隨著現代科學技術的迅猛發展,人們對科學技術與社會和人的關系的認識進一步提高。為了適應未來的社會,探究性研究應運而生。化學是21世紀的核心科學,化學中的科學探究是中學化學課程的重要內容。化學是一門以實驗為基礎的學科,它是人們不斷在實踐中發現問題、研究問題,從而解決問題的過程中建立起來的。現代化學教學觀認為,化學教學不僅應使學生掌握基礎知識和基本技能,更應通過以化學實驗為主的多種探究活動,體驗科學研究的過程,激發學習化學的興趣,強化科學探究的意識,培養學生的創新精神和實踐能力。
一、 探究式學習的含義與特點
(1)探究式學習的含義。探究式學習是指學生在教師指導下,以類似科學研究的方式去主動獲取知識、應用知識、解決問題、形成觀點的一種學習。這種學習突破了過去以系統的傳授知識為中心的觀念,而是讓學生在理論學習、史料閱讀、問題討論、實驗操作、課題研究中獲得學習的能力、掌握學習的方式,學會學習,使思想品質、道德水平、科學精神、實踐能力、心理素質、審美情感得到和諧統一、全面提高。
(2)探究式學習的特點。探究式學習是一種典型的任務驅動型的學習過程。探究的關鍵環節之一,是要能提出或發現問題。因此,能夠發現和正確表述所要解決的與化學有關的問題,對于增強探究式學習的目的性和針對性具有重要意義。探究學習要求所有學生都參與學習過程,把學生視為“小科學家”,讓他們通過一系列的探索去發現結論,而不是將現成的結論直接告訴學生。在實驗探究過程中既需要猜測,也需要做出科學的假設,并需要通過實踐來求證和檢驗假設。因此,探究式學習活動的開展,不僅需要學生具備一定的邏輯思維能力,而且還需要具有一定的想象能力。這對于培養學生的創新精神和實踐能力有著重要的作用。探究式學習是一種以科學證據為基礎的活動。尊重事實,重視證據。科學家在探究中要花費大量的精力收集證據,并以此為基礎解釋自然界的運行機制,在科學課堂的探究中,事實和證據有著同等重要的作用。可以說,事實和證據是獲得新知的關鍵所在,同時通過證據的收集,從證據中提煉解釋,將解釋與已有的知識相聯系等過程,可鍛煉學生的推理及批判思維能力,如何工作以及如何通過探究發展并獲得新知的能力。
二、 化學課堂中開展探究式學習活動的一般步驟
探究式學習,一般來說其基本過程如下:
(1)提出問題。教育家克萊貝德福特說:“如果你用激發好奇心教他學習,他終生都會不斷地學習。”故在教學中應啟發、學生在對自然現象、社會現象、實驗現象產生好奇和疑問時,提出問題。提出的問題應具有探究價值,題目難易要適當,如果題目過易,學生不需要怎么思考就解決了;如果題目過難,學生怎么思考也解決不了。這樣的問題,探究價值就很小。因此,探究價值的大小一定要從學生的實際情況來判斷。
(2)建立假設。收集相關的信息,嘗試提出可以檢驗的假設。提出的假設必須符合邏輯,還需考慮到實驗檢驗的可行性。教師的指導活動重在幫助學生明確他們想研究的問題。確定學生選擇的探究問題要應該注意三點:確定的問題要能引導出課程標準規定的知識內容的學習;學生原有的知識水平能夠適合對該問題探究;通過討論和交流活動,培養學生的思維能力和科學語言表達能力。
(3)設計實驗方案。根據探究的目的和條件,設計合適的實驗方案。實驗方案的設計要具有可行性,一般的要求為操作簡單、現象明顯、安全可靠、綠色環保等。這個過程對于學生而言,難度較大,試劑的選擇、實驗的條件、實驗的操作及裝置等都要充分考慮,可以分小組討論來加以解決。
(4)交流、評價實驗方案。此步驟可利用學生互評和教師點評的方式進行。在討論和交流的過程中,教師要鼓勵學生運用多種證據對自己的方案進行論證,引導學生傾聽別人的設計方案和別人對自己的實驗方案的評價意見,通過反思與自評,發現優點及存在的問題,提出進一步完善和改進的方案。這實際上是學生共同學習的過程。
(5)實施實驗方案。注重讓學生充分建立體驗探究的過程。學生小組開展相關的實驗活動,對假設進行科學驗證。活動的目的是要訓練學生的實驗操作能力和培養學生的團隊合作精神。使用相關的試劑和儀器,進行實驗,獲取實驗事實和證據。實驗的過程中,要事先設計表格和隨時進行實驗記錄,對藥品的正確使用和存放、實驗裝置的正確連接、實驗條件的準確控制,都有較高的要求。較復雜的實驗方案的實施,在探究驗證過程中,他們可能會經歷挫折與失敗、曲折與迂回、成功與興奮。這其中的許多感受和體驗,使孩子們理解科學的本質。
(6)結論與評價。結論的得出是以一定的事實和證據為基礎的一個總結性的判斷。用語言、文字、圖表、模型等方式表達探究的過程和結果,交流自己的探究成果,與同學進行評議。要總結實驗教訓。教師對實驗中出現的問題、實驗結果要及時作出評判,分析實驗成敗及其原因,肯定學生的成績,鼓勵學生繼續探索,并通過學生實驗成果展示,激勵更多的學生參與化學實驗探索。
總之,探究式學習不同于以往的“一支粉筆一張嘴,打鈴上課講到尾”的填鴨式教學活動。教師必須革新教育思想,拋棄舊的教育理念,建立正確的人才觀,真正了解什么是學生最重要的,什么是學生在基礎教育階段必須形成的,使學生具有可持續發展能力。問題的關鍵在于教師,教師本身對探究式學習進行研討也是一種探究,教師要加強合作與交流,使學生的探究式學習不斷得到提高。
(通渭二中)