培養高中生化學學科探究能力的教學策略研究

【摘 要】本人結合當前高中化學教學現狀，在有效理論指導下，通過兩年多的教學實踐，構建了高中化學探究教學的有效教學策略，并結合具體教學實例從提出問題、猜想與假設、制定計劃、交流與表達、成果評價五個方面進行了探討。

【關鍵詞】探究教學 涵義 理論基礎 基本過程 教學策略

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674－4810（2011）10－0145－02

高中化學新課程標準提出：“學生要經歷對化學物質及其變化進行探究的過程，學習科學探究的基本方法，提高科學探究的能力”。新課程實施以來，廣大中學教師在教學實踐中進行了大量嘗試和探索，課堂教學方式已有了一定的改觀，但對于許多教師來說，實際實施過程中仍感到缺乏有效的教學策略。

本文針對高中化學學科特點，結合當前高中化學教學現狀，在有效理論指導下，通過兩年多的教學實踐，構建了適合高中化學教學的探究模式及一些由理論到實踐且操作性較強的高中化學探究教學的有效策略。

一 探究教學的涵義

所謂探究式教學，就是以探究為主的教學活動，是以學生的自主學習為中心，讓學生自主建構知識，形成科學觀念，領悟科學研究方法，注重能力的教學活動。具體地說，它是指教師以學生學習為主體，以學生獨立自主學習和合作討論為前提，從學生的周圍世界和生活實際出發，依據學生學習的客觀規律，充分調動學生學習的積極性、主動性和創造性，引導學生進行以現行教材為基本內容的探究活動，讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動，將自己所學的知識應用于解決實際問題的一種教學形式。探究教學特別重視開發學生的智力，發展學生的創造性思維和培養學生的自學能力，力圖通過自我探究，引導學生學會學習和掌握科學的學習方法，為終身學習和工作奠定基礎。

二 探究教學的理論基礎

1．建構主義理論

建構主義認為，知識不是通過教師傳授的，而是學習者在一定的情景，即社會文化背景下，借助他人（包括教師和學習伙伴）的幫助，利用必要的學習資料，通過自主意識建構的方式獲得的。它強調，學習不是把外部知識直接輸入到心理中的過程，而是主體以已有的知識經驗為基礎，通過與外部世界的相互作用而主動建構新的理解、新的心理表征的過程，在教學過程中，教師和學生分別以自己的方式建構對世界（人、社會、自然和文化）的理解，并對世界的意義進行合作性建構。該理論由情景、協作、對話和意義建構四個要素構成。

2．探究學習理論

探究學習是從學科領域或現實社會生活中選擇和確定研究主題，創設一種類似于科學研究的情景，通過學生自主、獨立地發現問題，并提出問題，進而進行實驗、操作、調查、搜集與處理信息、表達與交流等一系列探索性活動，獲得知識與技能、過程與方法、情感態度與價值觀的發展。它注重學生親身參與探究，自主合作學習，不但讓學生獲得了知識，體驗了過程，發展了探究能力、合作能力，而且還提高了學生的參與意識和學習興趣。該理論主要由提出問題、猜想與假設、制定計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、交流與表達等八個要素構成。

3．發現學習理論

發現學習理論是由美國著名教育學家布魯納提出的，他認為，“不論我們教什么學科，務必使學生理解學科的基本結構，即學科的基本概念、基本原理以及它們之間的關聯性，掌握學科基本結構的基本態度或方法便是發現?！苯虒W過程就是在教師的引導下學生發現的過程，教師的作用是要形成一種學生能夠獨立探究的情景，讓學生自己去思考、參與知識的獲得，而不是提供現成的知識。它由提出問題、創設問題情景、提出假設、評價、驗證和得出結論等要素構成。

三 高中化學教學中探究教學的基本過程

在《化學課程標準》中，科學探究過程主要有以下8個要素組成：（1）提出問題；（2）猜想與假設；（3）制定計劃；（4）進行實驗；（5）收集證據；（6）解釋與結論；（7）反思與評價；（8）表達與交流。但是，在高中化學課程教學中，特別是在對學生掌握化學知識內容有明確要求的教學中，要組織在8個要素上都有高度探究性的活動是不容易的，也沒有必要刻意追求這樣的境界，做到面面俱到。應當根據不同的教學內容、學生的知識水平、能力水平等情況，進行包括某些過程要素的部分探究或進行包括所有過程要素的整體探究。而且根據不同的情況，教師在活動中所起組織作用的程度和學生自主設計進行探究的程度也各有不同。

四 高中化學教學中探究教學的有效教學策略

在高中化學教學中實施探究教學時，教師要深入理解探究教學的理念，把握探究教學的思想本質，將探究教學時時滲透在整個教學過程中，教師要為學生創設良好的問題情境內外，誘導學生發現問題，利用學習資源，收集資料，尋找證據，自主解決問題。教學過程要充分體現學生的主體性，遵循學生的認識發展規律，循序漸進，因材施教，面向全體。下面本人結合高中學生的認知水平及在人教版高中化學新課標教材實施過程中的實踐與思考，談談其中提出問題、猜想與假設、制定計劃、交流與表達、成果評價五個環節的有效教學策略。

1．創設問題情景提出有價值問題的教學策略

探究是從問題開始的，發現和提出問題是探究式教學的開端。在教學中，教師要善于創設有價值的問題，喚起學生的學習興趣和探究的欲望，通過實驗、觀察、閱讀教材等途徑引導學生發現問題，以問題為中心組織教學，將新知識置于問題情境當中，使獲得新知識的過程成為學生主動提出問題、分析問題和解決問題的過程。在教學中問題情境的設置方法可以基于如下幾個方面：（1）用化學實驗創設問題情境；（2）用多媒體手段創設問題情境；（3）從生活生產實際創設問題情境；（4）從化學史創設問題情境；（5）源于學生提出問題創設問題情境；（6）用教材習題中的問題或課前作業等創設問題情境。

如在進行“硝酸的性質”教學時，可創設情境，播放一段“裝有濃硝酸的槽罐車側翻泄漏及消防官兵搶險”的視頻（畫面略）提出四個問題：（1）從硝酸的泄漏及其處理方法，你了解硝酸有哪些物理性質？（2）為什么可看到棕黃色的“煙霧”？（3）濃硝酸在運輸時為什么可貯存在鐵制的槽罐車中？（4）為什么花草和樹葉變成黃色？

課堂上學生積極思考，氣氛活躍，教師及時引導學生圍繞問題開展探究活動，最終掌握硝酸的物理性質和化學性質。

需要提出的是，創設問題情境不僅需要各種素材，而且需要教師給學生營造一種民主、自由的氛圍。對于教師來說，不是所有的學生提出的問題都是值得研究的，教師可以否決學生提出的研究方案，但是教師要尊重學生的意見，鼓勵他們提出問題，給學生自由，對于學生提出的問題要巧妙地給予評價，不可以直接給予否定、批評，不應該說諸如“這個問題太簡單”，“這個問題我不是講過嗎”之類的話，這樣會挫傷學生學習的積極性。當然，教師要創設出適宜的探究問題情境，除了需要有豐富的知識、實踐經驗外，更要有創造的激情、精益求精的精神。

2．引導學生猜想與假設的教學策略

猜想與假設是根據已有的資料和客觀事實，對探究的問題設想出來的一種或幾種可能的答案、結論，它是探究式教學的重要環節之一，培養學生的探究能力和思維能力主要在這一環節來實現。成功的猜想與假設能為科學探究提供正確的方向，縮小探究的范圍，并起到事半功倍的效果；而不良的猜想則會增加探究活動的時間，降低探究活動的效率，甚至讓活動趨于無效。

在這一環節中，教師的指導作用主要是利用多種方式，尋求各種途徑為學生設置臺階，為學生的合理猜測提供思維的方向、激發思想的火花，使其能撥云見日。當學生無法提出假設時，教師可以采用引導學生利用已有經驗和知識提出假設的策略；當學生假設過于發散時，教師還可以采用引導學生從個人假設轉化到團體的共同假設的策略；當學生的假設不能繼續深入時，教師可以采用多角度提問，啟發學生進行猜想與假設的策略；當學生猜想與假設知識基礎不夠時，教師可以給予原理上的鋪墊引導學生進行猜想與假設。

例如，在進行“二氧化硫化學性質”的教學時，我先讓學生回顧CO2的化學性質，接著讓學生分析SO2中硫元素的化合價的變化情況，然后讓學生對SO2化學性質做出各種猜想，這種猜想是在學生對SO2化學性質有一個正確認識的基礎上建立的，在此基礎上的猜想就是有根據的猜想。最后再讓學生設計實驗對SO2化學性質進行探究。相反，另一位教師沒有做前期的任何鋪墊，而是一開始就讓學生設計實驗探究，學生此時對SO2的化學性質還沒有一個正確認識的基礎，此時的猜想是無根據的猜想，驗證結論也是不可靠的。

3．引導學生制定計劃的教學策略

制定計劃就是學生根據假設和猜想對探究實驗方案進行設計，把假設和猜想變成可行的、具體的實驗方案。這個過程中學生要選擇實驗的裝置、藥品、步驟，對于高一學生來說，這一步是比較困難的，所以學生設計的實驗，可以是只有一步的定性實驗，也可以是比較復雜的物質制備實驗。教師不僅要給予學生知識上的鋪墊，而且要給予學生探究方法上的指導。例如，讓學生知道化學實驗分為定性實驗和定量實驗兩類；在實驗裝置的選擇上，可以考慮采用微型實驗裝置和常規實驗裝置結合使用；為突出實驗現象可以采用對照實驗等。

學生自行設計實驗后，首先要討論其可行性和安全性，有些問題學生自己討論后，可以自行解決；而有些不能解決的問題需要老師利用學生自身已有的知識基礎，用適當的方式加以點撥，使學生解決問題，激活學生思路的中斷點。學生在思考問題時，造成思路阻塞或中斷的因素較多，主要是學生頭腦中所形成的概念、規律與實際問題的聯系相隔絕。教師要引導學生克服思維定勢，尋找解決問題的方法。教師還要善于發現學習的難點，在點撥學生時，不宜講得過多，只要把關鍵的問題點到即可。

例如，在“利用鋁、氫氧化鈉溶液、硫酸三種原料設計實驗制取氫氧化鋁”時，設計了三種方案：（1）用鋁與硫酸反應后再加入氫氧化鈉溶液；（2）用鋁與氫氧化鈉溶液反應后再加入硫酸溶液；（3）用一部分鋁與硫酸反應后的溶液和另一部分鋁與氫氧化鈉溶液反應后的溶液混合。教師讓學生討論以上方案，有的學生說三種方案都可制取氫氧化鋁，有的學生說第一種或第二種不能制取氫氧化鋁，這時，教師及時點撥學生氫氧化鋁有兩性，既可以跟過量的酸反應又可以和過量的堿反應，經過實驗比較，大家覺得第三種方案最合適。

4．引導學生交流與表達的教學策略

交流與表達是探究性學習中學生形成正確概念、得出科學結論的階段。在學生獲得初步探究成果的基礎上，教師要組織學生進行交流。交流與表達是探究教學中極為重要的一環，不僅有利于促進學生解決探究中遇到的困難，加深對科學探究方法的認識，而且能使學生看到問題的不同側面，對自己和他人的觀點進行反思或批判，從而建構起新的和更深層次的理解。在這一環節中，教師應根據不同學段的學生，實施不同的教學，引導學生交流與表達的策略。

第一，在設計實驗后、實施實驗前各小組之間要進行初步交流。假如沒有初步交流，教師不知學生所為，學生不知教師所想，勢必造成教與學的盲目性（實驗操作問題、安全問題、環保問題等）。通過初步交流，教師不僅可以及時排除部分隱患，而且可以及時糾正學生的某些不合理因素，同時還能了解學生將要實施的方案，為深入觀察學生的探究過程做好準備。只有初步交流，教師和學生才會朝著共同的方向去努力。

第二，探究活動進行中，教師還要注意跟蹤調控，適時讓學生交流表達初次探究的結果，以分析學生獲得的知識是粗淺的還是深刻的。如在“硝酸的性質”的教學中，我讓學生探究濃硝酸的熱不穩定性時，適時讓學生交流表達初次探究的結果，由于部分學生是取少量濃硝酸于試管里直接加熱，結果只看到管口出現大量白霧而沒有紅棕色氣體生成，因此得出“濃硝酸難分解易揮發或分解時產生無色氣體”的結論。這時我適當提示實驗室常用的濃HNO3（69%）有很強的揮發性，如果直接加熱濃硝酸，就會讓它還沒有達到分解的溫度就揮發掉了，再讓學生進行二次探究。

第三，探究活動結束后，各小組之間要進行深入交流。教師要努力做到以下幾點：（1）在交流表達開始時，教師要向學生明確表達要求，使表達的同學表達清楚，其余同學能夠較快地進入狀態，能夠聽進去、看進去，還能提出質疑的問題和好的建議，使全班同學都有連續不斷的想法，引發學生與學生之間欲罷不能的交流。（2）在學生交流過程中，老師要傾聽、觀察。當老師對學生活動進行認真的觀察之后，就會發現一些問題，那么在后期交流時就可以做一些應變的準備。（3）在學生交流過程中，教師要把學生眾多的觀點記錄下來，使學生的注意力能集中到這些觀點上進行討論，從而引發思維沖突。（4）在學生交流過程中，教師要延緩給出問題的答案，給學生留出思考的空間與時間，讓學生在冥思苦想之后，有所悟，使學生體會到學習的樂趣與成功的喜悅。例如，在“鐵及其化合物的氧化性和還原性”的探究實驗中，往氯化亞鐵溶液中滴加硫氰化鉀溶液，有部分學生看到溶液變為紅色，與他預想的溶液不變色的現象不符，不禁產生疑問：為什么會出現這種現象？當學生提出這個問題時，我并沒有立即把答案告訴他而是進一步設問提示“哪組能幫他們解決？”通過延緩給出問題的答案，給學生留出更多思考的空間與時間，激發更多學生的深入思考，煥發出學生主動學習的熱情。

5．教學成果評價的教學策略

教學成果評價是依據教學目標和測量結果，對學生的行為變化給予價值判斷的過程。教學成果評價對提高教與學的效果有明顯的促進作用，它是教學過程中不可缺少的基本環節。每一項探究活動后都要組織交流和評價。從評價的內容來看，重點應放在學生對探究過程和方法的理解，對探究本質的把握上。評價的結果應是多樣的，不能把是否探究出結論或結論是否正確作為唯一或最主要的評價指標。評價的方式包括學生自我評價和教師對學生的評價。

第一，學生自我評價就是學生對探究學習過程和結果的反思與評價、表達與交流的過程。在這個過程中，首先，學生之間要學會交流、表達探究過程和結果，發表自己的觀點，通過與同學之間的討論或者在教師的指導，發現自己的長處或不足，取長補短，并找出適合自己今后努力的方向。其次，教師不僅是組織者、指導者、合作者，更是傾聽者，要對不同的觀點、不同的態度和不同的價值觀念都有所尊重，要鼓勵學生發表自己的見解，提出自己的看法、探究結論，認真地、批判地聽取他人的意見，積極參與辨認，尊重客觀事實，敢于承認、改正自己的錯誤結論和觀點。

第二，教師對學生的評價。探究學習強調學生的自我評價，但教師對學生探究學習活動的評價也必不可少。教師在評價時不僅要對學生的探究學習活動進行多層次、多角度、多方面的評價，而且應以引導者、合作者、促進者的身份對學生加以評價，并且多采用激勵性評價。例如，對于那些敢于提出自己看法的學生要給予充分的肯定，尤其是當他的觀點可能錯誤或者可能遇到其他學生的取笑時，更應如此；對于那些平時基礎較差或者性格內向、表現意識和能力欠缺的學生，要給予更多鼓勵，鼓勵他們積極參與探究，多與同伴一起合作、交流。

總之，高中化學新課程實施中，探究式教學的策略是靈活的、生動的，要視具體情況（不同學生、不同探究問題）而定。教師在應用時不能機械地照搬，要通過自己的教學實踐和反思，不斷地完善和提高，從而總結出適合自己的、更豐富的教學策略，切實提高高中學生化學學科的分析問題和解決問題能力。

參考文獻

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〔責任編輯：李繼孔〕