高中化学课实施启发探究式教学的实践与研究，本文主要内容关键词为：启发论文,式教学论文,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。
一、问题提出
大家知道，创新是人类社会发展进步的主题。今天培养学生的创新精神和实践能力，全面推行素质教育，已成为教育改革与发展迫在眉睫的任务。培养学生的创新精神有三个层次：创新观念的树立、创新思维的养成、创造能力的增强。那么，如何培养学生的创新精神呢？我认为应该在课堂教学中积极开展“探究式学习”。
在学科教学中实施创造教育，课堂教学是主渠道。因此，改革课堂教学方法，优化课堂教学模式，构建以培养学生的创新精神和实践能力为重点的课堂教学体系是实施创造教育的根本途径。
为此，我们宁波中学化学组在汲取国内外创造教育成功经验的基础上，从2001年第二学期开始，在课堂教学中，探索以问题为中心的探究式教学模式。本文试图以我们在中学化学教学实践中的做法来阐述实施探究式教学模式的体会与作用。
二、问题研究
（一）理论依据
探究式教学是一个综合性的学与教的过程。其教学过程的探究性怎样反映？人们提出了不同的模式。在我国教育界比较有影响的是施瓦布提出的“探究式教学”过程。
施瓦布认为，探究教学的目的是培养学生的探究能力。所以，高度重视训练建立问题与假设之间的联系，并通过证实假设、解决问题和获得知识结论是实施教学的关键。为此，他提出的“探究式教学”过程应有下列程序：
1.提出或明确要解决的问题；
2.收集适合问题解决的资料；
3.提出假设；
4.验证假设；
5.导出结论。
为了适合不同的教学需要，施瓦布还把探究的过程具体分为“固定式探究”和“流动式探究”两种形态。
他认为，“固定式探究”主要是以运用已有知识原理，通过演绎方式获得新知识体系的探究，其目的是训练学生掌握认知的方式以及学会探讨建立知识之间的发展关系；“流动式探究”则主要是运用归纳或直观的方式来获得新概念、新理论的探究，主要目的是促进学生学会探究建立知识结构体系的方法。因此，他提出要在探究教学的过程中，把“提出问题”“提出假设”和通过探究“导出结论”作为训练探究能力的三个重要环节，并通过“收集资料”和“验证假设”两大环节来锻炼学生运用探究技能和科学方法解决实际问题的能力。
分析施瓦布提出的“探究式教学”过程，可以看到要构成一个探究的教学过程，不可缺少以下五个重要的因素：第一，把学习问题转化为可“探究的课题”；第二，创设探讨的情境或环境；第三，激励学习者运用可能的途径去收集有关信息，并制定探究的计划和探究性的假设；第四，通过实证的或推理的方式解决“探究的课题”；第五，得出探究结论。
由于科学探究在科学教育中的独特教育功能，以“探究为基础”已经成为国际中小学科学课程改革的重要基本理念之一，故国际文凭组织（IBO）在中学课程计划中明确指出：“探究性活动是科学教育的基础。”我国教育部最近颁布的《全日制普通高级中学课程计划（试验修订稿）》，在物理、化学、生物等学科中都增加了“探究性课题”的内容。新编化学教科书除增加“探究性课题”以外，还采取了以下三个层面的措施：（1）“绪言”就发现问题和提出问题、分析问题和解决问题、训练科学方法和培养科学态度等直接向学生提出明确要求，并引用爱因斯坦推崇的名言“对真理的追求比对真理的占有更为可贵”，以激发学生参与探究活动的积极性。（2）“碱金属”“卤族元素”“元素周期律”等章节的编写采用“事实—分析—推论—实验验证—结论”等程序，为学生提供科学探究的典型范例。（3）通过设置“讨论题”等形式，为学生提供探究的情境。其具体安排包括：在重要规律得出前，插入“讨论题”，让学生有一个探究过程；在有关实验后，插入“讨论题”，让学生完成从现象到结论的探究分析过程；对原有概念进行重新定义前，插入“讨论题”，让学生自己扩展认识，提出建议等。因此，我们在化学课堂教学中，应该顺应中小学科学课程改革的潮流，根据教学大纲和教材的指向，将探究这一教学策略，贯穿在学科教学的全过程中。
（二）模式框架
化学是以实验为基础对大量化学事实进行科学探究和概括的一门自然科学，观察实验和理性思维是化学的两个最基本的方法。鉴于化学学科的特点，并结合上述理论依据，我们认为，在开始阶段启导探究式教学模式的框架可设计如下（见图1）：
上述教学模式，实现了现代教育观念的相互融合，体现了创新教育的思想。
（三）教学示例
下面我以探索镁粉与溴水反应的机理为例，来说明化学教学中实施探究式教学的程序：
1.创设问题。问题就是矛盾。我们要善于创设情境，让学生自己发现问题、提出问题。教师可以对需要探究的问题为学生设置一定的情境。
例如，探索镁粉与溴水反应的机理，我是这样创设情境的：请同学们写出下列反应过程的现象和有关反应的化学方程式。在溴水中分别加入下列物质：A.硫化钠溶液 B.碳酸氢钠溶液 C.镁粉。
前两个反应，很多学生稍加思考很快得出了正确的答案。但分析到第三个问题时，许多学生困惑不解。即镁粉到底是直接与Br[，2]反应，还是镁粉与溴水中的氢溴酸反应。同学之间还发生了激烈的争论。
2.提出假设。既然提出了问题，就要设法把问题的解答探究出来。怎样探究呢？先要针对问题提出一个或几个可能的答案，叫做假设。有了假设，就有了进一步探究的目标和方向。
假设（1），若镁粉与溴单质直接反应。现象：溴水退色，无气泡产生。反应的化学方程式：
假设（2），若镁粉与氢溴酸反应。现象：溴水退色，有气泡产生。反应的化学方程式为：
3.探索验证。由于学生提出的假设很多，究竟哪个假设是问题的正确答案，还要通过实验才能断定，检验假设的最好方法当然是动手做实验，并细致观察实验现象。
学生按拟订的方案进行实验。将镁粉放入溴水中，结果发现镁粉能使溴水退色，但只有在反应开始时产生极少量的气泡。实验结果与学生的两种假设相冲突。
4.修改假设和方案。针对上述现象，有的小组认为反应过程为（1）、（2）并存。有的小组认为反应过程为（1），理由是：若反应过程为（2），气泡将持续产生，直至溴水退色。为证明反应过程为（1），学生将镁粉投入液溴中，结果无明显现象。学生感到很茫然。经过及时诱导，学生很快想到向含有镁粉的液溴中滴加几滴水，结果发现溴的红棕色很快退去。
5.得出结论。从检验假设到得出结论，还要通过一个分析、综合、概括、推理的逻辑思维过程，从而得出问题的完整结论。学生根据实验结果，对照假设，分析归纳出结论。镁粉与溴水的反应过程为：
水在反应中起催化作用。
通过上述过程，充分体现了学生的主体地位，使学生亲身体验到类似于科学家发明、发现的过程，不仅有利于对学生进行科学方法的训练，培养学生的创新精神和实践能力，而且有利于学生创新个性的形成和发展。在检验假设的过程中，不仅锻炼了学生的动手能力，还让学生掌握了科学的研究方法，培养了他们的逻辑思维能力。
三、问题落实
要实现学生自主地去认识化学世界，探究化学世界的奥秘，在探究中发现问题和解决问题，还需要注意落实好以下几方面的问题：
（一）探究式学习与课堂教学有机结合
为此，要充分挖掘教材内容，针对教学内容的特点，在课堂中设计微型的研究性学习课题，把研究性学习和课堂教学有机地结合起来。重视有计划地提出问题，有意识地设计问题，让学生自主去发现、探索、讨论。例如，讲解氨水的性质时，可以利用如下两个实验来进行探究式学习：实验1，在一盛有水的烧杯中放置一只小球，使小球漂浮在水面上，然后倒入浓氨水，观察现象并探究原因；实验2，取六根（A、B、C、D、E、F）1m长的玻璃管，然后，分别依次做如下实验；A管两端分别同时塞进一团蘸有浓氨水和蘸有浓盐酸的棉花球；B管两端分别同时塞进一团蘸有浓氨水和蘸有浓氢溴酸的棉花球；C管两端分别同时塞进一团蘸有浓氨水和蘸有浓氢碘酸的棉花球；D管两端分别同时塞进一团蘸有浓氨水和蘸有浓硝酸的棉花球；E管两端分别同时塞进一团蘸有浓氨水和蘸有浓硫酸的棉花球；F管两端分别同时塞进一团蘸有浓氨水和蘸有浓磷酸的棉花球，观察现象，从定性和定量两方面探究原因。
（二）民主的课堂教学氛围营造与问题意识培养
学生思维积极，对教科书产生疑问的情况经常会有，教师要引导学生发现问题、分析问题和解决问题，有意识地为他们创设一种良好的研究情境，并且还可以通过实验来验证和否定疑问。再好的创新思想如果得不到验证或肯定，代之以简单的否定或不给学生心悦诚服的解释，那么这些可贵的思想火花可能会被扼杀，这正是今日我们的素质教育所不愿看到的。要培养高素质的学生，首先要求的是高素质的教师。教师通过经常性的教学反馈以及教研，不一味地盲目服从教材，对某些实验进行严密、精巧的再设计，是新形势下化学教师的艰巨任务。
如在学习钠的化学性质时，课本中提到“钠跟硫化合时甚至发生爆炸，生成硫化钠，2Na+S=Na[，2]S。”学生对此怀疑颇多。
课后，部分学生向我提出，氧气的氧化性比硫强，若不加热，钠在空气中的现象是银白色的金属光泽逐渐变暗，生成氧化钠；若加热或点燃，实验现象也仅仅是燃烧而不会发生爆炸。钠和硫化合时，为何会发生爆炸呢？
当时，我并没有一味地维持课本让学生死记，而是采取了如下三个环节：
首先，课后，我到实验室做了两个实验：实验1.切下黄豆粒大小的钠置于石棉网上，再覆以小半药匙硫粉，结果观察不到明显的反应现象。取一透明的小塑料杯罩住它们，加热杯里的混合物至熔化，不久便猛烈反应起来，发出强光和爆鸣声，并将塑料杯高高掀起，观察到杯的内壁有一层白色物质（Na[，2]S）。通过该实验，证实了化学课本的说法。实验2.先用透明小塑料瓶收集一瓶干燥又纯净的氧气，然后，取一黄豆粒大小的钠块，在燃烧匙中加热后伸入到盛有氧气的集气瓶里，立即发出强光和爆鸣声。
其次，在第二节的课堂上，我同样做了这两个实验，并引导学生思考：用塑料杯把反应物罩住的原因：钠在空气中反应不剧烈的原因。
最后，还要向学生指明：“元素的非金属性强弱与单质的氧化性并不是有一定的直接联系，因为还涉及到单质分子的键能的大小。有关这方面知识，待我们学习了化学键知识后再讲。”
（三）理论联系实际与激发学生学习科学的兴趣
化学源于实践，又要为生产实践服务。当今，人们生活所需的衣、食、住、行、用等物资，都很难离开化学所发挥的直接或间接的作用。因此，化学教学只有密切与生产、生活的联系，树立化学应用的意识，让学生在学中用、用中学，才能激发学生学习科学的兴趣，提高他们的创新能力。在化学课堂教学过程中，我经常结合教学内容联系实际问题，通过探究活动来激发学生学习科学的兴趣，学习科学的基本概念，培养他们科学的思考能力。例如，在复习“石油和石油产品”时，可首先提出问题：为什么我国许多大城市都限制摩托车的使用？为什么发达的资本主义国家还提倡公众使用交通工具时尽量乘坐公交车？然后，向学生介绍汽车（包括其他机动车）尾气对人类的危害是由碳氢化合物、氮氧化物等在光线的强烈作用下，发生一系列的化学反应，生成臭氧、醛类和过氧化酰基硝酸酯等物质而造成的。再依次提出一组由易到难、有梯度的问题，让学生独立思考和共同讨论相结合。1.请写出汽油完全燃烧的化学方程式。2.汽车尾气中除含碳氢化合物、氮氧化物外还可能有什么物质？3.这些尾气是如何产生的？若是化学变化，请用化学方程式表示。4.要解决汽车尾气对大气的污染应从哪些方面来考虑？5.怎样才能把尾气中的有害成分迅速地转化为无害物质？6.为了减少污染，在现有的条件下，可以用什么燃料代替汽油？由于这些问题是由学生熟悉并与人类生存息息相关的环境问题引入的，所以，学生一开始就产生了强烈的探究兴趣，随着问题的不断解决，学生的成功感不断增加，又诱发了他们的创造兴趣。在此过程中，如果有教师适时、适当地引导，学生将始终处于主动学习的地位，也就是“我要学习”。
由此可见，在化学教学时，一方面要充分发挥化学实验在兴趣培养中的作用，另一方面还要通过对环境、能源、资源、人口等一些问题的探讨，培养学生的参与意识和决策能力，以此来增强学生的探究兴趣和创造兴趣。这就要求教师在教学中，从问题的提出到问题的解决都始终把与科技有关的问题置于学生的日常生活和社会背景下来加以处理，使他们能从科学技术的角度来理解社会，从社会的角度去认识科学技术。但由于化学与社会、生活等材料的内容相当丰富，涉及的化学知识也有深有浅，我们应当根据与课堂同步、与学生认知结构相适应的原则，精心组织材料，以求达到最佳效果。
总之，在化学教学中，通过创设问题情境，指导学生自主探究式学习，构建启导探究式的创新教育模式，有利于培养他们的创新精神、创新思维、创造性个性和实践能力。