運用探究式學習方式實現初中化學實驗課程的有效教學的研究

摘要化學是一門“以實驗為基礎”的自然科學，某種意義上來說化學實驗是化學科學發展的最有效的途徑之一。筆者認為“當化學實驗被用作探究性學習的途徑時，化學實驗的創造性和探究性功能能夠更充分地顯示出來”。本文中，筆者結合自己多年教學經驗，以國內外學者提出的探究式教學理論為依據，充分挖掘化學實驗在探究性學習中的功能，合理地組織和實施實驗探究性學習活動，希望通過這種有效教學來改變學生的學習方式，從而起到培養學生終身學習的能力。

中圖分類號:G633.8文獻標識碼:A

1 傳統初中化學課堂教學特征

在我國長期應試教學背景下，通過筆者調查發現傳統的初中化學課堂教學有三大特征:第一，教學過程永遠以“教師為中心”，教師針對每個問題給學生答案，然后學生的學習靠“聽、記、背”，這種教學情景中學生始終處在被動接受的地位，學生很少有根據自己的理解發表看法與意見的機會。第二，教師教學永遠“以書本知識為中心”，教師通過把書本上的經驗與答案直接灌輸給學生，而很少讓學生通過自己的活動與實踐來獲得知識。在這個情況下，我國的初中化學教學中普遍“缺乏對知識的獲得性過程和概念原理的構建”的過程，長期以來一直是讓學生直接接觸現成的結論，這就給學生深入理解學習內容帶來了障礙，也就在某些程度上阻礙學生思維的發展和進一步深入的學習。國內外學者提出的化學教學實施探究學習，是要求在傳統的化學學科課程的學習中滲透探究的因素，也就是實施以探究為主的課堂教學，通過學習，筆者認為探究式課堂教學有利于開發學生的智力、發展學生的創造性思維、培養自學能力，通過自我探究引導學生學會學習和掌握科學方法，為終身學習和工作奠定基礎。為了改變目前應試教學下學生“死讀書、讀死書”的現狀，實現學生終身學習能力的培養，筆者試圖在現行初中化學新課程教學中進行實踐探討，筆者圍繞初中化學教學的實驗選取課題，形式上分別采用將科學探究穿插于傳統教學、完全應用于課堂教學和應用于課外活動等多種方式進行研究，力圖探索出一系列比較結合一線教學實際的教學體系，從而為化學新課標的實施提供有益的經驗。

2 相關理論分析

在劉知新主編的《化學教學論》中寫到，“作為學習方式的科學探究活動和過程稱為探究性學習;符合學生進行探究性學習所需要的基本特征和要素，并對學生進行探究性學習具有明顯支持和促進作用的教學活動和過程稱為探究式教學。”筆者認為，探究教學是指教師在教學過程中創設一種類似科學研究的情境，讓學生通過自主參與主動地探索，發現和體驗所學的內容，從而獲得新的知識，并由此培養學生的創造性、終身學習等能力的一種教學形式。筆者結合自己運用探究式教學的經驗提出其教學的基本原則分析:(1)目的性與發展性相結合原則。在教師在設計任何一個探究性實驗都要有明確的目標，具體到每一步探究也要有明確的目標，只有制定好具體目標，才能為探究指明個正確的的方向，才能使我們的化學實驗的設計凸顯其本身的價值和意義。而發展性原則是要求在設計探究性實驗過程中，教師要以學生身心的發展為依據，實驗的設計要與學生的認知結構相符合，在實驗的過程中，不斷發展學生的興趣和認知能力。(2)創新性與綜合性相結合原則。每一個實驗設計的內容都應顯示出一定的創造智慧和策略，這要求教師要敢于突破陳規，讓每個實驗的設計都具有新穎、獨特、巧妙之處。教師的獨到的創新有利于激發學生的學習興趣，能促使學生形成獨特的思維模式，從而喚起學生的創新思維和創新能力。在設計實驗時候，要注意與其他學科相關知識的綜合，在實驗探究過程中要注重培養學生們的探究能力，同時要加強對學生各種能力的綜合培養。使學生在掌握知識和技能的過程中產生積極的情感體驗，樹立正確的態度與價值觀。(3)可行性與安全性相結合的原則。“可行性是指教師在實驗設計中所運用的實驗原理在具體實施時要切實可行”，任何教學中所運用的內容都應該符合學生的年齡特點，不要超越他們這個階段所能接受的知識范圍，使學生可根據自己掌握的知識和經驗順利地去進行探索研究，通過個人努力學習，最后達到自己的目標，從而讓學生產生嘗試探究的欲望。在探究實驗過程中，要特別注意安全，初中是學生學習化學的啟蒙階段，所掌握的實驗室安全知識比較少，實驗設計時，教師應努力使實驗裝置簡單，規范，安全。既能保證學生的安全，又可以促使學生們親自動手的欲望。

3 實現初中化學實驗課程的有效教學——以新授課進行探究性實驗教學為例

筆者認為通過新授課進行探究性實驗有三點優勢:其一可以成功的激發學生學習化學知識的興趣;其二能夠讓學生知道如何利用探究的方式去學習知識，提高學習的質量和效率;其三是利用探究性實驗可以促使學生進行創造性、創新性學習，從而培養他們的創造性思維。筆者認為新授課中探究實驗不一定面面俱到，也并需要很深入，只要能夠成功的引發學生的興趣、提出問題、促進思考、突出學生的動手實踐能力，這樣的探究性教學實驗就是有價值的。

本節筆者以氧氣的實驗室制法為例:

(1)教學目標分析通過探究實驗增強學生對化學的探究欲望，從而培養學習化學的興趣。①讓學生初步學會制取氧氣的原理和方法。②讓學生認識催化劑的概念。

(2)教學準備分析教師演示所用相關資料與設備:包括教學課件與相應實驗裝置。

(3)筆者教學過程分析教師設計相應問題，將學生帶入相應情景:首先在今天學習之前，請同學們先猜一個小謎語。 (謎語:看不見，抓不到，不香不臭沒味道，動物植物都需要，離開它就活不了。)學生踴躍回答:氧氣。教師對氧氣的用途進行分析，并提出讓學生自己動手制造出來，成功把握學生的好奇心理:氧和我們人類生活密切相關的生產，它是生命之源，是人類的好朋友。同學們，你們想進一步接觸這位朋友嗎?想親自制取一瓶氧氣嗎?今天，我們帶著這個共同愿望，讓我們進行今天的學習——氧氣的實驗室制法。教師:我們通過以前的學習，我們可以得知通過電解水和分離液態空氣能制得氧氣。但是這些方法并不適合在實驗室方便快捷的制得氧氣。學生:通過思考并回答這個問題。教師:請大家思考下，在實驗室里我們可以用某些物質分解來制取氧氣呢?教師進行引導:下面這些物質哪些分解后可能會產生氧氣呢?①食鹽②過氧化氫③鹽酸④高錳酸鉀⑤氯酸鉀⑥甲烷。學生們結合以前學習的內容選出:含有氧元素的過氧化氫、氯酸鉀、高錳酸鉀。教師提問:大家的猜想依據是什么?教師講述:實驗室制取氧氣的方法有多種，本節課我們重點學習用過氧化氫制取氧氣。教師書寫:過氧化氫溶液的標簽。教師提問:該溶液標簽上注明長期放置會失效。大家知道是什么原因嗎?學生迅速回答:怕過期，變成分。教師解釋原因:因為H2O2不穩定，在常溫下就可以分解為氧氣和水。教師讓同學觀察與思考:請大家觀察桌上的過氧化氫溶液，想想有什么辦法可以讓氧氣產生的速率加快嗎?教師引導學生探究:現在大家根據所具有的實驗材料和條件，有什么辦法能讓氧氣產生的速率加快嗎?教師給出提示指導:“雙氧水不穩定，可被催化分解，分解時放熱，同時產生氧氣，其穩定性隨溶液的稀釋而增加”。“雙氧水在較低的溫度和濃度時是較穩定的，但當加熱到高153℃時，過氧化氫便會發生猛烈的爆炸性分解”。在教師的提示下讓學生進行開始分組實驗:分別向裝有“二氧化錳、碎瓷片、薯條、粉筆末、硫酸銅、活性炭”的小燒杯中傾倒過氧化氫溶液。教師在學生實驗過程中適時提問:這些物質都能加快氧氣產生的反應速率。通過比較，你認為最適合于實驗室制氧氣的方法是哪種?學生:過氧化氫溶液和二氧化錳。教師引導學生進行實驗反思:二氧化錳在反應中的作用是什么?教師進行下一問題前講授學生相關概念:二氧化錳在化學反應前后質量和化學性質都不變的有關資料。學習催化劑概念。催化劑的特點論述:“在化學反應過程中能改變其它物質的化學反應速率，而本身的質量和化學性質反應前后都沒有改變”。教師通過板書教授學生相關知識點:過氧化氫在二氧化錳的催化下分解為氧氣和水的文字表達式，引導學生思考二氧化錳寫在什么位置?教師適時提出問題:在你的實驗臺上放有“試管、燒杯、錐形瓶、燒瓶、廣口瓶”等儀器，你認為哪些儀器可供選擇作為反應容器?氣體制得后需要導出，還需要什么儀器?反應容器和導管該如何連接呢?在教師指導下讓學生自己動手嘗試實驗:學生以組為單位嘗試實驗儀器的組合與連接。教師為學生們展示相關不同裝置并提出問題:實驗室制取氧氣的簡易發生裝置和安有長頸漏斗的裝置。對比這兩套裝置又有什么不同?這樣改進有什么優勢呢?教師可以擺放錯誤裝置讓學生去發現問題:張三和李四在實驗中是這樣連接制取氧氣的發生裝置的，但是實驗都不成功。你能幫他們分析原因嗎?讓學生指明錯誤，闡述原因，并改錯。教師先講授給學生二種收集氣體的方法。教師進行相關問題提問:氧氣產生后，如何將它收入集氣瓶中呢?讓學生小組討論:收集氣體的方法與氣體的性質有關嗎?請同學們分組討論。教師講述二種收集方法適用于具有什么性質的氣體?實驗室中可選用哪些方法來收集氧氣呢?教師對學生進行分組實驗:如何用排水法或向上排空氣法收集一瓶氧氣。教師讓學生們進行反思交流:請學生討論，在實驗中都遇到了什么問題，存在哪些疑惑?開始收集氧氣的時間?還有我們應該怎樣判斷集氣瓶中已經集滿氧氣的呢?再制一瓶氧氣，還需要再加入二氧化錳嗎?等等一些問題。

(4)案例評析。筆者通過以本案例實施為例， 認為教師能夠在新授課中能夠不斷設疑，通過為學生創造問題情景，引導學生感受和體驗探究教學的主要環節，并通過利用實驗培養學生的“猜想、動手操作、資料分析、反思、交流”等多方面能力，讓學生學會“對比、歸納、實驗探究求證”等多種學習方法，豐富學生的學習經驗，激發學生的學習熱情，促進學生之間的合作，可以很好地反映了老師和學生之間的互動。真正實現“教會學生學習探究的方法，引導鼓勵學生用探究的方式學”這一新課程改革的要求。

4 在教學中推行探究式教學存在的不足與應注意的問題

筆者認為作為一名工作在教育一線的老師，通過運用探究式教學方法取得了一定的成效，在肯定探究式教學的優勢的同時，應該也要充分認識到這個教學方法存在的不足:

首先，筆者認為并不是所有的化學教學都適用探究式教學這一方法，并且也并不是所有學生都能適應探究式教學。其次，一些學校由于師資和資金的缺乏，相應的設施比較薄弱，學生所學課程比較多，應試課業繁重、教師的其它課程的教學任務比較重、學校的升學壓力比較大等等相關因素，都成為實施探究式教學的障礙。針對上述總結推行探究式教學存在的不足之處，筆者認為在教學中教師應該注意以下幾個方面:首先，在教學中學生的學習觀點與教師的教學角色都需要轉變。在“探究式教學的實踐研究過程中，筆者經常遇到以下難題:(1)通過教師的教學指導后，很大一部分學生產生了疑問之后卻依然像傳統教學中的那樣——不是積極主動地探索，并自主地去找到問題的答案，而是像以往學習那樣希望教師能夠直接告訴他們答案或者可以給出答案供他們選擇。(2)在探究教學過程中，學生無法從傳統教學中被動接受的角色中轉換出來，只有當學生能樹立新的教學觀念——自主學習、終身學習和合作學習，才能將該教學方法有效實施。

其次，筆者認為在探究教學中教師的指導和實施能力有待加強。(1)可以說是因為長期受傳統教學的影響，學生學習的目標和任務基本上都是教師確定的，教師在課堂上屬于絕對的主體，教師對學生采取的是“填鴨式”教學，長期實施下來后，當實施探究教學的初始階段，大多學生缺乏發現問題的意識，甚至有的認為有問題可以在書中找到現成的答案，失去了探究的意義，這就導致探究教學進行的相當困難，在這個非常轉折時期是急需要教師加強引導，從而讓學生盡快轉變觀念和學習方式，這樣才能讓學生逐步學會自主地發現問題。除此之外，教師還要適時地引導學生發現學習書本知識以外的問題，將課堂教學引向生活中，從而讓學生不斷感受到探究的必要性和意義。(2)在探究教學中，教師應該進行搜集、分析、加工、評價信息方面的指導，這不僅僅包含運用各種方式和渠道獲取信息的意識及能力，查閱文獻的方法、步驟和工具，而且也包括對及對收集到的文獻的處理等。在教學過程中筆者發現學生在獲取、加工信息的能力方面存在很大困難，因此要想開展探究教學，筆者認為教師就應該從這方面入手，努力提高學生的信息素養，積極培養學生獲取、加工信息的能力。從而讓學生在遇到問題的時候，積極主動地去尋找解決的方法。

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