中学化学探究式教学策略研究.docx

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中学化学探究式教学策略研究

中学化学探究式教学策略研究

北京师范大学附属实验中学张建国

【内容提要】

【主题词】科学探究中学化学探究式教学策略

科学探究是一种学习科学的方法，用来帮助学生更好地掌握科学知识。

科学探究本身也是课程的目标，用来帮助学生解决学习、工作、生活中的问题。

就我国基础教育而言，“探究式教学”作为一个命题的提出无疑是一个具有深远意义的事件，它一经提出就受到强烈关注和认同，不论是国家教育行政部门、教学研究人员还是广大一线教师概莫能外。

这一教育现象的深层原因是，这一命题对学校教育中最核心的部位——学习方式的触动是深刻的，它为基础教育某些现存痼疾的矫正提供了较为对症的处方。

经过一个阶段的讨论、研究和实践，探究式教学已初步植根于我们的教学理念与行动之中。

在这样的基础之上，从具体的学科教学出发，研究探究式教学的有效策略无疑是使其目标能够最终实现之必须。

本研究以北京市西城区若干所中等以上中学化学课堂教学为研究对象，重点探讨探究式教学核心环节教学设计的策略问题。

一、问题的提出

1.科学研究对探究式教学的启发

韦钰概括性地提出科学研究的原则是，

（1）引出有价值的、能用实证方法来进行研究的问题；

（2）把研究与有关理论相联系；（3）使用能够直接对问题进行调查的研究方法；（4）提供一个连贯的、明晰的推理过程过程；（5）可重复性和可推广性；（6）公开研究情况，以便鼓励专业界的审查和批评。

由此不难看出，科学研究与我们所说的探究式教学是多么的相像。

科学活动中建立新概念结构的认识任务与在学习中建立概念结构的认识任务是类似的。

这就启发我们，需要把科学家的研究活动与科学教育更多地结合起来。

唐力也认为，科学探究有两层意义，一是科学家的探究过程，二是教学或学习过程。

前者为后者的模式或模型，后者是对前者的模仿或模拟。

我们有理由认为，科学教育应该更多地借鉴和关照科学发现的规律与逻辑。

科学的核心之一是理性的推理，涉及科学假设、模型方法等，应该映射到教学过程之中。

此外，作为教学过程的其他重要策略也必须受到足够的重视，例如思维干预策略、概念图策略、科学知识的三种表征等。

在实践的基础上研究这些策略的实施程序是本研究的基本内容。

2.实践中存在的问题

问题之一是对科学探究核心内涵和核心价值的认识，即对科学本质的理解的偏差。

当代科学本质观认为，科学知识可以看成是由假说和模型所构成的系统，它们的作用在于描述世界可能是怎样的，而非是怎样的。

或者说它们可以预言现实世界，而非对现实世界的“真实”进行了精确的描述与刻画。

这是科学研究过程的核心环节——猜想、假设与推理的必然结果，也是模型方法应用的必然结果。

建构主义强调科学知识不再是纯粹客观性的，而具有暂时性、主观性，它会不断地被修正和推翻。

正如波普所说，科学知识的本性就是“猜测”，其中“混杂着我们的错误、我们的偏见、我们的梦想、我们的希望。

然而，令人遗憾的是，在我们的日常教学中，误将科学知识和理论当作“纯粹客观的事实”加以认识的情况比比皆是，就教师群体而言，对科学本质的认识还处于较低水平，甚至处于一种集体无意识状态。

这种情况出现在作为自然科学的化学课堂上尤其令人遗憾。

我们期待通过探究式教学的研究与实践，建构基于科学本质观的探究策略程序，以期促成教师建立当代科学本质观，并在其指导下从事科学教育的设计与实施。

只有这样才能进一步使学生加强对科学本质的理解和对学习过程、程序的把握。

问题之二是对科学探究完整过程的割裂。

科学探究应该是一个完整的过程。

在探究式科学学习的过程中，不同层次的探究活动可以有不同的侧重，但是，对学生探究能力的培养来说，探究活动的各个环节是不能分割的，不能用一个活动培养提出问题的能力，用另一个活动培养进行假设的能力，再用另一个活动培养表达与交流的能力，这样做不是完整的探究过程，也达不到探究式科学教育的目的。

在现实的课堂教学中，特别是探究式教学实施过程中，这种割裂的现象时有发生，它使探究性教学的整体目标难以实现。

3.科学探究与课堂教学的整合

科学探究可以看做是一种策略，它既可以成为“独立”、“大规模”科学探究活动，更应该用来“武装”和“改造”我们课堂教学，使之具有更高的科学性品质。

有研究认为，较之常用的教学方式，探究式教学的实施会消耗更多的资源（特别是课时资源）。

这可能源于一个误区，即探究式教学面对的必须是独立的大规模的科学探究活动。

不否认，主题独立，甚至超出基本教学内容的大型研究是有意义的，但它应该被认为只是探究教学的一种方式。

笔者在长时间教学实践中的体会是，探究式教学既是一种教学方式，更是一种教学理念和策略，特别是一种认知策略，它应该更多地渗透到我们“日常的”教学中来，或者说是用来武装或改造我们的课堂教学。

这也许应该被认为是探究式教学的另一种方式，它能促成探究式教学的“常态化”，从而冲破资源的樊篱，发挥更大效能。

科学探究和课堂教学的整合通常表现为探究活动在课堂教学过程中的“镶嵌”。

二、探究式教学核心环节的设计

我们在对西城区不同类型课堂教学进行观察的过程中发现，教师在探究式教学设计与实施过程中，既缺乏对科学本质的关照，又缺少探究过程核心环节的设计策略。

研究表明，这种状况并不是因为教师对此不予认可，主要原因是他们对探究式教学没有深入学习的机会，同时由于缺乏课堂教学设计的技能，不能熟练地通过课堂教学将这些观念有效地传达给学生。

为此我们针对探究式学习，选择了几个重要而且典型的化学基本观念、方法和课堂教学设计原理向老师们加以推介，以期从理念和技术两个层面解决教学中存在的问题。

1.在理论研究方面建构了进行课堂教学设计的若干模式、程序，为理论从原理形态上升为实践形态打下坚实的基础。

教学设计的基本程序①确定内容和研究主题②要素分析和文本制作③整合资源和课堂实施与观察④课后反思和成果打包与推介

课堂教学过程的问题线索：

2.基于观念建构的课堂化学教学设计

与知识相比，化学基本观念具有更高的概括性，并能统摄具体的知识、技能和方法，它决定着学生对知识理解和应用的水平，因此它是更有价值的东西。

在观念建构为本教学中，教学与学习的目标是为了形成和建构起本学科的观念体系，内容的选择也是以观念为核心，选择那些能形成和体现这些观念的具体知识内容。

观念的建构使学生处于有意义的、真实的、具有挑战性的学习环境中，以积极主动的态度去探究和发现知识之间的联系和隐藏在事实背后的重要思想和观点，并在交流与讨论过程中建构起自己的观念体系。

其程序为：

3.基于现代科学本质观与模型方法的教学设计

课堂教学中最典型的错误是将模型当原型，将相对真理当作绝对真理，严重影响了学生对科学本质的理解。

这类问题具有相当的普遍性，而且长期处于一种集体无意识状态。

在“科学探究”过程中这种问题的影响就更加明显，典型的错误是，第一，将科学探究泛化，探究那些本不需要探究的问题。

第二，将科学探究庸俗化，把不是探究的活动套上探究的外壳，使教学成为应景之作。

这种认识上和行为上的偏差均应在教学设计推介的过程中加以纠正。

基于当代科学本质观的设计程序是：

根据这样的认识，形成了课堂探究活动的设计程序，即

确定研究对象——描述显性性质——合理猜想——验证——形成模型——模型品质评价

基于模型方法的设计程序是：

4.基于化学知识的三重表征策略的教学设计，其程序是：

5.课堂教学中概念图应用策略

概念图的绘制流程为：

列出概念→把含义最广、最有包容性的概念放在图的顶端→继续往下写，以增加更多具体的概念→寻找概念图不同部分概念之间交叉连线的联结，并标明连接线→把说明概念的具体例子写在概念旁。

概念图可以揭示学生头脑中的“前概念”和模糊概念、概念之间的结构化联系、概念重新构建和认知结构改变的发生以及概念的结构特征。

概念图应用程序是：

6.课堂教学中思维干预实施策略

优化学生的思维是课堂教学的核心任务，可称之为思维干预策略，其程序是：

创设一个平台，即在一定情境下，提出一个有价值的问题，获选定一个研究对象；

布置任务：

解决问题或对对象进行描述（静态描述或动态的过程描述）；

思维干预策略的实施步骤和方法

思维的外化：

可采取追问的方法和概念图的方法，后者需要交高水平；

思维的优化：

强化、质疑、结构化；

思维的固化：

用语言和文字进行表述，相似问题的解决。

固化是相对的，要注意认识的发展性和辩证性。

其程序可用图示法表示：

三、探究式教学设计案例分析

案例1离子反应（第一课时）

指导思想与理论依据

当学生将许多事实性知识都忘掉的时候，在他头脑中留下的是什么呢？

是观念，是方法，是思路。

基于知识是以往教学设计的基本出发点，但与知识相比，化学基本观念具有更高的概括性，并能统摄具体的知识、技能和方法，它决定着学生对知识理解和应用的水平，因此它是更有价值的东西。

使学生牢固地、准确地、哪怕只是定性地建立起基本的化学观念，应当成为化学教学的第一目标，基于观念建构的教学设计也应成为我们在课程改革中重要的实践内容。

知识也是有价值的，特别是当它成为教学中观念建构载体的时候，这种价值就愈发地凸现出来。

基本观念是高度概括和上位的认识，然而它不应该是空中楼阁，它的建立要依赖于具体的知识，在知识的学习过程中形成和发展。

基本观念与处于下位的具体知识之间具有一定的对应关系：

不同特点的知识，能够概括提炼出的基本观念也会有所不同。

概括地说，“选择最合适的知识，建构最核心的观念”，这是教学设计的基本任务。

化学基本观念最终要植根于学生的头脑之中，这是一个“过程”，这个过程并不容易，它需要学生以一种积极主动的精神投入到学习、探究活动之中去，同时也要求教师尽可能调动有效的组织手段和技术手段予以保障。

教学背景分析

“离子反应”是认识化学反应的重要角度。

电离是溶液中离子反应的前提，因此，“物质的电离”作为离子反应的前设内容被安排在第一课时。

电离和离子反应是基于“物质是由微粒构成的”这样一个基本观念的概念，即所谓物质的“微粒观”。

同时不难发现，电离和离子反应也是建构“微粒观”的绝好素材。

考虑到教学的阶段性，初三化学将物质作为一个“整体”加以介绍，比较侧重从宏观角度认识物质及其它们之间的反应。

但高中阶段“离子反应”教学则试图从微观角度揭示一类反应的本质。

从宏观到微观的视角转化并不是一件容易的事情，即使他们肯于接受这样一个全新的认识角度，也还需要一定的想象力和推理能力，需要学会和使用新的“语言”，需要重新认识已有的知识。

这是一个新的角度，也是一个新的高度，颇具挑战性。

只有充分评估学生在认识过程中的困难所在，并有针对性地调动积极手段，才能帮助学生掌握知识，建立概念，使化学核心观念的建构顺利起程。

本课时采取“综合启发式”教学。

在教学的组织方面，以学生活动（活动串）作为课堂教学的“主线”，以电离及其相关概念的逻辑性呈现作为副线，以离子观（微粒观的一种具体形式）为依托和最高目标展开教学。

在技术方面，应用晶体样品实物、晶体模型、导电性实验（辅以大屏幕展示）、晶体电离的动画、晶体熔化导电视频（自行摄制）、ppt演示文稿等手段提供保障，全力突破“晶体由微粒构成”，“电离是微粒脱离晶体的过程”等认识的中心环节和难点，为牢固树立物质“微粒观”而竭尽全力。

教学目标（内容框架）

教学目标

知识与技能：

能描述电离的过程（以NaCl为例）；正确书写常见酸、碱、盐的电离方程式；能从电离的角度认识酸、碱、盐；能说出电解质的概念并知道其分类标准。

过程与方法：

通过对溶液导电性的分析，从宏观、微观、符号三个水平上建立对电离的初步认识。

情感态度与价值观：

认同实验方法对解决科学问题时的重要作用。

内容框架

问题框架

1.是手接触用电器为什么更易触电？

2.NaCl晶体溶解过程中发生了什么？

3.物质电离的的过程如何表达？

4.从电离和产物的角度如何认识酸碱盐？

5.从电离和物质