探究式学习的策略及实施，本文主要内容关键词为：策略论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
美国教育家施瓦布指出：“如果要学生学习科学的方法，那么有什么比通过积极地投入到探究的过程中去更好呢？”这句话对科学教育的探究式学习产生了深远的影响。新一轮基础教育课程改革的重要任务就是要变传统的在课堂中由教师单纯灌输知识、学生被动接受知识的落后的教学方式为在开放的学习环境中由学生通过多种渠道获取知识，并将获得的知识加以综合应用的先进的学习方式。尤其是改变学生的课堂学习方式，让学生在一系列的问题中产生认知冲突，通过分析比较、探索研究、课堂互动，体验从未知到新知的探索过程，形成对探究对象的判断以生成新的知识，并将探究从课内引向课外，培养学生持续探究的学习习惯，发展学生终身学习的能力。
下面以《葡萄糖》的教学为例，浅谈探究式学习的策略及实施。
一、教材分析与设计思想
现行人教社高中化学教材“葡萄糖”安排在“烃的衍生物”之后，是“人类重要的营养物质”的开篇内容，体现了新课标的模块思想，是化学与生物学学科综合的热点之一，因此，该内容是本章的重点。虽然教材中也安排了两个实验，但实验设计没有新意，有按部就班、平铺直叙之感。若按教材的设计去学习或讲授，学生会感到枯燥无味，因此，需要换一种全新的学习方式：一是在教学的策略上要通过产生（老师引导提出、学生探究发现）一系列的问题，激发学生的学习兴趣；二是在教学的程序设计上要充分利用学生已经具备的烃的衍生物的知识，紧扣“结构决定性质”进行思维，从研究葡萄糖的结构入手，通过分析比较、组织学生开展探究式学习。只要将葡萄糖的结构分析清楚了，则葡萄糖的性质与用途也就迎刃而解，且得出糖的科学概念也就水到渠成了。
在此之前，学生从生物学中已经知道葡萄糖的一些性质与重要用途，如葡萄糖的分子式，具有还原性等，并且葡萄糖作为一种重要的能量物质是人们共知的常识，特别是同学们刚学习烃的衍生物的知识，对常见官能团的性质比较熟悉，这些都为本节课的探究式学习方式的顺利实施奠定了基础。同时，还由于学生知识基础与生活经验的缺陷，为本内容的探究式学习得以深入展开提供了有利的时机。
二、教学过程设计及课堂实录
教学程序按探究的层次及发展分为三个板块，交互进行；按探究的进程由六个教学步骤完成。
板块一：学科联系，知识衔接，引入新课，由引导探究到自主探究
步骤1：激趣设疑，引入新课，激发探究兴趣
【师】常言道：“人是铁，饭是钢，一餐不吃饿得慌”！人类生存，得益于糖；人类繁衍，归功于蛋白质。什么是糖呢？甜的就是？
安排学生观察、实验。
【生】观察样品：糖的组成与形态多样；棉花、淀粉肯定不甜。
观察、品尝自带的葡萄糖并溶解：葡萄糖是白色晶体，有甜味，但不如平常吃的糖甜；易溶于水。
初步得出结论：甜只是某些糖的一种属性。
【师】提出问题：在生物学中已经学习过葡萄糖，你们知道葡萄糖的一些什么知识呢？
【师】主动回答：葡萄糖的分子式是
，具有还原性。
【师】好！今天，我们从化学的角度探讨葡萄糖的结构，明确它为什么具有还原性，并认识糖的科学概念。
改写并板书：
。
提出问题：通常说糖是碳水化合物。那么，“碳水化合物”能否作为糖的定义呢？
安排学生看书研究。
【生】看书后回答：有的糖中氢与氧的原子个数比不是2:1，如鼠李糖；有的物质中氢与氧的原子个数比是2:1，但不是糖，如甲醛、乙酸等。所以“碳水化合物”不能作为糖的定义。
【师】很好！“碳水化合物”是一种历史沿用说法，反映了在科学发展的进程中在某一阶段的认识或知识局限性。不过，现在其他领域或人们习惯上还是经常使用，大家要注意。
设计目的：充分利用学生已有知识和对糖的朦胧认识，制造矛盾，产生冲突，并快速推进、过渡，保证后续重点知识探究的顺利实施。
板块二：自主实验，分析比较，合作交流，由固定探究到流动探究
步骤2：老师引导，提出假设，确立探究目标
【师】糖的科学概念是怎样的呢？我们先研究葡萄糖的结构。根据葡萄糖分子中所含的元素种类及其原子个数比，大家预测一下葡萄糖分子中可能含有一些什么官能团？
【生】思考后回答（相互补充）。根据含有氧，可能有：羟基、醛基、羧基、酯基、醚键；根据碳与氢的原子个数比为1:2，可能含有碳碳双键或碳环。
【师】根据学生的回答板书其结构简式：—OH，—CHO，—COOH，—COO—，—O—，碳环，
。
指导取舍，不直接研究醚键与碳环；对五种官能团由五个实验小组（课前分定）各自承担（现场申报）一种的研究，然后交流。
设计目的：巩固已学知识，学习科学预测的方法；老师把握探究方向，小组自选研究目标，培养学生的主动探究意识。
步骤3：分组探究，相互交流，发现问题，教师调控，掌握探究方法。
【师】引导学生分组研究，集体讨论，先制订方案，然后通过实验或分析验证。
【生】分组探究，积极踊跃。
【师】巡回指导，并参与研究。
组织交流分析：下面请各组汇报探究的方法与结果。
【生】我们小组在葡萄糖溶液中滴入石蕊溶液，不变红色；在苯酚钠溶液中加入葡萄糖溶液，未变浑浊，证明葡萄糖分子中不含羧基。
【师】在羧基后面写上“无”（下同）。
【生】我们小组在滴有酚酞的NaOH溶液中加入过量的葡萄糖粉末，水浴微热，溶液的红色未褪去；并且葡萄糖易溶于水，刚才品尝，没有香味，说明葡萄糖分子中不含酯基。
【生】我们小组做了醛基的特征反应实验，能够发生银镜反应，也能被新制的
悬浊液所氧化，说明葡萄糖分子中含有醛基。但发现两个现象：一是产生的银镜比我们以前用醛做产生的银镜效果要好；二是开始在新制的悬浊液中加入葡萄糖溶液时，沉淀溶解变成了颜色更深的蓝色，再加热时有砖红色沉淀产生。
【师】安排验证：各组都新制备悬浊液，一分为三，在第一份中加入葡萄糖溶液。
【生】按要求操作：果然沉淀溶解，溶液蓝色变深！
【师】引导探究：请大家在另两份悬浊液中分别滴加乙醇与丙三醇，观察现象。
【生】实验并观察：加乙醇的仍浑浊，加丙三醇的现象同上。
【师】讲解并启发：这是含有相邻多羧基如丙三醇的特性，与悬浊液作用生成一种称为绛蓝色的溶液。由此可以说明什么问题呢？
【生】踊跃回答：说明葡萄糖分子中含有相邻的多羟基。
【师】对！
【生】我们小组是想证明是否有醇羟基，但葡萄糖要么是固体，要么是溶液，与钠反应不现实。于是我们用葡萄糖固体与乙酸混合后，再加入浓
，并加热，结果溶液中有黑色的固体物生成，导出的物质通入到饱和
溶液中，冷凝后滴下的液体只有不断与溶液作用产生气体，没有发现油状物生成。
【师】通过上面的实验已证实，葡萄糖分子中含有多个羟基，并且也可以与乙酸作用生成酯，但其条件是用乙酸酐作催化剂与吸水剂，不能用浓，为什么？大家课后研究。
【生】我们小组是检验是否碳碳双键。在溴水和在酸性高锰酸钾溶液中分别滴加葡萄糖溶液，都能够褪色。但这不是特征反应，因为含醛基的物质也能使这些物质褪色。
另一同学补充：根据前面一个组实验的结果，证明葡萄糖分子中含有醛基，则就不可能还存在碳碳双键与碳环，因为碳与氢的原子个数比为1:2。
【师】微笑，显得激动：“好”！
【生】一个同学举手发言：我们还将葡萄糖点燃，发现可以燃烧。
【师】很好！我们每天精力充沛地学习、工作，主要就是归功于葡萄糖在我们体内熊熊燃烧的结果。否则，我们就慌了！
【生】笑声。
设计目的：通过学生自选探究主题，在探究的过程中发现新的探究内容，使学生掌握探究学习的方法，形成学生的团队精神及合作意识，培养学生的思维敏捷性及观察、分析和解决问题的迁移能力。
步骤4：归纳小结，类比分析，形成探究结果
【师】通过同学们的共同努力，现在我们已经知道葡萄糖分子中含有多个羟基与醛基，那么这些基团与碳原子、氢原子是如何连接的呢？同学们自己写画一下。
【生】按要求在草稿纸上写结构简式，并讨论。
【师】巡回检查后，点几个小声议论的同学询问原因。
【生】根据葡萄糖的分子式，只能有一个醛基，且碳原子之间只能以单键相连；我们的疑问是，存在有相邻的多羟基，但能否有几个羟基连在同一个碳原子上呢？
【师】这个问题先由大家讨论。
【生】议论：有的说可能有，有的说不存在。
【师】板书碳酸的结构简式：
HO—CO—OH。
【师】启发诱导：这是大家都熟悉的一种物质， （停顿）为什么不稳定？
【生】顿悟！葡萄糖稳定，所以同一个碳原子上不可能连接多个羟基。
【师】总结：根据刚才同学们自己试写，大部分写出的都是对的。
设计目的：进一步制造冲突，培养学生的分析、类比推理的能力；训练学生根据探究的材料进行归纳整理的习惯与能力；认识、掌握葡萄糖的结构简式。
板块三：老师引导，归纳整理，布置作业，由课内探究到课外探究
步骤5：趣味实验，布置作业，巩固探究成果
【师】刚才第3小组发现用葡萄糖为原料产生的银镜比前面用乙醛为原料得到的银镜要好，我们大家一起来体验一下。
安排制镜（图略），讲清操作要领。
【生】操作，约3min后，银镜生成，弃去溶液，套上乳胶管带，用镜架支撑。
【师】一个漂亮的汽车后视镜就在你们手中产生了。请自赏一下探究者的尊容！
【生】争看自己放大的面孔，激动。
【师】截止到现在，我们还是未弄清楚糖的科学定义，这个问题仍然要留给同学们自己去探究。今天的作业是：
（一）随堂作业：归纳葡萄糖可能有的化学性质，并写出相关的化学反应方程式；
（二）探究作业：分小组集体讨论，或调查，或走访，或查询，一个星期后交流。
(1)糖的科学概念怎么样？甜与糖有什么关系？甜的是否一定是糖？
(2)现代工业制镜是用什么物质作为主要原料的？为什么要这样选择？
【生】整理，作业。
设计目的：通过趣味实验进一步激发同学们的学习与探究兴趣，感受到成功者的愉悦，并能自觉地在课外开展学习与研究。
步骤6：反馈交流，生成预设，发展探究成果
随堂作业由教师批改后在下一节课前讲评。一周后，二糖、多糖的教学已完成，在复习课前，检查、交流探究作业。根据交流、讨论的情况自行整理。下面选取一个同学的整理结果（题略）。
(1)糖的科学定义是：糖是多羟基醛或多羟基酮以及能水解生成它们的物质。如葡萄糖、麦芽糖是多羟基醛，果糖是多羟基酮，淀粉、纤维素、蔗糖水解的最终产物是多羟基醛或多羟基酮。甜是某些糖的一种属性。很多糖不甜，如淀粉、纤维素；也有很多甜的物质不是糖，例如，糖精是一种人造的有机化合物，分子式是
，含有苯环，甜度比蔗糖高300～500倍，没有营养价值，不产生热量，不能被人体吸收。
(2)现代工业制镜采用的是葡萄糖还原银氨溶液，其原因之一可能是葡萄糖的分子比甲醛、乙醛的分子大，反应的速率慢，析出银的颗粒小，则最后得到的银镜结构紧密，效果好（联系到电镀时要求低浓度、低电压）。另一个更重要的原因就是使用葡萄糖产生的污染比用甲醛、乙醛要小，利于环保。
设计目的：通过课外作业扩大了学生的探究空间，利于知识的整合与发散。再经进一步的交流与整理，有助于培养学生有始有终地学习与研究习惯，体现探究学习的完整过程，并使探究学习能够得到持续发展。
三、反思及认识
1.探究式学习的形成及策略
探究式学习是改变教师的教法与学生学法的一种全新的教学模式，它体现的是充分让学生自己动脑、动手、探索、研究。探究式学习的形式及策略我们粗分为三个层次：从引导探究到自主探究是探究的主题，有利于学生形成探究的态度；从固定探究到流动探究是探究的形式，有利于学生掌握探究的方法；从课内探究到课外探究是探究的空间，有利于学生发展探究的能力。三个层次是平行的、交互的，不能割裂开来。但具体在某一个教学内容、某一节课、某一知识点不一定都要体现。“葡萄糖”这一教学内容很典型，在教学的设计与实施过程中能充分涵盖探究的三个方面的内容，但其他内容的教学能否开展探究式学习，探究是否能或一定要包括三个方面的内容，要因教学内容、学校条件、学生基础而定。要遵循一切从实际出发与可接受性的原则，在教学的过程中，进行一个层次，甚至一个片断的探究都可以。
2.“问题链”是探究式学习得以有效开展的关键
探究式学习就是在教学情境中使学生通过一系列体验活动去发现问题、分析问题、提出假设、搜集证据、解决问题并进行交流的学习过程。作为化学教学，课堂上渗透探究性学习是主要渠道。课堂内的探究实际上大多以“问题导向式”学习的形式表现，而问题的趣味性和启发性，引导语的亲和力，激励语的鼓动性以及探究方法的指导，决定着探究能否真正展开；问题的适度性、问题的价值性与探究的组织形式，决定着探究式学习的效果；老师对学生探究结果的归纳和提升，决定了学生是否产生希望继续探究的“情趣”与“志趣”。例如，在设计“葡萄糖”教学的引入时，首先提出“甜”的问题，安排学生自己准备葡萄糖并品尝其甜味，一般人认为是单纯为“趣”而引，为“吊胃口”，似乎牵强，其实，这除了使学生明确材料的真实性以外，笔者在课前进行过调查，对于葡萄糖的功能，都知道是能量物质，生病输液时很多人都用过，但80%以上的人没有口服过葡萄糖，一般认为肯定很甜，以致在课堂上当学生尝了葡萄糖以后，很多同学表现出了一种不可思议或恍然大悟的感觉。在探究过程中，老师还要特别注意引导学生发现新问题，并对学生发现的问题加以引导、保护、扶持并催化。
3.自主探究、流动探究、课外探究要注意预设和生成
自主探究、流动探究、课外探究将学生引入到一个更广阔的探究空间和一个更活跃的探究氛围，仍然需要教师精心组织与及时调控，要有预设，也尽可能要有生成，并且是动态生成。“只有生成没有预设的课堂教学，不仅形散而且神散，是一种不负责任的放任自流；但只有预设没有生成的课堂教学又是死气沉沉的，会扼杀师生的创新精神与探究欲望”。另外，毕竟学生的知识基础与学习条件有限，不可能对任何问题都能探究清楚。我们所进行的探究，实际上还是一种教学方式，简单地说，就是旨在让学生以类似或模拟科学研究的方式开展学习活动的教学组织形式。我们必须明确：教学情境中的学生探究与科技工作者的研究有很大区别，表现在探究的目的、探究者的知识与技能、实验条件、资料信息、探究允许的时间等方面。因此，老师要对学生的探究方向与探究内容进行适时调控与取舍，注重动态变化，一切尽（量）在掌握中。例如，在探究葡萄糖的结构时，对学生预测可能含有的醚键，老师就明确不作探究。学生在课外开展的探究性学习课题，要注重检查学生研究的完整过程，尽可能善始善终，借以从中学习或体会科学研究的方法，不要追求研究的结果是否一定有应用价值。其实，一个完整的研究过程本身就是一种财富，要使学生认识到，创造就由此产生。