“小步子 大目標(biāo)”——多層次實(shí)施初中化學(xué)探究教學(xué)，提高學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)

胡路漫

（福州十八中 福建 福州 350005）

自從新課程改革以來，“科學(xué)探究”成為大部分教育者關(guān)注的熱點(diǎn)和研究的課題。 教學(xué)論的專家們從理論的角度闡述了科學(xué)探究在科學(xué)教育中的重要作用，一線的教師們也通過大量的教學(xué)實(shí)踐， 希望賦以科學(xué)探究具體、有效可行的操作方法。 如何讓學(xué)生從科學(xué)探究活動(dòng)提高科學(xué)素養(yǎng)；何種方式的探究教學(xué)最有利于提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)成為爭議的焦點(diǎn)。

一、化學(xué)探究教學(xué)中緣何要循序漸進(jìn)

伊索寓言中曾有這么一則故事，故事的大意是這樣的： 一個(gè)饑寒交迫的窮人在一個(gè)雨夜來到一個(gè)富人家，他先問看門的仆人能否讓他進(jìn)去烘干衣服，仆人看他的要求不過分，便同意了。 而后這個(gè)人又請求廚娘借給他一口鍋?zhàn)屗簏c(diǎn)“石頭湯”喝，廚娘出于好奇也同意了。于是， 這個(gè)窮人從地上撿了一塊石頭洗干凈放進(jìn)鍋里，他對廚娘說再借我些鹽吧，廚娘就給了他些鹽，之后又提出要了些菜葉，甚至是碎肉末，廚娘也都一一給了他，最后這個(gè)聰明的窮人把石頭丟掉， 喝了一鍋美味的肉湯。 看完這個(gè)故事，我們都不免感嘆窮人的睿智，很顯然，如果這個(gè)窮人一開始便對看門的仆人說讓他進(jìn)去煮點(diǎn)肉湯喝，結(jié)局便不會(huì)如此，仆人一定會(huì)認(rèn)為他是個(gè)瘋子，并將他拒之門外。 但細(xì)細(xì)想想，為什么仆人和廚娘都會(huì)一再答應(yīng)他的要求？ 從故事當(dāng)中不難發(fā)現(xiàn)，窮人的每一個(gè)小要求都讓人很容易接受，而正是這些看似微小的請求加乘起來就足以達(dá)到使他解決溫飽的大目的，這就是心理學(xué)當(dāng)中著名的“登門檻效應(yīng)”［1］。 從心理學(xué)的維度上講， 人們往往更容易認(rèn)同那些看起來簡單合理的要求，而難以接受復(fù)雜、不易完成的任務(wù)。 因此，在探究教學(xué)中，我們也需要循序漸進(jìn)給學(xué)生提出他們“跳一跳，就能夠得到”的要求，引導(dǎo)學(xué)生踏進(jìn)科學(xué)的“門檻”，這樣學(xué)生才能進(jìn)入科學(xué)的殿堂，體會(huì)靈魂與科學(xué)的碰撞。

在教學(xué)實(shí)踐的過程中，部分教育工作者往往都把教學(xué)的重心放在要將學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)提高到什么樣程度，但是他們恰恰忽略了一個(gè)最重要的問題，就是教學(xué)的起點(diǎn)（在實(shí)施教學(xué)前，學(xué)生的知識(shí)和能力已經(jīng)達(dá)到何種程度）。 現(xiàn)代教學(xué)理論認(rèn)為，有效的教學(xué)不僅僅在于教學(xué)的終點(diǎn)，而是教學(xué)起點(diǎn)和教學(xué)終點(diǎn)之間的距離，是否在教育者的引導(dǎo)幫助下受教育者所能跨越的范圍內(nèi)。 超出了這個(gè)有效范圍， 此時(shí)的教學(xué)就不能被認(rèn)為是有意義的。因此，透過現(xiàn)代教學(xué)理論的視角，我們認(rèn)為在教學(xué)實(shí)踐中循序漸進(jìn)具有理論意義。

眾所周知，探究教學(xué)要成功實(shí)施，需要具備許多的因素，其中最重要的是學(xué)生要具備一定的化學(xué)知識(shí)和實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Α?而化學(xué)作為九年級(jí)新開設(shè)的課程，此前學(xué)生從未接觸過這門學(xué)科， 具有的知識(shí)和操作技能是非常有限。 若教師全然放手，任由學(xué)生探究，那么就有可能導(dǎo)致大部分學(xué)生學(xué)無所獲，甚至部分學(xué)生連探究的問題都沒弄明白，教學(xué)的效果就可想而知。 倘若教師開始時(shí)多加引導(dǎo)，待學(xué)生知識(shí)和技能逐漸成熟后再漸漸放手，效果就要理想得多。 因此循序漸進(jìn)在化學(xué)探究教學(xué)中具有現(xiàn)實(shí)意義。

二、化學(xué)探究教學(xué)中的“小步子，大目標(biāo)”

如何循序漸進(jìn)進(jìn)行化學(xué)探究教學(xué)呢？ 對科學(xué)探究的過程進(jìn)行分解， 我們可以知道科學(xué)探究的過程可以分為：提出問題，假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、解釋與結(jié)論、表達(dá)交流、拓展遷移［2］。

在這六個(gè)過程中，按照每個(gè)步驟的難易程度，就可以將其分為三個(gè)層次，依層次進(jìn)行教學(xué)。

第一層次是解釋與結(jié)論、表達(dá)交流。 在這個(gè)層次的教學(xué)前，只需學(xué)生具有相應(yīng)的化學(xué)知識(shí)和較好的表達(dá)能力即可，教學(xué)的起點(diǎn)較低。 在此層次的教學(xué)過程中，通過教師的引導(dǎo)，觀察實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，將其描述出來；并在教師的問題導(dǎo)向下，進(jìn)行現(xiàn)象的分析解釋，并將自己的觀點(diǎn)表達(dá)出來與同伴討論。 教學(xué)起點(diǎn)和終點(diǎn)的距離就在于如何用已知的知識(shí)理論來解釋實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，培養(yǎng)學(xué)生簡單的化學(xué)思維。這個(gè)距離通過教師引導(dǎo)幫助，是完全能夠跨越的。

以粵教版九年級(jí)化學(xué)2.1 探究空氣中氧氣的含量為例，探究學(xué)案可以設(shè)置為：

提出問題：空氣中氧氣的含量是多少？

查閱資料：空氣中含有氮?dú)狻⒀鯕?、二氧化碳、稀有氣體等，其中氧氣大約占空氣體積的1/5。

假設(shè)與猜測：氧氣約占空氣體積的1/5。

實(shí)驗(yàn)與事實(shí)：

?

解釋與結(jié)論：

紅磷燃燒消耗了集氣瓶中的______，造成集氣瓶的氣壓______，大氣壓______（填“大于”、“等于”、“小于”）集氣瓶內(nèi)氣壓，水從______流入______中。流入集氣瓶的水大約占集氣瓶體積的______。 由此可以推知氧氣約占空氣體積的______。

拓展與遷移： 是否能用木炭代替紅磷完成上述實(shí)驗(yàn)？______（填“是”或“否”）。 （提示：木炭燃燒生成二氧化碳?xì)怏w。 ）

在本探究學(xué)案中，在教師的問題引導(dǎo)下，由學(xué)生自主完成的部分是較為簡單的第一層次內(nèi)容，包括對紅磷燃燒實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述；解釋紅磷燃燒實(shí)驗(yàn)后為什么會(huì)有水流入集氣瓶， 由此得出氧氣占空氣體積約1/5 這樣正確的實(shí)驗(yàn)結(jié)論。 這對于具備氣壓等相應(yīng)物理學(xué)知識(shí)的學(xué)生而言，完全能夠通過教師的引導(dǎo)幫助，結(jié)合簡單的化學(xué)知識(shí)得以實(shí)現(xiàn)。 在這一層次內(nèi)容的教學(xué)中，教師可以先以引導(dǎo)為主，在探究學(xué)案中以問題的形式幫助學(xué)生明確實(shí)驗(yàn)觀察的重點(diǎn)，把握結(jié)論的方向，而后逐漸降低問題的比重，漸漸放手，直至學(xué)生能自主觀察描述與實(shí)驗(yàn)有關(guān)的現(xiàn)象，得出正確的結(jié)論。

第二層次是假設(shè)、提出問題。 在這個(gè)層次學(xué)習(xí)中，學(xué)生不僅能描述和解釋現(xiàn)象，還要能夠在引導(dǎo)下根據(jù)某個(gè)化學(xué)現(xiàn)象，提出自己所要探究的問題，做出合理的假設(shè)。在這個(gè)層次目標(biāo)的達(dá)到，對學(xué)生的起點(diǎn)要求較高。 在探究前，學(xué)生不僅要有較多的知識(shí)儲(chǔ)備，還需要有一定的化學(xué)思維，唯有如此，提出的問題才具備探究的價(jià)值，做出的假設(shè)才不至于偏離科學(xué)結(jié)論太遠(yuǎn)。 因此第二層次的教學(xué)應(yīng)該建立在第一層次教學(xué)目標(biāo)基本達(dá)成的基礎(chǔ)上，以此作為第二層次教學(xué)的生長點(diǎn)。 即在此層次的教學(xué)前，在適時(shí)的點(diǎn)撥下，學(xué)生已經(jīng)基本具備描述現(xiàn)象和依據(jù)現(xiàn)象得出結(jié)論的能力。 在第二層次的教學(xué)中，逐漸培養(yǎng)依據(jù)實(shí)驗(yàn)的目的和結(jié)論提出問題的能力。

以4.3 探究水的組成為例，探究學(xué)案可以設(shè)計(jì)為：

探究目的：探究水的組成

提出問題：________________________。

假設(shè)：________________________。

實(shí)驗(yàn)與事實(shí)：

?

解釋與結(jié)論：水在直流電的作用下被分解為______。水由______和______元素組成。 一個(gè)水分子由____________和______構(gòu)成。

拓展與遷移：化學(xué)反應(yīng)前后，分子改變，原子不變。

在“水的組成”探究教學(xué)中，教師在學(xué)案中將探究的目的和結(jié)論的大致方向告知學(xué)生，學(xué)生在此基礎(chǔ)上提出“水由什么元素組成？ ”“一個(gè)水分子由什么微粒構(gòu)成？ ”這樣的問題，應(yīng)該不成問題。 與此同時(shí)，在問題的基礎(chǔ)上，結(jié)合學(xué)生對水的化學(xué)式的理解，不難得出“水由氫元素和氧元素組成”的假設(shè)猜測。 值得注意是，在教學(xué)中教師應(yīng)該有意識(shí)將自己的地位，漸漸由“引導(dǎo)者”向“輔助者”轉(zhuǎn)化。

第三層次是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、拓展遷移。 在一二兩層次教學(xué)的基礎(chǔ)上，依據(jù)做出的猜想設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出正確的結(jié)論；對實(shí)驗(yàn)中存在的問題進(jìn)行改進(jìn)。 這需要學(xué)生具有系統(tǒng)的化學(xué)知識(shí)，較強(qiáng)的綜合分析能力，批判性的思維，才能設(shè)計(jì)出科學(xué)合理的實(shí)驗(yàn)。

以“探究一瓶久置的氫氧化鈉固體的成分”為例，探究學(xué)案可以設(shè)計(jì)為：

探究目的：久置的氫氧化鈉固體中的成分

提出問題：__________________。

猜想：（1）NaOH；（2）____________；（3）____________。

實(shí)驗(yàn)與事實(shí)：

?

解釋與結(jié)論： 久置的氫氧化鈉固體有______，猜想______成立。

拓展與遷移：保存氫氧化鈉是應(yīng)該______保存。

在本探究學(xué)案中，開放度和學(xué)生的參與度大大提升，對一瓶久置的氫氧化鈉固體， 學(xué)生不僅要能對其成分進(jìn)行猜想，還要能選擇合適的試劑來驗(yàn)證自己的猜想，并得到正確的結(jié)論。學(xué)生在具備“NaOH 在空氣中容易潮解，并易與CO2反應(yīng)發(fā)生變質(zhì)成為Na2CO3”這個(gè)知識(shí)的前提下，就 不 難 做 出 猜 想：（1）NaOH；（2）Na2CO3；（3）NaOH 和Na2CO3。 其中Na2CO3可以用稀酸或者是CaCl2溶液來檢驗(yàn)，因?yàn)楸緦?shí)驗(yàn)還涉及到NaOH 的檢驗(yàn)（NaOH 能使酚酞變紅），故要排除碳酸鈉的干擾（碳酸鈉溶液也能使酚酞變紅），所以本實(shí)驗(yàn)應(yīng)該先添加過量的CaCl2溶液，若有沉淀產(chǎn)生，則證明有Na2CO3；再加適量的酚酞，若變紅則證明有NaOH。這就需要學(xué)生具備一定的分析和解決問題的能力。 因此，這個(gè)層次教學(xué)的開展要在一二兩個(gè)層次教學(xué)的基礎(chǔ)上，通過鍛煉學(xué)生的思維，達(dá)到教學(xué)效果。

三、結(jié)語

維果茨基曾經(jīng)提出最近發(fā)展區(qū)的教育思想。 他認(rèn)為學(xué)生的發(fā)展有兩種水平：一種是學(xué)生的現(xiàn)有水平，另一種是學(xué)生可能的發(fā)展水平。 兩者之間的差距就是最近發(fā)展區(qū)。 教學(xué)應(yīng)著眼于學(xué)生的最近發(fā)展區(qū)，然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)行下一個(gè)發(fā)展區(qū)的發(fā)展［3］。探究教學(xué)，無論哪一個(gè)層次，教學(xué)的關(guān)鍵點(diǎn)都在于循序漸進(jìn)， 要依據(jù)學(xué)生已有的知識(shí)和能力水平作為生長點(diǎn)，幫助學(xué)生逐步跨越最近發(fā)展區(qū)，按照小步走的教學(xué)策略， 分解探究目標(biāo)， 通過設(shè)計(jì)小的步驟，讓學(xué)生試著跳一跳，去摘知識(shí)樹上那些離他最近的果實(shí)，長此下來，學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)必將有較大的提升。

［1］ 劉儒德.教育中的心理效應(yīng)［M］.上海：華東師范大學(xué)出版社，2006：217~220

［2］ 江琳才.化學(xué)（九年級(jí)上）［M］.廣州：廣東教育出版社，2009：24~25

［3］ Vygotsky，L.S.Interaction between learning and development.From：Mind in Society. Cambridge，MA： Harvard University Press，1978. 79~91