探究教學法應用于原電池的行動研究

崔雪芹

摘要：以行動研究法開發原電池探究教學課例，借此探索解決探究教學法耗時過多問題的途徑，以促使該方法在高中化學課堂的深入應用。

關鍵詞：原電池；探究教學法；行動研究；探究性程度

文章編號：1008-0546（2014）09-0008-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.09.003

一、問題的提出

高中化學課程改革倡導實施探究教學。但是，長期以來由于學生參與度較高的探究教學相較于傳統教學法往往更加耗時，這使得探究教學在中學的深入應用受到困擾。

由于2010年全國高中化學優質課觀摩評比暨教學改革研討會現場課評比活動，本人的參賽課題是人教版選修4第四章第一節原電池，因此，以原電池探究教學課例開發為例，探索解決探究教學耗時過多問題的途徑。

二、研究方法

首先以文獻法分析已有關于原電池教學課例的特點及不足，之后以行動研究法開發原電池探究教學課例。

三、研究過程

1.已有原電池教學課例的特點及不足

以“原電池”為篇名關鍵詞對中國知網的期刊文獻進行搜索，從中選取有關原電池教學設計的文獻，逐篇分析后發現，由于新課程改革還處于試點階段（2010年前），還沒有專門針對選修四課本原電池教學內容的教學設計。

故而，以“原電池教學設計”為關鍵詞在百度進行搜索，選取針對選修4（必修2課本也有相同教學內容）教學內容及有明確作者（以便對浩如煙海的文獻去蕪存菁）的文獻進行研究，發現已有關于原電池的教學課例有以下兩個特點：

其一，采用探究教學法的案例很多，但課堂探究性較低。考察上述教學設計，在提出假設、驗證假設的方案設計階段，學生的主體參與度很低，多數情況為教師提出假設、方案，學生動手驗證。反映出目前實施的探究教學，學生在動腦階段的主體參與度比動手階段的參與度低，以“做中學”、學生動手為探究教學本質特征的誤解普遍存在。

其二，雙液原電池的優點及鹽橋的作用闡釋不足。必修2學生已學習單液原電池，在此基礎上選修4介紹雙液原電池的原因，在大多數教學設計中沒有得到體現。絕大多數教學設計名為探究鹽橋的作用，實際采用的都是教師提供鹽橋，學生連通雙液原電池的做法，輔助學生理解鹽橋離子通道、離子庫作用的支架不足。

2. 原電池探究教學課例開發的行動研究

針對已有原電池教學課例的上述兩個特點，采用勒溫修正后的螺旋循環行動研究模式（如圖1所示），開發原電池探究教學課例。

（1）第1循環

計劃：在研究的第一輪，擬定從對比單液、雙液原電池的優缺點入手切入新課教學，以突出雙液原電池的特點及優點，使學生理解進一步學習雙液原電池的必要性。同時，設計Pella 第5級[1]探究實驗，突破鹽橋作用這一教學難點。

行動：教學流程設計如下。

主要教學環節為：

觀察：由于學生的動手實驗能力較差，在兩次組裝原電池的環節，耗費大量時間。且由于探究連通雙液的方法設計為Pella 第5級探究，教師提供的支撐不足，學生無從下手，同樣耗費較多時間，而學生依然沒有入手點。

校內專家觀察意見為：新課切入點很好，但應該解決學生動手能力差，導致教學耗時過多的問題。鹽橋作用的探究立意較好，但不符合學生實際，應降低難點。

反思：最早蘊涵探究思想的教學模式是杜威的“問題五步教學”，且探究教學在開展之初多模擬科學探究的基本程序（并誤認為科學探究有固定基本程序）[2]，致使以課堂是否具備完整的探究步驟或學生是否動手“做中學”為探究教學本質特征的誤解普遍存在。事實上探究不因學生動手而發生，它的發生源于教師及學生頭腦、心智的運轉[3]。

而兩次動手組裝原電池的過程，學生耗費時間僅由于動手技能不熟，而這與此活動的設計初衷——組裝原電池以觀察單液原電池的缺點，及在思考克服該缺點的過程中引出、并組裝雙液原電池，以體會其結構特點——的關系并不緊密。

因而，擬采用實驗儀器半組裝化的方法來解決學生動手能力欠缺導致的耗時過多問題。即利用原電池反應器（見圖2），教師在實驗準備階段，將導線與電極、電流表事先連好，學生只需向反應器內注入電解質溶液，觀察實驗現象即可。同理，為雙液原電池組裝階段準備的電極也事先與導線連好。學生的主要精力將不耗費在與實驗目的不相關的無關操作上，以節約教學時間。

同時基于學生的實際能力狀況，改連通雙液方法的Pella 第5級實驗探究為Pella 第4級實驗探究，教師在制定實驗計劃階段以言語啟發的方式提供支架。

（2）第2循環

計劃：在保證課堂探究性的基礎上，按時完成教學任務。

行動：教學流程基本不變，教學主要環節修正處如下：

觀察：學生組裝原電池環節比較順利且耗時不多，達到了設計目的。而探究連通雙液的方法階段，耗時仍然較多。

省、市內專家觀察意見為：課堂整體探究性不高，學生主體參與度不夠。尤其鹽橋作用的探究環節，教師言語引導過多而效果不佳，耗時太多有喧賓奪主之嫌。且最后電極反應式書寫、練習環節與整體脫節。課本第72頁原有【科學探究】活動未得到體現。

反思：整堂課雖然不比傳統教學法耗時更多，但是教師過度言語引導的結果，即是以犧牲學生的主體參與度為代價的，這就喪失了探究教學的靈魂。

反觀課本第72頁【科學探究】活動：用不同的金屬片設計、制作原電池并進行實驗。提示：可以使用的器材包括兩片不同的金屬片，砂紙，濾紙，食鹽水，導線，靈敏電流表。

若放手由學生完成該探究實驗，學生必定會組裝出原電池裝置。這必將與學生的已有認知產生極大的沖突，而這恰是探究欲望的生長點及探究活動的極佳起點。

因此對教學流程作出如下改動：以實物啟發代替言語引導輔助學生完成連通雙液方法的實驗探究，以提供更有效的支撐。

在小結雙液原電池特點后加入課本探究活動，以學生組裝出的原電池為例，介紹原電池電極反應式的書寫方法，使整堂課融為有機的整體。

（3）第3循環

計劃：進一步提升課堂的探究性及連貫性，同時按時完成教學任務。

行動：教學流程變更如下：

教學主要環節修正見右上表。

觀察：連通雙液方法的實驗探究階段的實物啟發非常有效，教學難點得以順利突破，且未耗時過多。學生在完成活動3時熱情高漲，興趣盎然，充分體驗了探究的樂趣。拓展思維的空氣動力電池航標燈的介紹，引發了學生的深入思考。整堂課學生參與度很高而并未耗時過多。

全國高中化學優質課觀摩評比暨教學改革研討會現場課聽眾反饋意見有：教師引導，學生主導體現得非常到位、學生主動參與，熱情高漲、很能體現新課程的理念。

國內專家（四川省教育科學研究所辦公室主任尹團結）對本節課評價的主要內容：好的方面：

（1） 基本達成了知識技能目標、過程方法目標、情感態度價值觀目標

通過本節課的學習，學生能夠理解單液原電池和雙液原電池的差別；通過探究，學生發現了單液原電池的不足，通過尋求改進，發現了雙液原電池需要鹽橋來形成閉合回路。較為完整的體驗了雙液原電池的發現過程和簡單應用，體驗了技術的創新對社會的重要價值。

（2） 以問題為核心，以活動為主線，組織學生進行實驗探究。從發現單液原電池電流不穩定——分析原因——尋找辦法——實驗——總結反思——改進——實驗——直至得出結論，學生主動參與，親身感受知識產生、發展、運用的過程，較好地體現了自主、合作、探究學習要求。

（3） 實驗功能得到較好的發揮。通過探究性實驗，啟迪思維，引發探究，激發討論等功能得到很好的體現，對于提高學生的探究能力和思維能力起到了重要作用。

（4） 學生的興趣和學習積極性得到較好的激發和保持。老師用親切的身體語言，具有啟發性的問題，豐富多彩的活動，及時的鼓勵，較好地調動了學生學習化學的熱情，整節課學生參與度高，學習積極主動，感受到了學習的愉悅。

不足之處：

（1） 本節課安排的內容過多，容量過大，金屬腐蝕類原電池反應及其探究安排時間較少，不夠深入。建議安排專門的時間，探究金屬腐蝕類原電池的工作原理。

（2）鹽橋的作用是本節課的重點之一，但本節課沒有系統地總結單液原電池的工作原理，沒有系統地總結雙液原電池的工作原理，不利于突出原電池的重點內容。

（3）老師引導學生觀察、思維的情況較多，沒有給學生足夠的觀察思考的空間。

反思：由專家及觀眾老師的反饋意見可以看出，開發一節以探究教學法進行的，將雙液原電池的優點及鹽橋的作用闡釋清楚的原電池教學課例的研究目的已經達到。參考專家的建議，本節課還有值得改進之處。

四、研究結論及體會

在不以犧牲課堂探究性為代價的基礎上，綜合采取多種措施使探究教學不比傳統教學法更為耗時是可以實現的。

課例即課題，對教學重點或難點進行課例研發，是促使探究教學在中學的深入應用的有效途徑。需要注意的是，研究成型的課例，在后續使用過程仍需依據學情作出調整。

由于課例開發工作的難度及強度都較大，個人從事研究的過程還應爭取備課組、科組甚至市內、省內專家的幫助和支持。課例開發的行動研究，是一項自己栽樹自己乘涼的活動，且有利于教師自身的專業發展，值得一線老師從事。

參考文獻

[1] 馬勇軍.國內外“科學探究活動”教材設計研究的比較與啟示[J]. 環球市場信息導報，2011，（7）：26-29

[2] 徐學福.科學探究與探究教學[J]. 課程·教材·教法，2002，（12）：20-23

[3] William P B，Michael L，Anton E L. Classroom management for successful student inquiry [J].The Clearing House，2002，（5）：248-252

因此對教學流程作出如下改動：以實物啟發代替言語引導輔助學生完成連通雙液方法的實驗探究，以提供更有效的支撐。

在小結雙液原電池特點后加入課本探究活動，以學生組裝出的原電池為例，介紹原電池電極反應式的書寫方法，使整堂課融為有機的整體。

（3）第3循環

計劃：進一步提升課堂的探究性及連貫性，同時按時完成教學任務。

行動：教學流程變更如下：

教學主要環節修正見右上表。

觀察：連通雙液方法的實驗探究階段的實物啟發非常有效，教學難點得以順利突破，且未耗時過多。學生在完成活動3時熱情高漲，興趣盎然，充分體驗了探究的樂趣。拓展思維的空氣動力電池航標燈的介紹，引發了學生的深入思考。整堂課學生參與度很高而并未耗時過多。

全國高中化學優質課觀摩評比暨教學改革研討會現場課聽眾反饋意見有：教師引導，學生主導體現得非常到位、學生主動參與，熱情高漲、很能體現新課程的理念。

國內專家（四川省教育科學研究所辦公室主任尹團結）對本節課評價的主要內容：好的方面：

（1） 基本達成了知識技能目標、過程方法目標、情感態度價值觀目標

通過本節課的學習，學生能夠理解單液原電池和雙液原電池的差別；通過探究，學生發現了單液原電池的不足，通過尋求改進，發現了雙液原電池需要鹽橋來形成閉合回路。較為完整的體驗了雙液原電池的發現過程和簡單應用，體驗了技術的創新對社會的重要價值。

（2） 以問題為核心，以活動為主線，組織學生進行實驗探究。從發現單液原電池電流不穩定——分析原因——尋找辦法——實驗——總結反思——改進——實驗——直至得出結論，學生主動參與，親身感受知識產生、發展、運用的過程，較好地體現了自主、合作、探究學習要求。

（3） 實驗功能得到較好的發揮。通過探究性實驗，啟迪思維，引發探究，激發討論等功能得到很好的體現，對于提高學生的探究能力和思維能力起到了重要作用。

（4） 學生的興趣和學習積極性得到較好的激發和保持。老師用親切的身體語言，具有啟發性的問題，豐富多彩的活動，及時的鼓勵，較好地調動了學生學習化學的熱情，整節課學生參與度高，學習積極主動，感受到了學習的愉悅。

不足之處：

（1） 本節課安排的內容過多，容量過大，金屬腐蝕類原電池反應及其探究安排時間較少，不夠深入。建議安排專門的時間，探究金屬腐蝕類原電池的工作原理。

（2）鹽橋的作用是本節課的重點之一，但本節課沒有系統地總結單液原電池的工作原理，沒有系統地總結雙液原電池的工作原理，不利于突出原電池的重點內容。

（3）老師引導學生觀察、思維的情況較多，沒有給學生足夠的觀察思考的空間。

反思：由專家及觀眾老師的反饋意見可以看出，開發一節以探究教學法進行的，將雙液原電池的優點及鹽橋的作用闡釋清楚的原電池教學課例的研究目的已經達到。參考專家的建議，本節課還有值得改進之處。

四、研究結論及體會

在不以犧牲課堂探究性為代價的基礎上，綜合采取多種措施使探究教學不比傳統教學法更為耗時是可以實現的。

課例即課題，對教學重點或難點進行課例研發，是促使探究教學在中學的深入應用的有效途徑。需要注意的是，研究成型的課例，在后續使用過程仍需依據學情作出調整。

由于課例開發工作的難度及強度都較大，個人從事研究的過程還應爭取備課組、科組甚至市內、省內專家的幫助和支持。課例開發的行動研究，是一項自己栽樹自己乘涼的活動，且有利于教師自身的專業發展，值得一線老師從事。

參考文獻

[1] 馬勇軍.國內外“科學探究活動”教材設計研究的比較與啟示[J]. 環球市場信息導報，2011，（7）：26-29

[2] 徐學福.科學探究與探究教學[J]. 課程·教材·教法，2002，（12）：20-23

[3] William P B，Michael L，Anton E L. Classroom management for successful student inquiry [J].The Clearing House，2002，（5）：248-252

因此對教學流程作出如下改動：以實物啟發代替言語引導輔助學生完成連通雙液方法的實驗探究，以提供更有效的支撐。

在小結雙液原電池特點后加入課本探究活動，以學生組裝出的原電池為例，介紹原電池電極反應式的書寫方法，使整堂課融為有機的整體。

（3）第3循環

計劃：進一步提升課堂的探究性及連貫性，同時按時完成教學任務。

行動：教學流程變更如下：

教學主要環節修正見右上表。

觀察：連通雙液方法的實驗探究階段的實物啟發非常有效，教學難點得以順利突破，且未耗時過多。學生在完成活動3時熱情高漲，興趣盎然，充分體驗了探究的樂趣。拓展思維的空氣動力電池航標燈的介紹，引發了學生的深入思考。整堂課學生參與度很高而并未耗時過多。

全國高中化學優質課觀摩評比暨教學改革研討會現場課聽眾反饋意見有：教師引導，學生主導體現得非常到位、學生主動參與，熱情高漲、很能體現新課程的理念。

國內專家（四川省教育科學研究所辦公室主任尹團結）對本節課評價的主要內容：好的方面：

（1） 基本達成了知識技能目標、過程方法目標、情感態度價值觀目標

通過本節課的學習，學生能夠理解單液原電池和雙液原電池的差別；通過探究，學生發現了單液原電池的不足，通過尋求改進，發現了雙液原電池需要鹽橋來形成閉合回路。較為完整的體驗了雙液原電池的發現過程和簡單應用，體驗了技術的創新對社會的重要價值。

（2） 以問題為核心，以活動為主線，組織學生進行實驗探究。從發現單液原電池電流不穩定——分析原因——尋找辦法——實驗——總結反思——改進——實驗——直至得出結論，學生主動參與，親身感受知識產生、發展、運用的過程，較好地體現了自主、合作、探究學習要求。

（3） 實驗功能得到較好的發揮。通過探究性實驗，啟迪思維，引發探究，激發討論等功能得到很好的體現，對于提高學生的探究能力和思維能力起到了重要作用。

（4） 學生的興趣和學習積極性得到較好的激發和保持。老師用親切的身體語言，具有啟發性的問題，豐富多彩的活動，及時的鼓勵，較好地調動了學生學習化學的熱情，整節課學生參與度高，學習積極主動，感受到了學習的愉悅。

不足之處：

（1） 本節課安排的內容過多，容量過大，金屬腐蝕類原電池反應及其探究安排時間較少，不夠深入。建議安排專門的時間，探究金屬腐蝕類原電池的工作原理。

（2）鹽橋的作用是本節課的重點之一，但本節課沒有系統地總結單液原電池的工作原理，沒有系統地總結雙液原電池的工作原理，不利于突出原電池的重點內容。

（3）老師引導學生觀察、思維的情況較多，沒有給學生足夠的觀察思考的空間。

反思：由專家及觀眾老師的反饋意見可以看出，開發一節以探究教學法進行的，將雙液原電池的優點及鹽橋的作用闡釋清楚的原電池教學課例的研究目的已經達到。參考專家的建議，本節課還有值得改進之處。

四、研究結論及體會

在不以犧牲課堂探究性為代價的基礎上，綜合采取多種措施使探究教學不比傳統教學法更為耗時是可以實現的。

課例即課題，對教學重點或難點進行課例研發，是促使探究教學在中學的深入應用的有效途徑。需要注意的是，研究成型的課例，在后續使用過程仍需依據學情作出調整。

由于課例開發工作的難度及強度都較大，個人從事研究的過程還應爭取備課組、科組甚至市內、省內專家的幫助和支持。課例開發的行動研究，是一項自己栽樹自己乘涼的活動，且有利于教師自身的專業發展，值得一線老師從事。

參考文獻

[1] 馬勇軍.國內外“科學探究活動”教材設計研究的比較與啟示[J]. 環球市場信息導報，2011，（7）：26-29

[2] 徐學福.科學探究與探究教學[J]. 課程·教材·教法，2002，（12）：20-23

[3] William P B，Michael L，Anton E L. Classroom management for successful student inquiry [J].The Clearing House，2002，（5）：248-252