ①小組合作完成實(shí)驗(yàn)并記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；

②對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行分析、歸納和總結(jié)。

［獲得結(jié)論］ 碳與氧化銅在加熱條件下反應(yīng)生成銅和CO₂，碳具有還原性。

［遷移應(yīng)用］ 碳的還原性可用于冶金工業(yè)。如焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來(lái)。

四、對(duì)探究教學(xué)模式實(shí)踐的思考

在研究過(guò)程中，我們采用建學(xué)生學(xué)習(xí)檔案、個(gè)別座談、問(wèn)卷調(diào)查等多種方法，從學(xué)習(xí)目的、態(tài)度、習(xí)慣、學(xué)習(xí)方式、性格張揚(yáng)、合作交流能力、解決問(wèn)題能力等方面，對(duì)實(shí)驗(yàn)班和對(duì)比班的學(xué)生進(jìn)行了對(duì)比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：實(shí)驗(yàn)班學(xué)生在學(xué)習(xí)的積極性、自主性、合作性、實(shí)踐性、受挫性以及探究意識(shí)和創(chuàng)新精神等方面都明顯好于對(duì)比班，但紙筆測(cè)驗(yàn)成績(jī)的優(yōu)勢(shì)并不突出。這種結(jié)果引起我們的思考，探究教學(xué)雖然在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度、發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)、培育創(chuàng)新精神、提高實(shí)踐能力上具有很大優(yōu)勢(shì)，但目前不少學(xué)校的條件確實(shí)限制了學(xué)生探究的時(shí)間和空間，教材內(nèi)容與探究問(wèn)題缺乏有效整合，傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響，尤其是考試制度和教育評(píng)價(jià)方式改革滯后，給探究教學(xué)帶來(lái)了不小的阻力。另外，我們研究的探究教學(xué)課堂教學(xué)模式也還不成熟。什么樣的內(nèi)容適合什么樣的探究模式，仍需不斷探索。因此，科學(xué)探究教學(xué)模式的實(shí)施，是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)，仍需進(jìn)一步探索、不斷去完善。