探究式教學模式在化學教學中的應用

【摘 要】探究性學習是培養學生創新能力和創新思維的有效途徑。本文以問題探究為化學課堂教學載體，進行了探究性教學的嘗試，其可以增強學生綜合運用所學知識和技能解決實際問題的能力，為其終身學習和畢生發展奠定基礎。

【關鍵詞】探究式教學模式 應用 化學教學

【中圖分類號】G632 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-4810（2013）25-0123-02

在現代科學技術迅猛發展的今天，教學思想及其方式、方法正在發生革命性的變化。教學正從傳統的結論教學向現代的探究教學轉變。探究課堂教學是指在教師引導下，學生主動參與到發現問題，尋找答案的過程中，以達到獲取知識、提高能力和情感體驗三者統一的一種教學方式。探究式教學模式的意義在于思考一種能積極引導學生進行探索的最佳課堂教學形式，這是時代發展的需求，是科學教育的需求，更是學生發展的需求。

一 主導思想和理論依據

1.主導思想

現代化學教育不僅要加強化學基礎知識的教學，更要重視對學生探究科學知識，研究解決科學問題的過程和方法的訓練。

2.理論依據

第一，奧蘇伯爾的有意義學習理論：創設問題情境，引發學生對知識本身發生興趣，產生認知需要，產生一種要學習的心理傾向，激發學習的動機。

第二，從認識論分析：基于外因通過內因作用及辯證地處理教與學的關系；以個人智能的動力系統為基點，因此現代啟發式教學的核心是激勵、促進學生的積極思維。

第三，從師生交互作用分析：充分肯定老師在教學中的主導作用作為實施啟發式教學的前提條件。主導作用主要是引導、指導、教導學生啟動思維的動力系統，啟迪思路，以實現主動、積極的思維。從學生自身來分析，啟發式要落實到學生認識技能的發動、發揮和發展上，以維持其學習的動機和興趣。

二 科學探究的要素

要引導學生進行探究性學習，教師首先要深刻理解科學探究的要素，重視對科學家從事的探究活動和學生的探究學習過程的分析。科學探究過程包含提出問題、猜想與假設、制定計劃、收集證據、結論與解釋、反思與評價六個要素。

1.提出問題

科學探究所倡導的是在一定的問題情境中觀察思考→提出問題→解決問題→獲得發展的學習模式。其中，提出問題是整個過程的核心和關鍵。學生在科學探究中積極主動地運用自己的眼睛看世界，用自己的腦子想問題，用自己的語言解決問題，并不斷地發現、提出和解決問題，是成功地實施科學探究的重要保證。不能提出問題，科學探究就無從談起。

學生的科學探究同樣是由問題開始的，學生能從對自然現象、生產和生活實際的觀察中發現問題，例如金屬活動性順序表中鋁的活潑性比鐵強，但為什么現實生活中反而鐵制品比鋁制品更容易生銹？學生也會在進行科學學習過程中發現或產生問題，如氫氧化鋇晶體與氯化銨晶體在燒杯混合，用玻璃棒將固體混合均勻，為什么燒杯會發冷？教師在教學中也經常為引導學生探究，精心設計問題，如鋼鐵在什么條件下容易生銹？我們如何防止鋼鐵生銹？這些問題都能引發學生自主探究學習。

2.猜想與假設

猜想與假設是自然科學發展的形式。科學的發展過程從一定意義上說就是猜想和假設不斷被證實或證偽的過程。

在學生的科學探究過程中，猜想與假設能為收集、分析和解釋信息提供一個大致的框架，從而為制定探究計劃或設計實驗方案奠定必要的基礎。如學生在探究“原電池的工作原理”時，看到銅片上有氣泡冒出且鋅片部分溶解，如果學生提出Zn與稀H2SO4反應的電子通過導線轉移到銅片上，H+在銅片上得到電子產生H2的假設，學生就會從實驗中去驗

證假設，設計導線中間連接一個電流計的實驗去驗證假設。

科學探究中的猜想與假設是在已有的知識和經驗基礎上，運用一定的科學方法而提出的，不能憑空想象、隨意地提出假設與猜想。沒有根據的假設與猜想，只能導致科學探究的失敗。

3.制定計劃

在科學研究中對科學問題提出的假設與猜想，必須通過實驗進行證明。為使驗證假設與猜想的實驗能順利而有效地進行，必須精心設計方案、制定計劃。制定計劃是科學探究過程中的重要環節，是假設或猜想的具體化和程序化。從探究案例“金屬性的判斷方法”中，我們可以清楚地看到制定計劃在科學探究中的作用。如學生比較鎂、鋁的金屬性的強弱時，就會設計如下方案去證明自己的假設。方案如下：比較與酸反應的劇烈程度，金屬與非氧化性酸反應置換出氫氣，反應越劇烈，金屬性就越強。

4.收集證據

在科學探索活動中，學生要根據制定的計劃收集支持假設的證據。收集證據的途徑是多樣的。已有的知識和經驗、科學家科學研究的史料、對自然現象和生產生活實際的觀察、報刊雜志及網絡資料和實驗等都是學生獲取證據的有效途徑。如學生在探究物質的燃燒條件時，可通過以下方法收集證據：對鉆木取火原理的分析；對日常生活中物質燃燒現象的觀察；對常見滅火方法的分析。

5.解釋與結論

探究者在收集大量證據的基礎上，根據信息、事實或現象之間的聯系，通過分析、比較、歸納等方法，找到事件的因果關系及相互聯系；通過對相關信息的加工整理、對事實與證據的分析歸納、對實驗現象和數據的描述和處理等，判斷事實證據與假設之間的關系。

找出事實證據與假設之間的關系之后，離科學探索的結論僅有一步之遙，這一步就是分析、歸納并形成科學探究的結論。信息、證據、實驗數據等并不能等同于探究結論，實驗數據僅是對某一特定實驗事實的客觀記錄，而探究結論是在事實證據基礎上通過分析論證得出的具有普遍意義的規律。將事實證據進行分析比較、找出它們之間的本質聯系和區別，用科學的方法對事實證據進行概括總結，就形成了探究結論。

6.反思與評價

反思與評價是科學探究活動的一個要素，貫穿于探究活動的全過程，是提高科學探究的有效性，確保學習質量的一種主要策略和機制。在探究活動中，探究者要對探究問題的表述是否科學、提出的猜想與假設是否被證實、設計的方案和計劃是否有效、收集的證據是否準確真實、得出的結論是否正確等進行反思與評價。

在科學探究中不斷反思與評價，能夠使科學探究活動少走彎路，提高效率。在科學探究中，人們常通過回答下列問題對科學探究活動進行反思與評價：收集的事實證據能夠證明所提出的假設嗎？還有更好的方法來完成探究活動嗎？收集的事實和證據準確有效嗎？得出的探究結論具有普遍意義嗎？能運用探究結論解決問題嗎？

三 探究課堂教學方法

探究課堂教學模式的一般流程為“創設問題情境——提出假設——設計探究方案——組織探究——形成結論——進行反思”。這是通過對科學探究教程的模擬，使學生接觸和運用前人經過大量科學實踐證明了的行之有效的科學研究的方法和思路。這樣學生在得到化學知識的同時也受到了科學方法的熏陶，比老師單純地給學生講授各種科學方法的內涵更容易內化為學生的自覺行為。探究課堂教學還可將重大科學發現的歷史引入課堂中，這樣不僅能訓練學生的科學探究方法，還可以培養學生勤于思考、勇于探索以及不滿足于現狀、不斷追求新知識的科學態度與科學精神。其次，探究課堂教學要求學生自己通過研究與實驗概括出化學知識，這比傳統教學中將現成的結論告訴給學生的難度要大得多，從而達到訓練學生的心理品質和磨練意志的目的。因此，探究課堂教學是培養學生科學素養的最有效的教學模式之一。

那么，如何在中學化學課堂教學中組織探究性教學呢？如原電池的工作原理，就可利用探究教學的方法進行教學。

[創設問題情境]把一塊鋅片和一塊銅片同時平行插入盛有稀硫酸的燒杯里，用導線把鋅片和銅片連接起來，可以觀察到銅片表面有氣泡冒出，鋅片部分溶解。

此時引導學生提出問題：銅片上的氣體是什么？從哪里來的？

[提出猜想]同學們紛紛猜想問題的答案，此時老師需根據實際情況適時、恰當地對學生的思路進行引導。接著讓同學們依據實驗現象和已有的相關知識發表猜想。有代表性的兩個猜想分別為：（1）氣體是氫氣，電子應是銅失去的，因為氣泡是在銅片上產生的；（2）氣體是氫氣，電子應是鋅失去的，因為鋅比銅活潑，易失去電子。

[形成探究方案]整理好各種猜想后，啟發學生在猜想的基礎上提出合理的假設。

實驗一：觀察燒杯溶液的顏色；取少量燒杯溶液于試管中，滴加足量NaOH溶液，觀察現象。

實驗二：在導線中間連接一個靈敏電流計，觀察電流計指針偏轉。

[收集證據]組織和參與學生的實驗，指導學生觀察實驗現象。

實驗一：觀察不到燒杯中的溶液變藍色；滴加足量NaOH溶液，未見藍色沉淀。

實驗二：電流計指針發生偏轉。

[形成結論]有電流通過說明導線中有電子通過，說明氫離子得到的電子確實是鋅片失去，然后通過導線傳遞到銅片上的。

[評價反思]讓學生對整個科學探究過程的各個環節進行推敲，思考是否存在邏輯性和科學性的錯誤。有的同學提出，猜想中氣體可能是氧氣或二氧化硫，既然電子是鋅失去的，氫離子為什么不直接在鋅片上得電子，而要在銅片上得電子呢？這個新問題又引起了同學們的強烈探究興趣，激發他們進一步地思考。

當然，科學探究的過程并不一定總是按照上面的順序依次進行的，而是要結合課堂的具體情況具體分析。不過殊途同歸，我們的主要目標都是使學生領悟探究的思想，培養他們進行科學探究的能力，提高他們的科學素養。

〔責任編輯：李爽〕