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1、浅谈对中学化学探究教学的认识今年九月,我县初三化学将进入课改,通过什么教学方式才能有效地提高学生的科学素养?如何改善学生的学习方式等将成为广大教师探讨的问题。新课程将科学探究作为改革的突破口,倡导以科学探究为主的多样化的学习方式,通过具体的探究活动,以保证科学素养目标的落实。本文对探究教学所涉及的一些问题进行初步的探讨。 一、探究教学的内涵 探究教学的思想渊源可以追溯到20世纪初。当时,美国着名实用主义教育家杜威提出以儿童为中心,从做中学的主张。杜威认为,科学教育不仅仅是让学生记忆百科全书式的知识,也是一种过程和方法。他主张教学应当遵循以下步骤:设置疑难情境、确定问题、提出假设、制定解决问题的
2、方案并实施等。仔细分析这种教学模式便可以发现,它与我们今天所说的科学探究有着密切关系。20世纪中叶,美国着名生物学家、教育家施瓦布提出了探究式的教学方法。他主张不能把科学知识当做绝对真理教给学生,而应作为有证据的结论;教学内容应当呈现学科特有的探究方法、探究叙事等;教师应当用探究的方法教授知识,学生也应通过探究活动展开学习,即在学习科学的概念原理之前,先进行探究活动,再根据自己的探究提出科学的解释。从上述可以不难看出,探究教学实质上是将科学领域的探究引人教学,使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质,并培养科学探究能力的一种特殊的教学方法。 从探究教学的纵向展开过程来看,其具
3、体过程具有六个要素。 第一,科学探究的基本形式是解决问题,要解决问题首先要提出问题。首先,教师要为学生创设一种自由、民主的氛围,将学生置于问题情境中,通过观察、实验、调查、阅读等方式引导学生发现问题。其次,要保护学生的好奇心和自然现象、生活现象、实验现象产生好奇心,产生问题意识,从而提出问题。此外,提出的问题应当是通过探究活动能够解决的,并且不超出学生的能力范围。 第二,根据提出的问题,收集相关信息,将已有的化学知识和问题相联系,尝试提出可以检验的猜测和假设。这是一个动脑的过程,猜想必须符合逻辑,同时又能有所创新和突破,而且还必须考虑到是否可以检验,检验的形式可以是实验检验,也可是资料的查阅检
4、验,或者其他可以收集证据的检验。例如,学生根据已有的化学知识和平时积累的经验,对“反应前后各物质的质量之和会不会发生改变”的问题,提出三种可能的假设:增加;减少;不变。 第三,制定计划,设计实验。通过小组讨论,针对探究的目的和条件,选择合适的方法;设计可操作的步骤;考虑影响实际结果的主要因素,并采用适当的方法控制实验条件;有较详细的实验过程计划。这个过程对于学生来说,刚开始困难较大,教师应加强这方面的具体指导,使学生掌握制定计划的基本要素 。 第四,通过实验与资料查阅,获取事实、收集证据。使用有关器材进行实验,通过观察、比较和测量,记录和处理观察、测量的结果,在多种信息中选择有用信息。运用调查
5、、资料查阅等方式收集解决问题所需要的证据。 第五,检验与评价。将收集的证据和化学知识建立联系,分析、处理观察和测量的实验结果,得出符合证据的结论,对问题作出科学的解决,并与猜想和假设进行比较。检查和思考探究计划的严密性,证据收集的周密性, 以及解释的科学性,并对结论的可靠性作出评价。如果结论与设计不吻合,应重新确定探究方向、制定方案进行探究。 第六,表达与交流。用语言、文字、图表和模型等方式表达探究过程和结果,表达探究计划以及自己在探究过程中形成的见解,倾听和尊重他人提出的不同观点和评议,并交换意见,认识表达和交流对探究活动的重大意义。 值得注意的是,并不是所有的探究过程都包含上述要素,有的探
6、究过程可能只包含其中的几个要素,有的探究过程所涉及的要素会更多,而且也不一定按上面呈现的顺序进行。 二、探究教学的特征 探究教学作为现代教学的一种模式,在其处理理论与实践、结构与功能,以及教学诸要素之间的关系方面具有下述特征。 1、学生是通过探究活动获得新知和培养能力的。探究教学不是先将结论直接告诉学生,再通过演示实验或学生实验加以验证,而是让学生通过各式各样的探究活动使他们参与并体验知识的获得过程,建构起新的对自然的认识,并培养科学探究的能力。 2、探究教学注重从学生的已有经验出发。认知理论的研究表明,学生的学习不是从空白开始的,已有的经验会影响现在的学习,教学只有从学生的已有知识和生活实际
7、出发,才会调动学生的学习积极性,学生的学习才有可能是主动的。否则,就很难达到预期的教学目标。 3、重视证据在探究中的作用。在探究教学中,证据是学生通过探究获得新知的关键所在。同时通过证据的收集、从证据中提炼解释、将解释与已有的知识相联系等过程,可以锻炼学生的推理及批判思维能力,也使学生懂得科学家是如何思考问题、如何工作以及如何通过探究发展并获得新知的。 4、重视合作学习。在探究教学中,常常需要分组制定计划、分组实验和调查,需要讨论和意见综合等合作学习。按照建构主义的教学论,学生按照自己的方式来建构对事物的理解,由于已有经验、文化背景的特殊性,学生对事物的理解会各不相同。合作学习能使学生看到问题
8、的不同侧面,对自己和他人的观点进行反思或批判,从而建构起新的和更深层次的理解,同时,也增强了团队精神和合作意识。 5、探究教学重视形成性评价和学生的自我表现评价。探究教学对评价要求较高,如它要求评价学生是否能提出问题,是否能设计并实施探究计划,是否能分析处理所收集的证据,是否能判断证据是支持还是反对自己提出的假设等。这些单靠终结性评价是难以奏效的。探究教学在重视并改进终结性评价的同时,很重视形成性评价,如学生的笔记、制作的模型等,以及与学生面对面的交流、针对某个问题所作出的解释,通过这些可以了解学生对知识的理解深度和广度,以及进行科学推理的能力。 三、探究方法指导 全日制义务教育化学课程标准(
9、实验稿)在内容标准中设计了66条探究活动与建议。通过探究活动,让学生在科学探究的过程中,学习化学知识和技能,体验探究的过程,学习探究的方法。如何指导学生进行探究活动呢?以初中“钢铁生锈”的探究为例说明。 问题:钢欣生锈的原因是什么? 探究活动: 1、引导学生充分思考提出假设:钢铁生锈是因为与空气接触,和空气中的氧气化合所致;钢铁生锈是因为空气中有水蒸气,水和铁起化学反应所致;钢铁生锈是因为空气中的水和氧气共同作用于铁的结果。 2、指导学生根据假设设计实验:取一支试管,用酒精灯烘干,向里面放入一枚铁钉,然后塞紧试管口,使铁钉只与干燥的空气接触;再取一支试管,向其中放入一枚铁钉,注入刚煮沸过的蒸馏
10、水至浸没铁钉,然后在水面上注入一层植物油,使铁钉只与水接触;取第三支试管,往其中放入一枚铁钉,然后注入蒸馏水,不要浸没铁钉,使铁钉同时与空气和水接触。 3、引导学生观察铁钉生锈情况:在实验后让学生通过交流讨论对提出的问题作出解释和探究结论常温下,铁在干燥的空气中或在隔绝空气只与水接触的情况下均不生锈,而当同时与空气和水接触时便会生锈。因此,铁生锈的原因是空气(主要是其中的氧气)和水共同作用的结果。 4、再要求学生对探究的结论作反思和评价:考虑实验结果和经验认识(或猜想)是否吻合?实验收集到的证据是否充分? 5、最后研究怎样表述问题的结论并和同学交流,看看其他人怎样探究?他们得到了什么样的结论?他们如何表述结论? 6、引导学生应用所学的知识解释或解决其他问题:从铁在潮湿的空气中生锈(主要成分是Fe2O3)以及铁丝在纯氧中燃烧生成Fe3O4 的实验来看,反应条件对化学反应的结果影响很大; 防止铁生锈的方法。 在探究过程的各个阶段上,教师的工作都是指导、激发和鼓励他们学习,使学生获得知识或者体验知识形成的过程,锻炼学生应用科学知识和科学方法解决问题的能力。