對(duì)中學(xué)化學(xué)教學(xué)中探究學(xué)習(xí)的一些看法

李繼文

探究學(xué)習(xí)是在學(xué)生主動(dòng)參與的前提下，根據(jù)自己的猜想或假設(shè)，在科學(xué)理論指導(dǎo)下，運(yùn)用科學(xué)的方法對(duì)問題進(jìn)行研究，在研究過程中獲得創(chuàng)新實(shí)踐能力和思維發(fā)展，自主構(gòu)建知識(shí)體系的一種學(xué)習(xí)方式。

在高中化學(xué)教學(xué)中什么樣教學(xué)內(nèi)

容適合進(jìn)行探究學(xué)習(xí)？如何在教學(xué)中開展探究學(xué)習(xí)？一些教師認(rèn)為探究是“高大上”，可望而不可及；一些教師認(rèn)為探究就只能是實(shí)驗(yàn)探究。對(duì)探究學(xué)習(xí)及其實(shí)施，本文提出了一些膚淺的看法，并在教學(xué)實(shí)踐中，做了一些嘗試。

一、預(yù)測是探究學(xué)習(xí)的前提

美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)探究的定義是：“探究是多層面的活動(dòng)，包括觀察、提出問題，通過瀏覽書籍和其他信息資源發(fā)現(xiàn)什么是已經(jīng)知道的結(jié)論，制定調(diào)查研究計(jì)劃；根據(jù)實(shí)驗(yàn)證據(jù)對(duì)已有的結(jié)論作出評(píng)價(jià)；用工具收集、分析、解釋數(shù)據(jù)；提出解答，解釋和預(yù)測，以及交流結(jié)果。探究要求確定假設(shè)，進(jìn)行批判的和邏輯的思考，并且考慮其他可以替代的解釋。”

從以上文字不難理解，實(shí)施探究學(xué)習(xí)的前提是必須對(duì)探究對(duì)象進(jìn)行預(yù)測。預(yù)測，詞典析義為預(yù)先測定或推測，是人們對(duì)未知的知識(shí)或事物，在基于有一定認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的一種推測，也即為假設(shè)。對(duì)元素及其化合物性質(zhì)的預(yù)測，必須基于一定的化學(xué)學(xué)科知識(shí)基礎(chǔ)，以及學(xué)生在社會(huì)生活實(shí)踐中已知的常識(shí)基礎(chǔ)，建立在正確的科學(xué)觀上。只有這樣，預(yù)測才有相應(yīng)的理論依據(jù)，在此基礎(chǔ)上的探究，才具有意義。

1. 預(yù)測應(yīng)基于物質(zhì)的分類

課程標(biāo)準(zhǔn)明確要求“能根據(jù)物質(zhì)的組成和性質(zhì)對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類”，能“嘗試按不同的方法對(duì)物質(zhì)進(jìn)行分類”，其根本意義就在于，同類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)是具有相似性的。如酸的通性為能使指示劑顯色、與堿反應(yīng)生成鹽和水、與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽和水、與活潑金屬反應(yīng)生成鹽和氫氣等。知道了物質(zhì)所屬類，基于同類物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)的相似性，很容易預(yù)測該物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)。如進(jìn)行SO2的化學(xué)性質(zhì)教學(xué)時(shí)，基于酸性氧化物的物質(zhì)分類，預(yù)測：具有酸性氧化物的通性：與水反應(yīng)生成對(duì)應(yīng)酸（H2SO3）、與堿反應(yīng)生成鹽（正鹽和酸式鹽）和水、與堿性氧化物反應(yīng)生成鹽等。并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證與查閱化學(xué)文獻(xiàn)等途徑進(jìn)行探究，歸納其屬于類的通性，發(fā)現(xiàn)其不同于類的特性，達(dá)到掌握其化學(xué)性質(zhì)、同時(shí)建構(gòu)分類觀的目的。

2. 預(yù)測應(yīng)基于化學(xué)反應(yīng)基本原理

從氧化還原反應(yīng)的角度分析，物質(zhì)具有氧化性還是還原性，決定于其中元素的化合價(jià)以及該元素具有的其他化合價(jià)。與其反應(yīng)的物質(zhì)氧化性或還原性的相對(duì)強(qiáng)弱，決定了反應(yīng)進(jìn)行的可能性、反應(yīng)的方向及被還原或氧化的程度。如從SO2中硫的化合價(jià)為+4價(jià)分析，即可以升高到+6價(jià)，表現(xiàn)為還原性，又可以降低到0價(jià)，也具有氧化性。預(yù)測其：被強(qiáng)氧化劑如氧氣、氯氣、高錳酸鉀等氧化，亦可以被強(qiáng)還原劑還原。這樣的預(yù)測及后續(xù)的探究過程，實(shí)際上已經(jīng)將元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí)，上升到了理論層面，從而做到了由點(diǎn)到面的提升，跳出該物質(zhì)來學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)的知識(shí)本身，是在方法層面上來學(xué)習(xí)物質(zhì)性質(zhì)了。

3. 預(yù)測應(yīng)基于物質(zhì)的結(jié)構(gòu)

物質(zhì)的結(jié)構(gòu)決定了物質(zhì)具有的性質(zhì)（物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì)），這就是結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)觀，是化學(xué)教學(xué)中必須幫助學(xué)生建立的科學(xué)觀之一。可以從兩個(gè)角度來認(rèn)識(shí)結(jié)構(gòu)決定性質(zhì)觀：一是可以根據(jù)物質(zhì)的性質(zhì)去推測物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，二是根據(jù)已知的物質(zhì)結(jié)構(gòu)來預(yù)測物質(zhì)具有的化學(xué)性質(zhì)。典型的如根據(jù)有機(jī)物的結(jié)構(gòu)（官能團(tuán)）可以預(yù)測可能具有的化學(xué)性質(zhì)、根據(jù)晶體的類型預(yù)測熔沸點(diǎn)、硬度、導(dǎo)電性；根據(jù)元素原子的結(jié)構(gòu)預(yù)測單質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)等等。在此基礎(chǔ)上進(jìn)行的探究活動(dòng)，即可驗(yàn)證物質(zhì)的化學(xué)性質(zhì)，也強(qiáng)化了知識(shí)獲得的學(xué)習(xí)過程，更強(qiáng)化了學(xué)生科學(xué)觀的構(gòu)建。

4.預(yù)測應(yīng)基于生活情景與科學(xué)常識(shí)

化學(xué)與社會(huì)、生產(chǎn)、生活是緊密聯(lián)系的。生活情景與科學(xué)常識(shí)也是預(yù)測的重要依據(jù)，但學(xué)生現(xiàn)有的生活情景，并不代表是正確的知識(shí)，也不一定所有學(xué)生都能與化學(xué)知識(shí)進(jìn)行關(guān)聯(lián)；學(xué)生具有的一些科學(xué)常識(shí)也不一定全面，甚至也可能存在錯(cuò)誤的常識(shí)。所以，必須要引導(dǎo)學(xué)生將生活情景與科學(xué)常識(shí)與物質(zhì)性質(zhì)進(jìn)行聯(lián)系，并形成預(yù)測，進(jìn)行探究。同時(shí)因“學(xué)以致用”，利于學(xué)生形成 “學(xué)有用的化學(xué)”觀。

如煤球燃燒產(chǎn)生的刺激性氣味，報(bào)紙、草帽等長時(shí)間使用或日照后會(huì)變黃等生活情景與常識(shí)，大多數(shù)人并不陌生，但在系統(tǒng)學(xué)習(xí)SO2性質(zhì)前，學(xué)生不一定能將兩者進(jìn)行關(guān)聯(lián)，教學(xué)時(shí)需要進(jìn)行必要的引導(dǎo)，學(xué)生很容易將二者聯(lián)系，形成預(yù)測也就十分自然。

二、探究是學(xué)習(xí)過程的體驗(yàn)與學(xué)習(xí)成果的享受

1.讓學(xué)生親歷可能的、安全的實(shí)驗(yàn)體驗(yàn)

化學(xué)是一門建立在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上的自然科學(xué)。實(shí)驗(yàn)又是一種探究性的活動(dòng)，在實(shí)驗(yàn)探究過程中，能極大地激發(fā)和培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)興趣，充分發(fā)揮學(xué)生的能動(dòng)性，讓學(xué)生親自參與實(shí)驗(yàn)，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)或?qū)嶒?yàn)史實(shí)，來探究物質(zhì)的本質(zhì)及其變化規(guī)律，并驗(yàn)證或修正實(shí)驗(yàn)前的預(yù)測。

2.閱讀教材等教學(xué)資源也是探究的學(xué)習(xí)過程

大量的化學(xué)基本知識(shí)仍是學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容，一個(gè)人的科學(xué)知識(shí)體系不可能完全通過發(fā)現(xiàn)式探究來構(gòu)建，在中學(xué)化學(xué)實(shí)驗(yàn)室的設(shè)備及中學(xué)化學(xué)教學(xué)的時(shí)間、任務(wù)等各方面條件下，也不可能完全依靠實(shí)驗(yàn)探究來學(xué)習(xí)所有化學(xué)知識(shí)。通過教材等教學(xué)資源，學(xué)習(xí)大量的文化知識(shí)精華，必定是學(xué)習(xí)的主要途徑之一。教材是最權(quán)威、也是最好的探究對(duì)象，現(xiàn)在的教材提供了豐富的圖片與圖表，也提供了豐富的諸如資料卡片、科學(xué)視野等欄目，留下了很多思考的空間與空白處，需要學(xué)生在思考與交流的基礎(chǔ)上補(bǔ)充。對(duì)一些不能或不必通過實(shí)驗(yàn)探究的學(xué)習(xí)內(nèi)容，讓學(xué)生帶著驗(yàn)證預(yù)測的目的進(jìn)行自主閱讀，并適時(shí)與同伴進(jìn)行交流，通過教材資源以積極主動(dòng)的實(shí)驗(yàn)、觀察、閱讀、討論、辯論等探究方式，來學(xué)習(xí)大量的間接知識(shí)，把間接知識(shí)的學(xué)習(xí)納入到多樣化的探究活動(dòng)中，完成對(duì)知識(shí)體系的構(gòu)建，在對(duì)教材文字及圖片圖表的思考與探索的基礎(chǔ)上得出結(jié)論，本身就是一種探究學(xué)習(xí)。

基于預(yù)測、針對(duì)教材等教學(xué)資源進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，又是有別于傳統(tǒng)的接受式學(xué)習(xí)。兩者的目的都是對(duì)已有的知識(shí)體系的系統(tǒng)學(xué)習(xí)，后者更強(qiáng)調(diào)目的既知識(shí)體系的構(gòu)建，前者還重視知識(shí)體系構(gòu)建的過程與方法，重視知識(shí)體系構(gòu)建過程的探究性。endprint

3.網(wǎng)絡(luò)等現(xiàn)代信息資源也是探究學(xué)習(xí)的對(duì)象

網(wǎng)絡(luò)、電視、音像資料、廣播等現(xiàn)代信息資源也是重要的教學(xué)資源，它突破了地域與時(shí)空，與紙質(zhì)的傳統(tǒng)教學(xué)資源比較，以更加豐富的內(nèi)容與方式呈現(xiàn)。從各種信息途徑獲取知識(shí)并對(duì)獲取的知識(shí)進(jìn)行甄別，在此基礎(chǔ)上形成知識(shí)體系，掌握獲取知識(shí)的方法，是現(xiàn)代中學(xué)學(xué)生必須具備的技能之一。網(wǎng)絡(luò)可謂是使用最快捷、容量最大、也是現(xiàn)代人最喜歡的資源庫，“百度”一下，甚至已經(jīng)成為大多數(shù)學(xué)生的學(xué)習(xí)習(xí)慣?，F(xiàn)在的教學(xué)環(huán)境一般均可以在課堂上下使用網(wǎng)絡(luò)，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會(huì)利用各種信息渠道進(jìn)行探究，是信息化時(shí)代對(duì)教師的一個(gè)基本要求。

如SO2與酸雨的關(guān)系、空氣污染預(yù)報(bào)中的主要污染物、化學(xué)物質(zhì)與環(huán)境污染、食品安全與化學(xué)等等知識(shí)，均可以通過網(wǎng)絡(luò)與其他平面媒體獲取，并與生活實(shí)際聯(lián)系，這樣的化學(xué)課堂探究及課后的探究，更容易激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

三、適合實(shí)施探究學(xué)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容特征

不是任何教學(xué)內(nèi)容都適合開展探究學(xué)習(xí)，也不是所有的課堂教學(xué)均需要進(jìn)行探究學(xué)習(xí)。本人認(rèn)為，適合進(jìn)行探究的教學(xué)內(nèi)容必須具備以下幾個(gè)特征：

1.教學(xué)內(nèi)容必須是學(xué)生具有一定的知識(shí)內(nèi)容基礎(chǔ)。既學(xué)生必須能對(duì)教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行預(yù)測，沒有預(yù)測的前提，也就沒有探究的方向。

2.教學(xué)內(nèi)容具有探究的價(jià)值。一些十分簡單的內(nèi)容，或?qū)W生不進(jìn)行探究就能把握的內(nèi)容，或探究不能指向化學(xué)學(xué)科主干知識(shí)，或探究不能幫助學(xué)生建立化學(xué)科學(xué)觀，或探究結(jié)果不具有開放性的結(jié)論，就沒有必要進(jìn)行探究學(xué)習(xí)，進(jìn)行了的也只是偽探究。

3.教學(xué)內(nèi)容與學(xué)生具備一定的探究能力相

習(xí)物質(zhì)分類知識(shí)和初中基礎(chǔ)知識(shí)總結(jié)物質(zhì)轉(zhuǎn)化規(guī)律：鋁鹽+堿→氫氧化鋁↓，緊隨而后的是突破難點(diǎn)，為何選氨水比氫氧化鈉要好？引導(dǎo)學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題、解決問題、求得知識(shí)。州一中老師引導(dǎo)學(xué)生依據(jù)復(fù)分解反應(yīng)：鋁鹽+堿→氫氧化鋁↓+ 鹽得到制取方法，兩人有異曲同工之處。

3.重難點(diǎn)突破——循序漸進(jìn)，層層深入

【探究】控制變量法研究問題，取兩份等量的Al2（SO4）3，分別滴加足量的兩種堿，比較產(chǎn)量。

【過渡】Al2O3

是兩性氧化物，那Al（OH）3會(huì)有什么性質(zhì)？

【討論】【實(shí)驗(yàn)】

【設(shè)疑】為何滴加NaOH后沉淀消失？

【啟發(fā)】氧化鋁難溶于水，那么該如何來制備呢？

【實(shí)驗(yàn)】兩支試管中分別加3 mL硫酸鋁溶液，分別滴加等濃度過量的氨水和NaOH溶液。

【猜想】和酸、堿反應(yīng)

【實(shí)驗(yàn)】…

【歸納】兩性氫氧化物

【分析】氫氧化鋁能和NaOH反應(yīng)生成了一種易溶于水的物質(zhì)

【討論】＼[（1）硫酸鋁、氨水；（2）硫酸鋁、氫氧化鈉溶液。

【操作】…

教得吃力學(xué)得吃力這是一線教師普遍感受，很重要的原因是課堂沒能有效地突破重點(diǎn)與難點(diǎn)。本節(jié)課是對(duì)前一節(jié)金屬鋁性質(zhì)的延伸和發(fā)展，建構(gòu)Al（OH）3和Al2O3的鋁三角體系。州一中老師的一滴一滴的堿液滴入后，學(xué)生們邊觀察邊記錄難能可貴而且這個(gè)探究過程中采用控制變量法來研究，讓學(xué)生體會(huì)化學(xué)定量思維的嚴(yán)謹(jǐn)性。相比阜康一中老師要寬松的多，還課堂給學(xué)生放手讓學(xué)生大膽的去做去思，重點(diǎn)在定性的研究。

4.學(xué)生參與——合作并非“合座”

學(xué)校州一中州四中阜康一中

瑪納斯一中

統(tǒng)計(jì)

12組（4人/組）

1組做實(shí)驗(yàn)10組同學(xué)觀察、紀(jì)錄，1組脫離老師視線。

沒有分組，演示實(shí)驗(yàn)，記錄，個(gè)別開小差。

24組（2人/組）同桌討論，選出可行性方案操作。

6組（8人/組）

每組內(nèi)都有積極參與者。

教學(xué)活動(dòng)的開展應(yīng)先考慮思維深度，再考慮活動(dòng)的頻繁度。合作學(xué)習(xí)要在小組成員對(duì)各自任務(wù)明確的基礎(chǔ)上協(xié)作完成，而不是“合座”。需要教師對(duì)學(xué)情有充分的了解，一般來說，4～6人為一組，選一名組織力強(qiáng)的組長，明確分工，保證每個(gè)學(xué)生都有事情可做，積極參與課堂。從結(jié)果來看，阜康一中老師這一點(diǎn)做的好些，他像一臺(tái)有判斷能力的攝像機(jī)，發(fā)現(xiàn)學(xué)生中的典型，成功和失敗做法，當(dāng)堂提出和學(xué)生一起分析。

5.遷移應(yīng)用——授魚不如授漁

【小結(jié)】氧化鋁及氫氧化鋁的兩性，得出鋁元素在酸性條件是鋁鹽；堿性條件是偏鋁酸鹽。

【練習(xí)】練習(xí)1、2

【生活】胃舒平、明礬凈水

【測試】1、2

【視頻】斯達(dá)舒廣告、說明書

【練習(xí)】實(shí)驗(yàn)室如何檢驗(yàn)Al3+

【小結(jié)】1實(shí)驗(yàn)室制氫氧化鋁方法

2氫氧化鋁的兩性

美國教育心理學(xué)家比格指出：“學(xué)習(xí)的效率，大半依學(xué)生所學(xué)得知識(shí)，可能遷移的數(shù)量和質(zhì)量而定。因而，學(xué)習(xí)遷移是教育最后寄托的柱石。”人們總認(rèn)為理解是關(guān)鍵階段，然而，現(xiàn)代認(rèn)知學(xué)派研究表明理解、記憶和運(yùn)用都離不開遷移。這方面做得比較好的是州四中老師：“走進(jìn)生活”胃舒平、明礬凈水學(xué)以致用，“測試”練習(xí)1、2緊扣本節(jié)教學(xué)重難點(diǎn)。

三、同課異構(gòu)——痛并快樂著

教學(xué)過程中往往是同一節(jié)課上完最后一個(gè)班時(shí)，遺憾才是最少的。課堂本身就猶如維納斯女神一樣有種殘缺的美，每一次思考都會(huì)有收獲，反思不是對(duì)事物的簡單回顧或分析，而是從現(xiàn)有層面出發(fā)向更深層次探索，在新的層面上看到現(xiàn)實(shí)的不足，教師如能及時(shí)反思、堅(jiān)持反思、堅(jiān)持記載，必會(huì)積累寶貴教學(xué)財(cái)富，必會(huì)體會(huì)教學(xué)上柳暗花明的喜悅，必會(huì)不斷成長。

（收稿日期：2017-05-15）endprint