指導發現法在高中化學教學中的踐行與反思

陳天云

摘要：指導發現法是融合了發現學習和講授學習的優化了的教學方法，在高中化學教學中以鋁的氧化物與氫氧化物教學設計為例探索其一般實踐路徑，并從高效踐行的角度對實施策略進行反思。

關鍵詞：指導發現法；踐行路徑；策略反思

文章編號：1008-0546（2016）06-0086-03 中圖分類號：G633.8 文獻標識碼：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.030

指導發現法是將布魯納所提的發現學習與我國傳統的直接指導（即講授學習）有機融合所形成的一種教學方法，“指導”是指教師在尊重學生“自主發現”前提下的點撥、監督和引導，“發現”是指學生發現、提出、分析和解決問題而發揮其主體作用的過程。基于指導發現法理念下的教學成為優化了的學生自主發現之旅，它既克服了單純發現[1]學習效率相對低下的問題，又避免了直接指導下學生表現出過度依賴教師而導致獨立性缺失的不足，所以將發現學習和直接指導相整合是一種切實有效的教學途徑。筆者主要致力于指導發現法在高中化學教學中的踐行策略的探索，提出該教學法的一般實踐路徑：情境激發——問題引領——指導發現——合作互動——總結提升。下面，以蘇教版必修1專題三第一單元中“鋁的氧化物與氫氧化物”[2]的教學設計為例具體闡述。

一、設計理念與踐行路徑

本設計以“指導發現法”為教學理念，以落實科學素養提升為要旨，以生活化情境的創設、系統性的問題引領、實驗為主的探究性活動指導學生開展自主發現之旅，在過程中通過小組合作和互動交流凸顯學生的主體地位，同時注重認知體系的建構，重視研究方法的指導、思維能力的培養和學科觀念的滲透。具體踐行路徑如圖1：

二、教學過程

[情境]PPT展示：藥品胃舒平使用說明書、阻燃填充劑（氫氧化鋁）、機械軸承及耐火材料（氧化鋁）、紅（藍）寶石。根據圖片和已有知識，大家交流一下對Al（OH）3、Al2O3的認識？

設計意圖：通過創設情境使學生認識兩種化合物在醫療、材料、生活等方面的用途，感受化學的實用價值，激發學習興趣；引導學生初步認識Al（OH）3表現堿性和受熱分解的性質。

[過渡]Al（OH）3還有什么其它重要的性質嗎？

[問題1]為了全面認識Al（OH）3，必須要研究實驗室如何制得Al（OH）3（白色膠狀沉淀）？

[探究活動] 提供如下試劑：2mol·L-1氯化鋁溶液、6mol·L-1氨水、6mol·L-1氫氧化鈉溶液，有哪些方法可以制備Al（OH）3？學生分組討論，設計方案，完成實驗。

[匯報]向氯化鋁溶液中逐滴滴加氨水有白色膠狀沉淀產生；若向氯化鋁溶液中滴加氫氧化鈉溶液開始也有沉淀，但滴加過量氫氧化鈉溶液，沉淀會消失。

[生生討論]觀點交流，分析過程，解釋現象。未觀察到相應現象的小組可進行實驗重現。

[師生互動]教師引導學生從復分解反應和微粒觀的角度理解上述過程中發生反應的實質，重點從組成、類別等方面介紹NaAlO2（一種新的鹽），突破難點，進而讓學生寫出相關離子方程式，同時得出Al（OH）3能溶于強堿不能溶于弱堿（表現一定的弱酸性）的結論。

[追問]通過對比實驗和分析，你們認為哪種制備方法更好？為什么？（揭示實驗中定量控制的重要性）

[設疑]利用氯化鋁溶液與氨水制備Al（OH）3符合“鹽+堿→新鹽+新堿”的轉化規律，那么，利用偏鋁酸鈉溶液能否通過類似轉化來制備Al（OH）3呢？

[學生實驗]在上述實驗所得偏鋁酸鈉溶液中逐滴滴加稀鹽酸，觀察現象。

[生生討論]實驗中先有沉淀產生后消失，沉淀即Al（OH）3；同時，根據課始提及的胃舒平的藥理不難判斷，沉淀消失是由于Al（OH）3溶于過量鹽酸，寫出其方程式。

[追問]用偏鋁酸鈉溶液來制備Al（OH）3有更好的辦法嗎？

[交流] 學生回憶提取鋁的工藝流程中涉及的偏鋁酸鈉溶液中通CO2的反應，符合“鹽+酸→新鹽+新酸”的轉化規律。同時得出Al（OH）3能溶于強酸不能溶于弱酸（表現一定的弱堿性）的結論。

[小結]歸納實驗室制備Al（OH）3的合適方法，同時，通過Al（OH）3與強酸、強堿的反應，自然引出兩性氫氧化物的概念，并與一般金屬氫氧化物（如NaOH、Mg（OH）2等）性質對比，完善物質分類觀。

設計意圖：引導學生在探索Al（OH）3制備方法的過程中自主發現其兩性，在性質基礎上更深入理解制法，教學過程成為制備和性質相互融合的“發現之旅”，體現生成性；完善分類觀、轉化觀、實驗觀等學科觀念；通過實驗探究、性質對比等途徑體會物質研究的方法，利用試劑的強弱選擇和定量控制等提升實驗能力。

[問題2]生活中不能用強酸性或強堿性的洗滌劑來洗滌鋁制品，試探究原因。

[猜想]聯想Al（OH）3的兩性，學生不難提出猜想：Al2O3同樣具有兩性。

[生生討論]為證實猜想，分組討論，設計可行的實驗方案。

[探究活動]小組合作，將打磨過和未處理的鋁條分別與稀鹽酸、氫氧化鈉溶液反應（在表面皿中進行），觀察現象。學生完成Al2O3與鹽酸、氫氧化鈉反應的方程式。

[小結]自然得到兩性氧化物的概念，與酸性氧化物、堿性氧化物作對比分析；強調對比實驗的思維嚴密性。

設計意圖：類比Al（OH）3兩性，設計打磨前后鋁條與酸堿反應的對比實驗，證實猜想，得到兩性氧化物的概念，體驗兩性物質的特點和共性；通過對比分析，進一步完善物質分類觀和轉化觀；提高邏輯推理的思維能力，體現指導發現、自主建構的過程

[問題3]分析下列事例，感悟化學與生活的關系？

（1）閱讀課本P66資料卡，了解明礬的凈水作用，而含鐵凈水劑正逐步取而代之？

（2）明礬可作為油條制作的疏松劑，而目前人們提倡“無鋁油條”？

（3）人們熬制中藥時不會選用鋁鍋？

設計意圖：呼應課始所創設的情境，進一步認識化學與日常生活緊密聯系的同時意識到其應用的局限甚至危害，激發學生對化學與生活的關系作更深層次的思考；學會從化學視角觀察物質世界，用辯證思維理性分析客觀事實，培養正確價值觀，切實提升科學素養。

[總結提升]引導學生從習得知識、探究方法（實驗、思維）、觀念建構（分類觀、轉化觀、實驗觀、價值觀）、小組合作、意外過程等方面談談本節課的收獲，并畫出Al2O3（兩性氧化物）、Al（OH）3（兩性氫氧化物）、AlCl3和NaAlO2（兩種鹽）之間的轉化關系。

設計意圖：在歸納總結中建構系統化的知識網絡，在方法和觀念提煉中助推有序化的思維培養、在內化反思中實現學習力的切實增強。

三、踐行策略反思

相比于傳統講授學習，指導發現法突出了學生的主體地位，激發了學習熱情，提高了學生的學習參與度，達成了深度的學習體驗。學生在自主發現的過程中，內化并建構了新的認知，問題解決的能力得到提升，科學素養的培養真正落到了實處。如何更加高效地踐行指導發現法，筆者還有以下幾個方面的體會：

1. 把握好問題引領的關鍵

在實踐中，一般通過情境創設，引導學生發現和提出問題，進而圍繞問題解決展開發現學習之過程，所以，問題引領是謀篇布局的關鍵。首先，問題引領要注重系統性、邏輯性，從而有利于學生認知建構的有序性。其次，問題引領要注重導向性[3]，所有子問題均要圍繞所討論的核心問題多角度展開，從而凸顯教學重點和主線，也有利于學生的深度思維。如，在實驗探究過程中，教師要適度引導學生通過對比實驗、定量控制、試劑不同滴加順序等多種途徑深入探究，突破難點。再次，要注重對問題難易度的把握。若知識內容理解困難，問題解決難度過大，勢必會打擊學生的“發現”熱情。相反，學生如果覺得問題設置過于容易，學習驅動力就會減弱甚至全無。所以問題的難易度把握直接影響學生“發現”的效益。在本節課中，主要通過探究活動和問題解決的過程引導學生發現鋁的化合物的性質，沒有必要提出當前學生理解較困難的氫氧化鋁的酸式和堿式電離理論。同樣，目前也不必糾結氫氧化鋁與其它弱酸、弱堿的酸堿性比較，只需理解氫氧化鋁表現出弱酸性和弱堿性，屬于兩性物質即可。

2. 處理好預設與生成的關系

有效的指導依托于教師作好充分的預設，而發現學習的過程也是學生自主生成的過程，所以，“指導發現法”的順利實施特別要處理好預設和生成的關系。預設和生成既對立又統一，作為矛盾的統一體，沒有精心的預設就不會有精彩的生成，同時某些生成也完全可能在預設之外。如在Al（OH）3制法的探究過程中，兩性的生成水到渠成，再由Al （OH）3的兩性猜測的Al2O3兩性進而類比探究也順理成章，這些都是預設條件下的生成。當然，實驗過程中也出現了預設之外的生成，譬如，學生在之前實驗所得偏鋁酸鈉溶液中滴加鹽酸時，開始卻沒有產生預想中的沉淀（之前操作中滴加過量氫氧化鈉所致）。還有，AlCl3溶液與氫氧化鈉反應時，由于滴加順序的問題，某些小組沒有觀察到先有沉淀后消失的現象。這些問題均可以作為教學資源加以利用，一方面通過引導學生分析溶液中的微粒種類、含量對比反應過程的差異，另一方面允許學生進行實驗重現。如果有些生成的問題一時無法解決，也不應當刻意回避，可以留作課后研究性學習的微課題。

3. 發揮好合作學習的效用

在圍繞核心問題引導學生自主探索發現的過程中融合共同參與、交流、互促共贏的小組活動形式，形成實質性的合作學習，一方面，可以活躍集體共同學習的課堂氛圍，調動教學系統中的一切積極因素，促成學習者更加積極地投入探索發現過程；另一方面，在合作性互動中，生生間思想和觀點相互碰撞，迸發出問題解決的智慧，知識得到內化和自主建構，同時習得的知識和技能又能應用于新的合作互動之中[4]。

4. 注重知識內化并達成新的認知體系建構

“指導發現法”教學要注重學生自主發現的過程，通過生活化情境的創設、形式多樣的探究活動、緊密聯系實際的問題解決等不同途徑來豐富過程，在過程中實現知識習得和內化。另外，要引導學生在歸納提煉、總結反思中自主建構新的認知體系，包括知識內容、思維方法、研究途徑、學科觀念等，這是能力和素養提高的關鍵。

參考文獻

[1] Zhe Chen，葉嘉雯，莫雷，溫紅博，王瑞明.發現學習及其促進[J].心理發展與教育，2008，（1）：119-121

[2] 王祖浩主編.化學1（必修）（第5版）[M].南京：江蘇教育出版社，2012：65-66

[3] 朱雪兵.“指導發現，主體參與”的教學模式在中學化學教學中的探索與思考[J].科學教育，2011，（6）：48-49

[4] 李志厚主編.變革課堂教學方式——建構主義學習理念及其在教學中的應用（第1版）[M].廣州：廣東教育出版社，2010：48-66