探究式教學模式在高中化學教學中的實踐運用

*本文系江蘇省中小學教學研究課題“CPS模型在高中化學教學中的實踐應用”（2021JY14-XK-L29）的階段性研究成果。

收稿日期：2023-10-11

作者簡介：龔勝強，江蘇省常熟中學，高級教師，主要研究方向為中學化學教學。

摘要：探究式教學模式是在教學過程中創(chuàng)設一種類似科學研究的情境或途徑，讓學生在教師引導下從生產(chǎn)生活中選擇研究專題，主動去探索、發(fā)現(xiàn)和體驗的教學模式。在高中化學教學中，教師可以嘗試將探究式教學模式與研究性學習和案例教學結合起來，讓學生體驗科學探究的過程，體會并掌握科學探究的方法，培養(yǎng)自主學習能力。

關鍵詞：探究式教學；教學模式；高中化學教學

中圖分類號：G633.8 文獻標志碼：A 文章編號：1673-9094（2023）22-0093-04

教學的生命在于探究，科學探究作為課程改革的突破口，是學生積極主動地獲取化學知識、認識和解決化學問題的重要實踐活動。教師應帶著學生走向知識，讓學生自己去探究，做到“授人以漁”。因此，如何在化學教學中讓學生體驗科學探究的過程，體會并掌握科學探究的方法，是當下我們應當思考的問題。

一、探究式教學模式的基本過程

探究式教學模式是在教學過程中創(chuàng)設一種類似科學研究的情境或途徑，讓學生在教師引導下，從學習和社會生活中去選擇和確定研究專題，主動探索、發(fā)現(xiàn)和體驗的教學模式。探究式教學模式能讓學生在學習過程中學會對信息進行收集、分析和判斷，去獲取知識、應用知識、解決問題，從而增強學生分析和解決問題的能力，培養(yǎng)學生的創(chuàng)新精神和實踐能力。

探究式教學模式一般分為以下幾個階段（如圖1）：

首先是發(fā)現(xiàn)問題。教師將化學問題或事實鑲嵌在一種模擬或真實的情境中呈現(xiàn)給學生，以激發(fā)學生興趣，引導學生發(fā)現(xiàn)問題，提出問題，思考問題，這是整個教學的起點和成敗的關鍵。在教師引導下，學生關注化學知識及自己還不能解釋的化學現(xiàn)象，主動發(fā)現(xiàn)問題，提出問題。

其次是提出假設。當學生發(fā)現(xiàn)問題后，教師引導學生對問題進行分析和思考，在所要解決的問題與所學的知識和方法之間建立聯(lián)系。在此基礎上，學生將基于已有的認知基礎及問題內容提出假設，并設計能夠驗證假設的實驗探究方案，為下階段方案的實施及問題的解決打下基礎。

再次是解釋論證。在初步方案形成后，教師引導學生進行分組。學生以小組為單位，自主應用各種方法，如自學、討論、上網(wǎng)檢索、實地調查、化學實驗等開展探索，對方案的可行性及有效性進行討論，并確定最終的方案，接著小組合作完成方案，從中發(fā)現(xiàn)相應的實驗現(xiàn)象或數(shù)據(jù)，并據(jù)此對假設進行解釋與論證。

最后是得出結論。學生在完成對假設的解釋論證后，通過整理及提煉得出問題解決的最終結論，并對結論的適用范圍及條件進行總結，以及對結論進行適當?shù)耐卣?。教師引導學生對整節(jié)課的學習過程進行總結與反思。

整個探究過程是學生親身體驗、獲得知識、發(fā)現(xiàn)規(guī)律的過程，它讓學生通過探究體會到解決科學問題的思想與方法，有利于培養(yǎng)學生的問題解決能力。

二、探究式教學模式在化學教學中的實踐運用

（一）探究式教學模式與研究性學習

開展研究性學習是培養(yǎng)創(chuàng)造性人才的過程，同時也是使學生具有扎實知識功底的過程，是引導學生把知識融會貫通的過程。要開展研究性學習，教師必須把培養(yǎng)人的能力作為教學活動的第一要務，在教學活動中以學生為主體，珍視他們的自尊心，善于啟發(fā)，及時引導，使他們保持研究性學習的積極性。只有學生樂于探究，教學效率才能從根本上得到提高。在研究性學習中，探究式教學模式的流程可以細化為發(fā)現(xiàn)問題、提出假設、驗證假設、得出結論幾個環(huán)節(jié)。下文以“探究新制氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色原因”和“用KSCN和氯水檢驗亞鐵離子時出現(xiàn)血紅色消失現(xiàn)象的可能原因”的教學為例，討論探究式教學模式在化學研究性學習中的教學過程。

1.探究新制氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色原因

（1）發(fā)現(xiàn)問題：是什么原因導致酚酞溶液的紅色褪去？

（2）提出假設：假設一，OH-被消耗；假設二，酚酞被消耗；假設三，同時消耗了OH-和酚酞。

（3）驗證假設：取等量褪色后的溶液2份于甲乙兩支試管中，分別加入足量的NaOH溶液和足量酚酞溶液。如果甲試管中溶液恢復紅色，則說明假設一正確。如果乙試管恢復紅色，則說明假設二正確。如果甲乙兩支試管紅色都不恢復，則假設三正確。

（4）得出結論：實驗結果是甲乙兩支試管都不恢復紅色，是氯水同時消耗了OH-和酚酞。

2.探究用KSCN和氯水檢驗亞鐵離子時出現(xiàn)血紅色消失現(xiàn)象的可能原因

（1）發(fā)現(xiàn)問題：血紅色出現(xiàn)一段時間后，是什么原因導致溶液的血紅色褪去？

（2）提出假設：假設一，可能是氯水將+3價鐵氧化為更高價態(tài)；假設二，可能是氯水將SCN-氧化了。

（3）驗證假設：取等量褪色后的溶液2份于甲乙兩支試管中，分別加入足量的鐵鹽溶液和足量KSCN溶液。如果甲試管中溶液恢復紅色，則說明假設一正確。如果乙試管恢復紅色，則說明假設二正確。

（4）得出結論：實驗結果是乙試管恢復紅色，是氯水將SCN-氧化了。

實驗內容是教材中的知識，但對實驗知識的掌握要求卻又高于教材中的知識。處理實驗所需的知識經(jīng)常會讓人有似曾相識、又始料不及的感覺。學生的學習是受已有的知識背景影響的，為了確保教學的有效性，根據(jù)維果茨基的最近發(fā)展區(qū)理論，教學應為學生提供挑戰(zhàn)性的認知任務（即稍稍超過學生的能力，但在教師幫助下學生能完成的任務）。教師的任務就是深入挖掘教材，在學生知識和能力允許的前提下，結合生活實際，設計好源于教材、又不拘泥于教材的研究性題目，讓他們去搜集信息，開展討論和實驗，從而在探究的過程中發(fā)展自己，完善自己，形成自己的知識和能力，培養(yǎng)克服困難的勇氣和技巧。

（二）探究式教學模式與案例教學

案例教學指教師通過介紹事例，把學生帶入特定事件的現(xiàn)場，讓學生深入角色，再現(xiàn)案例情景，以提高學生實際運用知識和能力的一種教學方法。教學中教師用案例引導學生展開討論，或直接由學生到實際中去收集整理案例，作出分析。教學過程如圖2如示。

下文以“探究氧化銅的還原產(chǎn)物”作為案例，對探究式教學模式進行探討。

化學探究小組的同學在進行木炭還原氧化銅實驗中發(fā)現(xiàn)，得到的紅色固體顏色并不接近紫紅色。通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)還原產(chǎn)物與溫度有關，除單質金屬銅是紫紅色外，氧化亞銅是紅色固體。

（1）發(fā)現(xiàn)問題：氧化銅的還原產(chǎn)物是什么？

（2）提出假設：假設一，紅色固體只有Cu；假設二，紅色固體只有Cu2O；假設三，紅色固體有Cu和Cu2O。

（3）驗證假設：通過查閱資料，發(fā)現(xiàn)Cu2O會溶于非氧化性酸溶液，生成Cu2+和Cu；Cu2O能溶于氨水而Cu不與氨水反應。①用稀鹽酸檢驗紅色固體中是否有Cu2O存在。取少量紅色固體，加入稀鹽酸后，溶液顯藍色，排除假設一。②用氨水檢驗紅色固體中是否有Cu存在。取少量紅色固體，加入足量氨水后，有紅色固體剩余，排除假設二。假設三成立。

（4）得出結論：氧化銅的還原產(chǎn)物中同時有Cu和Cu2O。

在探究教學過程中，教師可以根據(jù)實際情況有計劃、有步驟地引導學生運用科學方法去分析和解決化學問題。學生的研究過程既是實驗過程，又是發(fā)現(xiàn)問題的過程。問題的發(fā)現(xiàn)和解決過程，激發(fā)了他們學習的主動性。為了解決問題，他們查閱資料，交換看法，討論解決問題的方法，化學在學生的心目中“活”了起來，變得有意思了。學生在探究過程中深深感受到書本上的理論知識需要與實踐結合起來，與實踐結合了的化學是多么富有生機。

三、對探究式教學模式實踐運用的反思

對于探究，一線教師還存有一些困惑，如：“比起自主探究，學生通過教師講授能學到更多的知識。那為什么還非得探究，不探究行不行？”“講都講不完，哪有時間探究？”“是不是只有探究才是最好的方式、唯一的方式？”這些問題實際上都與教學方式有關，既是實踐問題，也是理論問題。如果不能很好地解決這些問題，將直接影響探究教學的實施，甚至會讓教師對新課程的實施產(chǎn)生抵觸情緒。那么，這就有一個探究與教學時間、與教學效益的關系問題，筆者對此提出一些自己的看法。

第一，并不是所有的化學課都要探究。畢竟學校教育與科學研究不一樣，不是所有知識的學習都要經(jīng)歷探究與發(fā)現(xiàn)的過程。如果學生的化學學習都要探究的話，會影響教學進度，學生可能很難較為系統(tǒng)地學習作為未來社會公民所必備的化學學科基礎知識。無論怎么說，化學知識都是學生發(fā)展科學素養(yǎng)的基礎，沒有知識作基礎，化學新課程其他目標的實現(xiàn)都是一句空話。因此，探究并不是不重視基礎知識的學習。但是基礎知識的學習不能只有一種“學法”、一種模式，尤其是死記硬背的學習；教師的教學也不能只有一種“教法”、一種模式，尤其是注入灌輸?shù)慕虒W。要提倡多種學習方式、多種教學方式，尤其要提倡自主、積極的教與學的方式。但探究也只是一種方式，而不是唯一方式。所以，并不是所有的化學課都要探究。

第二，并不是一節(jié)化學課從頭到尾都要探究。一提探究，就認為任何一節(jié)化學課從頭到尾都應該探究，這是一種不正確的認識。一個學期的化學課中，總要有幾節(jié)使學生經(jīng)歷完整探究過程的探究課；一個單元的化學課中，一般也應該有一節(jié)這樣的課。這樣的課，實際上就是“一”，通過這個“一”使學生較完整地體會探究的過程和方法，全面增強學生的科學探究能力，為其他探究活動的開展、為學生形成探究性的思維奠定基礎，創(chuàng)設發(fā)展、遷移的平臺。但在平時、日常的化學課中，更多的是使學生運用科學探究的一個或幾個要素所進行的局部探究。這也就是說，在一節(jié)化學課中，可能只用幾分鐘時間對一個知識的某一個方面進行探究。例如，在進行過氧化鈉的教學時，可能只對過氧化鈉與水反應的產(chǎn)物進行探究，引導學生推測產(chǎn)物，進行實驗設計和驗證等探究活動。

第三，探究課要精心、整體設計。要想發(fā)揮探究課的優(yōu)勢，關鍵在于進行整體設計。如何進行整體設計？首先，要找出一個學年、一個學期、一個課程主題化學知識中的探究點。探究點的確定以具有探究價值的化學核心知識及其應用為選擇依據(jù)。其次，要區(qū)分大探究點和小探究點。大探究點，應設法安排完整探究，一個課程主題一般不超過4個大的探究點，以2～4個為宜；小探究點應設計成局部探究。再次，在時間安排上，大探究點有時一節(jié)課不夠，導致探究不能充分展開，草草收場，為此可設計“連堂課”，2節(jié)連上，但這樣的連堂課不宜過密；對于小探究點，可以安排一堂課中的一段時間內進行，涉及的探究要素可多可少，時間可長可短，但一般以不超過20分鐘為宜。

通過上面的討論可以看出，單純從一堂完整探究課來看，探究會比講授費時，但學生的科學素養(yǎng)發(fā)展是一個主動、全面的過程，而不是一個被動、片面的過程。單純從一堂局部探究課來看，探究比講授并沒有多花多少時間，因為探究的問題往往是核心知識，教師在講授時在這上面也要用較多時間。如果從一個學期、一個學年來看，從一個課程主題的學習來看，探究比講授要省時，因為知識是學生自主建構的，是學生主動學習獲得的，因而可以節(jié)省大量的重復性、記憶性練習和鞏固。從教學效益上說，探究的優(yōu)勢是一種長期優(yōu)勢。

探究式教學過程不僅可以激發(fā)學生的求知欲和探究欲，而且更重要的是它還能激發(fā)創(chuàng)造動機，訓練創(chuàng)造思維，塑造創(chuàng)造品質，提供創(chuàng)造的可能目標和突破點，使學生投身于創(chuàng)造活動之中，充分體現(xiàn)了“以人的發(fā)展為本”的教育理念。因此，一線教師一定要更新觀念，實事求是，開拓創(chuàng)新，以真情實感、真才實學、真知灼見去引導和幫助學生，使學生在終身化和開放化的教育氛圍中不斷完善與發(fā)展自己，成為善學習、能創(chuàng)造、與時俱進的高素質人才。

責任編輯：丁偉紅