高中“化学与生活”模块探究性学习的研究，本文主要内容关键词为：模块论文,探究性论文,高中论文,化学论文，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。
新课程倡导培养学生的科学探究能力，促使学生在知识和技能、过程与方法、情感态度与价值观等三方面均得到发展。探究性学习在培养学生科学素养、发挥学生特长、培养创新意识和综合实践能力、转变学习方式、理论与实践相结合、增强学习兴趣等方面有着不可忽视的作用。高中化学教学所强调培养的探究能力，是学生获得知识和应用知识的一种学习方法。它使学生在遇到新的知识信息时，能根据自己的需要有选择地加以取舍、加工和处理，并内化为自己的知识。这是学生可持续发展必须具备的潜能。
高中化学课程内容丰富，在“化学与生活”模块中，学生可以更为广泛地接触社会、了解生活，有充分的选择性学习和展示自我的机会。该模块与生活紧密联系，探究性学习的主题很丰富，而且探究性学习活动形式多种多样，包括参观、访问、调查、查阅、讨论、实验等，最能体现探究性学习的特点。
一、探究性学习的内涵
（一）探究性学习的定义
美国国家科学教育标准中对“探究”的定义是：“探究是多层面的活动，包括观察；提出问题；通过浏览书籍和其他信息资源发现什么是已经知道的结论，制定调查研究计划；根据实验证据对已有的结论作出评价；用工具收集、分析、解释数据；提出解答，解释和预测；以及交流结果。探究要求确定假设，进行批判的和逻辑的思考，并且考虑其他可以替代的解释。”
我国化学课程标准的教学建议中，对探究性学习是这样定义的：“探究学习是学生学习化学的一种重要方式，也是培养学生探究意识和提高探究能力的重要途径。教师应充分调动学生主动参与探究学习的积极性，引导学生通过试验、观察、调查、资料收集、阅读、讨论、辩论等多种方式，在提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、得出结论、反思与评价、表达与交流等活动中，增进对科学探究的理解，发展科学探究能力。”
结合高中化学教学实际，笔者认为，探究性学习是指在动态、开放、主动、多元的学习环境中，学生在教师引导下，仿照科学探究的过程，发挥主观能动性，学习科学内容和技能，体验、理解和应用科学探究方法，培养科学健康的情感态度与价值观的一种学习方式。探究性学习是实施素质教育的最佳途径，是新课程改革的一个亮点。
（二）探究性学习的基本特征
1.主动性。探究性学习的主体是学生，学生要参与课题的设计，自己收集资料，从中发现问题，并提出解决的方法，最后整理出解决问题的方案。
2.实践性。这是探究性学习的首要特点，也是探究性学习有别于其他学习方式的关键。在探究性学习中，学生运用类似科学探究的方法进行独立自主的探究，这本身就是一种科学实践。实践性是其特点，亦是其优点，因为只有通过实践才能更好地培养学生的创新精神和实践能力。
3.广泛性。探究性学习只要具备条件，随时随地都可以开展。探究性学习要求全体学生都参与，充分肯定他们创造的潜能，而不仅仅是瞄准少数“尖子”学生。
4.创造性。学生的创造性不同于科学家的创造性，科学家的创造性是发现，而探究性学习的创造性更多的是再发现。但是，两种创造的实质是一样的，都是指创造意识和创新精神。
5.民主性。营造和谐、愉快、民主的氛围，尊重学生的意见，尊重学生的情感，尊重学生的选择，使学生敢问、敢质疑、敢探索。
6.问题性。探究性学习最大的特点就是把思维的空间交给学生，强调学生自主把握知识的生成过程，然后运用知识去自主解决问题，以解决问题为主线并贯穿探究活动的始终。
（三）探究性学习的实施过程
1.提出问题。探究性学习的问题一般与学校科学教育内容标准中描述的科学概念联系在一起，这些问题可以引导学习者进行实证调查研究，通过收集和利用数据来形成对科学现象的解释。
2.收集数据。学生要根据实证资料收集数据。一是观察，如观察植物或动物，描述它们的特征；二是测量，如测量温度、距离和时间，认真做记录；三是实验室中的实验、观察和测量，包括在控制条件下的化学反应、物理变化、生物反射等，将实验过程中的变化和发展情况记录在报告和表格中；四是从教师、教学材料、网络或其他途径获得实证资料，使探究进行下去。
3.形成解释。在实证基础上，根据逻辑关系和推理，找到事件的因果关系和其他解释。这个解释和观点必须与实验或观察得来的实证材料相一致。
4.评价结果。学生通过参与对话比较各自的探究结果，或把结果与教师或教材提出的结果相比较，来评价各种可能的解释。与科学探究不同的是，学生只要将他们的结果和适应他们的发展水平的科学知识相结合，就达到了探究性学习的目的。
5.检验结果。让学生交流探究结果可以为其他人提供问题、检验实证材料、找出错误推理、找出实证资料所不能证明的表述以及根据同一观察资料提出其他不同解释的机会。交流结果能够引出新问题，或者加强实证资料与已有的科学知识、学生提出的解释之间的联系，进一步确定以实证为基础的论证方法。
上述各个步骤可以有所变化。例如，探究的问题大多是由学生提出的，但有些情况下，也可以在教师提供的问题中选择一个问题进行研究，或者在别人提出的问题上稍加修改，使之更为深入。
（四）探究性学习的方法
1.实验。增强探究体验的实验是学生获得化学知识最直接最有效的途径，要让学生在实践操作和感知体验中进行深入细致的探究。比如，探究“铁生锈的条件”，实验前学生要弄清实验的目的、要求，并认真分析假设和提示；实验过程中，教师着重引导学生学会探究的方法，让学生从实验中获取知识；实验结束之后，教师要指导学生进行分析和验证，找出实验成功的原因或失败的教训，完成实验报告，通过自评、互评、教师讲评、讨论总结，使学生的认识得到提高。
2.观察。观察要让学生弄清“怎样看”“看什么”。比如，“用汽油萃取碘水”实验，要指导学生注意观察加入汽油的碘水振荡、静置之后溶液有没有分层，水层和油层的颜色有何变化，在振荡、静置之后的分液又是如何操作的，等等。
3.猜想。猜想往往是创新的萌芽和源泉，也可能是一种科学的创举和发现。教师要注重培养和训练学生的假想推断能力，把学生的思维引入一个自由开阔且有着丰富内涵的探究空间，拓宽学生的探究路径和思维视野，让学生能够并且善于突发奇想。
4.讨论。例如，探究“铁生锈的条件”，学生提出问题讨论：铁在自然条件下生锈是不是只和氧气反应？铁在自然条件下生锈是和水反应吗？铁在干燥的条件下会生锈吗？纯铁会生锈吗？通过这一系列问题的讨论，学生对钢铁腐蚀的条件以及钢铁如何防腐有了更深的理解。
5.质疑。于平淡无奇之处，或于新知识与旧知识的比较中生疑，在质疑问难中可以迸发出多彩的思维火花。
二、“化学与生活”模块开展探究性学习的实践
当今化学科学发展的一个显著特点是，化学正积极地向与国民经济和社会生活密切相关的学科渗透，如环境科学、材料科学、能源科学、生命科学等，可以说，人类正生活在一个化学所创造的物质世界里。高中化学课程中设置的“化学与生活”模块涉及的内容较多，教学中要选择典型物质和事例引导学生自主学习，力求使课程内容贴近学生、贴近生活、贴近社会。
（一）教学设计与实施的原则
探究性学习在“化学与生活”模块的教学设计与实施，一要遵循一般的学习活动设计原则；二要符合高中化学课程探究性学习的要求和活动本身的特点；三要依据“化学与生活”课程模块的学习目标，密切结合课程内容来实施。
1.目的性原则。化学课程标准对化学探究性学习提出了明确要求：(1)经历探究过程，学习探究方法，提高探究能力和信息处理能力；(2)发展化学学习兴趣，乐于探究化学现象；(3)获得化学的基础知识和基本技能；(4)学习实验探究的方法，能设计并完成一些化学实验；(5)培养问题意识，敢于质疑，勤于思索，学会合作；(6)学习综合运用化学与其他学科的有关知识、技能、方法去分析和解决一些化学问题。
如“化学与健康”主题“鲜果中维生素C的还原性”的探究性学习中，应该联系“为什么补血剂与维生素C同服，可以增加铁的吸收？”“维生素C能增加吸收，是不是因为能抑制
的氧化，作抗氧化剂？”“
是较强的氧化剂，那么维生素C能还原弱的氧化剂吗？”“维生素C能否还原氧化性较弱的碘水吗？能还原吗？”这些问题使学习内容层层解开，各项目标逐步实现。
2.探究性原则。“化学与生活”模块中的探究性学习，是让学生在类似于科学工作者的探究活动中获得知识与技能，形成科学的态度与价值观。因此，探究性学习方案的设计要努力做到：(1)创造一定的问题情境，让学生自己发现问题、提出问题。(2)尽可能让学生猜测问题的答案，自己设计探究方案来检验猜测的合理性，以得到结论。(3)让学生利用各种探究手段，如观察、调查、实验、查阅资料等，分析、处理得到的各种资料、信息。(4)探究活动的内容、方法、结论应体现适度的开放性。
3.实践性原则。实践性是探究性学习的根本特点之一。要让学生通过化学实验、对生产生活中化学现象的观察、与化学有关的问题或事件的调查研究，来开展探究学习活动。切忌脱离实践活动，停留在书本知识的节录或书面资料的剪辑、拼凑上。
例如，探究维生素C能否做抗氧化剂，联系到削皮的苹果在空气中会“生锈”（被氧化逐渐变为褐色），可以用榨汁机榨苹果汁两份，其中一份加入维生素C含片。观察两份苹果汁的颜色，发现没加维生素C含片的苹果汁慢慢由浅黄色变成褐色，加维生素C含片的则保持浅黄色。显然，维生素C具有抗氧化性。
4.自主性原则。探究性学习中，学生必须有情感、行为、认知三方面的积极、主动参与，才能获得体验，提高能力。
例如，在学习正确使用药物的知识时，课前可布置学生收集阿司匹林片、青霉素、抗酸药、含有麻黄的止咳药，阅读药品使用说明书，并总结这几种药品的有效成分、适应症、用法和用量、注意事项、禁忌和不良反应。在此基础上，学生通过实验探究两种抗酸药，进一步研究其主要成分的不同。这些药品学生在生活中或多或少都有所接触，他们会主动去收集有关资料、图片、实物，结合自己的生活经验在课堂上展示、交流，始终保持着饱满的探究热情。
5.合作性原则。即集中学生的群体智慧去解决问题。课堂教学有别于个人研究活动，教学对象是全班学生而不是个人，教师必须善于调动全班学生的积极性，使每个学生都在互动交流中进行积极的思维活动，不仅可以相互启发，还可集中全班的智慧更好地完成教学任务。另外，学生通过群体的合作交流，可以拓展视野，在发表自己的探究成果和方法、交流探究体验和感想、倾听他人探究经验的过程中客观地加以比较和鉴别，从不同的角度改进自己的经验和认识，使个体的理解和认识更加丰富、全面、准确。
6.量力性原则。坚持科学探究活动方案的量力性，即要求科学探究的内容与学生的学习基础、智能水平相适应，探究性学习难点的突破应立足于学生的“最近发展区”，既有一定的思维容量和思维强度，又是学生经过努力能够达到的。探究的目标过于容易，就失去了探究的魅力，会导致学生不会从复杂的联系中深入思考问题；探究的要求过高，学生则会失去探究的兴趣和学习的信心。坚持科学探究活动的量力性原则，还要关注开展探究性学习所需的物质条件。无论是观察、测量、调查和实验，还是交流、提出假设、建立模型等，都需要借助一定的物质媒介。在方案设计的过程中，应充分考虑学校、社区的条件，包括探究所需要的物质条件，如仪器设备、教学工具、实验经费、活动空间、学校管理水平、学生家长和社会各界的支持等等，使探究方案能够有效落实、成功实施。
（二）教学活动课题的确定
“化学与生活”模块的探究课题必须服务于化学课程目标，即通过探究性学习的过程使学生在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观等方面所得到的发展，要与该模块中各学习主题的学习目标相吻合。探究性学习课题的设计、选择，要满足以下几方面的要求：(1)探究问题有价值，设问明确，有吸引力；(2)探究内容的知识水平、能力要求与学生心理发展水平一致；(3)具备探究活动所需要的环境、设施、工具；(4)探究活动方案能营造生动活泼、热烈有序、有感召力的学习氛围；(5)要为学生自主探索留下时间和空间，杜绝教师的包办代替；(6)探究活动的程序、内容实践性要强，学生在活动中既动脑又动手；(7)探究性学习方案的情境良好，学生能从中吸取探究活动需要的信息，也能及时收集到活动的反馈信息，及时调整、修正自己的探究行为，增进探究的信心。
例如，关于保护生存环境主题，可以制定以下相关课题：(1)从空气质量报告入手，分析当地大气的主要污染物及其成因；(2)室内空气污染物的主要来源和对人体的危害，以及如何避免或减少室内空气污染；(3)南京水资源状况及水体污染的种类和危害，并提出节水措施；(4)废旧电池的危害、回收及处理方法；(5)从限塑令的颁布关注废弃塑料的危害、回收和再利用。
（三）教学活动过程
结合探究性学习的过程和“化学与生活”模块特点，归纳出“化学与生活”模块的探究性学习活动共包括七个基本过程。
1.提出问题。学生能从日常现象或化学学习中，经过启发或独立地发现一些有探究价值的问题，在提问的过程中要求能够比较清楚地表述所发现的问题。
2.猜想与假设。教师要利用多种方式、寻求各种途径为学生的合理猜想设置台阶、提供思维方向，鼓励学生主动对问题可能的答案作出猜想或假设，并引导学生围绕假设展开讨论，对观点交叉的假设进行概括与整理，避免出现重复验证和盲目验证，从而减少猜想的偏差。
3.制定方案。要根据“化学与生活”模块知识的内在联系和学生的能力发展水平，选择合适的方案，使学生能通过观察和思考，自己获取知识、掌握技能，巩固和应用探究所获得的结论。
4.实施探究。实施探究最重要的是实验的方式。要引导学生养成书写实验设计方案的习惯，以确保探究目标和步骤的条理性。必要时还可以在保证实现总体目标的前提下，引导学生把探究目标分解成难易适当的小目标，先分步设计再整体组合，让每一个学生都能体会到实验设计的成功喜悦。
5.解释与结论。要引导学生自己归纳探究结果，自己总结得出结论，明确结论的运用条件与范围，并且能用得到的结论去解释实际问题，完成从“实践—认识—再实践”的飞跃。
6.表达与交流。学生用口头或书面方式明确表达探究的结果，并能与他人进行交流与讨论。鼓励学生多方面发现，鼓励与众不同、标新立异；只要学生能提出问题，解释问题有自己的思路，均应给予鼓励；学生的回答即便是偏离教育目标甚远，也不要断然否定，有些问题可以让学生在课外继续讨论。
7.反思与评价。指导学生对探究性学习进行反思，总结自己与他人的长处及存在的不足，并提出具体的改进建议。通过反思与评价，学生能够体验探究性学习的乐趣和成功的喜悦，同时发展了对结果的可靠性进行验证的意识。
当然，每一次探究性学习中，七个基本过程不一定都有。由于探究课题的不同，在具体实施时有更为具体的“小模式群”，如：“提出问题—收集资料—撰写论文—表达与交流—评价”，“提出问题—设计方案—探究实验—表达与交流—反思”，等等。
（四）教学活动的分类和方法
1.文献资料型探究。根据相关教学内容，让学生通过图书馆、因特网查阅有关文献资料，可以拓宽视野、丰富知识，并学会对各种文献资料信息的收集、分类、加工处理和有效利用。
2.化学实验型探究。化学实验是化学教学的基础，也是进行探究性学习的重要途径和方式。利用实验可以让学生学会观察、发现、演示、操作，并提出问题，得出结论。
3.调研采访型探究。通过走出课堂进行社会调查和参观访问来探究有关化学现象和知识。
4.生活实践型探究。紧密联系日常生活，学会用化学知识来解释生活现象，解决实际问题。
（五）教学活动的评价
“化学与生活”作为选修模块，不再以考试成绩作为最终的评价标准。我们在具体实施时，通过考察课堂探究性学习完成情况、课外探究性实践活动完成情况、专题论文的撰写与答辩完成情况等三个方面，更为全面地评价学生的探究学习情况。
三、“化学与生活”模块开展探究性学习的案例举隅
【家用洗涤剂的探究性学习】
1.提出问题。
学生先按5人小组讨论围绕日用化学品的主题，决定探究课题。教师在各组巡回观察，了解学生讨论情况，有时向学生提出一些实际问题，启发学生思考课题的实际可行性，如：做你们建议的课题需要些什么器材？要多长时间？花多少钱？有没有考虑安全问题？
学生讨论后，决定了“家用洗涤剂去污力和毒性的比较”这一课题。在分组讨论探究方案时，学生观点不一，发生了激烈的争论，如：(1)去油污，家里用什么品牌的洗涤剂？它们的酸碱性如何？(2)市场上常用的洗涤剂有哪些？它们的价格如何？(3)能说出洗涤剂去油污的原理吗？(4)选择洗涤剂时会考虑哪些因素？品牌、价格、洗涤效果、对手的伤害程度或其他？(5)洗涤污水最终会排向何处？它们对环境有什么样的影响？(6)能不能通过查阅有关资料或向别人请教，设计一种或几种实验方案来比较不同品牌洗涤剂的去污力和毒性的大小？
2.收集资料。
了解市场上常用洗涤剂的种类、价格，洗涤剂去油污的机理，洗涤污水对环境有什么样的影响。
3.实验探究。
(1)实验仪器与试剂：4种洗涤剂、食用色拉油、试管（4支）、烧杯(200mL)、量筒（10mL，4个）、黄豆（共半斤）、表面皿。
(2)实验原理：洗涤剂去油污的途径之一是使油脂乳化而溶于水中，乳化法就是通过比较洗涤剂对食用油（如色拉油）的乳化效果来比较洗涤剂的去污力。用等量的相同浓度的洗涤剂与等量的食用油相混合，比较其分层的快慢以及分层后的情况，从而比较洗涤剂的乳化效果，得出去污力的强弱顺序。分层快且分层后下层（即洗涤剂层）浑浊度低，表明乳化效果差，即去污力弱；分层慢且分层后下层浑浊度高，则说明去污效果好。
检验洗涤剂毒性的方法很多，从实验操作可行性角度考虑，本实验用不同浓度的洗涤剂浸泡种子，观察经过相同时间种子发芽的情况，从而比较洗涤剂的毒性大小。
(3)实验步骤：
①比较不同洗涤剂的去污力：将4种洗涤剂分别用自来水稀释10倍，取稀释后的4种洗涤剂各4mL分别加入试管中，各滴加1mL色拉油，色拉油浮在上层；分别以相同强度振荡试管1分钟，静置，记录混合液分层的时间和分层后的现象；根据实验结果比较不同洗涤剂的乳化效果，从而比较其去污力大小。
②不同洗涤剂的毒性比较：将不同洗涤剂稀释（10倍）；分别把40粒黄豆种子浸泡在这些洗涤剂中各5分钟，自来水作对照试验；倒掉洗涤剂液，将种子放在各个表面皿上（注意经常给种子加自来水，以保持种子发芽所需要的水分）；隔一段时间（分别为1周、2周、4周）观察种子发芽情况，并进行记录；根据观察结果比较不同洗涤剂的毒性大小。
4.形成结论。
学生按小组各写一份探究性学习报告，要写明探究的问题、探究的目的、探究的方法和过程、对比的方法和过程以及得到的结论。学生探究得到的结论是：洗涤剂的去污力与价格并不成正比，洗涤剂的毒性与去污力有关系。学生还选出理想中的洗涤剂向家庭推荐，并为洗涤剂将来的生产发展提出了建议。
经过一个学期的实践探索，学生通过自主参与类似于科学探究的学习活动，逐步形成了善于质疑、乐于探究、勤于动手、努力求知的积极态度，产生了积极情感；自主地发现和提出问题，设计解决问题的方案，收集和分析资料，开展调查研究，培养了发现问题和解决问题的能力；通过多种有效手段、多种途径获取信息，学会了整理与归纳信息，并恰当地利用信息；学会交流和分享研究的信息、创意及成果，发展了乐于合作的团队精神；认真、踏实地探究，实事求是地获得结论，尊重他人想法和成果，养成了严谨、求实的科学态度和不断追求的进取精神，磨炼了不怕吃苦、勇于克服困难的意志品质；通过社会实践和调查研究，深入了解化学学科对于自然、社会与人类的意义与价值，学会关心国家和社会的进步，关注人类与环境和谐发展，形成了积极的人生态度。当然，在教学实践中我们也发现了一些问题，需要调整、改进和进一步完善，特别是对学生探究性学习的评价标准、评价细则，需要在以后的研究中继续深入分析。