探究式教學(xué)模式在高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐運(yùn)用

*本文系江蘇省中小學(xué)教學(xué)研究課題“CPS模型在高中化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐應(yīng)用”（2021JY14-XK-L29）的階段性研究成果。

收稿日期：2023-10-11

作者簡介：龔勝強(qiáng)，江蘇省常熟中學(xué)，高級教師，主要研究方向?yàn)橹袑W(xué)化學(xué)教學(xué)。

摘要：探究式教學(xué)模式是在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境或途徑，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下從生產(chǎn)生活中選擇研究專題，主動去探索、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)的教學(xué)模式。在高中化學(xué)教學(xué)中，教師可以嘗試將探究式教學(xué)模式與研究性學(xué)習(xí)和案例教學(xué)結(jié)合起來，讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，體會并掌握科學(xué)探究的方法，培養(yǎng)自主學(xué)習(xí)能力。

關(guān)鍵詞：探究式教學(xué)；教學(xué)模式；高中化學(xué)教學(xué)

中圖分類號：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-9094（2023）22-0093-04

教學(xué)的生命在于探究，科學(xué)探究作為課程改革的突破口，是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動。教師應(yīng)帶著學(xué)生走向知識，讓學(xué)生自己去探究，做到“授人以漁”。因此，如何在化學(xué)教學(xué)中讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究的過程，體會并掌握科學(xué)探究的方法，是當(dāng)下我們應(yīng)當(dāng)思考的問題。

一、探究式教學(xué)模式的基本過程

探究式教學(xué)模式是在教學(xué)過程中創(chuàng)設(shè)一種類似科學(xué)研究的情境或途徑，讓學(xué)生在教師引導(dǎo)下，從學(xué)習(xí)和社會生活中去選擇和確定研究專題，主動探索、發(fā)現(xiàn)和體驗(yàn)的教學(xué)模式。探究式教學(xué)模式能讓學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會對信息進(jìn)行收集、分析和判斷，去獲取知識、應(yīng)用知識、解決問題，從而增強(qiáng)學(xué)生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。

探究式教學(xué)模式一般分為以下幾個(gè)階段（如圖1）：

首先是發(fā)現(xiàn)問題。教師將化學(xué)問題或事實(shí)鑲嵌在一種模擬或真實(shí)的情境中呈現(xiàn)給學(xué)生，以激發(fā)學(xué)生興趣，引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，思考問題，這是整個(gè)教學(xué)的起點(diǎn)和成敗的關(guān)鍵。在教師引導(dǎo)下，學(xué)生關(guān)注化學(xué)知識及自己還不能解釋的化學(xué)現(xiàn)象，主動發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。

其次是提出假設(shè)。當(dāng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后，教師引導(dǎo)學(xué)生對問題進(jìn)行分析和思考，在所要解決的問題與所學(xué)的知識和方法之間建立聯(lián)系。在此基礎(chǔ)上，學(xué)生將基于已有的認(rèn)知基礎(chǔ)及問題內(nèi)容提出假設(shè)，并設(shè)計(jì)能夠驗(yàn)證假設(shè)的實(shí)驗(yàn)探究方案，為下階段方案的實(shí)施及問題的解決打下基礎(chǔ)。

再次是解釋論證。在初步方案形成后，教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行分組。學(xué)生以小組為單位，自主應(yīng)用各種方法，如自學(xué)、討論、上網(wǎng)檢索、實(shí)地調(diào)查、化學(xué)實(shí)驗(yàn)等開展探索，對方案的可行性及有效性進(jìn)行討論，并確定最終的方案，接著小組合作完成方案，從中發(fā)現(xiàn)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，并據(jù)此對假設(shè)進(jìn)行解釋與論證。

最后是得出結(jié)論。學(xué)生在完成對假設(shè)的解釋論證后，通過整理及提煉得出問題解決的最終結(jié)論，并對結(jié)論的適用范圍及條件進(jìn)行總結(jié)，以及對結(jié)論進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐卣埂＝處熞龑?dǎo)學(xué)生對整節(jié)課的學(xué)習(xí)過程進(jìn)行總結(jié)與反思。

整個(gè)探究過程是學(xué)生親身體驗(yàn)、獲得知識、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，它讓學(xué)生通過探究體會到解決科學(xué)問題的思想與方法，有利于培養(yǎng)學(xué)生的問題解決能力。

二、探究式教學(xué)模式在化學(xué)教學(xué)中的實(shí)踐運(yùn)用

（一）探究式教學(xué)模式與研究性學(xué)習(xí)

開展研究性學(xué)習(xí)是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的過程，同時(shí)也是使學(xué)生具有扎實(shí)知識功底的過程，是引導(dǎo)學(xué)生把知識融會貫通的過程。要開展研究性學(xué)習(xí)，教師必須把培養(yǎng)人的能力作為教學(xué)活動的第一要務(wù)，在教學(xué)活動中以學(xué)生為主體，珍視他們的自尊心，善于啟發(fā)，及時(shí)引導(dǎo)，使他們保持研究性學(xué)習(xí)的積極性。只有學(xué)生樂于探究，教學(xué)效率才能從根本上得到提高。在研究性學(xué)習(xí)中，探究式教學(xué)模式的流程可以細(xì)化為發(fā)現(xiàn)問題、提出假設(shè)、驗(yàn)證假設(shè)、得出結(jié)論幾個(gè)環(huán)節(jié)。下文以“探究新制氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色原因”和“用KSCN和氯水檢驗(yàn)亞鐵離子時(shí)出現(xiàn)血紅色消失現(xiàn)象的可能原因”的教學(xué)為例，討論探究式教學(xué)模式在化學(xué)研究性學(xué)習(xí)中的教學(xué)過程。

1.探究新制氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色原因

（1）發(fā)現(xiàn)問題：是什么原因?qū)е路犹芤旱募t色褪去？

（2）提出假設(shè)：假設(shè)一，OH-被消耗；假設(shè)二，酚酞被消耗；假設(shè)三，同時(shí)消耗了OH-和酚酞。

（3）驗(yàn)證假設(shè)：取等量褪色后的溶液2份于甲乙兩支試管中，分別加入足量的NaOH溶液和足量酚酞溶液。如果甲試管中溶液恢復(fù)紅色，則說明假設(shè)一正確。如果乙試管恢復(fù)紅色，則說明假設(shè)二正確。如果甲乙兩支試管紅色都不恢復(fù)，則假設(shè)三正確。

（4）得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果是甲乙兩支試管都不恢復(fù)紅色，是氯水同時(shí)消耗了OH-和酚酞。

2.探究用KSCN和氯水檢驗(yàn)亞鐵離子時(shí)出現(xiàn)血紅色消失現(xiàn)象的可能原因

（1）發(fā)現(xiàn)問題：血紅色出現(xiàn)一段時(shí)間后，是什么原因?qū)е氯芤旱难t色褪去？

（2）提出假設(shè)：假設(shè)一，可能是氯水將+3價(jià)鐵氧化為更高價(jià)態(tài)；假設(shè)二，可能是氯水將SCN-氧化了。

（3）驗(yàn)證假設(shè)：取等量褪色后的溶液2份于甲乙兩支試管中，分別加入足量的鐵鹽溶液和足量KSCN溶液。如果甲試管中溶液恢復(fù)紅色，則說明假設(shè)一正確。如果乙試管恢復(fù)紅色，則說明假設(shè)二正確。

（4）得出結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)果是乙試管恢復(fù)紅色，是氯水將SCN-氧化了。

實(shí)驗(yàn)內(nèi)容是教材中的知識，但對實(shí)驗(yàn)知識的掌握要求卻又高于教材中的知識。處理實(shí)驗(yàn)所需的知識經(jīng)常會讓人有似曾相識、又始料不及的感覺。學(xué)生的學(xué)習(xí)是受已有的知識背景影響的，為了確保教學(xué)的有效性，根據(jù)維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，教學(xué)應(yīng)為學(xué)生提供挑戰(zhàn)性的認(rèn)知任務(wù)（即稍稍超過學(xué)生的能力，但在教師幫助下學(xué)生能完成的任務(wù)）。教師的任務(wù)就是深入挖掘教材，在學(xué)生知識和能力允許的前提下，結(jié)合生活實(shí)際，設(shè)計(jì)好源于教材、又不拘泥于教材的研究性題目，讓他們?nèi)ニ鸭畔ⅲ_展討論和實(shí)驗(yàn)，從而在探究的過程中發(fā)展自己，完善自己，形成自己的知識和能力，培養(yǎng)克服困難的勇氣和技巧。

（二）探究式教學(xué)模式與案例教學(xué)

案例教學(xué)指教師通過介紹事例，把學(xué)生帶入特定事件的現(xiàn)場，讓學(xué)生深入角色，再現(xiàn)案例情景，以提高學(xué)生實(shí)際運(yùn)用知識和能力的一種教學(xué)方法。教學(xué)中教師用案例引導(dǎo)學(xué)生展開討論，或直接由學(xué)生到實(shí)際中去收集整理案例，作出分析。教學(xué)過程如圖2如示。

下文以“探究氧化銅的還原產(chǎn)物”作為案例，對探究式教學(xué)模式進(jìn)行探討。

化學(xué)探究小組的同學(xué)在進(jìn)行木炭還原氧化銅實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，得到的紅色固體顏色并不接近紫紅色。通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)還原產(chǎn)物與溫度有關(guān)，除單質(zhì)金屬銅是紫紅色外，氧化亞銅是紅色固體。

（1）發(fā)現(xiàn)問題：氧化銅的還原產(chǎn)物是什么？

（2）提出假設(shè)：假設(shè)一，紅色固體只有Cu；假設(shè)二，紅色固體只有Cu2O；假設(shè)三，紅色固體有Cu和Cu2O。

（3）驗(yàn)證假設(shè)：通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)Cu2O會溶于非氧化性酸溶液，生成Cu2+和Cu；Cu2O能溶于氨水而Cu不與氨水反應(yīng)。①用稀鹽酸檢驗(yàn)紅色固體中是否有Cu2O存在。取少量紅色固體，加入稀鹽酸后，溶液顯藍(lán)色，排除假設(shè)一。②用氨水檢驗(yàn)紅色固體中是否有Cu存在。取少量紅色固體，加入足量氨水后，有紅色固體剩余，排除假設(shè)二。假設(shè)三成立。

（4）得出結(jié)論：氧化銅的還原產(chǎn)物中同時(shí)有Cu和Cu2O。

在探究教學(xué)過程中，教師可以根據(jù)實(shí)際情況有計(jì)劃、有步驟地引導(dǎo)學(xué)生運(yùn)用科學(xué)方法去分析和解決化學(xué)問題。學(xué)生的研究過程既是實(shí)驗(yàn)過程，又是發(fā)現(xiàn)問題的過程。問題的發(fā)現(xiàn)和解決過程，激發(fā)了他們學(xué)習(xí)的主動性。為了解決問題，他們查閱資料，交換看法，討論解決問題的方法，化學(xué)在學(xué)生的心目中“活”了起來，變得有意思了。學(xué)生在探究過程中深深感受到書本上的理論知識需要與實(shí)踐結(jié)合起來，與實(shí)踐結(jié)合了的化學(xué)是多么富有生機(jī)。

三、對探究式教學(xué)模式實(shí)踐運(yùn)用的反思

對于探究，一線教師還存有一些困惑，如：“比起自主探究，學(xué)生通過教師講授能學(xué)到更多的知識。那為什么還非得探究，不探究行不行？”“講都講不完，哪有時(shí)間探究？”“是不是只有探究才是最好的方式、唯一的方式？”這些問題實(shí)際上都與教學(xué)方式有關(guān)，既是實(shí)踐問題，也是理論問題。如果不能很好地解決這些問題，將直接影響探究教學(xué)的實(shí)施，甚至?xí)尳處煂π抡n程的實(shí)施產(chǎn)生抵觸情緒。那么，這就有一個(gè)探究與教學(xué)時(shí)間、與教學(xué)效益的關(guān)系問題，筆者對此提出一些自己的看法。

第一，并不是所有的化學(xué)課都要探究。畢竟學(xué)校教育與科學(xué)研究不一樣，不是所有知識的學(xué)習(xí)都要經(jīng)歷探究與發(fā)現(xiàn)的過程。如果學(xué)生的化學(xué)學(xué)習(xí)都要探究的話，會影響教學(xué)進(jìn)度，學(xué)生可能很難較為系統(tǒng)地學(xué)習(xí)作為未來社會公民所必備的化學(xué)學(xué)科基礎(chǔ)知識。無論怎么說，化學(xué)知識都是學(xué)生發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)的基礎(chǔ)，沒有知識作基礎(chǔ)，化學(xué)新課程其他目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)都是一句空話。因此，探究并不是不重視基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)。但是基礎(chǔ)知識的學(xué)習(xí)不能只有一種“學(xué)法”、一種模式，尤其是死記硬背的學(xué)習(xí)；教師的教學(xué)也不能只有一種“教法”、一種模式，尤其是注入灌輸?shù)慕虒W(xué)。要提倡多種學(xué)習(xí)方式、多種教學(xué)方式，尤其要提倡自主、積極的教與學(xué)的方式。但探究也只是一種方式，而不是唯一方式。所以，并不是所有的化學(xué)課都要探究。

第二，并不是一節(jié)化學(xué)課從頭到尾都要探究。一提探究，就認(rèn)為任何一節(jié)化學(xué)課從頭到尾都應(yīng)該探究，這是一種不正確的認(rèn)識。一個(gè)學(xué)期的化學(xué)課中，總要有幾節(jié)使學(xué)生經(jīng)歷完整探究過程的探究課；一個(gè)單元的化學(xué)課中，一般也應(yīng)該有一節(jié)這樣的課。這樣的課，實(shí)際上就是“一”，通過這個(gè)“一”使學(xué)生較完整地體會探究的過程和方法，全面增強(qiáng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，為其他探究活動的開展、為學(xué)生形成探究性的思維奠定基礎(chǔ)，創(chuàng)設(shè)發(fā)展、遷移的平臺。但在平時(shí)、日常的化學(xué)課中，更多的是使學(xué)生運(yùn)用科學(xué)探究的一個(gè)或幾個(gè)要素所進(jìn)行的局部探究。這也就是說，在一節(jié)化學(xué)課中，可能只用幾分鐘時(shí)間對一個(gè)知識的某一個(gè)方面進(jìn)行探究。例如，在進(jìn)行過氧化鈉的教學(xué)時(shí)，可能只對過氧化鈉與水反應(yīng)的產(chǎn)物進(jìn)行探究，引導(dǎo)學(xué)生推測產(chǎn)物，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和驗(yàn)證等探究活動。

第三，探究課要精心、整體設(shè)計(jì)。要想發(fā)揮探究課的優(yōu)勢，關(guān)鍵在于進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。如何進(jìn)行整體設(shè)計(jì)？首先，要找出一個(gè)學(xué)年、一個(gè)學(xué)期、一個(gè)課程主題化學(xué)知識中的探究點(diǎn)。探究點(diǎn)的確定以具有探究價(jià)值的化學(xué)核心知識及其應(yīng)用為選擇依據(jù)。其次，要區(qū)分大探究點(diǎn)和小探究點(diǎn)。大探究點(diǎn)，應(yīng)設(shè)法安排完整探究，一個(gè)課程主題一般不超過4個(gè)大的探究點(diǎn)，以2～4個(gè)為宜；小探究點(diǎn)應(yīng)設(shè)計(jì)成局部探究。再次，在時(shí)間安排上，大探究點(diǎn)有時(shí)一節(jié)課不夠，導(dǎo)致探究不能充分展開，草草收場，為此可設(shè)計(jì)“連堂課”，2節(jié)連上，但這樣的連堂課不宜過密；對于小探究點(diǎn)，可以安排一堂課中的一段時(shí)間內(nèi)進(jìn)行，涉及的探究要素可多可少，時(shí)間可長可短，但一般以不超過20分鐘為宜。

通過上面的討論可以看出，單純從一堂完整探究課來看，探究會比講授費(fèi)時(shí)，但學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)發(fā)展是一個(gè)主動、全面的過程，而不是一個(gè)被動、片面的過程。單純從一堂局部探究課來看，探究比講授并沒有多花多少時(shí)間，因?yàn)樘骄康膯栴}往往是核心知識，教師在講授時(shí)在這上面也要用較多時(shí)間。如果從一個(gè)學(xué)期、一個(gè)學(xué)年來看，從一個(gè)課程主題的學(xué)習(xí)來看，探究比講授要省時(shí)，因?yàn)橹R是學(xué)生自主建構(gòu)的，是學(xué)生主動學(xué)習(xí)獲得的，因而可以節(jié)省大量的重復(fù)性、記憶性練習(xí)和鞏固。從教學(xué)效益上說，探究的優(yōu)勢是一種長期優(yōu)勢。

探究式教學(xué)過程不僅可以激發(fā)學(xué)生的求知欲和探究欲，而且更重要的是它還能激發(fā)創(chuàng)造動機(jī)，訓(xùn)練創(chuàng)造思維，塑造創(chuàng)造品質(zhì)，提供創(chuàng)造的可能目標(biāo)和突破點(diǎn)，使學(xué)生投身于創(chuàng)造活動之中，充分體現(xiàn)了“以人的發(fā)展為本”的教育理念。因此，一線教師一定要更新觀念，實(shí)事求是，開拓創(chuàng)新，以真情實(shí)感、真才實(shí)學(xué)、真知灼見去引導(dǎo)和幫助學(xué)生，使學(xué)生在終身化和開放化的教育氛圍中不斷完善與發(fā)展自己，成為善學(xué)習(xí)、能創(chuàng)造、與時(shí)俱進(jìn)的高素質(zhì)人才。

責(zé)任編輯：丁偉紅