“发现学习”及其在中学化学教学中的价值，本文主要内容关键词为：价值论文,发现论文,中学化学论文,教学中论文，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。
1 “发现学习”课堂教学思路的提出
目前，基础教育在功利性教育思想的束缚下，仍未步入提高公民素质的正确轨道。造成了教学过程中普遍存在重结论轻过程、重知识轻能力、重分数轻素养的畸形现象，迫使学生走进“读死书”、“死读书”的死胡同。长期以来，学生处于被动接受、机械训练、死记硬背、简单重复之中，肯定会泯灭学生主动探索的求知欲望。学生缺乏对知识的体验、发现、思维、内化的过程，使能力培养和素养提高难以落到实处，更谈不上创新意识的形成。而21世纪是以知识的创新和应用为重要特征的知识经济的时代，培养学生的创新精神和实践能力显得尤为重要。针对化学教学的现状及社会和学生自身发展的需求，转变学生的学习方式刻不容缓！所以很有必要从实施素质教育的主渠道——课堂教学入手，对此进行有理论指导的尝试。实践证明，发现学习有利于培养学生的创新精神和实践能力。
2 “发现学习”对培养学生的创新能力的独特价值
“发现学习”由美国教育心理学家布鲁纳提出（J.Bruner）。最初他曾设想将科学家发现理论的过程“嫁接”到学生学习未知知识过程中，以此组织“发现学习”的教学过程。所以布鲁纳认为：所谓发现，当然不只局限于发现人类尚未知晓的事物的行为，而且包括用自己头脑亲自获得知识的一切形式[1]。他说：“不论是在校儿童凭自己的力量所作的发现，还是科学家努力于日趋尖端的研究领域所作的发现；按其实质来说，都不过是把现象重新组织或转换，使人能超越现象再进行结合，从而获得新的领悟而已。”[2]由此，将“发现学习”课堂教学定位在学生运用自己已有知识、经验、能力，凭借实验、媒体等手段，以自然科学方法论为依据，在教师的引导下，通过自己大脑的思考而获得新知的过程。
根据上述所界定的“发现学习”课堂教学含义，它应属于一种创新水平的教学方式。对教师而言，教师要根据大纲对教材的要求，学生的认知水平，以及学生的心理发展水平，对教材从发现教学机制进行创造性的改写。教学过程中还要创设一种发现问题情景，提出一个有价值的问题，或提供一些有趣的、有逻辑意义的材料，给学生准备一些必须的实验器材。在师生互动的交流中，教师要根据学生的不同反应及时调整，当学生偏离发现目标时要想方设法导向教学目标。教师绝不能局限在提前设置的教案框架里，而是要有创意地对待每一节课。在发现学习过程中，学生始终处于独立思考、大胆想象猜测、主动探索的发现状态，从而由形成假说的发散思维向验证假说的聚合思维变化，实现了发散思维和聚合思维的有机结合，有利于学生创新能力的培养。可见“发现学习”课堂教学是师生双方的一种创新活动，双方相互启发、碰撞，激发智慧的潜能，甚至会引发常规思维向创新思维的飞跃。
“发现学习”课堂教学的优势有（1）它强调学生运用自己的头脑获取知识。在发现学习中离不开学生的独立思考。一个没有思考习惯的人，绝不会有所创新意识。而且“发现学习也包括学生对现存知识作批判性的思考，并从中得到新的意义。”[3]而这种批判性思考正是创新思维的特征之一，由此学生发现未知知识的过程就是一种创新。（2）它强调促进学生内部动机的形成。在发现探索过程中，可以激发学生对知识的好奇心和求知欲——这是创新的源泉。发现学习中，不同的学生可能采取不同的策略，而且往往带有个性独特的思维倾向，正确地评价与引导，则有利于培育个性创新品质。
化学是研究物质的组成、结构、性质以及变化规律的自然科学。学生对千姿百态的物质世界和变化多样的规律充满了神秘感，这自然会激发学生的好奇心和探索欲望；化学发展史，就是一部创新史，在“发现学习”课堂教学中，可重演科学家创新活动，让学生去感受和体验科学家在创新过程中的喜怒哀乐，也能有效地培养学生创新意识和创新精神；化学教学中运用“发现学习”，可以使学生系统地接受科学思维方法、科学发现模式的训练；化学是一门以实验为主的学科，在发现学习中，学生主动地动脑设计、动手操作，实质上是将创新思维的结果物质化，使他们的创新产品得到检验。因此，“发现学习”用于化学教学中，对培养学生的创新能力具有独特价值。
3 中学化学“发现学习”课堂教学模式
3.1 发现学习课堂教学的一般程序
3.2 发现学习课堂教学案例片断
苯分子结构的发现：（1）苯分子式为C[，6]H[，6]，学生由前置知识可推断它是远未达饱和的烃。运用旧知识进行发散思维，经过小组讨论，尝试写出苯的结构简式。有二种情况：一种简式中有两个叁键，另一种简式中有一个叁键和两个双键。即：
由此可知苯应具有不饱和烃的性质，能否设计出简单的实验证实。学生经讨论提出：可以用溴水或酸性高锰酸钾溶液，来检验苯分子是否有碳碳双键或碳碳叁键。让学生亲自动手进行实验，分别在1mL苯中加入0.5mLKMnO[，4]
溶液和0.5mL溴水振荡，观察现象。发现苯中加入酸性高锰酸钾溶液，紫红色不退；苯中加入溴水，橙黄色也不退。由此否定了苯分子中无碳碳双键或碳碳叁键。在此过程中学生体验到没有假说，就没有科学发现；但假说只有被实践证实，才能成为理论。
（2）苯分子的结构是怎样的？由上可知，学生知识上的欠缺，必出现思维上的困惑。此时可充分发挥教师的指导作用进行点拨，介绍19世纪德国化学家凯库勒《梦中的出现》轶事趣闻，并从中澄清凯库勒揭示苯分子结构不是梦中的巧合，而是根据自然科学方法探索发现的结果。让我们师生重演凯库勒科学发现过程，即按上述发现学习课堂教学的一般程序进行的。凯库勒在1866年的论文中，提出两个假说：①苯的6个碳原子形成平面六角闭链，②各碳原子之间存在着单双键交替形式。假说1可利用实验苯的一元取代物只有一种而被证实；按假说2推测苯的邻位二元取代物应有两种：
而实验结果却未发现。为此凯库勒在1872年对该假说进行了补充：苯分子中碳原子以平衡位置为中心进行振动，使得双键不断地更换位置，苯分子实际是不断地进行着两种结构的交替运动。
经后人用X射线衍射证实了苯分子结构是平面的正六角形，同时凯库勒的互变振动假说得到了发展和修正，苯分子中没有交替存在的单、双键，苯分子中碳碳间的键是一种介于单键和双键之间的独特的键。有数据可说明，苯分子中
发现学习中学生逐步领悟自然科学探究方法，当理论不能解释事实时，可利用已有知识和经验，大胆猜测提出假说，假说只有被实验或现代科学技术测得数据所证实，才能成为理论，同时随着新的事实出现而暴露出缺陷，理论再被修正和发展。从而感悟知识不是固有的原理，永恒不变的，它始终有待再考察、再检验、再证实。这样有利于激活学生的思维，激励主动探索知识欲望，达到培养学生创新能力的目的。
3.3 “发现学习”的教学策略
（1）重视假说的作用。所谓假说就是人们根据已有的知识对所研究的事物或现象做出初步解释[4]。而假说是自然科学研究的重要方法，因此在实际的教学过程中适当运用“假说”，对培养学生的创新思维会起到重要的作用。在发现教学中如何形成假说？一般是提出问题，明确问题的指向，提供有关材料，帮助学生将有关知识调到“桌面”上，然后学生主动查寻、搜集，各种思维能力（分析、比较、推理）和谐作用，进行尝试解决，最终遇到困难出现缺损，由此猜测而提出假说，假说可以是一个，也可以是多个。如钢铁锈蚀的原因，学生根据日常生活中，家用的菜刀常出现红褐色绣斑的事实，观察分析菜刀生锈原因是空气所致，是水的缘故，还是二者共同作用的结果，难以判断、陷入困惑，由此推测可以做出三种假设：假说1：钢铁生锈是铁和空气中的氧气化合；假说2：钢铁生锈是因为空气中水分子的存在，水和铁起了化学反应；假说3：钢铁生锈是因为空气中的氧气，水共同与铁作用的结果。
假说的形成，就是学生依据事实、现象、资料，进行分析、推理、判断等逻辑思维，凭直觉思维提出有创意的“设想”——“假说”，它是学生创新活动的结果。
（2）注重“发现学习”过程的观察与调控。在发现学习中，提出问题能引起学生的认知矛盾，激活探究发现的心理，产生迫切解决问题的愿望。不同类型的学生会遇到不同的困难，教师能善于观察，及时给予帮助，坚持注重个别差异，因材利导。注重降低发现的难度，把发现难度控制在学生的“最近发展区”，尽量减少挫折，少走弯路，以保护学生积极探索的心理和创新萌芽的生长。再者教师要努力营建一种民主、平等、宽松、和谐的氛围，它是挖掘学生创造潜能的重要客观环境，同时教师要参与到发现学习的过程，师生融为一个有机整体。由教育信息接收模型分析：发现学习的关键是增加学习者在学习活动中的参与量。即从信息加工角度来看，增加学习者在接受信息、加工信息过程中大脑感官、肢体的活动量[5]，所以要为学生留有足够的时间与空间，提供一些实验条件（如将演示实验在条件允许情况下改为学生分组实验）和媒体信息（微观模型、图片文字材料等），让学生在这种相对广阔的资源下，充分利用各种感觉器和分析器、动脑、动手自主，独立地进行发现学习。最终小组讨论、相互交流，鼓励学生各抒己见，充分展示自己的思维过程，以便于学生之间相互启迪、相互借鉴。
（3）正确定位师生关系。布鲁纳的发现学习理论认为：“认识是一个过程，而不是一种产品，学习的主要目的不是记住教材和老师所讲的内容，而是要学生参与建立该学科知识体系的过程，因此，学生不应是被动的、消极的知识的接受者，而是主动的积极的知识的发现者。”所以，发现学习是以学生主动探究发现新知为主旋律，教师仅是一个诱导、协助的引导者，师生的这种定位关系，充分体现了学为主体、教为主导的原则。学生的主体性表现在：一是学生主动发现知识，而不是被迫接受；二是学生在教师提供的各种条件（资料、实验）下大胆尝试、主动探索，动脑动手地解决问题；三是学生在较为充足的时间内，独立思考，或者与其他同学交流讨论，不受限制地发表个人见解。教师的主导作用体现在：教师精心设计、组织发现过程，创设发现台阶，使学生的发现不是盲目的，而是有所依据。在发现学习中诱导能充分显示一个教师的聪明智慧，要抓住时机，恰到好处在学生的“愤悱状态下”给予启发。特别是在学生遇到难以跨越的困难时，架起桥梁，让学生自己独立地走过去。当学生的智力由常规思维向创造思维飞跃，迸发出创造火花时，教师要善于捕捉给予较高的评价，以开发蕴藏在学生身上的潜在创造性品质，形成探求创新的心理取向和性格特征，在此构建的发现学习机制下，学生才能成为学习的主人。
（4）促进发现学习与学生主动接受学习的有效结合。教学方式根据知识的获得可分为发现法和接受法，与此对应的学习方式是发现学习（Discovery learning）和接受学习（Reception learning），二者不是对立的而是相辅相成的，它们对培养学生创新精神和实践能力都有自己独特价值。特别是目前化学教学中过多地使用“授——受”的教学方式，因此需要大力提倡发现——探究学习，但也不能偏颇夸大“发现学习”的作用，而且“发现学习”也有一定的局限性，因为学生主要以学习间接经验为主，不可能对一切知识都自我发现。所以，在知识飞速发展的信息时代，学生主动接受的有意义学习是非常必要的，有利于学生自主构建较为完善的知识体系。在实际教学中，应倡导自主发现——探究、主动合作接受等多样化学习方式，促进各种学习方式的有效结合，以使学生获得可持续发展的学习动力。
实践证明，“发现学习”可促进教师教育观念的更新，能力的提高。而且“发现学习”对学生的化学学习是一种生气勃勃、生动活泼和富有成效的学习，有利于培养学生观察能力、实验能力、探究能力，创新思维能力。从而有助于学生科学素养的提高，为他们将来创造性从事学习、工作打下良好的基础。