建構(gòu)主義在中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計中的有效應(yīng)用

楊青山 朱方仕

（利川市一中 湖北 利川 445400）

一、前言

化學(xué)實驗是化學(xué)學(xué)科的最基本特征，是學(xué)生認識化學(xué)科學(xué)知識的重要認識工具，是科學(xué)探究的構(gòu)成要素之一，化學(xué)實驗以提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)為主旨，促進學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣與認知的發(fā)展，并從實驗知識與技能目標(biāo)、實驗探究過程與方法、實驗情感態(tài)度與價值觀等三個維度建立新課改的目標(biāo)，倡導(dǎo)“以科學(xué)探究為主的多樣化學(xué)習(xí)方式”、重視學(xué)生的“親身經(jīng)歷和體驗”。在化學(xué)教學(xué)中要有效的將新課改理念落實，化學(xué)實驗是一個很好的途徑。

二、建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論概述

1．建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論

建構(gòu)主義包含“個體建構(gòu)”、“社會建構(gòu)”兩大流派的完整理論體系，源自關(guān)于兒童認知發(fā)展的理論，是行為主義發(fā)展為認知主義的進一步發(fā)展，經(jīng)過長期的理論探索和教學(xué)實踐慢慢的形成了獨具特色的學(xué)習(xí)理論。從知識灌輸?shù)膶ο蟮叫畔⒓庸さ闹黧w，形成一套新的比較完整、有效的認知學(xué)習(xí)理論。建構(gòu)主義提倡在教師的指導(dǎo)下、以學(xué)習(xí)者為中心，即強調(diào)學(xué)習(xí)者是認知過程的主體，又不忽略教師的指導(dǎo)作用，教師是學(xué)習(xí)者意義建構(gòu)的幫助者、促進者，而不是知識的傳授者與灌輸者［1］。建構(gòu)主義雖然在中國流行不到20多年，但是對中學(xué)化學(xué)實驗教學(xué)設(shè)計的指導(dǎo)意義非常深遠。

2．建構(gòu)主義的教學(xué)模式

教學(xué)模式中以支架式教學(xué)模式、拋錨式教學(xué)模式、探究式教學(xué)模式為主流，其中探究式教學(xué)模式最為普遍、流行，但在實際運用中大多數(shù)中學(xué)教師存在著很大的問題，探究式實驗教學(xué)模式的概念不清楚。所謂探究式實驗教學(xué)模式是指在實驗教學(xué)過程中，要求學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，通過實驗培養(yǎng)學(xué)生“自主、合作、探究”的能力，充分發(fā)揮學(xué)生的主觀能動性、積極性，從而較好地達到課程標(biāo)準(zhǔn)中關(guān)于認知目標(biāo)與情感目標(biāo)要求的一種教學(xué)模式。在實際情境中一旦確立一個問題，整個的教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)進程就被確定了，但在實際教學(xué)中往往事與愿違，存在著許多問題，例如：在建構(gòu)主義理論下的探究式教學(xué)中如何發(fā)揮教師的主導(dǎo)作用；如何激發(fā)學(xué)生的興趣和求知欲，引入研究主題等等一系列問題。為了在化學(xué)實驗中解決這些問題，下面以高中化學(xué)必修2第二單元《化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié)《化學(xué)能與電能》實驗2-4為例來實施建構(gòu)主義學(xué)習(xí)理論下的探究式化學(xué)實驗的教學(xué)模式并論述探究式教學(xué)模式作為中學(xué)化學(xué)實驗的教學(xué)模式的重要性。

三、Cu-Zn原電池實驗教學(xué)設(shè)計

Cu-Zn原電池實驗探究是高中化學(xué)必修2第二單元《化學(xué)反應(yīng)與能量》第二節(jié)《化學(xué)能與電能》實驗2-4的內(nèi)容，主要是通過探究Cu-Zn原電池實驗，掌握該實驗的實質(zhì)，學(xué)習(xí)探究的方法與思維過程，總結(jié)出原電池的概念及原電池的形成條件。但是教科書只做了一組實驗，對原電池的構(gòu)成條件探究的并不充分，在實際教學(xué)過程中，大多數(shù)教師多是直接給出原電池的構(gòu)成條件，沒有體現(xiàn)出學(xué)生自主探究的學(xué)習(xí)方式。

（1）創(chuàng)設(shè)進入學(xué)習(xí)情景：首先帶領(lǐng)學(xué)生按照書上實驗2-4進行，將鋅片和銅片用導(dǎo)線連接（導(dǎo)線中間接入一個電流表），平行插入盛有稀硫酸的燒杯中（如圖1）觀察實驗現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象銅片 有氣泡產(chǎn)生鋅片 鋅片溶解電流表 指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)

圖1

在創(chuàng)設(shè)情景時，同學(xué)們看到電流表指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，有點不可思議，原因是學(xué)生在初中學(xué)習(xí)物理時知道，要有外加電源，才會形成電流。原有的認知結(jié)構(gòu)無法解釋其原因，無法同化新知識，這時老師要分析形成電流的原因、得出原電池的概念。在實際情景下進行學(xué)習(xí)，可以幫助和促進學(xué)生利用原有的認知結(jié)構(gòu)中的有關(guān)知識和經(jīng)驗去有意義建構(gòu)新知識，最后達到同化新知識的目的。

（2）確定有探討價值的問題：在上述情景下，教師將實驗2-4中的銅片換成鋅片（如圖2），進行對比實驗現(xiàn)象。

實驗現(xiàn)象鋅片 有氣泡產(chǎn)生，鋅片溶解鋅片 有氣泡產(chǎn)生，鋅片溶解電流表 指針不發(fā)生偏轉(zhuǎn)

圖2

通過兩個實驗的對比，確定與主題密切相關(guān)的問題作為學(xué)習(xí)的中心內(nèi)容。老師給出探究問題。①為什么銅片與鋅片可以形成電流，而鋅片與鋅片不可以形成電流；②請大家用已給出的器材、藥品，探討一下形成原電池的條件。（探討的問題要有探討價值）

（3）圍繞探討問題自主、合作學(xué)習(xí)：教師根據(jù)給出的問題，提供必要的儀器和藥品，引導(dǎo)學(xué)生積極參與探究實驗。在引導(dǎo)過程中要不斷的啟發(fā)學(xué)生遇到的困難，培養(yǎng)學(xué)生處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流合作的能力。學(xué)生應(yīng)該按照自己的想法去設(shè)計實驗，解決探究問題。

根據(jù)表中得到的實驗數(shù)據(jù)，同學(xué)們討論出原電池的形成條件，教師不要給出結(jié)論，要讓學(xué)生學(xué)習(xí)分析、解決問題的能力，充分做好實驗前的準(zhǔn)備工作，包括實驗方案設(shè)計、器材準(zhǔn)備、明確實驗?zāi)繕?biāo)等?！澳サ恫徽`砍柴工”，特別是實驗小組的設(shè)計方案，不要只看表面文字書寫，學(xué)生是不是真正進行了思考，這是正確、有效進行實驗探究的保障。對實驗過程要進行一定的演示或指導(dǎo)，實驗過程中要巡視檢查，給予幫助和糾錯等。要將實驗課程提升到鍛煉學(xué)生能力、培養(yǎng)學(xué)生合作探究精神的高度，多給學(xué)生鼓勵，給學(xué)生以寬松自由的環(huán)境、合理引導(dǎo)，得出結(jié)論：1．要有活動性不同的金屬材料做電極或一種金屬一種導(dǎo)電的非金屬單質(zhì)材料做電極；2．要有電解質(zhì)溶液；3．能夠自發(fā)的發(fā)生氧化還原反應(yīng)。（以上幾個結(jié)論學(xué)生總結(jié)起來有點困難，教師要適當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。）

（4）師生協(xié)作學(xué)習(xí)：教師此時根據(jù)學(xué)生們總結(jié)的實驗結(jié)論做幾個實驗驗證結(jié)論是否正確，很顯然上述總結(jié)的條件缺少一個，教師要用實驗去得出同學(xué)們沒有得出的結(jié)論（如圖3）。

實驗現(xiàn)象銅片 無現(xiàn)象鋅片 鋅片溶解電流表 指針不偏轉(zhuǎn)

圖3

通過實驗，同學(xué)們很容易得出形成原電池的第4個結(jié)論：要形成閉合回路。

（5）對實驗過程的反思與評價：①學(xué)生自我及小組評價：反思一下自己在實驗過程中學(xué)到了什么？在討論時扮演的是什么角色？自己的學(xué)習(xí)方法是否有轉(zhuǎn)變？對新知識是否理解并掌握？小組對個人在學(xué)習(xí)過程中的參與程度、學(xué)習(xí)表現(xiàn)、學(xué)習(xí)態(tài)度、對本小組的貢獻作出評價。②教師評價：教師的作用是導(dǎo)而不是教、教師從教什么和怎么教轉(zhuǎn)變?yōu)槿绾渭ぐl(fā)學(xué)生的積極性和主動性，充分發(fā)揮學(xué)生在探究中的主體地位，培養(yǎng)學(xué)生參與化學(xué)實驗的熱情。教師創(chuàng)設(shè)適當(dāng)?shù)膶W(xué)習(xí)情境，教師通過和學(xué)生交流討論，及時了解、掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況對重難點和學(xué)生具有的共性問題進行指導(dǎo)，引導(dǎo)學(xué)生對探求出的結(jié)論進行抽象概括，是新知識在原有的基礎(chǔ)上得到“同化”，客觀地、公正地、明確地評價自己和別人是否達到了意義的構(gòu)建和要求。要充分進行信息資源共享，相互交流學(xué)習(xí)心得，培養(yǎng)合作精神，提高學(xué)習(xí)效率，創(chuàng)設(shè)高效課堂。

科學(xué)探究

目標(biāo)：根據(jù)已具備的氧化還原反應(yīng)知識和電化學(xué)，利用提供的實驗用品，設(shè)計一套電池裝置。

用品：鎂條、銅片、鐵片、導(dǎo)線、金屬夾、手電筒用小燈泡 （或發(fā)光二極管）、果汁（橙汁、蘋果汁、檸檬汁）、500mL燒杯等。

方式：最好先獨立設(shè)計，并動手試驗，邊做邊改進；也可以與鄰座同學(xué)相互討論和觀摩，或請老師指導(dǎo)

實驗用品及操作 實驗現(xiàn)象 結(jié)論

六、結(jié)語

整個教學(xué)設(shè)計以學(xué)生動手實驗為主，教師指導(dǎo)為輔，不僅激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和求知欲望，給學(xué)生提供了交流、討論的空間，而且還喚起了學(xué)生的實驗意識、思維意識、探究意識。能使學(xué)生充分感受到“能學(xué)—愿學(xué)—樂學(xué)—會學(xué)”的教學(xué)思路，培養(yǎng)了學(xué)生的動手能力、團結(jié)協(xié)作能力，語言表達能力，各小組中成員分工明確，既是合作伙伴又是競爭對手，能充分挖掘自己的潛能，展示自己的特長。總之將建構(gòu)主義有效的應(yīng)用于課堂，更注重每個學(xué)生的發(fā)展。在教學(xué)中只要正確把握好教師、學(xué)生、環(huán)境三者之間的關(guān)系，多引導(dǎo)學(xué)生進行自主學(xué)習(xí)、探究學(xué)習(xí)和合作學(xué)習(xí)，課堂環(huán)境和諧自然，學(xué)生的交往環(huán)境呈現(xiàn)多邊互動狀態(tài)，構(gòu)建的課堂一定是高效的，一定能幫助學(xué)生形成終身學(xué)習(xí)的意識和能力，學(xué)生的價值一定能得以充分地舒展，成為可持續(xù)發(fā)展的一代新人。

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