轉變學習方式：學科教室的應然追求

摘要： 指出了傳統教室的弊端，明確了學科教室的特殊功能，并對其進行了價值定位，指出學科教室的核心價值是轉變學生的學習方式，并從“情境激趣——被動走向主動”、“技術支撐——傳統型走向數字化”、“化學實驗——驗證走向探究”三個方面闡述了學科教室的積極作用和意義。

關鍵詞： 學習方式； 學科教室； 化學教學

文章編號： 1005-6629（2018）7-0027-05 中圖分類號： G633.8 文獻標識碼： B

大多數學者認為學習方式是學生在完成學習任務時基本的行為和認知取向，它不是指具體的學習策略和方法，而是學生在自主性、探究性和合作性方面的基本特征，如主動性、獨立性、獨特性、體驗性、問題性、交互性、生成性等。學生的學習方式，不僅包括相對的學習方法及其關系，還涉及學習習慣、學習意識、學習態度、學習品質等心理因素和心靈力量。從教育心理學角度講，學生的學習方式有接受和發現兩種。在接受學習中，學習內容是以定論的形式直接呈現出來的，學生是知識的接受者。在發現學習中，學習內容是以問題形式間接呈現出來的，學生是知識的發現者。兩種學習方式都有其存在的價值，彼此是相輔相成的關系[1]。

學習方式的轉變是課程改革的顯著特征，改變原有的單一、被動的學習方式，促進學生在教師指導下主動地、富有個性地學習，是教學改革的核心任務[2]。影響學生學習方式的因素較多，學校文化和教學資源是重要的兩個因素[3]，其中包含了學生所處的環境——教室。

1 傳統教室的不足

學生在傳統教室中或者在化學實驗室中學習化學，存在一些不足。

1.1 不利于實驗探究能力的培養

化學是以實驗為基礎的自然科學，化學實驗是學習化學的一個重要途徑。傳統教室中沒有實驗儀器、藥品，學生做實驗需要將實驗儀器、藥品搬到教室，實驗室離教室較遠，器材的搬運比較麻煩。加上傳統教室中只有講臺區和學生的座位區，桌椅的排列都已固定，雖然有利于學科知識的傳授與學習，但不利于開展多種形式的實驗探究。

化學實驗室中實驗臺都已固定，實驗所需的儀器、藥品等也已提前擺在實驗臺上。學生進化學實驗室通常是完成初中化學規定的8個基本實驗。由于動手實驗的機會少，很多學生進實驗室就不自覺地被眼前桌面上的藥品、儀器吸引而直接動手操作，對于實驗前的理論學習已心不在焉。我校教師為了讓學生能認真學習理論不受干擾，通常先組織學生在傳統教室學習理論知識，再帶領學生到實驗室體驗實驗操作，出現了理論學習

*本文為江蘇省教育科學“十三五”規劃2016年度重點自籌課題階段性成果（立項編號為： Bb/2016/02/10）。

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與實驗操作分割的現象，不利于化學的學習，也不利于實驗探究能力的培養。

1.2 化學學科特定的育人功能缺失

每門學科都有其特定的育人功能。傳統教室是所有學科教學的公共場所，其格局、布置不利于發揮化學學科特定的育人價值。教室中缺少豐富的化學文化的載體，學生得不到化學文化的熏陶；學生缺乏更多的接觸化學、探究化學的機會，難以得到化學精神的滋養；化學學習的資源缺失，很難讓學生對化學保持強烈的好奇心。

綜上所述，學生在傳統教室中學習化學，仍以被動地接受學習為主，傳統教室的格局與布置，不利于學生化學學習方式的轉變。學科教室能為學生營造一種良好的學習文化環境，也能為學生提供更豐富的教學資源，能讓學生在樂學的基礎上不斷探索和更新學習方式。

2 學科教室的布局與基本功能

學科教室是以服務師生學科教與學為宗旨，促進學生在內生動力驅使下主動學習的學科環境和學科資源的有效配置。它要求以培養學生學科核心素養為邏輯起點，構建學科情境，配置豐富的學科資源，開展學科教學、實驗（體驗）和研究，從而提升學生學習內驅動力[4]。

我校的化學學科教室是一間多功能的教室，由化學教師專人負責，它的布局與結構如圖1所示。與傳統教室相比，學科教室既具有傳統教室的教學功能，又因其布局、結構、文化設置的差異而體現了特殊的功能，從而彰顯了其特定的價值。

2.1 實驗探究的功能

學科教室中三邊柜子里存放平時實驗所用的儀器與藥品，還提供了數字化實驗設備，避免了每次實驗都要搬運實驗儀器、藥品的麻煩。教室正中間是集中授課區，桌椅可以自由組合、挪動，能讓學生在此區域進行集中的理論學習；四周是實驗區，學生學習完理論知識后，可以立即到此區域進行實驗。這樣的布局打通了知識教學與實驗教學的空間梗阻，實現了理論學習與實驗操作同步的要求，也可滿足學生隨時進行實驗探究、隨意進行個人自主探究和多人合作探究的需求。

2.2 展示交流的功能

學科教室四周的墻壁上掛著長期性的和階段性的化學掛圖，教室后儀器藥品柜的上方陳列了化學教學模型，這些靜態的化學掛圖、模型向學生展示了化學學科的特點。學科教室內配備了高拍儀，可用于拍攝學生的學習、實驗操作，還原真實的學習、實驗場景，讓師生間、生生間有針對性地進行主題探討。教室中開辟出的一塊展示園地，可供學生將自創實驗的照片及研究性學習的成果進行展示，進一步激發學生研究化學的興趣。

2.3 閱讀查詢的功能

中控臺上放了各種化學雜志、化學資料，方便學生隨時查閱，幾臺電腦可供學生上網查閱資料。

以上功能，都為教師根據學習內容、學生能力的差異采取不同的教學方式提供可能，也為學生的自主學習、合作學習、實驗探究、師生間深入交流提供了專有的空間。基于學科教室對學校、課堂教學、教師、學生的影響，筆者建構了“學科教室的價值”的關系圖（見圖2）。

促進學生學習方式的轉變是學科教室的應然追求，學科教室的核心價值是轉變學生的學習方式，包括學習習慣、學習意識、學習態度、學習品質的轉變，引導學生從被動走向主動，從傳統型走向數字化，從驗證走向探究，讓學生的學習方式呈現出多樣化、個性化、信息化的特征。

3 實施策略

3.1 情境激趣——被動走向主動

長期以來，我們總是從教師如何傳授知識這個角度來探討教學，而忽視了學生的心理狀

態、所處環境，所以我們更多的是偏重學生的認知過程而忽視他們的心理過程，不管學生有無學習的熱情和興趣，不管他們處于何種環境中，我們只是將現成的知識結論直接輸送給他們，他們大多數情況下也是在被動地接受。在使用學科教室安排教學過程時，積極創建基于單元的專題學習環境，將學科教室進行適當的設計和布置，實現人、技術、資源的有效整合，讓學生走進學科教室，就進入有化學特色的學習情境。在這樣一種特定的“情景和境地”中，學生能感受到濃濃的化學氛圍，一些化學觀念能潛移默化地滲透進他們的思想，讓他們從心理上接受化學、主動地學習化學（如圖3所示）。

例如，滬教版第3章“物質構成的奧秘”主要介紹了構成物質的基本微粒、組成物質的元素、化學式等知識，這些知識對于九年級的學生來說幾乎是全新的內容，而且又比較抽象、難懂，是初中化學教學的一個難點與重點。為了能讓學生消除對未知世界的恐懼感，主動地探知微觀世界，我們在進行第三章教學前，就在學科教室精心設計了專題學習環境。

（1） 提供實驗： 實驗桌上放置了探究微粒運動的實驗、水與酒精混合實驗、水和空氣的壓縮實驗等，并配上簡短的介紹說明。

（2） 放映圖像： 電腦上保存了一些物質的微觀結構圖，如國際上借助掃描隧道顯微鏡技術在銅的表面鑲嵌48個鐵原子的圖像，還有我國科學工作者用掃描隧道顯微鏡拍攝的硅原子圖像、放大的雪花晶體等。

（3） 展示模型： 中控臺上展示了氫分子、氧分子、水分子和二氧化碳分子的模型。

（4） 張貼圖表： 墻上高掛盧瑟福的α粒子散射實驗圖、元素周期表、海水及人體中元素分布餅圖、顯示整個第三章知識結構的思維導圖。

一眼望去，整個學科教室就是一個微觀與宏觀的世界，為學生主動建構第三章的化學知識提供了有效情境。學習第1節“構成物質的基本微粒”第1課時“微粒的性質”時，組織學生分組實驗探究微粒運動、水與酒精混合后總體積的變化、水和空氣的壓縮對比，學生深刻理解了微粒的性質。學生也可利用課后時間做一做這些實驗，在交流討論中將宏觀現象與微觀本質聯系起來，為“用微粒的觀念理解化學現象的本質”打下基礎。

在學習第2課時“分子、原子”時，學生自行在電腦上觀看銅的表面鑲嵌48個鐵原子的圖像、硅原子圖像，學生感受到了原子的真實存在，了解了我們肉眼看不見的微觀現象，感到物質世界如此奇妙，為微觀世界的深入學習奠定心理基礎；觀察了氫分子、氧分子、水分子和二氧化碳分子的模型后，學生領悟到它們是不同的微粒，所構成的物質具有不同的化學性質；通過親自動手拆分、重新組合這些分子結構模型，學生認識到分子由原子構成，在化學變化中，分子可以分解成原子，原子重新組合成新分子，新分子構成了新物質。在學習原子的結構時，學生通過觀察盧瑟福的α粒子散射實驗圖，在交流討論中理解了原子的內部結構，將抽象的原子結構形象化，培養空間想象能力。

學科教室讓課程內容與教室學習情境融合成一體，塑造出令人專心學習的學習環境，進一步提高了學生學習的積極主動性。為了讓化學學科教室能體現化學的學科思想與素養功能，我們經常

和學生一起根據學習專題的改變定期調整學科教室的布置，讓學科教室能體現每個時段的教學主題和教材內容，學生隨時來學科教室，都可以和教師一起交流、研究化學問題，學科教室真正成為師生共同研究化學的樂園。

3.2 技術支撐——傳統型走向數字化

初中化學知識點比較零散，需要記憶的知識點也比較多，大部分學生的化學學習是在死

記硬背、機械訓練的傳統的學習方式中度過，對所學的內容很多都是在一知半解、似懂非懂的狀態中強行記憶的。學科教室中進行了化學數字化建設，整合了化學教學與現代信息技術和傳感技術，建立了智能分析平臺，促使學生多元化、多管道地學習知識，激發了學生對未來科技的興趣[6]。

以“空氣中主要氣體的體積分數”為例，以往學生都是通過閱讀課本或聽教師講解得知，在學科教室中，我們組織學生通過傳感器來測量讀出，讓學生對主要氣體的含量有直觀的數據感受，而不是簡單記憶一些陌生的數字；測量酒精燈不同火焰層的溫度，學生仍然可以利用傳感器進行測量，顯示出的不同的數據，深刻體會到外焰、內焰、焰心溫度的差別等等。

信息技術的應用，數字化教學平臺的建立，可利用計算機所具有的交互性等功能，將實驗現象快速準確地以數字圖形的形式展現在學生面前，微觀顯示、真實直觀，這些數字化的學習方式為學生在學習活動中分析過程、揭示實質、理解原理、尋找規律提供了科學依據，使學生的思維更加活躍、更加深刻，并能全身心地投入到化學學習中[7]。

3.3 化學實驗——驗證走向探究

《義務教育化學課程標準》指出：“科學探究是一種重要而有效的學習方式，要讓學生有更多的機會主動體驗科學探究的過程，在知識的形成、相互聯系和應用過程中養成科學的態度，學習科學方法，在‘做科學的探究實踐中培養學生的創新精神和實踐能力。”

在實際教學中，受時間、場地的限制，很多學生實驗由教師演示實驗代替，探究性實驗被驗證性實驗取代，學生只是在實驗室機械地完成書本上的實驗操作，實驗過程毫無新意。學科教室中常用的化學藥品及儀器一應俱全，所有教學實驗都可隨堂進行，將“驗證性實驗”改為“探究性實驗”可真正實現，改“教師演示實驗”為“學生探究實驗”也不再是空話，使學生的化學學習真正回歸學科本質。

例如，滬教版第5章第3節“金屬防護和廢金屬回收”中，“鐵釘銹蝕實驗”需要學生提前一周分小組在課外進行，每天觀察、記錄現象，一周后在課堂上交流實驗結果。因實驗持續的時間長，實驗場地受到限制，真正按此要求完成實驗的學校很少，大部分學校的做法是教師根據課本上的方法提前準備一套實驗，然后代替學生每天觀察，一周后在課堂上直接展示實驗現象。該做法節省了學生很多時間，也不影響學生得出結論，但學生缺乏體驗探究的過程，不能從本質上對實驗現象進行分析。基于化學學科教室，筆者參考了雷山縣第三中學潘國榮、李文勇、陳正美老師的“探究‘鐵的銹蝕條件實驗創新設計”[8]，重新設計了實驗探究活動（見表1）。

課前一周提問： 生活中的鐵制品為什么會生銹？如何設計實驗驗證你們的猜想？

布置探究任務： 請大家充分利用學科教室中現有的資源，選擇你喜歡的用品，設計鐵釘銹蝕實驗。猜想： 與空氣中的氧氣和水接觸了。用鐵釘做3個對比實驗。

討論、查閱資料、設計實驗。（1） 向學生滲透“對比”實驗思想。

（2） 開闊學生的思路，讓學生意識到不同的實驗設計，只要原理相同，也可以達到實驗目的。

注： 學科教室中的電腦資源、化學資料為學生設計實驗方案打開了思路，充足的化學藥品也為他們動手實驗提供了多種選擇。學生通過查閱資料，發現生石灰也可作為干燥劑，課本中第①支試管中的無水氯化鈣可用生石灰代替；第②支試管中加迅速冷卻的蒸餾水把鐵釘浸沒，再蓋上一層油，不用橡皮塞，也可達到只讓鐵釘與水接觸的目的，而且還不用擔心有空氣殘留在試管中；第③支試管中的稀硫酸可用稀鹽酸、酸果汁代替。就這樣一個探究性實驗，大大豐富了學生的直觀體驗和感性認識，深化了他們對化學知識的理解。

一周中學生的實驗儀器分組放在四周的實驗臺上，每天進學科教室上課時，組織他們利用課前2分鐘時間觀察、記錄實驗現象，然后回到教室中間進行理論學習。每天觀察、記錄實驗現象。培養學生的觀察、對比分析的能力。

注： 組織學生每天觀察，對可能出現的異常現象及時討論、找出原因，必要時可重新設計實驗。學生的實驗儀器放在四周的實驗臺上，每天的化學理論學習是坐在教室中間的課桌椅上進行，互不干擾。

課中組織學生交流實驗現象。

提問： 通過這個實驗，我們對鐵的銹蝕有哪些認識？

追問： 根據日常生活經驗猜想一下，還有什么因素也可能加速鐵的銹蝕？如何設計實驗驗證你們的猜想？班級內交流實驗現象，對異常現象展開討論，提出改進建議。

得出結論： 鐵生銹的必要條件是與氧氣和水同時接觸，酸和鹽溶液能加速鐵的銹蝕。

討論、猜測： 提高溫度。

設計實驗： 將兩支試管中各放一支鐵釘，加迅速冷卻的蒸餾水使鐵釘一部分浸沒。一支試管置于室溫下，另一支試管用熱水浴加熱。10分鐘后，觀察到用熱水浴加熱的試管中液面處的鐵釘表面出現紅棕色物質。交流實驗現象，解釋異常現象，消除學生可能產生的錯誤認識，形成正確結論。

進一步激發學生的探究興趣，深入研究鐵銹蝕的問題。

注： 增加“溫度對鐵的銹蝕的影響”的探究，該實驗在較短的時間內就能觀察到現象，讓學生在課堂中直接設計實驗并動手操作，可使學生對影響鐵銹蝕的因素有全面的了解，也強化了“溫度能影響化學反應速率”的觀點。

課后布置探究任務： 能減慢鐵的銹蝕的因素有哪些？查閱資料，設計實驗。將實驗從課內延伸到課外，讓學生保持持續的探究欲望。

探究性學習方式，注重學生的親自體驗，能讓學生對化學現象的本質有更深入的認識。為了培養學生的探究能力，筆者充分利用學科教室的有利條件，在課堂教學時盡可能多地讓學生經歷科學探究過程，親自體驗。除此之外，還將學科教室開放，讓學生利用自習時間自主探究感興趣的問題，合作探究共同的問題。在基于一定量的科學探究過程的保證下，學生才能將科學探究的方法運用自如，形成自主探究的習慣。

學科教室里滿滿的是屬于化學的、屬于教師的、屬于學生的學習環境、學習資源和學習氛圍，無論是教師，還是學生，都可以隨時開展化學教研和化學學習[9]，在這樣一個潛心化學所在之地，學生的化學學習興趣濃厚，化學探究意識增強，化學學習方式得到轉變。雖然學科教室的建設和使用必將面臨一些亟待解決的實際問題，但能讓學生的“自主、合作、探究”真正從“形式”走向“實質”，是學科教室使用的應然追求。

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