王建鋒

鄭州市第九十四中學(xué) 鄭州 450046

新課程中探究性學(xué)習(xí)應(yīng)用的研究

王建鋒

鄭州市第九十四中學(xué) 鄭州 450046

探索變驗證性實驗為探究性實驗的落實，探究性學(xué)習(xí)的多角度設(shè)計與合理評價，問題研究學(xué)生化的精心設(shè)計；如何通過科學(xué)探究方式讓學(xué)生體驗科學(xué)探究活動的過程與方法，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力和創(chuàng)新精神。

科學(xué)探究；教學(xué)情境；化學(xué)實驗設(shè)計；素質(zhì)教育

1 問題的提出

目前，我國中小學(xué)進(jìn)行的課程改革的目的是倡導(dǎo)從學(xué)生和社會的需要出發(fā)，激發(fā)學(xué)生的主動性與創(chuàng)造性，使學(xué)生積極主動地學(xué)習(xí)。而科學(xué)探究則是課程改革的突破口、主方向。化學(xué)是一門以實驗為基礎(chǔ)的學(xué)科，探究性學(xué)習(xí)能為學(xué)生正確認(rèn)識事物及變化規(guī)律提供實驗事實，它具有目的性、探索性、現(xiàn)實性和感知性。教學(xué)中應(yīng)緊扣這一學(xué)科主題，通過化學(xué)實驗有效地開展科學(xué)探究活動，通過學(xué)生親身經(jīng)歷與體驗，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，有助于培養(yǎng)學(xué)生探索求真的科學(xué)態(tài)度、堅韌不拔的意志品質(zhì)和互相合作的團(tuán)隊精神，造就敢于創(chuàng)新、善于創(chuàng)新、勤于創(chuàng)新的高素質(zhì)人才。

2 探究性學(xué)習(xí)理論的研究

“通過以化學(xué)實驗為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究的意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實驗?zāi)芰??！边@是新課程改革的新理念之一。精心設(shè)計各種探究性問題，能有效促使學(xué)生主動學(xué)習(xí)，有利于逐步掌握探究的思路與方法。

科學(xué)探究的學(xué)習(xí)結(jié)構(gòu)與組織形式可謂多種多樣，一般來說，大致包括8個步驟：1）提出問題；2）猜想與假設(shè)；3）制定計劃；4）進(jìn)行實驗；5）收集證據(jù)；6）解釋與結(jié)論；7）反思與評價；8）表達(dá)與交流。

探究的形式可以采取多種形式，凡是有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力的均是值得提倡的。在實踐中通常采用下面兩種探究方式。

一是進(jìn)行適合學(xué)生的探究性實驗。例如“探究氯化鈉、硝酸銨、氫氧化鈉三種物質(zhì)在水中溶解時的溫度變化”，鼓勵學(xué)生自己設(shè)計探究方法，通過討論得出合理的方案進(jìn)行實驗，最后歸納出“物質(zhì)溶解是伴有吸熱或放熱現(xiàn)象”的結(jié)論。再如“探究鋼鐵制品銹蝕的條件”，通過實驗歸納出鋼鐵銹蝕的原因，并由此反饋出金屬防銹的種種措施。

二是開展社會調(diào)查與辯論活動。生活是最好的教材，實踐是最好的老師，自然現(xiàn)象是最好的實驗。在實踐中發(fā)動學(xué)生調(diào)查當(dāng)?shù)厮Y源的利用與污染的狀況，并提出有關(guān)建議的活動；辯論“空氣中二氧化碳會越來越多嗎？氧氣會消耗盡嗎”“臭氧層是如何被破壞的？沒有了臭氧層的保護(hù)，人類將怎樣”“水資源會用盡嗎？將來會不會出現(xiàn)人類飲用污水的可怕現(xiàn)象”“人類是否面臨更多的未知‘SARS’病毒的干擾”等。真正讓學(xué)生走出課堂，深入社會生活實際去獲取第一手信息，認(rèn)識到問題的嚴(yán)重與可怕，同時借助已學(xué)的知識及各種教育資源（互聯(lián)網(wǎng)）對調(diào)查結(jié)果進(jìn)行客觀、科學(xué)、公正的分析，從中發(fā)現(xiàn)問題，提出解決問題的方案，樹立戰(zhàn)勝災(zāi)難的必勝信心。

探究性學(xué)習(xí)開放性較大，問題的設(shè)計、數(shù)據(jù)的分析以及實驗結(jié)果評價都離不開學(xué)生自己，完全不同于那種“已知原理——驗證——應(yīng)用”的照方抓藥模式。在實踐操作中，采取小組合作的方式，充分展現(xiàn)出師生互動、生生互動的探究熱情。采取的探究程序：“教師或?qū)W生提出課題——學(xué)生自己擬訂方案——小組探究——集體討論小結(jié)——完成實驗報告或論文——作出客觀評價”。整個過程是開放的，學(xué)生是學(xué)習(xí)的主人，教師始終處于咨詢、幫助、引導(dǎo)、參與的地位。創(chuàng)立這樣的教學(xué)環(huán)境有利于培養(yǎng)學(xué)生濃厚的實驗興趣，并促使其將自己的研究活動推向更深的層次、更廣的領(lǐng)域。

中學(xué)化學(xué)教學(xué)中研究性課題主要從3個方面進(jìn)行。

1）將書本上的一些演示實驗、學(xué)生實驗改變?yōu)榫哂锌商骄啃缘膶W(xué)生實驗，如“探究實驗室制備氧氣的方法”“探究空氣成分的測定方法”等。以“探究實驗室制備CO2的方法”為例，在實際操作中不急于告訴學(xué)生CO2的制法，而是列舉各種方案：①木炭在氧氣中燃燒制CO2；②CO還原氧化銅制備CO2；③CO燃燒制備CO2；④石灰石（或大理石）與稀鹽酸反應(yīng)制備CO2；⑤石灰石（或大理石）與稀硫酸反應(yīng)制備CO2；⑥碳酸鈉（或碳酸氫鈉）與稀鹽酸（或稀硫酸）發(fā)生反應(yīng)制備CO2；⑦加熱堿式碳酸銅制備CO2；⑧高溫煅燒石灰石制備CO2。通過設(shè)計多種思路與方案，讓學(xué)生自己動手設(shè)計反應(yīng)過程，從反應(yīng)裝置、反應(yīng)條件、產(chǎn)品收集方法、原料易得、操作安全、符合環(huán)保等方面進(jìn)行比較分析，得出適合于實驗室特征的制備方法。整個過程處于摸索探求狀態(tài)，讓學(xué)生學(xué)會在矛盾中求生存，在寂寞中領(lǐng)悟探索的真諦及享受領(lǐng)悟后的快樂。

2）結(jié)合課堂上學(xué)習(xí)的化學(xué)知識，對某個化學(xué)反應(yīng)或知識點(diǎn)進(jìn)行延伸、拓寬和研究。例如，講過蒸發(fā)后組織學(xué)生討論“工業(yè)上用蒸餾法淡化海水的可行性”；講完化學(xué)肥料后討論如何科學(xué)種田，綜合利用化學(xué)肥料進(jìn)一步提高農(nóng)作物的產(chǎn)量；辯論“使用農(nóng)藥、化肥對人類是利多還是弊多”，要求學(xué)生從環(huán)保部門（或環(huán)保網(wǎng)站）了解當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染情況，參與有關(guān)的環(huán)保監(jiān)測活動，并勇于提出治理的初步建議；講過能源后，調(diào)查當(dāng)?shù)厝剂系膩碓春褪褂们闆r，提出合理、節(jié)約使用燃料的方案。

3）將書本以外與人類自身生存、健康、發(fā)展緊密相連的問題進(jìn)行探究。例如，測定一段時間內(nèi)雨水pH，繪制時間—pH關(guān)系圖，討論本地區(qū)出現(xiàn)酸雨的情況，分析可能的原因，及更深層次地討論適宜種植的經(jīng)濟(jì)作物，為本地農(nóng)業(yè)的發(fā)展提出自己的看法；研究食物中維生素C的含量；研究植物的呼吸作用；研究人體與鐵、鈣、鋅等金屬的關(guān)系。

3 創(chuàng)設(shè)教學(xué)情境，進(jìn)行科學(xué)創(chuàng)新

教師在教學(xué)中要巧妙設(shè)置問題，更應(yīng)抓住課堂中的生成問題。因為這些問題從學(xué)生中來，更貼近學(xué)生實際，學(xué)生對問題的感覺更真實強(qiáng)烈，有更強(qiáng)的解決問題的愿望，也更能享受到解決問題的喜悅心情。更重要的是可以借此培養(yǎng)學(xué)生的問題意識，引導(dǎo)他們主動地去發(fā)現(xiàn)問題，主動地進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。

創(chuàng)設(shè)優(yōu)良的教學(xué)情境可以增強(qiáng)學(xué)習(xí)的針對性，有利于發(fā)揮情感在教學(xué)中的作用，激發(fā)興趣，使學(xué)習(xí)更輕松而有意義。具體到實驗教學(xué)，最大的優(yōu)勢便是拓寬實驗空間，大力發(fā)動學(xué)生改進(jìn)現(xiàn)有實驗，進(jìn)行實驗創(chuàng)新，探究新的實驗方案。實踐表明；學(xué)生思維的創(chuàng)造性遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出教師預(yù)先的想象，奇思妙想層出不窮。

學(xué)生在設(shè)計化學(xué)實驗方案時要遵循4個基本評價原則：1）科學(xué)性，指實驗原理、實驗操作程序等科學(xué)合理；2）安全性，指避免造成大氣污染、人身傷害；3）可行性，指化學(xué)藥品、儀器、設(shè)備及方法等在中學(xué)現(xiàn)有條件下可實現(xiàn)；4）簡約性，指實驗步驟少、實驗藥品少、實驗時間短、實驗裝置簡單。

實驗教學(xué)情境的設(shè)計是多方面的，具體講可以從以下幾個方面入手：探究物質(zhì)的性質(zhì)；探究實驗的路徑；探究化學(xué)反應(yīng)的產(chǎn)物；探究實驗的條件（可燃物燃燒的條件；鐵制品銹蝕的條件）；探究實驗的裝置；探究實驗的趣味性；探究實驗的方法；探究物質(zhì)的制法；探究實驗的環(huán)保性；探究實驗的現(xiàn)象；探究實驗的安全性；探究實驗的速度。

例如，探究實驗裝置：選用圖1所示的鐵架臺、燒杯、U形管、球形漏斗、注射器、帶導(dǎo)管的單孔塞（配有止氣夾，無塑料隔板），請設(shè)計出簡易的制氣裝置，類型越多越好。

圖1

再如，探究實驗方法：某專用倉庫要控制庫內(nèi)空氣中氧氣含量，需要對庫內(nèi)氣體取樣檢查，現(xiàn)有可選用的實驗用品包括橡皮管、集氣瓶、玻璃片、盛滿水的水槽、燒杯和漏斗，請設(shè)計簡單的方法取出庫內(nèi)的氣體。

4 探究合理的評價方案

以往學(xué)習(xí)內(nèi)容的考核多偏重于書面筆試，實驗考核的是知識，是機(jī)械重復(fù)操作，是照方抓藥，很難檢測出學(xué)生的實際動手與解決問題的能力。教師立足實驗操作進(jìn)行科學(xué)設(shè)計，努力挖掘富有啟發(fā)性、探究性的實驗內(nèi)容，改變傳統(tǒng)教學(xué)中重結(jié)果輕過程、重知識傳授輕能力培養(yǎng)的不良傾向，積極探索素質(zhì)教育的策略和方法，使化學(xué)真正成為學(xué)生主動探索知識、提高科學(xué)素質(zhì)的重要途徑。

在探究性學(xué)習(xí)中通過努力收到良好效果。收獲之一，課題設(shè)計要精，拓展思維的空間要大，有發(fā)揮的余地；收獲之二，要開放實驗室，給予更多的自由空間；收獲之三，要敢于進(jìn)行角色轉(zhuǎn)變，要敢于相信學(xué)生；收獲之四，失誤是最好的老師，對于一些具有危險性、不安全性的實驗要做必要的課前輔導(dǎo)，鍛煉學(xué)生在實踐中求真，在失敗中有所獲，在經(jīng)歷中得到磨練。

考試課題設(shè)計1：用實驗驗證Zn、Cu、Ag三種金屬的活動性順序，請設(shè)計驗證實驗方案，并進(jìn)行操作演示。

考試課題設(shè)計2：稀鹽酸可以使紫色石蕊試液變紅，我們已經(jīng)知道在稀鹽酸中存在H2O分子、H+和Cl-，請設(shè)計一個簡單的實驗，研究可能是稀鹽酸中的哪一種粒子使紫色石蕊試液變紅。

5 結(jié)論與展望

積極參加探究活動對于改變學(xué)生學(xué)習(xí)方式和教師的教學(xué)模式具有重要的意義。通過探究性學(xué)習(xí)可以使學(xué)生在獲得化學(xué)知識和技能的同時，受到科學(xué)方法的訓(xùn)練，體驗探究的樂趣，形成和發(fā)展科學(xué)探究的能力。

多年的實踐表明：學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣提高了，獨(dú)立自學(xué)的能力加強(qiáng)了，會初步探究問題了，實驗操作技能掌握熟練，共同合作的能力得到了鍛煉。

已經(jīng)走上正軌的素質(zhì)教育課堂改革把科學(xué)探究納入了正常的教學(xué)常規(guī)，沒有探究的課堂將不是改革的課堂，將是不具活力的課堂，將來是不能滿足社會需要的。素質(zhì)教育要培養(yǎng)創(chuàng)新型人才，必將以科學(xué)探究為主要方法，全面提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

G633.8

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1671-489X(2012)22-0017-02

10.3969 /j.issn.1671-489X.2012.22.017

作者：王建鋒，畢業(yè)班優(yōu)秀青年教師，多次獲鄭州市優(yōu)質(zhì)課一等獎。