薩奇曼探究訓練教學模式在化學教學中的應用

阮秀云王后雄

（華中師范大學化學教育研究所　湖北武漢　430079）

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薩奇曼探究訓練教學模式在化學教學中的應用

阮秀云王后雄

（華中師范大學化學教育研究所湖北武漢430079）

摘要：薩奇曼探究訓練教學模式是通過發現和提問的方式來向學生傳授問題解決策略的一種現代教學模式。薩奇曼探究訓練教學模式應用于化學教學能夠有效提高學生的自主學習能力、解決問題的能力，有助于學生科學素養的培養和提升。薩奇曼探究訓練教學模式對中學化學教學有很強借鑒意義。

關鍵詞：薩奇曼；探究訓練；化學教學

2001年，我國制定的化學課程標準明確提出培養和提高學生的科學素養是課程改革的重要目標。科學素養的培養不僅要求學生掌握學科的基礎知識、基本技能，對過程和方法有一定的了解，還要求學生具有創新精神和探究能力，形成正確的科學態度與價值觀。科學探究是全面培養和提高學生科學素養的重要途徑之一。化學作為一門以實驗為基礎的自然科學，在化學教學中運用探究教學對發揮學生的主體性，培養學生的獨立性、科學思維、探究能力具有非常重要的作用。薩奇曼探究訓練教學模式對化學探究教學有著很好的借鑒價值。

一、薩奇曼探究訓練教學模式

薩奇曼探究訓練教學模式是由美國教學法專家理查德·薩奇曼教授提出的。薩奇曼認為，人天生就有一種對陌生的事物或疑難問題產生好奇并進行研究的傾向，這是一種內在的心理探究欲望。教師在教學中應該很好地利用學生的這種與生俱來的內在的心理探究欲望，讓學生體驗科學探究的過程，了解探究事物的方法，并掌握這些過程和方法進而利用它們獲得知識，培養學生獨立學習和研究的能力。

1.理論基礎

美國心理學家斯騰伯格指出，在學校中提出的問題與日常生活中遇到的問題，兩者之間有很大的不同。例如，日常生活中的問題是不確定的，解決問題需要的信息以及問題的答案也是模糊不清的。薩奇曼探究模式就是試圖把兩種問題解決統一起來的教學理論之一。另外，心理學家布魯納提出在探究和發現中學習可以強化學生的理智能力，使學生的學習動機發生由外部獎勵向內部獎勵的轉變，在學習的過程中，使學生學習探究和發現的方法，還有助于學生對信息的記憶。斯騰伯格和布魯納等教育家的理論對薩奇曼探究訓練模式的提出產生了很大影響。薩奇曼探究模式提倡模擬再現科學家解決問題的過程，幫助學生掌握探究、解釋某種現象的方法，進而培養學生在真實生活情境中發現、分析、解決問題的能力。所以，科學家遭遇疑難情境，搜集和處理所需資料，最終達到問題解決的探究過程成為薩奇曼探究模式的基礎。薩奇曼認為，科學家這種用來解決問題、探尋未知事物的理智策略是可以傳授給學生的，這成為薩奇曼探究模式建立的前提。要達到很好地培養學生探究能力的目的必須按照一定的步驟進行訓練，因而就形成了探究訓練教學模式［1］。

2.教學程序

通過對薩奇曼探究訓練教學模式的學習與理解，該模式的教學程序一般包括以下六個步驟。

（1）選擇情境提出問題

教師選擇的問題，必須能夠對學生產生刺激，引起學生的興趣，讓學生產生探究問題的動機。而問題的提出，可以借助一定的情境。通過創設情境來提出問題，可以讓學生更加自然的接受問題，而且可以體現問題的趣味性與內在知識的應用性。對于創設的情境可以選擇學生可感知的直觀情境，也可以是與學生生活經驗密切相關的情境，也可以是從知識和資料背景入手設置情境［2］。

（2）介紹程序呈現問題

在學習活動開始前，教師應向學生對探究過程的相關問題進行介紹。例如，整個學習過程分幾個步驟，在過程中應遵循哪些規則，對某些環節有哪些建議等。這樣，學生會對教學過程有大致的了解，對如何去尋找問題的解決方案更加明確。之后，教師要把選擇的問題進行呈現，讓每個學生明確將要研究的問題，帶著問題進入學習狀態。

（3）提出假設搜集資料

假設就是針對問題，提出的可能的解決方案、問題的答案或解釋。在這個環節中，教師要鼓勵學生在已學知識的基礎上，結合自己的學習和生活經驗，進行大膽的設想。學生在作出假設之后，根據假設收集資料。在搜集資料的過程中，可以通過向教師提問的方式，獲得更多的信息。但是在該階段，教師對學生提出的問題只能回答“是”或“否”，為學生澄清問題，對資料進行篩選。教師作為資料的提供者參與教學活動。同時，如果有需要，學生也可以進行相互討論。若收集的資料無法證明或否定了自己作出的假設，學生需要重新作出假設或對原假設進行修改，然后再進行資料收集工作。所以，這個階段是一個“提出假設-搜集資料-提出假設”的循環過程［3］。

（4）驗證假設得出結論

學生根據問題大膽的提出多種假設，并根據假設搜集了大量資料，對于假設的正確性，需要學生聯系獲得的資料、信息進行分析、推理及解釋，最終全班決定是否接受。在這個環節中，學生可以通過設計、實施實驗或參閱其他資料對提出的假設進行檢驗。如果假設得到了驗證，就得到了相應的結論；如果假設無效，就要再次進行上個階段“提出假設-搜集資料-提出假設”的不斷循環。

（5）解釋理論遷移應用

當學生提出的假設，經過驗證，得出結論之后，教師要引導學生對理論進行解釋。例如，所得理論要遵循的原則，應用時需要的條件，起到的效果以及在其他情境中應用時的預測性價值等。在形成系統的解釋之后，教師要進一步指導學生對這一理論進行遷移應用。

（6）反思過程提高技能

薩奇曼認為，探究式教學不應該只是教師的一種教學方式，更應該成為學生學習的內容。所以，在薩奇曼探究訓練教學模式的最后一個階段，教師要帶領全體學生對經歷的探究過程進行反思總結，讓學生重新認識自己的探究過程，回顧在探究過程中用了哪些方法，哪些方法相對有效，今后應怎樣進行改進。為了提高學生的探究技能，這個階段是必不可少的。

二、應用探索

根據薩奇曼的探究訓練模式，選取了“銅與濃硫酸反應”為例，進行了教學設計，如表1所示。銅與濃硫酸反應過程復雜，會有多種中間產物生成，但在中學階段，對主要反應進行探究，做到適度引導，防止學生知識混亂。

表1教學設計

提出假設搜集資料驗證假設得出結論學生：加熱結束后，銅絲變黑，是不是反應中生成了一種黑色的物質覆蓋在了銅的表面?教師：是。學生：銅的化合物中，氧化銅是黑色的，黑色的物質是氧化銅嗎?教師：設計實驗，驗證一下。學生：反應后溶液顯黑色，是溶液濃度太大，顏色太深嗎?加入水之后，稀釋變藍色?教師：不是。濃度過大會影響溶液顏色，但在本實驗中不是主要因素。學生：水是反應物嗎?教師：不是。學生：水是起稀釋作用嗎?教師：是。學生：那可不可以認為，溶液加入水后，又發生了反應，但水沒參與反應。教師：是的。學生：硫酸銅溶液是藍色的，是濃硫酸被稀釋后與物質反應生成硫酸銅?教師：是。學生：溶液顯黑色，溶液內可能含有氧化銅?教師：設計實驗，驗證一下。學生通過假設、提問、收集資料，能夠確定以下幾個可能的結論：①銅與濃硫酸反應生成二氧化硫氣體；②銅與濃硫酸反應生成氧化銅；③氧化銅與稀硫酸反應得到硫酸銅。設計以下實驗，進行驗證。a.加熱褪色后的品紅溶液，觀察現象。溶液恢復紅色，證明產生的氣體是二氧化硫。b.將反應后的銅絲浸入稀硫酸中，觀察現象。可以觀察到銅絲表面黑色固體溶解，溶液變為藍色。證明黑色物質為氧化銅。c.將加熱反應后的黑色溶液中倒入稀硫酸，觀察現象。溶液變為藍色，證明反應后的液體因為含有氧化銅，所以呈現黑色。通過學生進行以上探究，假設得到驗證，得到相應結論。反思過程提高技能鼓勵學生設計實驗，提高學生歸納總結能力。經過一系列的分析、推理、驗證，可以得到銅與濃硫酸反應發生了兩步反應，化學方程式：Cu+ H2SO4（濃）=△=CuO+H2O+SO2↑CuO+H2SO4=CuSO4+H2O所以這個過程總反應就可以表示為教材中呈現的化學反應方程式：Cu+2H2SO4（濃）=△=CuSO4+2H2O+SO2↑鼓勵學生嘗試進行解釋，分析化合價的變化，電子得失情況，得出濃硫酸作氧化劑，表現出了氧化性，同時也體現了酸性。引導學生思考反應是否必須在加熱條件下進行，稀硫酸有沒有氧化性，實驗中銅與濃硫酸的量對實驗有沒有影響等等。另外，通過為學生提供一些典型例題，加強學生對內容理解，學會應用。解釋結論遷移應用教師帶領全班學生回憶整個教學過程，提高了哪些能力，有哪些收獲。鼓勵學生思考本節課還有哪些不足，哪些地方需要改進，哪些現象未能觀察到等。例如，實驗過程中有白色煙霧產生，該如何解釋；實驗裝置是否合理，需不需要尾氣處理裝置，防倒吸等等。1.提高學生觀察現象，描述現象的能力2.培養學生質疑的能力，分析問題、推理問題的能力。3.讓學生獨立學習，進行自主探究。1.讓學生體驗由現象出發到形成概念的過程。2.加強學生知識運用的能力。明確探究過程、探究方法，提高學生探究技能。

3.薩奇曼探究訓練教學模式應用策略

薩奇曼探究訓練教學模式側重于解釋事情為什么會這樣發生，結果為什么是這樣的問題，所以，基本原理及基本觀點的教學比較適合運用該模式，對于基本概念的教學顯然不太合適［1］。化學作為一門自然學科，涉及物質及其變化的原理性知識有很多，所以，將薩奇曼探究訓練教學模式運用于化學教學中有很重要的價值。但是任何一種理論的建立都有特定的情境，也有其局限性。因而，在運用某種理論時，我們要有一定的策略，才能更好地發揮它的作用。

（1）選擇合適內容，避免模式泛用

再好再完善的理論或模式也不是萬能的，誠如上文所說，不是所有的教學內容都適合采用薩奇曼探究訓練教學模式，教師在教學過程中不能片面地為了追求教學上所謂的“先進”，過度利用薩奇曼探究模式。薩奇曼探究訓練模式的教學步驟不一定全部都用，教師要根據自己教學的實際情況進行取舍。另外，教師在運用前應該明確薩奇曼探究訓練教學模式適于解決的問題，即適用對象。在此基礎上，對教材進行分析，在教材中選擇合適的內容，并從學生已有知識和經驗出發，最終確定是否可以利用該種模式。只有這樣才能真正達到優化教學的目的。

（2）多方獲取資料，允許學生犯錯

在薩奇曼探究訓練教學模式中，充分體現了教師的主導作用及學生的主體地位，打破了“教師教，學生學”的灌輸式傳統教學模式。首先，教師要提出恰當的可探究的問題。然后，在探究訓練過程中，教師要對學生提問的問題給予“是”或“否”的回答。所以，教師在課前需要多渠道，多方面的獲取資料，能夠回答學生的各種提問，對學生搜集資料、尋找答案，真正起到引導作用。另外，探究是所有學生的探究，不是少數人的探究。教師在教學過程中要充分調動學生的積極性，允許學生各種大膽的猜想假設，允許學生有與設想不一樣的問題，允許學生犯錯，只有這樣才能充分發揮學生的想象力，提高學生的思維能力。

（3）注重獲得知識，重視探究過程

薩奇曼探究訓練教學模式在教學中的運用應該更強調理解的質，而不僅是信息的量［4］。在教學中任何理論的應用都是為教學質量，為學生服務的。通過教學，使學生獲得大量知識是非常重要的，但對于學生來說，掌握知識獲得的方法是否更重要呢?薩奇曼探究訓練模式的目的就是通過探究訓練的過程，培養學生獨立學習，發現、分析、解決問題的能力，使學生形成一定的科學思維，具有創新精神和探究能力，進而能夠將這些方法與能力遷移到其他情境中去。所以，教師在運用薩奇曼探究訓練教學模式時，最后一個步驟——分析探究過程是非常必要的，要引導學生對整個過程進行反思，而不是在學生得到結論后就結束教學。

薩奇曼探究訓練教學模式是通過教師提出問題，師生間提問獲取資料，經過一系列假設、收集資料、再假設的循環，向學生傳授問題解決策略的一種模式。在化學教學中科學地應用薩奇曼探究訓練模式能夠很好地發揮學生的主動性，體現學生的主體地位，充分調動學生的積極性。同時，在整個過程中，教師要提出可探究性的問題，組織教學，引導學生收集資料，評價學生及探究過程，教師角色發生了很大的變化。教師真正由課堂的“控制者”成為了組織者、引導者、輔助者［5］。薩奇曼探究訓練模式的應用在很大程度上培養了學生的科學探究能力，為全面提高學生的科學素養發揮了重要作用。

參考文獻

［1］管建祥.在中學物理教學中應用薩奇曼探究教學理論的體會［J］.中學物理，2012，（1）：7-8

［2］袁起明.探究性教學的基礎、方法和類型［J］.中學生物教學，2013，（4）：16-17

［3］劉建華.生物課堂中的薩奇曼探究教學模式［J］.生命世界，2010，（2）：92-93

［4］朱加沐.利用薩奇曼探究模式探究楞次定律［J］.物理通報，2013，（6）：6-8

［5］陳麗彬，黃皓.薩奇曼探究訓練教學模式應用初探［J］.中學物理教與學，2015，（5）：52-55

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.02.002

文章編號：1008-0546（2016）02-0007-04

中圖分類號：G632.41

文獻標識碼：B