自主、探究與合作式教學模式在非化學類基礎化學實驗中應用

趙吉麗 尹榮 鄒憲芝 王艷茹

摘 要：“自主、探究與合作”式教學模式是把探究性學習與合作式學習兩種先進的教學模式融合到實驗教學過程中，創建一種全新的實驗教學模式。此教學模式充分利用信息技術和信息資源，使實驗教學在培養學生創新精神、現代社會必須的團隊協作精神，提高學生的實踐能力、獨立獲取知識的能力、創新能力和決策能力上發揮更大的作用。

關鍵詞：自主 探究與合作式教學模式 基礎化學實驗教學 學習方法

中圖分類號：G623 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2013）02（c）-0-02

探索“自主學習、合作學習、探究學習”等學習方式是鄧小平同志關于教育要“三個面向”的指示，指出新時期教育的發展方向，也反映了對人才的要求。國內課程與教學專家[1-4]也針對自主、合作和探究學習展開了細致的研究，先后出版了關于合作學習、自主學習和探究學習的研究專著。那么自主學習、合作學習、探究學習是三種學習方式，還是一種學習方式，其順序又是如何呢？該文所提到的自主、探究與合作式教學模式與傳統提法在順序有所差別，該文的提法是擬把探究性學習與合作式學習兩種先進的教學模式融合到實驗教學過程中，創建一種全新的實驗教學模式—自主、探究與合作式實驗教學模式。本課題旨在繼續推進教學改革，改革傳統的實驗教學模式，創建新的實驗教學模式，充分利用信息技術和信息資源，使實驗教學在培養學生創新精神、現代社會必須的團隊協作精神，提高學生的實踐能力、獨立獲取知識的能力、創新能力和決策能力上發揮更大的作用。

1 “自主、探究與合作”式教學模式的思想原理

教學中的實驗是真實科學實驗的“微縮”，其探究過程跟真實科學實驗是相同的，都需要經歷“提出實驗目的、結合理論科學提出假想、設計實驗方案、實驗儀器設備及材料的準備、實驗的實施階段、得出實驗結論”等基本過程。該文提出的這種教學模式把實驗項目作為探究性學習的問題，將實驗教學過程與方法有機整合，依靠合作學習小組，在教師引導下自行探求實驗方案，經教師審查可行后各自獨立實驗，實驗后合作學習小組在教師的引導下分析、解釋實驗現象和結果，最后獨自撰寫實驗報告。整個過程中主要活動是學生自行探究，策略是合作學習。這種教學模式提倡多種實驗方案，力求實驗得到精確的結果，但更加注重實驗結果的解釋和展望。

2 “自主、探究與合作”式教學模式的基本特征

“自主、探究與合作”式教學模式是教師的教學活動和學生學習過程的有機統一。探究性學習是教學活動，不是科學研究真實過程的重現，不能沒時限的讓學生漫無邊際的摸索；而應當在教師的引導下簡約過程。而學生在教師的引導下應該對實驗過程有直觀的流程圖，在這個流程圖中應該以“提出所要解決的問題”作為該教學模式的起點，也就是實驗教學過程的起點，并以此問題作為實驗教學的核心，學生則通過對問題的分析，交流等方式，以致最終解決問題。這種教學模式不僅讓學生掌握了化學知識，更主要是培養了學生的科學創新與實踐的能力。在整個教學模式中教師的作用就是判斷學生的思維困惑，然后針對其困惑給與一定的幫助和支持。學生在整個過程都是“主角”，都以自己最積極的態度去探究實驗問題、提出科學的假想、設計實驗方案、準備實驗用品、實施實驗（觀察實驗想象，分析實驗數據）、最終得出實驗結果。在學習的過程中同學之間必定存在合作探究和交流，而這個過程每個人都是平等的，這個平等的關系必定會營造出和諧的學習氣氛，在學生階段就發揮其最堅實的團隊精神。在教學中學生體驗的是科學研究過程，應用的是科學研究方法，探求實驗方案、解釋實驗現象和實驗結果都使學生始終處于創造性思維狀態，逐漸增強他們的創造意識，增長創造能力。

3 “自主、探究與合作”式教學模式在基礎化學實驗教學中的嘗試與應用

基礎化學實驗室主要為各高等院校醫藥、農林、環境、食品等專業的本專科生提供無機化學、基礎化學、醫用化學、有機化學、無機及分析化學、分析化學、儀器分析、衛生化學、物理化學等主干必修課程的實驗課教學。在這樣重要的實驗課中應用“自主、探究與合作”式教學模式是十分必要的。以下是幾個小例子。實驗教師設計了“苯甲酸含量的測定”“苯甲酸的提純”“熔點的測定”和“奈燃燒熱的測定”幾個實驗項目，讓學生做系統探究實驗方案，讓學生組成小組合作討論學習，如何才能使幾個看似獨立的實驗有機的結合起來，怎么實驗才能使結果更有意義。幾經討論，學生得出這樣的結論：首先學生發現實驗需要同一種物質“苯甲酸”；然后進一步研究表明“苯甲酸含量的測定”“苯甲酸的提純”需要的純度要低一些的；“燃燒熱的測定”需要的純度要達到“分析純”以上的；“熔點的測定”可以隨時確定出“苯甲酸的純度”。學生得出實驗方案：首先選擇純度較低的“苯甲酸”為原料，先進行“苯甲酸含量的測定”，根據測定結果進行“苯甲酸的提純”，然后進行“熔點的測定”，在確定純度級別后，最后進行“奈燃燒熱的測定”。這是一個最簡單的例子，在傳統的教學過程中，教師會根據教學大綱，做完幾個已經進行得十分成熟化學實驗，使學生掌握幾個簡單操作技能，完成教學任務。而在基礎化學實驗中應用“自主、探究與合作”式教學模式，我們可以得出這樣的結論，學生在問題探究過程中經歷了獨立到統一、簡單到復雜的思考過程，經歷團隊合作等學習過程，使自己現有的知識進行系統化去解決一些問題，比簡單的“積累”更有其實際意義，這樣不僅增強了學生濃厚的學習興趣，使學生在打基礎階段就體驗科學研究的魅力，更為將來自己做“大學生創新實驗”“科學研究”等方面打下堅實的基礎。

4 “自主、探究與合作”式教學模式實施的有力保障

為了是這種“自主、探究與合作”式教學模式更好地發揮其作用，更大的調動學生的積極性，我們團隊先后研發了“基礎化學實驗電子教材”、“基礎化學網絡課程”、“化學與生物實驗中心資源數字化管理系統”、“化學與生物實驗教學中心信息化教學與管理平臺”，這幾個研發成果都榮獲了省教育技術成果獎。“基礎化學實驗電子教材”、“基礎化學網絡課程”這兩項研發成果提供了課程簡介、項目簡介、預備知識、電子課件、教學錄像、模擬實驗和綜合測試七個方面的資源。優質教學資源可為教師教學提供教學課件、教學參考資料，為學生預習、學習、自測、拓展提供豐富的資源，學習內容可以自由選取，學習是通過學生自主活動實現的，學生可以靈活控制學習時間和進程速度，適應異地和遠程教學。“化學與生物實驗中心資源數字化管理系統”為學生詳細介紹了其實驗所需要的的儀器設備及實驗玻璃儀器和化學藥品情況，保證了學生在實驗的設計過程得以順利進行。“化學與生物實驗教學中心信息化教學與管理平臺” 提供了中心概況、管理規章制度、儀器設備、網上選課、開放實驗室、師生論壇和友情鏈接幾個欄目，通過這個平臺，根據自己的需求選擇實驗項目，在開放實驗室開放時間里自行選擇實驗項目。特別是師生論壇和友情鏈接，增強了可用于教師與教師、學生與教師、學生與學生之間溝通交流，如網上答疑、網上提交實驗報告等等，拓展學習的空間和時間。有利于提高教師和學生的理論水品、業務素質，增進師生感情，構建和諧的教學、學習環境，提高教學質量；方便教師和學生了解國內高校的發展動態。項目團隊先后編寫了《大學基礎化學實驗》、《基礎化學實驗》和《大學化學實驗教程》等高質量教材，這3本教材均已經獲得省級優秀教材獎。

這幾項研發成果和高水平的實驗教材為“自主、探究與合作”式教學模式實施的提供了有力保障。

總之，在“苯甲酸”此類的實驗教學過程和實驗效果可以看出“自主、探究與合作”式教學模式在整個教學過程中學生處在中心地位，改變了原來被動接受為現在主動學習；在教學中學生體驗的是科學研究過程，應用的是科學研究方法，探求實驗方案、解釋實驗現象和實驗結果都使學生始終處于創造性思維狀態，逐漸增強他們的創造意識，增長創造能力；合作學習策略的運用、功能的發揮，親身體會，將使學生樹立團隊合作觀念，強化他們的協作意識，這是現代人不可缺少的素養；探究學習任務、合作學習機制都驅動著學生通過多種途徑學習，獲取解決問題的有利信息，提出解決問題的構想，培養他們自主學習的習慣和

能力。

這些效應的總和并經多次重復逐次強化，必將有力地培養學生創新的精神，在如此扎實的實踐鍛煉中，學生的實踐能力自然得到真實地提高。

致謝：本篇文章得到了北華大學校級重點教學研究立項項目“自主、探究與合作式實驗教學模式的研究與實踐”（201019）的資助。

參考文獻

[1] 張偉，陶·哈斯巴報.對構建“自主、合作、探究”型實驗教學模式的思考[J].內蒙古師范大學學報：教育科學版，2003（6）.

[2] 王志丹.實驗教學：從封閉走向開放—“自主、合作、探究”型實驗教學模式在高中化學教學中的應用[J].內蒙古師范大學學報：教育科學版，2007（8）.

[3] 余文森.論自主、合作、探究學習方式[M].上海：華東師范大學出版社，2005.

[4] 禹旭紅.自主、合作、探究學習新論[J].天津師范大學學報（基礎教育版），2009（1）.