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1、化学教学要实现科学探究常态化论文 科学探究一直备受基础教育化学课程的重视因为它既是一种科学实践形式又是一种科学学习活动方式但是在我国的化学教学中教师却很少能将科学探究以常态化的形式落实所谓科学探究常态化是指在课堂教学中尽可能地全面落实科学探究教学以促进科学探究教育功能的全面发挥这种意义下的常态化探究不是形式上的探究但凡能实现探究的教育功能即便是教师在某种无意识情况下达到此目的也是常态化的 一、共同体内的探究有助于全体学生化学素养的形成 许多化学教师认为班级人数偏多会阻碍科学探究的开展比如不可能所有学生都有做实验的机会不可能保证教师能够全面监测所有学生的探究进程究竟全班范围内的科学探究是否有可能
2、实现这一问题制约着科学探究常态化的实现如何基于班级这种教学组织形式来开展科学探究值得深入研讨学习共同体的研究为解决这一问题提供了思路已有研究论证了学习共同体的重要教育价值如布朗和坎皮恩于1996年开发了基于FCL模型的学习共同体该学习共同体让学生在一段时间内自主并分组钻研特定的主题获得关于该主题较为系统和全面的知识再经过组间分享、任务实践、反思总结最终建立共同体的集体知识以促进个体知识的全面增长 在探究“物质溶解于水前后温度的变化以及加热对溶解过程的影响”这些问题时学生通过共同体内的研讨与推理形成诸如“物质溶于水的过程可能吸热可能放热”“加热只影响吸热溶解过程的溶解速率”、“加热可以加快物质的
3、溶解速率但不影响物质溶解的质量”等具有冲突性的假设紧接着学生分组进行论证实验的设计再由全班共同讨论优化实验方案实验的操作由教师独立演示完成利用手持温度计和投影设备向全班同学展示实验结果最终学生对实验现象给予合理解释反思自己的假设在这一过程中学生有了参与科学探究的机会通过小组和班级的讨论不断地对概念进行探索、解释、质疑、论证和批判在相互学习的过程中不断形成自己对学科概念的正确的解释和合理的反驳 二、科学探究的过程必须成为学生能动学习的过程 常态化的科学探究是学生能动参与的探究科学探究既可以是学生独立地参与也可以是教师通过具体的探究教学活动的设计与实施来引导学生参与但这两种方式都不能忽视学生的能动
4、性这不仅是因为科学探究是学生对科学问题和规律进行探索和发现的过程（即“探究即学习”还因为学生学习的过程本身就具有探究的性质即、“学习即探究”正如杜威强调的“思维含有某种发明的性质”一切能考虑到从前没有被认识的事物的思维都是有创造性的”学生为了解决科学问题就要“进行设计、发明、创造和筹划”因此学生在科学探究过程中表现出主体性是探究式学习的实质 学生作为主体能动地开展科学探究就是能够在科学学习过程中自主地建立研究问题结合自身的经验进行推理形成假设再通过科学的方法收集证据进行论证从而获得结论推理意味着学生能运用理性思维建立科学论题之间的各类关系而论证则意味着学生能从证据中寻求对主张的理性支持同时驳斥
5、相异主张并开展基于主张的对话和争辩活动在常态化的科学探究中教师包办、替代学生开展推理和论证活动很可能会丧失科学探究的教育功能教师通过合理的引导激发学生的能动活动决不能根据教师自己教的活动的逻辑去干预科学探究的进行 三、常态化的科学探究要关注学生发展水平和困难 关注学生开展科学探究的发展水平首先要从时间维度探索教师既要研究短期内（即教学单元、课时内）学生的化学探究能力的发展从而为科学探究的进度安排、课时划分、教学方法的选择提供有效指导同时也要研究相对较长时间内（即学期、学年、学段内）学生的化学探究能力的发展给科学探究的内容的选择和组织、科学探究发展表现水平的评价提供依据其次要从与科学探究有关的人
6、的素质结构维度探索学生是科学探究的“活动主体”“活动主体的素质结构与主体活动的特性及其结构有密切的关系”气教师必须关注学生在开展科学探究时所具备的倾向性素质（如兴趣、兴趣、理想、价值观、信念等）、调控性素质（如智力、情感、意志、自我意识等）、效果性素质（如技能、技巧、选择力、创造力、审美力、品德、品质等）和身体性素质的发展状况才能综合利用“活动主体”的所有素质和潜能怡如其分地开展科学探究 对于探究“电解”这一核心概念来说学生在初中阶段需要认识特定电解的现象（如电解水的装置与产物等）而在高中阶段则需要实现两个水平的突破初级水平是从微观水平解释电解现象的微观机制用化学符号描述电解的过程；高级水平是
7、从能量的水平理解电解的实质以能量转化的观点对电解装置进行设计与调控对于高二年级学生学习“电解”概念来说其发展水平和难度均落在了“如何利用电解实现电能到化学能的高效转化”这一问题上然而许多老师抓住电解产物、微观实质、放电顺序、电解结果等学生自己已经能够自行推理和理解的“电解现象的微观机制”进行探究却没有关注到学生不易从化学热力学的角度理解电解原理导致科学探究的意义被空虚化名不副实 四、化学实验教学为科学探究提供重要的经验支持 化学实验使人们对物质及其变化的认识更为具体、深刻、精确更逼近客观真理正因如此化学实验教学备受化学教育工作者的重视那么化学实验教学到底对化学常态化科学探究起到了怎样的作用这种
8、作用又该如何发挥昵 从本质上来讲化学实验提供的是经验化学实验课程是经验的课程从化学的角度讲是人认识化学的经验从教育的角度讲是学生“再认识”化学从而获得发展的经验 学生开展科学探究离不开经验支持只有基于经验才可能构建知识、发展思维化学实验能够为学生提供丰富的经验教师必须重视化学实验教学在科学探究中的作用要尽可能地为学生创造实验条件通过动手与动脑的结合获得实验经验但这并不等同于开展科学探究就必须要有化学实验因为能够为学生提供经验支持的方式还有很多而且能够提供经验支持的化学实验也并不意味着一定要“做实验”有时运用“实验事实”、“实验史实”、“模拟实验”来开展实验教学活动也能够同样达到提供经验支持的效
9、果例如对于“原子结构”的探究现有的教学条件学生无法直接像科学家那样从微观的角度开展实验然而通过讲授、多媒体呈现等方式重现卢瑟福的粒子散射实验让学生对实验设计思路、过程和结果进行科学的分析也能够达到以科学探究的方式去建构原子结构模型的效果 五、常态化的科学探究要追求化学课堂的实效性 在高考“指挥棒”下许多教师认为常态化的科学探究缺乏实效性尤其是不能够使学生具备扎实的知识和技能以应付考试实际上常态化的科学探究与教学的实效性并非矛盾的两个方面常态化科学探究对于提高具有丰富内涵的课堂实效性有重要意义 衡量教学的实效性的标准多种多样有学者认为教学的实效性体现在“三效”上即有效果、有效率和有效益也有学者在
10、“三效”的基础上进行了修补和增删但无论如何大多数学者都认为教学的实效性体现为在最优化的时间范围内达成既定的教学目标实现学生的发展理解学生的发展不应局限于应试能力的发展而是人的素质的全面发展所有素质的发展反过来又能够为应试能力提高起到正向推动作用化学教学中的常态化的科学探究在于促进学生化学素养的全面发展这正是化学教学具有实效性的应有之义 也有些教师认为科学探究并非是“有效率”的教学方式实际上从“效率”的界定上来看短时间内获得知识与技能的效率和相对较长时间内获得包括知识与技能在内的全面化学素养的效率可能是等同的所以比较课堂效率既要考虑时间的因素也要考虑效果的因素从教师的探究式教学设计来看要提高常态
11、化科学探究的教学效率就是要在尽可能地实现学生多样化、全面化化学素养发展的同时优化教学过程保证教学的时间尽可能充分高效地利用在达成科学探究的目标上避免因科学探究过程过于华而不实导致教学时间的人为拖沓与浪费（如无关或相似教学情境的堆砌、无关或赘余的讨论与交流、课堂纪律管理、课前实验准备等方面） 以“一定物质的量浓度溶液的配制”这一课题为例许多化学教师认为由于其教学内容偏多加之要引入新的仪器一容量瓶所以不利于采用科学探究的方式开展教学即便要探究也至少需要花两堂课的时间实际上如果教师能够充分利用学生在初中学到的、一定溶质质量分数溶液的配制”方法来解决“精确配制100mL1molL1NaCl溶液”这一问
12、题学生便能够在教师的引导下改进已有方法和实验条件（仪器、操作）从而自己设计出容量瓶的雏形并自主建构新的实验方法在这之后学生便能细致而又完整地描述整个实验的操作流程并付诸实践通过实际的一线教学发现采取这种高效的探究式教学仅仅40分钟的时间学生就能够将整个实验理解透彻并且将知识迁移到“实验误差分析”等实验应用问题上来学生在科学探究过程中习得的科学思维和方法还有助于他们今后进一步以科学探究的方式学习、酸碱中和滴定”等定量实验 六、常态化的科学探究课堂应收放自如、有张有弛 科学探究需要利用学生的发散思维发散思维是人在思维的过程中呈现出的一种扩散式的思维模式表现为思维面的广阔和思维角度的多样化学生具备一
13、定的发散思维就能够在学习过程中产生新的认识和突破；只有充分激发学生的发散思维才能在科学探究中从多个侧面产生对同一问题的多种看法和理解使所获认识更加丰富和全面 与发散思维相对的是敛聚思维亦是科学探究中十分重要的思维方式敛聚思维与发散思维的方向相反主要是使得各种思维集中于一个方向通过理顺、筛选、综合、统一等方式让思维的路径更加条理化、简明化、系统化、逻辑化和规律化最终得出一个合乎逻辑和规范的结论形成对问题的系统全面的考察敛聚思维与发散思维是矛盾的两个方面具有辩证统一性既相互区别又相互联系没有发散思维的广泛收集多方搜索敛聚思维就没有了加工对象反过来没有敛聚思维的认真整理精心加工发散思维的结果再多也不
14、能形成有意义的创新结果也就成了废料 在常态化的科学探究课堂中教师既要善于激发学生的发散思维又要善于引导学生将发散的结果加以整理和归纳形成科学的理解这就要求课堂教学能够收放自如、有张有弛提出可以激发学生发散思维的问题让学生对问题进行充分的辨析和思考形成多样化的问题解决策略是课堂教学“有张有弛”的表现；能够在教师的引导下进行协作研讨和反思审视各种问题解决策略优化实施方案并最终解决问题是课堂教学“有收有放”的表现在探究“质量守恒定律”的过程中教师提出“对于一个化学反应你会从什么角度研究质量的变化”这一问题比提出“对于一个化学反应所有反应物质量的总和和所有生成物质量的总和有怎样的关系”更具发散性更有利于学生从多个认识角度去认识化学反应中的质量关系当学生根据自己所确定的认识角度去建立了论证方案之后教师又要引导学生将各种方案进行整理和统一化（如将研究单个反应物质量的转化的方案与研究所有反应物质量的转化的方案整合起来）将多个问题划归到同一个实验方案中进行验证从而得出结论这种收放自如、有张有弛的教学不但有助于学生得出“质量守恒”这一结论更有助于学生在高效的课堂中对“质量守恒定律”形成更全面的认识
