新课程标准下课堂教学实施有效探究的实践与思考——基于课堂教学实施有效探究的案例研究，本文主要内容关键词为：课堂教学论文,新课程标准论文,案例论文，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。
新课程强调科学探究是一种有效的学习方式，同时又将科学探究作为义务教育阶段化学课程的重要学习内容。科学探究对发展学生的科学素养具有不可替代的作用。在实施化学探究性教学中，由于教师对科学探究的过程及本质的理解不到位，致使课堂探究效率低下，失去了课堂教学应有的活力。那么，化学课堂教学中如何实施有效探究呢？下面，我结合自己的教学实践提出一些思考。
一、创设情景，是课堂教学实施有效探究的前提
在课堂教学中，问题总是伴随一定的情景而产生。教师通过创设一种有一定难度、有明确目标、需要学生做出一定努力才能完成学习任务的情景，使学生处于一种急切想要解决所面临的疑难问题的心理困境中，由此引发学生的认知冲突，产生强烈的探究愿望，激活学生的思维，从而创造性地解决问题。情景创设得有效与否，关系到能否将学生的视力“聚焦”，能否将学生的思维“聚变”，直接影响到学生对课堂所学内容的兴趣和后续学习的动力。
例如，在学习人教版“原子的构成”这一课题时，由于微观粒子看不见、摸不着，加之这部分教学内容又没有实验，学生缺乏感性知识，所以很难建立起对原子构成的微观认识。但我们还是可以和学生一道查阅资料，循着科学家对原子构成探究的历程，从科学家探索物质构成的史实中体会科学探究的过程和方法，以加强教学的直观性，增强学生学习化学的兴趣，同时也增强了课堂内容的趣味性。
案例1：史料探究——原子的微观构成
投影用“α粒子轰击金箔”的文字介绍和图片说明。
【文字情景】人们为揭示原子结构的奥秘，经历了漫长的探究过程。1897年汤姆生发现电子并提出类似“西瓜”的原子模型。汤姆生认为，原子就像一个大西瓜，里面分散着许多西瓜子，其中西瓜子是带负电的电子，西瓜肉是带正电的物质，电子镶嵌在原子里面。1911年卢瑟福等人为探索原子的内部结构又进行了下面的实验：用一束带正电的、质量比电子大得多的高速运动的α粒子轰击金箔。发现：
①大多数α粒子能穿透金箔而不改变原来的运动方向；
②一小部分α粒子改变了原来的运动方向；
③有极少数α粒子被反弹了回来。
【图示情景】（见图1）
图1 示意图
当学生阅读完上述情景材料后，我惊喜地看到，有的学生已开始“交头接耳”，不时从学生嘴里蹦出这样或那样的问题。
（设计意图：当上述探究情景展现在学生面前时，刺激学生的思维，激发他们的探究欲望，学生的思维活动一定会处于一种积极的思考状态，一定会有许多的为什么在头脑中形成，并努力寻求这些问题的解答。同时让学生体会到，科学家探究原子构成的过程就是对科学真理不断探索的过程，也是对真理不断修正完善的过程。）
教学反思：课堂教学中，“知识需要融入情景之中，才能显示出活力和美感。”余文森教授对课堂教学情景的创设有他独到的理解，精妙地诠释了知识和情景二者之间“相依为命”的关系，也让我感受到了教学过程中教学情景创设的重要性。这也正是新课程所提倡的要努力创设生动活泼的教学情景，为实施有效探究提供情景素材。
创设学习情景可以增强学习的针对性，有利于发挥情感在教学中的作用，激发学生的兴趣，使学习更为有效。在创设学习情景时，应力求真实、生动、直观而又富于启迪性。
化学课堂情景的创设离不开真实有效这个原则，脱离了这个原则，创设情景就会变成为情景而情景，创设情景就会流于形式。此外，还要注意到要使学生充分理解所创设的情景，使情景更贴近学生的认知结构和心理特点，了解他们的探究所需，让他们读有所惑，惑有所思，思有所悟，悟有所得。
二、提出问题，是课堂教学实施有效探究的核心
《化学课程标准》指出，在教学中教师要善于引导学生从真实的情景中主动发现和提出问题，有针对性地展开讨论，提出解决问题的思路，通过积极的探究最终解决问题，使学生的认识逐步得到发展。提出一个有价值的问题反映了学生对事物思考的深度和广度，是衡量学生思维能力的重要标准，反映了学生在思维活跃性、深刻性、独立性和创造性方面的差异。科学探究始于问题，有了问题才能进行探究。我国古代教育家孔子说：“疑是思之始、学之端。”宋代学者陆九渊也说：“为学患无疑，疑则有进，小疑则小进，大疑则大进。”都阐明了发现和提出问题的重要性。在探究性学习中，问题的形成是科学探究的起点，不仅决定学习的内容，而且决定研究的方向，同时还决定科学探究的出发点和最终归宿。
如案例1《探究原子的构成》，问题尽可能由学生自主提出，教师追问、补充。最后教师将学生的问题进行归纳整理，提炼后形成如下问题群：
假设原子真如汤姆生的“西瓜”模型，α粒子轰击金箔后会是什么样的结果？
为什么绝大多数α粒子能够顺利穿过金箔，而只有极少数被反弹回来？
这极少数α粒子碰到了很大的阻力还是很小的阻力？
这种阻力会是来自质量很小的“西瓜子”（电子）吗？
这样小的原子核却能把轰击它的高速“子弹”（α粒子）反弹回来，这说明了什么呢？
金原子原子核的质量相对α粒子的质量是很大还是很小？
如果你是卢瑟福，发现了这一出人意料的现象后，你对汤姆生“西瓜”原子模型会作怎样的修正？
……
案例2：NaOH溶液变质的再探究
【情景引入】教师在黑板上画两个烧杯，分别盛有NaOH溶液和
溶液（见图2）。
图2 示意图
【问题铺垫】(1)敞口放置在空气中的NaOH、溶液过一段时间后会出现什么现象？
(2)为什么会出现这种现象？写出有关反应的化学方程式。
(3)由此说明实验室在贮存NaOH、溶液时应注意什么？
【问题辐射、递进】(4)对于上述现象，我还有几个要探究的问题：
问题①______；问题②______；问题③______；……
学生很快就对(1)(2)(3)问作出了回答，并写出了化学反应方程式：
（设计意图：通过问题情景的呈现，学生运用所学知识可以很快地对第一、二两个问题作出解答。这两个简单问题是铺垫性问题，设计这两个问题的目的是打开学生的思路，以启发学生的思维，让学生从这两个对比实验中发现问题：NaOH溶液中没有明显的实验现象，怎么知道NaOH和
确实发生了化学反应呢？这样的教学设计实现了由教师引导提问到自主开放提问，再到自主开放探究的过程。）
当进行到第(4)个问题时，学生们讨论的焦点基本上都集中到了这杯“脸不改色”的NaOH溶液上。正是因为没有明显现象，NaOH溶液的“主动留白”就为学生们的探究留下了思维的空间，也为学生们探究问题的提出提供了思考的素材，为学生们在“留白”处谱写探究的乐章、绘出探究的音符和展示个性、一显才华创造了机会。课堂上，学生们针对这杯溶液提出的问题确实很多，但受课堂教学时间和形式的限制，不可能问问都探究，我有意识对问题进行了取舍并简洁地呈现在黑板上。（我擦掉了盛石灰水的烧杯，只留下了我们本节课的主角——NaOH溶液。）
我最终确定的四个具有探究价值的问题是：
(1)放置在空气中的氢氧化钠溶液是否变质？
(2)如果变质，变质后生成了什么物质？
(3)是全部变质还是部分变质？
(4)变质后的氢氧化钠溶液如何提纯？
（设计意图：单从知识和技能上讲，这些问题涉及的知识内容相当丰富，且都是初中化学中学生需要掌握的核心知识，如非金属氧化物与碱的反应；碱的化学性质、碳酸盐的化学性质（与酸、与碱、与盐的反应）、含
的盐的检验方法；涉及的实验操作有过滤等。对这些知识的综合运用反映了学生知识掌握的程度和应用知识解决实际问题能力的高低，为后续进一步的探究提供了“知识和技能”上的支撑。上述教学情景简洁明了，探究问题一目了然。由于问题源于学生学习的实际，学生自然很感兴趣，而且每个学生都想用自己的方法来证明这瓶暴露在空气中一段时间后仍“无动于衷”的溶液究竟发生了怎样的变化，生成了什么物质，如何检验该物质的存在等一系列探究的问题便顺理成章地在课堂上生成。）
教学反思：在课堂有限的时间里，教师如何把握探究问题的有效性呢？什么样的问题才是有价值的问题？探究问题的提出是否有效，关键是看学生对提出的问题是否感兴趣，能否让学生产生“打破砂锅问到底”、一探究竟的“钻劲”，是否积极主动地参与到问题的解决活动中来，是否能有效地激发学生的思维。具有挑战性和递进性的问题恰好是课堂教学中引发探究最常提出的问题。
提出的问题要有挑战性。学生要解决的化学问题应该具有一定的挑战性，而挑战性的问题应该具有一定的思维深度、广度和力度，才能真正使探究不流于形式，使探究从浅表层次向纵深发展。以学生现有的认知结构和思维水平为基点，紧扣新旧知识的结合点和运用知识解决实际问题的生长点来设计和提出问题，使问题符合学生的“最近发展区”。这样的问题最具诱惑力和挑战性，最具有探究价值。问题过易或过难，对大多数学生来说都不会有太大的收获。上述案例中第三个问题“是全部变质还是部分变质？”就极具挑战性，此问在第(2)问的基础上只需检验溶液中是否还有未变质的NaOH即可，但此问因学生对物质性质的不熟悉很有可能使自己设计的方案出现漏洞，甚至掉进陷阱。
提出的问题要有递进性。课堂提问不能太多，问题太多会让学生抓不住要探究的主要问题，由于课堂教学是一种在教师指导下的问题解决、知识构建、能力培养的过程，课堂教学的有序推进也必然依赖于课堂教学中所产生的递进性问题。在化学教学中，培养和发展学生科学探究能力，必须有意培养学生质疑、提问的能力。教师通过设置问题情景，引导学生自己提出系列问题，教师再将这些问题进行集中、筛选、提炼、优化，由易到难，形成课堂上具有探究价值的递进问题，使得后续的探究有明确的目标和内容。案例2的四个递进性问题由浅入深、由易到难，让学生从已知的某一知识点出发，引导学生逐步对主题内容进行探究，循序渐进地使学生的思维向纵深方向发展，最终达到融会贯通、问题解决的目的。实际上，真正的学生探究活动都是由问题引导的，学生提出问题能力的培养可以贯穿于探究活动的始终。
三、设计方案，是课堂教学实施有效探究的保障
设计方案是科学探究中重要的一环。开展探究性教学，我们会遇到方案的设计，它要求探究者从操作的角度把猜想与假设具体化、程序化，为科学探究的具体实施作出规划。
如上述案例2中对第一个问题的解析，实际上就是要验证敞口放置的NaOH溶液中除了溶质NaOH外，是否还有其他溶质存在，并不需要确切地知道变质后的溶液中含有什么物质（实际上是
），由于验证的方法有多种，具有开放性，学生思考的角度不同，所用的试剂不同，就会形成不同的设计思路，找到不同的解决方法（见表1）。
表1 实验记录表
（设计意图：以NaOH溶液是否变质作出猜想，紧紧围绕酸、碱、盐的化学性质设计实验方案来验证猜想。上述方案的设计主要体现了的三条化学性质，分别从与酸、与碱、与盐反应产生气泡或沉淀来确认NaOH溶液的变质。）
再如对问题(3)“是全部变质还是部分变质？”学生们讨论后形成的方案设计见表2。
表2 实验记录表
（设计意图：考查学生设计实验时思维的全面性和严密性。由于碳酸钠溶液也呈碱性，所以直接加入酚酞溶液来检验碱的存在是不可行的。在此问题的探究中，选择合适的试剂显得尤为重要，如果选择不当很可能会得出一个相反的结论。设计核心问题解决活动，让学生进行创新与实验设计。其中有的设计，学生根据已有的知识和经验就可以解决，但有的设计，必须全面分析，综合考虑，探索新的解决办法。这样的活动，有利于调动学生积极、主动地投入到智力活动中，他们通过亲自思考设计实验，既培养了动手、动脑解决问题的能力，又培养了发散思维能力和创新设计能力。）
教学反思：探究课堂上进行实验方案的设计，难度不能太大，步骤不能太多，应根据所学的知识设计合理、可行、简便的方案，再经过缜密的实验和细致的观察，找出有力的证据，为自己的假设或猜想提供佐证或者做出合理的解释。因此在进行实验探究之前教师有必要对学生的设计过目，只要不涉及实验安全的，教师不要过多干预和修改学生方案。在复习课教学中，我们要尽可能地设计一些综合性较强的实验，让学生在巩固旧知、学习新知中培养实验设计的能力。
四、反思感悟，是课堂教学实施有效探究的目的
实验探究是化学课堂上最有魅力的一招。在探究中要重视对学生进行科学方法的教育。让学生在探究活动中感悟科学方法、提炼科学方法、应用科学方法。这就要求在课堂上，学生自主探究之后，应当安排时间让学生之间互相交流，汇报各自的探究过程和结果，反思自己的探究历程，发现自己与他人的长处及存在的不足，并加以改进，为学生的可持续发展打下良好的基础。
如在案例1提出问题充分讨论后，可以采取以小组为单位进行汇报交流。
【反思交流】生1：根据信息①，极薄的金箔竟让高速运动的大多数α粒子畅通无阻地通过，证明原子不是实心的球体，内部有“广阔”的空间。
生2：由信息②还能证明金原子核所带电荷种类与α粒子相同，否则二者就会相互吸引；又能证明金原子核所带电荷数远大于α粒子，否则偏转的就不会是α粒子，而是金原子核。
生3：由信息③有极少数α粒子被弹回，证明了原子核的存在，但占原子极小的体积，否则大部分α粒子不能畅通无阻地通过；同时证明金原子核的质量远大于α粒子的质量，否则金原子核有被α粒子弹出的可能。
生4：我觉得汤姆生的西瓜模型虽然不正确，但是卢瑟福正是以此模型作为研究对象，通过实验敢于质疑前人的成果，提出了新的原子结构模型，汤姆生的工作是奠基性的，而卢瑟福的工作是开拓性的。
……
【归纳总结】通过交流，帮助学生形成对原子结构的下列认识：(1)原子核很小，原子内部有很大的空间；(2)原子核带正电，α粒子途经金原子核附近时受到斥力而改变了运动方向；(3)金原子核质量比α粒子大得多，α粒子碰撞到金原子核时被弹了回来。据此，我们可以画出α粒子轰击金原子核的示意图（见图3）。
图3 α粒子运动轨迹示意图
教学反思：(1)通过上述史料探究所建立起来的对原子结构的认识，不是教师强加给学生的，而是通过实验探究学生自己得出的，如果没有经过这样充分的讨论与交流、反思与总结，学生对原子构成就不会有这样深刻的体验和认识。所以，要重视和充分挖掘课本上化学史料的探究价值以及它所蕴含的思想方法，课堂探究往往会收到意想不到的教学效果。
(2)利用情景素材，挖掘情感因素，渗透情感态度与价值观的教育。如案例1教师还要启发学生思考：如果没有汤姆生所做工作的基础，卢瑟福就不可能提出新的原子结构模型（即核式结构）；同样，如果没有卢瑟福对实验的精妙设计，不依据实验事实进行批判和创新性科学思考，也就不会成就这项伟大的发现。要让学生深刻领悟到科学研究需要创新思维，要勇于挣脱前人留下的错误观念的束缚，突破原有的认识限制，大胆探索，敢于质疑，不懈努力，才能有所发现。
五、结语
通过对课堂教学实施有效探究的理性思考，我们可以发现，创设情景，是课堂教学实施有效探究的前提；提出问题，是课堂教学实施有效探究的核心；设计方案，是课堂教学实施有效探究的保障；反思感悟，是课堂教学实施有效探究的目的。化学教师有责任和义务真正让探究性的课堂充满探究的乐趣，让探究过程进出智慧的火花，闪耀智慧的光芒，真正让探究少一点形式、多一点实效。