高中化学探究教学活动设计和组织的研究，本文主要内容关键词为：教学活动论文,组织论文,高中化学论文，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。
在教育部颁布的《普通高中化学课程标准（实验稿）》中，科学探究不仅被作为重要的理念强调，作为教学建议提出，而且被列入课程目标和内容标准之中，作为必须实施的重要内容要求。如何在实践中实施呢？在教学实际中落实科学探究，进行探究教学活动设计和组织很重要。构建高效的探究教学活动，首先要从探究教学活动设计和组织的优化开始，这是教学通向优化境界的第一步。本文以高一新课程苏教版《化学1》为例来研究如何进行探究教学活动设计和组织，为使探究教学在新的课程改革顺利实施提供参考。
科学探究活动是化学课程中的一个中心环节，是最重要的实践过程，它也是学生化学探究学习的主要学习活动和学习过程，是教师评价其学业的重要内容之一。所以，教师必须重视对学生探究活动的设计和组织，特别是对探究中实践性活动过程的设计和组织。一个相对完整的探究活动通常包含8个步骤：提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流[1]。在具体教学中，探究活动可以是8个步骤中的几步组成，并不一定要完全按照8个步骤进行。下面对8个步骤进行逐个讨论。
一、提出问题
能从日常生活、自然现象、教师设置的探究情景或化学学习中，经过启发或独立地发现一些有探究价值的问题，对化学探究教学具有重要意义。如果没有发现并提出问题，探究教学便无从谈起。对发现和提出问题的作用和意义，爱因斯坦曾有一句名言：“提出一个问题往往比解决一个问题更重要，因为解决一个问题也许仅是一个数学或实验的技能而已；而提出新的问题、新的可能性，从新的角度去看旧的问题，却需要有创造性的想象力，而且标志着科学的真正进步。”但由于受学生的能力、教学内容、教学时间和教学资源等因素的影响，经教师启发学生也没发现问题的情况下，教师可以直接提出探究问题。
“钢铁的腐蚀”这一节中，展示生活中钢铁的腐蚀的几种例子后提问：钢铁锈蚀的因素有哪些？
钠的性质的实验探究中，教师提出：“从初中化学学习可知：排在前面的金属能把排在后面的金属从它们的盐溶液中置换出来，那么Na与
溶液是否也能发生类似的反应呢？”
做浓硫酸的脱水性时，发现蔗糖不仅炭化，而且还形成黑色疏松多孔海绵状的炭，还闻到一股刺鼻气味的气体产生。提问：这仅仅是发生脱水炭化反应吗？
提出问题是探究教学的一个要素，但提出问题并非仅仅存在于探究活动的开始。在实际探究活动中，学生往往还会不断地发现新的问题，这是进行探究教学的新起点，是培养学生提出问题能力的重要一环。例如，在探究氯水成分时，学生并没有猜想有漂白性的次氯酸的存在，在探究活动中以pH试纸或蓝色石蕊试纸或紫色石蕊溶液检验
的实验组都产生极大的疑问，发现试纸和试液变红后又褪色，从而提出了新的问题，漂白物到底是什么物质？
二、猜想与假设
猜想或假设是自然科学发展的形式。科学的发展过程从一定意义上说，是猜想或假设不断被证实或证伪的过程。
猜想与假设是指根据已知的实验事实和科学理论，对未知的物质及其变化规律做出的一种推理和判断。学生围绕产生问题的可能原因，利用已有的知识和经验进行猜想，提出假设。猜想与假设在探究教学中的作用是：首先，它是科学结论的先导，猜想或假设一旦得到实践结果的支持，它就可能发展成为科学结论。因此，猜想与假设能帮助探究者明确探究的方向，避免探究的盲目性。其次猜想或假设能为收集信息、分析和解释信息提供一个大致的框架，能为制定探究计划或设计实验方案奠定基础。
根据生活经验，学生假设钢铁腐蚀的因素：(1)与水接触是铁生锈的原因；(2)与空气接触是铁生锈的原因；(3)铁生锈是水和空气共同接触的结果。
化学探究教学中还可以运用如下方式进行假设：
1.类比式假设
类比式假设是根据两个或两类对象所具有的某种或某些共有或相似要素或特征，推出其中一个（类）研究对象可能具有另一个（类）研究对象所具有的属性或部分属性而形成的假设。
例如探究问题：过氧化钠能否与二氧化碳反应？
探究问题：氯气能否与金属铝反应生成金属氯化物。
归纳假设：金属能与氯反应生成金属氯化物，铝是金属，应能与氯反应生成金属氯化物。
3.分类式假设
依据化学现象和资料的某些重要特征，分析整理形成假设，进行类别假设的验证。
探究问题：电解质导电状态分类的探讨。
因此，在学生进行猜想与假设时，一方面，教师应该创设轻松活泼的环境，鼓励大胆主动地想象；另一方面，教师应指导学生注意观察有关现象，同时引导他们回忆与问题有关的知识和事实，鼓励学生从认知的层面参与探究，帮助学生把已有的知识与存在问题的探究中所获得的新信息或新知识整合起来，进行假设和猜想。在实验验证后，还应要求学生将实验结果事实和原先的假设与预测进行对照和分析，从而增强学生进行假设和预测的反思和批判能力。
三、制订计划（设计实验）在探究教学中，对探究问题提出的猜想和假设，必须进行证实或证伪。为使验证假设或猜想的实践能顺利而有效地进行，必须精心设计方案、制订计划。制订计划是探究教学过程中的重要环节，是假设或猜想的具体化和程序化。
钢铁生锈的实验设计如下：(1)设计实验排除铁钉周围的水。取一支试管，用酒精灯烘干，向里面放入一根铁钉，然后用橡皮塞塞紧试管口，使铁钉只与干燥的空气接触。(2)设计实验排除铁钉周围的空气。取一支试管，向里面放入一根铁钉，注入刚煮沸的蒸馏水至浸没铁钉，然后在水面上注入一层植物油，使铁钉只与水接触。(3)取一支试管，向里面放入一根铁钉，注入少量的水，露置在空气中。每过一天观察一次。
教师把评价的主动权交给学生，让学生分析、比较寻找解决问题的最佳途径，教师对学生方案设计中不足之处提出质疑，引导学生完善方案。体现探究教学的主体性，给学生提供自主探索、自主创造的机会，培养学生设计实验方案的能力。
图1 蔗糖脱水炭化产物验证装置图
四、进行实验
设计实验方案后，就进入实验操作阶段，进行实验。在这一阶段，首先要根据实验方案准备实验试剂、实验设备等。当需要的仪器准备好以后，就要进行安装和调试，只有调试好仪器，才能进行实验操作。
本阶段目的在于获得主动、具体的感知材料，培养观察能力和实验动手能力。实验是学习化学知识的重要手段，来自实验活动的外部刺激将有效激发学生的学习动机。教师要分析学生设计的实验方案，挑选那些设计合理并具有创新性的方案，引导学生弄清楚实验目的、原理及实验对象和条件，要求学生遵循合理的顺序和步骤进行实验。引导学生仔细观察实验现象，尤其是要注意发现实验的“异常”现象和实验数据微小差异，并敢于追寻到底，不“唯书”，不“唯上”，不人云亦云。要认真做好实验现象的记录，能够准确地、完整地描述实验现象，教师要以科学研究的方法训练学生，以提高学生的科学素养。如Na与溶液反应中引导学生注意观察“异常”现象：出现黑色物质。
五、收集证据
在科学探究中，学生要根据制定的计划收集支持假设的证据。学生在科学探究中收集证据的途径是多样的，已有的知识经验、科学家科学研究的史料、对自然现象和生活生产实际的观察、报刊、网络资料和实验等都是学生获得证据的有效途径。课堂探究教学的证据主要来自于实验。
钢铁的腐蚀探究，学生发现只与空气接触的铁钉不生锈，只与水接触的铁钉也不易生锈，只有既与空气又与水接触的铁钉才生锈。
蔗糖脱水后的产物使无水变蓝，使品红褪色，使澄清石灰水变浑浊。
Na与溶液反应现象：钠浮在水面上，熔化成小球并四处浮动；有气泡生成；发出嘶嘶的声音；出现蓝色絮状沉淀并有少量黑色沉淀生成而不是出现红色物。
六、解释与结论
收集得到的实验证据或数据，它们仅仅是对某一特定实验事实的客观记录，一般是比较粗糙的，说明不了问题，尚需对其进一步的分析，以挖掘其中隐含的潜在的有用信息。解释是对证据的提炼过程，即运用理论知识对实验证据或数据进行分析论证，对其产生的原因做出说明，得出探究的结果。结论是根据探究的结果做出的推论，是具有普遍意义的规律认识。
七、反思与评价
在探究活动中，探究者要对探究问题的表述是否科学，提出的猜想与假设是否被事实与证据所证实、设计的方案是否有效、收集的证据是否准确真实、给出的结论是否正确等进行反思与评价。反思与评价贯穿于探究活动的全过程，是提高科学探究的有效性、确保学习质量的一种主要策略和机制。
在科学探究中的不断反思与评价，能够优化探究的方案，使科学探究活动少走弯路，提高科学探究的效率。人们常通过回答下列问题对科学探究活动进行反思与评价：收集的事实证据能够证明提出的假设吗？得出的探究结论具有普遍意义吗？能运用探究结论解决问题吗？这种反思与评价需要学生从全面的角度来认识和思考问题，这将促进学生用严谨的态度来进行探究。如钠在常温下被空气中的氧气氧化成白色的
而在点燃条件下被氧气氧化成
的实验，反思反应条件对化学反应结果的影响。又如学生对Na与溶液反应的反思：猜想与事实不符，不完全归纳具有或然性，实验是得出结论的一种有效手段。
八、表达与交流
最后阶段是表达探究的过程，交流得出的结论，共享探究的结果。通过学生间的合作交流，可以吸收其他组学生的观点中的合理因素，完善自己的探究方案、结论及观点，使个人的理解和认识更加丰富和全面；也可以对别的学生的方案提出质疑，培养思维的批判性，同时也培养了交流和表达能力。如氯水的成分的探究实验中，对的验证方案有些学生用
溶液，有些学生用蓝色石蕊试纸，有些学生用镁条等。通过交流，学生能知道多种方案，培养学生从多角度思考问题的思维能力。