探究式教学模式在化学教学中的应用

【摘 要】探究性学习是培养学生创新能力和创新思维的有效途径.本文以问题探究为化学课堂教学载体,进行了探究性教学的尝试,其可以增强学生综合运用所学知识和技能解决实际问题的能力,为其终身学习和毕生发展奠定基础.

【关 键 词】探究式教学模式应用化学教学

【中图分类号】G632【文献标识码】A【文章编号】1674-4810（2013）25-0123-02

在现代科学技术迅猛发展的今天,教学思想及其方式、方法正在发生革命性的变化.教学正从传统的结论教学向现代的探究教学转变.探究课堂教学是指在教师引导下,学生主动参与到发现问题,寻找答案的过程中,以达到获取知识、提高能力和情感体验三者统一的一种教学方式.探究式教学模式的意义在于思考一种能积极引导学生进行探索的最佳课堂教学形式,这是时怎么发表展的需求,是科学教育的需求,更是学生发展的需求.

一主导思想和理论依据

1.主导思想

现代化学教育不仅要加强化学基础知识的教学,更要重视对学生探究科学知识,研究解决科学问题的过程和方法的训练.

2.理论依据

第一,奥苏伯尔的有意义学习理论：创设问题情境,引发学生对知识本身发生兴趣,产生认知需要,产生一种要学习的心理倾向,激发学习的动机.

第二,从认识论分析：基于外因通过内因作用及辩证地处理教与学的关系；以个人智能的动力系统为基点,因此现代启发式教学的核心是激励、促进学生的积极思维.

第三,从师生交互作用分析：充分肯定老师在教学中的主导作用作为实施启发式教学的前提条件.主导作用主要是引导、指导、教导学生启动思维的动力系统,启迪思路,以实现主动、积极的思维.从学生自身来分析,启发式要落实到学生认识技能的发动、发挥和发展上,以维持其学习的动机和兴趣.

二科学探究的要素

要引导学生进行探究性学习,教师首先要深刻理解科学探究的要素,重视对科学家从事的探究活动和学生的探究学习过程的分析.科学探究过程包含提出问题、猜想与检测设、制定计划、收集证据、结论与解释、反思与评价六个要素.

1.提出问题

科学探究所倡导的是在一定的问题情境中观察思考→提出问题→解决问题→获得发展的学习模式.其中,提出问题是整个过程的核心和关键.学生在科学探究中积极主动地运用自己的眼睛看世界,用自己的脑子想问题,用自己的语言解决问题,并不断地发现、提出和解决问题,是成功地实施科学探究的重要保证.不能提出问题,科学探究就无从谈起.

学生的科学探究同样是由问题开始的,学生能从对自然现象、生产和生活实际的观察中发现问题,例如金属活动性顺序表中铝的活泼性比铁强,但为什么现实生活中反而铁制品比铝制品更容易生锈?学生也会在进行科学学习过程中发现或产生问题,如氢氧化钡晶体与氯化铵晶体在烧杯混合,用玻璃棒将固体混合均匀,为什么烧杯会发冷?教师在教学中也经常为引导学生探究,精心设计问题,如钢铁在什么条件下容易生锈?我们如何防止钢铁生锈?这些问题都能引发学生自主探究学习.

2.猜想与检测设

猜想与检测设是自然科学发展的形式.科学的发展过程从一定意义上说就是猜想和检测设不断被证实或证伪的过程.

在学生的科学探究过程中,猜想与检测设能为收集、分析和解释信息提供一个大致的框架,从而为制定探究计划或设计实验方案奠定必要的基础.如学生在探究“原电池的工作原理”时,看到铜片上有气泡冒出且锌片部分溶解,如果学生提出Zn与稀H2SO4反应的电子通过导线转移到铜片上,H+在铜片上得到电子产生H2的检测设,学生就会从实验中去验

证检测设,设计导线中间连接一个电流计的实验去验证检测设.

科学探究中的猜想与检测设是在已有的知识和经验基础上,运用一定的科学方法而提出的,不能凭空想象、随意地提出检测设与猜想.没有根据的检测设与猜想,只能导致科学探究的失败.

3.制定计划

在科学研究中对科学问题提出的检测设与猜想,必须通过实验进行证明.为使验证检测设与猜想的实验能顺利而有效地进行,必须精心设计方案、制定计划.制定计划是科学探究过程中的重要环节,是检测设或猜想的具体化和程序化.从探究案例“金属性的判断方法”中,我们可以清楚地看到制定计划在科学探究中的作用.如学生比较镁、铝的金属性的强弱时,就会设计如下方案去证明自己的检测设.方案如下：比较与酸反应的剧烈程度,金属与非氧化性酸反应置换出氢气,反应越剧烈,金属性就越强.

4.收集证据

在科学探索活动中,学生要根据制定的计划收集支持检测设的证据.收集证据的途径是多样的.已有的知识和经验、科学家科学研究的史料、对自然现象和生产生活实际的观察、报刊杂志及网络资料和实验等都是学生获取证据的有效途径.如学生在探究物质的燃烧条件时,可通过以下方法收集证据：对钻木取火原理的分析；对日常生活中物质燃烧现象的观察；对常见灭火方法的分析.

5.解释与结论

探究者在收集大量证据的基础上,根据信息、事实或现象之间的联系,通过分析、比较、归纳等方法,找到事件的因果关系及相互联系；通过对相关信息的加工整理、对事实与证据的分析归纳、对实验现象和数据的描述和处理等,判断事实证据与检测设之间的关系.

找出事实证据与检测设之间的关系之后,离科学探索的结论仅有一步之遥,这一步就是分析、归纳并形成科学探究的结论.信息、证据、实验数据等并不能等同于探究结论,实验数据仅是对某一特定实验事实的客观记录,而探究结论是在事实证据基础上通过分析论证得出的具有普遍意义的规律.将事实证据进行分析比较、找出它们之间的本质联系和区别,用科学的方法对事实证据进行概括总结,就形成了探究结论.

6.反思与评价

反思与评价是科学探究活动的一个要素,贯穿于探究活动的全过程,是提高科学探究的有效性,确保学习质量的一种主要策略和机制.在探究活动中,探究者要对探究问题的表述是否科学、提出的猜想与检测设是否被证实、设计的方案和计划是否有效、收集的证据是否准确真实、得出的结论是否正确等进行反思与评价.在科学探究中不断反思与评价,能够使科学探究活动少走弯路,提高效率.在科学探究中,人们常通过回答下列问题对科学探究活动进行反思与评价：收集的事实证据能够证明所提出的检测设吗?还有更好的方法来完成探究活动吗?收集的事实和证据准确有效吗?得出的探究结论具有普遍意义吗?能运用探究结论解决问题吗?

三探究课堂教学方法

探究课堂教学模式的一般流程为“创设问题情境——提出检测设——设计探究方案——组织探究——形成结论——进行反思”.这是通过对科学探究教程的模拟,使学生接触和运用前人经过大量科学实践证明了的行之有效的科学研究的方法和思路.这样学生在得到化学知识的同时也受到了科学方法的熏陶,比老师单纯地给学生讲授各种科学方法的内涵更容易内化为学生的自觉行为.探究课堂教学还可将重大科学发现的历史引入课堂中,这样不仅能训练学生的科学探究方法,还可以培养学生勤于思考、勇于探索以及不满足于现状、不断追求新知识的科学态度与科学精神.其次,探究课堂教学要求学生自己通过研究与实验概括出化学知识,这比传统教学中将现成的结论告诉给学生的难度要大得多,从而达到训练学生的心理品质和磨练意志的目的.因此,探究课堂教学是培养学生科学素养的最有效的教学模式之一.

那么,如何在中学化学课堂教学中组织探究性教学呢?如原电池的工作原理,就可利用探究教学的方法进行教学.

[创设问题情境]把一块锌片和一块铜片同时平行插入盛有稀硫酸的烧杯里,用导线把锌片和铜片连接起来,可以观察到铜片表面有气泡冒出,锌片部分溶解.

此时引导学生提出问题：铜片上的气体是什么?从哪里来的?

[提出猜想]同学们纷纷猜想问题的答案,此时老师需根据实际情况适时、恰当地对学生的思路进行引导.接着让同学们依据实验现象和已有的相关知识发表猜想.有代表性的两个猜想分别为：（1）气体是氢气,电子应是铜失去的,因为气泡是在铜片上产生的；（2）气体是氢气,电子应是锌失去的,因为锌比铜活泼,易失去电子.

[形成探究方案]整理好各种猜想后,启发学生在猜想的基础上提出合理的检测设.

实验一：观察烧杯溶液的颜色；取少量烧杯溶液于试管中,滴加足量NaOH溶液,观察现象.

实验二：在导线中间连接一个灵敏电流计,观察电流计指针偏转.

[收集证据]组织和参与学生的实验,指导学生观察实验现象.

实验一：观察不到烧杯中的溶液变蓝色；滴加足量NaOH溶液,未见蓝色沉淀.

实验二：电流计指针发生偏转.

[形成结论]有电流通过说明导线中有电子通过,说明氢离子得到的电子确实是锌片失去,然后通过导线传递到铜片上的.

[评价反思]让学生对整个科学探究过程的各个环节进行推敲,思考是否存在逻辑性和科学性的错误.有的同学提出,猜想中气体可能是氧气或二氧化硫,既然电子是锌失去的,氢离子为什么不直接在锌片上得电子,而要在铜片上得电子呢?这个新问题又引起了同学们的强烈探究兴趣,激发他们进一步地思考.

当然,科学探究的过程并不一定总是按照上面的顺序依次进行的,而是要结合课堂的具体情况具体分析.不过殊途同归,我们的主要目标都是使学生领悟探究的思想,培养他们进行科学探究的能力,提高他们的科学素养.

〔责任编辑：李爽〕