用指導發(fā)現(xiàn)法為共學共研困難課題“保駕護航”

葛珊珊　嚴濟良

摘要：指導發(fā)現(xiàn)法是教師指引學生積極主動地進行發(fā)現(xiàn)學習的教學方法，通常認為它只適合新知識教學。通過討論和實踐嘗試，證明指導發(fā)現(xiàn)法不但也適用于復習教學，而且可以為學生共學共研困難課題起‘保駕護航”作用。“溶液中的離子反應”專題復習含有弱電解質(zhì)電離、鹽類水解、沉淀溶解平衡三大知識難點，學習要求較高，從情境創(chuàng)設、問題設計、組織形式和環(huán)境支持等方面介紹了該課例的教學設計。初步總結了用指導發(fā)現(xiàn)法支持共學共研的經(jīng)驗。

關鍵詞：指導發(fā)現(xiàn)法；共學共研；復習課；教學設計

文章編號：1005-6629（2016）1-0045-04 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

1.背景

1.1指導發(fā)現(xiàn)法簡介

“發(fā)現(xiàn)學習”是美國教育心理學家布魯納在《教育過程》中提出來的一種教學方法。布魯納非常強調(diào)和重視學生學習的主動性。他認為學習是一個積極主動的認識過程，學習者不是被動地接受知識，而是主動地獲取知識，并通過把新獲得的知識和已有的認知結構聯(lián)系起來，積極地建構其知識體系。與接受學習相比，發(fā)現(xiàn)學習可以充分發(fā)揮學生在課堂中的學習積極性和參與度。上世紀80年代初“發(fā)現(xiàn)學習法”傳到我國后，曾有人結合我國的實際提出“指導發(fā)現(xiàn)法”，可惜未引起重視和得到推廣。目前，有研究者對發(fā)現(xiàn)學習和接受學習進行整合，把發(fā)現(xiàn)學習進一步分為單純發(fā)現(xiàn)和指導發(fā)現(xiàn)，使“指導發(fā)現(xiàn)”再次引起注意。

跟單純發(fā)現(xiàn)學習中學習者自行探索問題沒有任何指引和反饋不同，在指導發(fā)現(xiàn)學習中，教師會對學習者的學習進行監(jiān)督并給予指導，其實施過程通常先由教師引導學生了解和認識需要解決的問題，然后由學生自己作出解決問題的假設，選擇和收集驗證材料；最后，由學生進行討論交流，自己總結出正確結論。

通常認為指導發(fā)現(xiàn)法只適合于新知識的學習，但筆者發(fā)現(xiàn)它也適用于復習課。本文即以“溶液中的離子反應”復習課教學設計為例討論指導發(fā)現(xiàn)法在化學復習課中的應用。

1.2化學復習課引入指導發(fā)現(xiàn)法的意義

我校近年來以研究、實踐“自治自動，共學共研”教育教學模式為抓手，推進課堂教學改革，努力培養(yǎng)學生的自治、自學能力。可是，有些教學內(nèi)容難度較大，例如“溶液中的離子反應”專題復習的內(nèi)容包含有弱電解質(zhì)電離、鹽類水解、沉淀溶解平衡三大知識難點，而且又強調(diào)綜合運用，對學生把握問題分析的主次因素提出了較高要求，歷來是復習的難點和重點之一。這類困難課題能不能讓學生“共學共研”、怎樣才能搞好困難課題的“共學共研”成為一個必須解決好的關鍵性問題。

經(jīng)過反復思考、討論，我們認為，復習課的主要目的有三個方面：一是鞏固習得的知識，將其內(nèi)化到學生的知識體系中去，形成自身的知識網(wǎng)絡；二是掌握解決問題的基本方法，就相關知識內(nèi)容學會發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題；三是提高學生的思維能力，培養(yǎng)分析、對比、總結的思考習慣。指導發(fā)現(xiàn)法對化學復習課的任務達成有著非常明顯的優(yōu)勢，因為在發(fā)現(xiàn)學習的過程中，學生可以鞏固已經(jīng)習得的知識，促進知識記憶的持久性，還可以靈活地運用已有知識解決類似的問題，實現(xiàn)知識的遷移應用，逐漸掌握發(fā)現(xiàn)問題、提出問題和解決問題的策略和方法，發(fā)現(xiàn)相應知識領域里潛在的原理，并推測有關知識在新情境中的運用。至于一些驗證假設需要、但對學生有困難的資料，可以由教師事先準備好，在學生提出要求時提供給他們。

從學生的情感體驗考慮，發(fā)現(xiàn)學習法需要創(chuàng)設適當?shù)膶W習情境，從而有利于鼓勵學生積極探索、共同研究，如若教師對學生的假設和思考能夠給予及時的引導和贊賞，學生學習的積極性、靈活性都會大大增強。在這樣的學習環(huán)境下學生可以增強自信、培養(yǎng)興趣、提升能力。

綜上所述，在化學復習課中引入發(fā)現(xiàn)學習法可以為學生“共學共研”困難課題“保駕護航”，有效地促進學生逐步實現(xiàn)自主學習，是具有十分重要的意義的。

2.在化學復習課中引入指導發(fā)現(xiàn)法的實例

2.1課題分析

“溶液中的離子反應”專題的知識內(nèi)容包含有弱電解質(zhì)電離、鹽類水解、沉淀溶解平衡三大難點，強調(diào)綜合運用，對學生把握問題分析的主次因素提出了較高的要求。采用指導發(fā)現(xiàn)法可以讓學生在實際問題的分析過程中，真正掌握靈活運用幾個化學原理的思路。

2.2情境創(chuàng)設

教師在上課前3個月選擇了幾種綠色植物進行水培，請學生定期給植物加水培營養(yǎng)液。在離開土壤的情況下，植物依然郁郁蔥蔥，使學生對水培營養(yǎng)液的成分產(chǎn)生了興趣。課堂的情境就從水培營養(yǎng)液開始，根據(jù)學生興趣所在，請他們分析水培營養(yǎng)液的pH以及產(chǎn)生酸堿性的原因，分析常用營養(yǎng)成分混用的結果，分析與殺菌劑混用的結果等問題，讓學生始終處于對實際問題的思考過程中，力求使學生產(chǎn)生探索樂趣和獲得成就的自信。

2.3問題設計

問題設計是發(fā)現(xiàn)學習法的核心環(huán)節(jié)。通過科學地設計問題可以帶動學生思考和研究、梳理思路。本次復習課設計了以下幾個問題：

問題一：A[NH4HCO3]、B[（NH4）2HPO4]和C[NH4H2PO4]是常用的3種肥料。

（1）用pH試紙分別測試A、B、C溶液的pH，記錄實驗結果并填寫下表。寫出每種鹽的陰陽離子的電離平衡方程式和水解平衡方程式。根據(jù)實驗現(xiàn)象，用★標出對溶液酸堿性占主導因素的反應。

設計思路：陽離子銨根離子水解是這幾種鹽的共性，陰離子的電離和水解的相對強度不同導致A、B、C溶液分別呈現(xiàn)堿性、堿性和酸性。學蚵以通過分析得知A、B中陰離子以水解為主，所以溶液才呈現(xiàn)堿性，而C呈現(xiàn)酸性的原因?qū)W生可能認為是陰離子以電離為主導致的，也可能是銨根離子水解占主導。下面建議學生進一步通過數(shù)據(jù)分析來深化認識。

（2）請采用數(shù)據(jù)分析法判斷溶液的酸堿性。（提供常見酸堿電離平衡常數(shù)表）

設計思路：首先根據(jù)電離平衡常數(shù)計算水解平衡常數(shù)，比較相對大小，得知A、B陰離子以水解為主，C陰離子以電離為主，這時可以確定C溶液呈現(xiàn)酸性。對于A溶液，學生可以使用碳酸的K數(shù)據(jù)與一水合氨的Kh比較相對大小，發(fā)現(xiàn)K

（3）常見的氮肥有銨態(tài)氮肥和硝態(tài)氮肥兩種，銨根離子和硝酸根離子對水培液酸堿性存在怎樣的影響？農(nóng)學專家告訴我們：長期使用硫酸銨會使土壤酸化，但是使用硝酸鈉也會使得土壤堿化，為什么？

設計思路：學生根據(jù)所學的化學知識得知硫酸銨溶液是酸性的、硝酸鈉溶液是中性的，發(fā)現(xiàn)農(nóng)學專家的話與已有知識矛盾。這里教師補充生理酸}生鹽和生理堿性鹽的知識：植物培養(yǎng)在含NaNO3的溶液中時，植物對NO3的吸收要比對鈉離子的吸收多。植物在吸收環(huán)境中的NO3時，根細胞釋放出的HCO3與之交換，導致環(huán)境中HCO3濃度增加，溶液pH上升。NaNO3這樣的鹽稱為生理堿性鹽。植物培養(yǎng)在含（NH4）2SO4的溶液中時，作物吸收其中的NH4多于SO4，作物代換出H+使土壤酸性提高。（NH4）2SO4這樣的鹽稱為生理酸性鹽。

通過這一系列的問題，學生嘗試全面分析酸式鹽的電離和水解，通過實驗現(xiàn)象鑒定和平衡常數(shù)分析，從不同的角度確立同一個觀點：鹽溶液中的電離平衡和水解平衡往往同時存在，相互競爭，有些程度稍強，有些程度稍弱，其強弱決定了溶液的性質(zhì)。并且通過學科知識融合的現(xiàn)實問題，形成一個觀念：現(xiàn)實中的問題往往沒有學科界限，我們在思考時要注意多學科知識的交叉融合。

問題二：水培營養(yǎng)液往往不是單一肥料的溶液，硝酸鈣是常用于給植物補充鈣、氮元素的試劑，讓我們嘗試將上述肥料與硝酸鈣溶液混合。

（1）在三支試管中各取一滴管A、B、C溶液，分別加入一滴管硝酸鈣溶液，記錄實驗現(xiàn)象，分析產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。

設計思路：實驗中A、B溶液中出現(xiàn)了渾濁，C溶液中無現(xiàn)象。學生在問題一的分析中確認了NH4HCO3中的HCO3以水解為主，所以對這個問題的分析產(chǎn)生了分歧：有學生認為此時的渾濁是氫氧化鈣，水解產(chǎn)生的大量OH-與Ca2+產(chǎn)生了微溶物Ca（OH）2，有學生則認為是碳酸鈣，因為CaCO3的溶解度比Ca（OH）2更小，CaCO3的生成令之前的平衡體系發(fā)生變化，HCO3以電離為主。通過過濾洗滌沉淀并加鹽酸觀察是否有氣體生成的方法可以確定是否生成了CaCO3。

（2）用盡量多的方案檢測碳酸鈉和碳酸氫鈉固體。

設計思路：用氯化鈣鑒別CO3和HCO3曾經(jīng)是學生認為可行的方案，但是根據(jù)問題二的研究，學生發(fā)現(xiàn)這樣的方案未必可行，當溶液濃度比較大的時候，即使是HCO3也會與Ca3+反應產(chǎn)生CaCO3沉淀。

通過這個問題的研究，學生得到一個結論：鹽溶液中的各種平衡在條件改變時，其相對強弱也會發(fā)生變化。在與之前知識的整合過程中，學生進一步鞏固了在條件變化時平衡也會移動的特點。

問題三：為了殺除水中的細菌，水培營養(yǎng)液中往往還混合有硫酸銅溶液。在三支試管中各取一滴管A、B、C溶液，分別加入_滴管硫酸銅溶液，記錄實驗現(xiàn)象，分析產(chǎn)生現(xiàn)象的原因。

設計思路：這個問題的分析結果會比較多元化，比如A溶液中的渾濁就有三種思路：氫氧化銅、碳酸銅或兩者的混合物。這里教師不必急于給出答案，學生可以課后查閱相關數(shù)據(jù)設計實驗，或者查閱相關文獻了解前人的研究結果。教師只要激起學生的思維火花，這些研究的樂趣和過程遠比結果重要。學生在研究的過程中，更加鞏固了溶液中電離、水解在一定條件下同時存在、相互競爭和相互影響的觀念，并且嘗試分析復分解反應、雙水解的相互競爭和相對強弱，最終得到一個總結論：考慮溶液中的離子反應問題要有全局觀，既要系統(tǒng)分析，也要善于抓住主要矛盾。

2.4組織形式

本節(jié)課采用“共學共研”的學習模式。在每個問題的活動中依次進行下列活動：獨立思考-組內(nèi)交流-班級展示-共同研究-產(chǎn)生結論。共學共研學習模式需要教師選擇恰當?shù)膬?nèi)容、時機和方式，可以全課使用，也可以選擇部分環(huán)節(jié)使用，在使用時要給學生充分的獨立思考時間，只有經(jīng)過獨立的思考，學生才有自己的理解，才會有話可說，才有助于深入討論問題。組內(nèi)交流時，學生求同存異，各自闡述自己的不同觀點，組內(nèi)形成互相認同的一個或者幾個答案，由一個小組代表向其他組介紹本組的研究結果。班級共同研究環(huán)節(jié)是一個相互辯論和再思考的過程，教師也可以參與到討論中來，對學生發(fā)現(xiàn)的情況做及時的掌控，師生、生生之間相互補充、相互啟發(fā)、相互評議，引導學生把握關鍵問題，以達到訓練思維品質(zhì)，發(fā)展學生智力的目的。教師在實施的過程中，要注意能讓學生操作的、總結的、發(fā)現(xiàn)的，決不由教師越俎代庖。

2.5環(huán)境支持

為了更好地幫助學生在課堂上進行交流討論，教師首先要設計合理的分組，在每組學生當中合理設置人員分工，取長補短，便于互相討論研究。

課堂的硬件設備也要配合學生的展示要求，可以選用實物投影、IPAD或者點陣筆等設備提供支持。本節(jié)課使用的是點陣筆，學生在書寫交流活動單的同時，教師可以通過投影實時展示全班各組學生的交流情況，并選取其中具有代表性的活動單請其展示交流，在其他學生給予評論之后還可以在投影上及時補充和批閱，非常方便。

在課后，學校還要提供充足的學習資源方便學生進行自學和研究。學校圖書館應該配備有各種化學工具手冊供學生查閱、購買知網(wǎng)賬戶供學生查閱前人研究成果。

教師和學生之間還應該建立導師制，使學生在課后的研究過程中可以得到切實的指導和建議。

3.總結和思考

3.1化學復習課中運用指導發(fā)現(xiàn)法必須讓學生首先產(chǎn)生感興趣的困惑

孔子曰：“不憤不啟，不悱不發(fā)，舉一隅不以三隅反，則不復也。”只有當學生進入積極的思維狀態(tài)，心欲知而未知，口欲言而不能言的時候，教師適當?shù)剡M行啟發(fā)和誘導，才能收到舉一反三的效果。如果學生沒有“憤”、“悱”的學習心理，缺乏了學習動力的支撐，難以產(chǎn)生積極思維，此時的教學必然是低效的。所以說，指導發(fā)現(xiàn)法必須建立在這樣積極的思維狀態(tài)之下，呈現(xiàn)合適的學習材料，讓學生產(chǎn)生困惑。學生才有興趣去發(fā)現(xiàn)和研究，這樣的復習效果才能得到保證。

3.2指導發(fā)現(xiàn)法有利于實行“共學共研”，使學生的個體發(fā)展和集體共同進步相結合

使用指導發(fā)現(xiàn)法的復習課，重視學習的過程，尊重學習的個體差異，是獨立探究基礎上的合作學習，有利于學生個體的可持續(xù)性發(fā)展。小組中不同思維品質(zhì)學生的搭配合作，學生之間思維的相互啟迪，對思維能力較低學生的學習是有益的。我們還發(fā)現(xiàn)，小組合作的討論方式給一些膽怯的學生提供了較為安全的討論環(huán)境，讓本來沉默的他們暢所欲言，對他們的能力提升有很大的幫助。

3.3使用發(fā)現(xiàn)法開展化學復習課教學必須激活課堂的民主對話

傳統(tǒng)化學復習課中，“講練結合”、“精講多練”，無不把教師的“講”放在重要位置。課堂中，學生是教師的聽眾，是教師灌輸?shù)氖荏w，是被動接受知識的“容器”。發(fā)現(xiàn)法的精髓是將學習和思考的過程呈現(xiàn)出來，交流的不僅僅是內(nèi)容，還有方法和思路。這樣的交流必須建立在民主對話的基礎上，否則學生有想法沒有講述的時間和空間，就很難互相碰撞出思想的火花。教師不但要具有民主對話的意識，還要注意積累、提高引導民主對話的技巧和能力。