化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)模式的研究與實踐

一、問題的提出

隨著化學(xué)新課程在我縣的全面實施，科學(xué)探究的教學(xué)理念已被廣大教師認同，不少教師積極嘗試探究教學(xué)，但結(jié)果并不理想。他們不是抱怨探究教學(xué)組織難度大，難于操作，就是埋怨學(xué)生基礎(chǔ)差，不能進行自主探究，加之沒有可供參考的模式，普遍缺乏設(shè)計和實施探究教學(xué)的實踐經(jīng)驗，同時受到班額、課時、設(shè)備條件等多方面因素的影響。為了緩解教師實施探究教學(xué)的積極愿望與實際教學(xué)之間的矛盾，很有必要開展“化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)模式的研究與實踐”的研究，以期構(gòu)建探究教學(xué)的基本模式，積累和總結(jié)探究教學(xué)的實踐經(jīng)驗供教學(xué)參考。

二、探究教學(xué)模式的研究

在市化學(xué)教學(xué)專委會的指導(dǎo)下，我們以探究教學(xué)理論為指導(dǎo)，以改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式，發(fā)展探究能力，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神為主要目的，按模式分析的方法結(jié)合我縣實際開展課題研究，經(jīng)過反復(fù)的實踐研究，構(gòu)建了如下化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的基本模式：

模式主要分為以下幾個教學(xué)階段：

一是創(chuàng)設(shè)情景。教師將化學(xué)問題或事實鑲嵌在一種具體環(huán)境或真實的背景中，呈現(xiàn)給學(xué)生，發(fā)揮情感在教學(xué)中的作用，激起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。教學(xué)中可以用演示實驗、化學(xué)問題、故事、史實、新聞報道、實物、圖片、模型和影像資料等創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，但要力求真實、生動、直觀而又富于啟迪性。

二是產(chǎn)生問題。探究是從問題開始的。學(xué)生從熟悉的學(xué)習(xí)情景中產(chǎn)生問題是探究教學(xué)的起點和成敗的關(guān)鍵。教師從學(xué)生熟悉的現(xiàn)象入手，將化學(xué)新知識置于問題情景中，讓他們充分感受情景的刺激，從而引發(fā)興趣，產(chǎn)生好奇，主動感知和發(fā)現(xiàn)問題，學(xué)會思考并提出想要知道或解決的問題，以確立探究的目標和方向。

三是形成假說。假說是行動的先導(dǎo)。此階段教師要做好知識鋪墊和方法引導(dǎo)，啟發(fā)學(xué)生對問題可能的答案主動地進行大膽假設(shè)和合理猜想，并依據(jù)已有知識和經(jīng)驗對猜想做出初步論證。

四是制定方案。合理的方案才能指導(dǎo)有效的行動。教師要積極參與方案的設(shè)計，指導(dǎo)學(xué)生以獨立自主或小組合作的形式制定實驗、調(diào)查、討論等方案，學(xué)生親歷方案的制定過程，并學(xué)會對方案進行評價。

五是整合資料。整合資料是探究教學(xué)的中心環(huán)節(jié)。包括實施方案、收集和整理實證資料。教師引導(dǎo)學(xué)生按照探究方案自主開展探究活動，如觀察與思考、實地調(diào)查與咨詢、化學(xué)實驗與探究、網(wǎng)絡(luò)資料查詢等手段實施方案，搜集證據(jù)，分類組織和整理資料。讓學(xué)生親身體驗知識的形成過程，在“做科學(xué)”中學(xué)習(xí)科學(xué)。

六是得出結(jié)論。得出結(jié)論是探究教學(xué)的重要目的。教師引導(dǎo)學(xué)生通過比較、分類、歸納、概括等方法認識知識間的聯(lián)系，結(jié)合已有的知識與經(jīng)驗，將獲得的事實與證據(jù)進行組織與歸納、分析與概括，得出正確的結(jié)論，學(xué)習(xí)分析歸納、得出結(jié)論的方法。

七是總結(jié)交流。總結(jié)交流是探究活動的延伸。教師引導(dǎo)學(xué)生對活動的合理性進行反思，對結(jié)果的可靠性進行評價，學(xué)會表達探究過程和結(jié)果，學(xué)會與他人交流和分享探究成果，從中體驗到探究的樂趣和學(xué)習(xí)成功的喜悅。

以上是我們探索的化學(xué)科學(xué)探究教學(xué)的基本模式及各個環(huán)節(jié)的教學(xué)策略。但并不是所有探究教學(xué)都要遵循這樣的模式，教學(xué)時要針對不同學(xué)生的發(fā)展水平、不同的教學(xué)內(nèi)容、不同的教學(xué)要求靈活處理。如探究的問題可以是開放的、也可以是半開放的，可由學(xué)生提出、也可由教師提出或師生共同提出，探究結(jié)論是彈性的，活動的環(huán)節(jié)可多可少，教學(xué)指導(dǎo)的程度和學(xué)生自主探究的程度應(yīng)該根據(jù)學(xué)生、學(xué)習(xí)內(nèi)容和環(huán)境條件來決定。

三、探究教學(xué)模式的實踐

實驗是化學(xué)的基礎(chǔ)，實驗探究是化學(xué)科學(xué)探究的主要形式。實踐中，我們將實驗探究作為化學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式，精心創(chuàng)設(shè)學(xué)習(xí)情景，引導(dǎo)學(xué)生提出有價值的問題，設(shè)計可行的實驗方案，創(chuàng)造條件讓學(xué)生從事探究活動，體驗知識形成的過程，在活動中學(xué)習(xí)。

1．理論課示例：質(zhì)量守恒定律的探究教學(xué)

在進行質(zhì)量守恒定律的探究教學(xué)時，按基本教學(xué)模式設(shè)計的教學(xué)流程為：

［創(chuàng)設(shè)情景］演示實驗①點燃蠟燭，②把一塊潔凈的薄鐵片浸入硫酸銅溶液中，引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，讓學(xué)生感知化學(xué)反應(yīng)前后物質(zhì)種類的變化。

［產(chǎn)生問題］在學(xué)生感知物質(zhì)種類變化的同時，思考物質(zhì)質(zhì)量是否變化?怎樣變化？在學(xué)生觀察蠟燭燃燒并產(chǎn)生質(zhì)量變輕的感悟時，接著演示銅粉在空氣中灼燒質(zhì)量增重的實驗，促使學(xué)生產(chǎn)生認知沖突，化學(xué)反應(yīng)中物質(zhì)質(zhì)量是變輕？增重？還是不變？還是都有可能？

［形成假設(shè)］學(xué)生根據(jù)前述實驗結(jié)合生活經(jīng)驗作出假設(shè)。

［制定方案］測定鐵片與硫酸銅溶液反應(yīng)前、后物質(zhì)的質(zhì)量（為使質(zhì)量變化明顯，反應(yīng)時間應(yīng)長一些；取出鐵片時，盡量不要把溶液帶出，不要使鐵片上附著的銅脫落），將數(shù)據(jù)填入表中。

［整合資料］①學(xué)生按照實驗方案進行實驗，準確稱量并錄入數(shù)據(jù)；②分析數(shù)據(jù)：鐵片和硫酸銅溶液在反應(yīng)前后質(zhì)量分別發(fā)生了怎樣的變化？③為提高證據(jù)的可靠性，將實驗重復(fù)一次以上。

［得出結(jié)論］通過分析反應(yīng)前后鐵片與硫酸銅溶液的總質(zhì)量之間的關(guān)系得出結(jié)論。

［總結(jié)交流］在教師的引導(dǎo)下分組討論結(jié)論的普遍實用性及定律的表述方法。解釋蠟燭、酒精等可燃物燃燒后質(zhì)量減輕，銅粉灼燒后質(zhì)量增重的原因。

2．性質(zhì)課示例：碳還原性的探究教學(xué)

在進行碳還原性的探究教學(xué)時，我們以基本模式為指導(dǎo)設(shè)計的教學(xué)流程為：

［創(chuàng)設(shè)情景］ 利用某地用炭火取暖發(fā)生的“煤氣”中毒事件創(chuàng)設(shè)情景。

［提出問題］ 碳能與氧氣反應(yīng)，生成CO₂或CO。那么，碳能否與氧化物（氧化銅）反應(yīng)奪得氧化物中的氧呢？

［形成假說］ 引導(dǎo)學(xué)生大膽猜想，提出各種假設(shè)：

③碳與氧化銅不反應(yīng)。

［設(shè)計方案］ ①設(shè)計裝置：從反應(yīng)物狀態(tài)和反應(yīng)條件等方面引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合已有經(jīng)驗進行分析，設(shè)計實驗裝置（學(xué)生設(shè)計的實驗裝置如右圖所示）。

②檢驗產(chǎn)物：（略）

③操作步驟：（略）

［整合資料］ ①小組合作完成實驗并記錄實驗現(xiàn)象；

②對實驗現(xiàn)象進行分析、歸納和總結(jié)。

［獲得結(jié)論］ 碳與氧化銅在加熱條件下反應(yīng)生成銅和CO₂，碳具有還原性。

［遷移應(yīng)用］ 碳的還原性可用于冶金工業(yè)。如焦炭可以把鐵從它的氧化物礦石里還原出來。

四、對探究教學(xué)模式實踐的思考

在研究過程中，我們采用建學(xué)生學(xué)習(xí)檔案、個別座談、問卷調(diào)查等多種方法，從學(xué)習(xí)目的、態(tài)度、習(xí)慣、學(xué)習(xí)方式、性格張揚、合作交流能力、解決問題能力等方面，對實驗班和對比班的學(xué)生進行了對比分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：實驗班學(xué)生在學(xué)習(xí)的積極性、自主性、合作性、實踐性、受挫性以及探究意識和創(chuàng)新精神等方面都明顯好于對比班，但紙筆測驗成績的優(yōu)勢并不突出。這種結(jié)果引起我們的思考，探究教學(xué)雖然在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)態(tài)度、發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)、培育創(chuàng)新精神、提高實踐能力上具有很大優(yōu)勢，但目前不少學(xué)校的條件確實限制了學(xué)生探究的時間和空間，教材內(nèi)容與探究問題缺乏有效整合，傳統(tǒng)教學(xué)方式的影響，尤其是考試制度和教育評價方式改革滯后，給探究教學(xué)帶來了不小的阻力。另外，我們研究的探究教學(xué)課堂教學(xué)模式也還不成熟。什么樣的內(nèi)容適合什么樣的探究模式，仍需不斷探索。因此，科學(xué)探究教學(xué)模式的實施，是一項長期而艱巨的任務(wù)，仍需進一步探索、不斷去完善。