化学探究式教学过程建构性特征的研究，本文主要内容关键词为：特征论文,过程论文,化学论文,式教学论文，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。
在研究青少年认知发展基础上产生的建构主义，主张教学要以学生为中心，要求教学要建构包括情境、协作、会话和意义建构在内的学习环境，使学生由外部刺激的被动接受者和知识的灌输对象，转变为信息加工的主体、知识意义的积极主动建构者、探索创新者，情感发展的体验者；要求教师由知识的传授者、灌输者转变为学生主动建构意义，发展创造能力和实践能力的帮助者、促进者。[1]近年，我国兴起以探究式教学方式为主的教学改革热潮，正是在这种教学理念下，为适应学校培养高素质人才的时代要求所做的必然选择。
本文讨论的是化学学科教学过程中实施的那种较为广义的探究性学习，并用建构主义教学理念，探讨探究式教学过程各环节的建构性教学特征。
一、探究式学习要用探索未知的方法去建构知识[2][3]
探究学习是由英文“Inquiry Learning”翻译过来的，美国学者一般采用施瓦布定义：儿童自主地参与获得知识的过程，掌握研究自然所必需的探究能力；同时，形成认识自然的基础——科学概括；进而培养探索未知世界的积极态度。这里强调的是通过“自主地参与获得知识的过程”，同时形成科学概念和探究能力。美国国家科学教育标准提出的“科学探究”指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指的是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。这里表明科学探究有两层含义，一是科学家的探究过程，二是教学或学习过程。前者为后者提供模式或模型，后者是对前者的模仿或模拟。这跟建构主义主张的用探索法、发现法去建构知识的意义是一致的。因此，我们可认为：探究学习是对科学探究的探究，即用探究未知的方法去获取和运用知识。探究有“口头询问”，努力寻找答案之意，也符合青少年的好奇、好问、好动的心理特征布鲁纳把这些心理特征看作是“学生内部动机的原型”。科学的本质是探究，人的建构性学习方式，总是与真实的本质（心智表征具有真实性）、知识的本质（知识是由个人建构）、人的交互作用的本质（个人在知识建构中必须依靠意义的共享与协商）以及科学的本质（带有一定目标的探究活动）相联系的。因此，建构主义提倡的“探究”，在学习过程中无论是激发学生学习兴趣，形成良好的学习动机起始阶段，还是学习过程的探究、操作、理解、成功的意义建构的心理追求阶段，以及应用为目标的结束阶段，都是强有力的。
二、探究式教学基本过程的建构[4][5]
化学教学的科学探究过程既是依据一定的教学目的、任务，系统学习前人积累的化学基础知识、基本技能的过程，也是增长能力，特别是创新精神和实践能力，形成科学观念和态度，个性和谐发展的实践过程，是认识和实践、继承“先进文化”与创新“先进文化”的统一过程。实现这样的课程目标，建构主义要求学生成为意义的主动建构者，并在三个方面发挥主体作用：一要用科学探究的方法自主参与建构知识的意义；二要在建构意义过程中主动去搜集、分析有关的信息和资料，对所学习的问题提出各种假设并努力加以验证；三要把当前学习内容所反映的事物尽量与自己已经知道的事物相联系，并对这种联系加以认真的思考。“联系”与“思考”是意义建构的关键。如果能把联系与思考的过程与协作学习中的交流、讨论、表征结合起来，那么学生建构意义的效率会更高、质量会更好。因此，化学课堂教学中突出探究式教学，可使学生在化学原理知识、元素化合物知识、化学实验技能知识等先进文化学习过程中，积极主动地参与教学活动，有效地培养学生的创造先进文化的思想观念和科学方法，获得亲自参与研究探索的积极体验。
那么，如何建构具有建构性教学功能的探究式教学过程呢？化学是一门自然科学，从众多的自然科学基础研究课题的探究发展历程中，我们可以概括它的一般程序是：抉择和准备（确定课题，提出研究假设）→资料和事实的搜集（搜集文献资料，观察和实验）→资料和事实的加工整理（运用比较、分类、类比、归纳、演绎、分析、综合以及各种数学方法或其他方法，对研究现象和变化规律作出解释和说明）→提出假说、建立科学理论（如果研究任务是验证假设，通过观察或实验之后，发现事实与假设相符，那么假设就可上升为假说；如果研究任务是验证一个假说，事实与假说相符，那么假说就可上升为理论。假说和理论都是科学成果）→成果评价与推广应用。技术开发研究的一般程序是：规划（制定产品研制方案，包括生产、市场、资源、环境等可行性研究论证和前景预测）→研究与试验（关键性技术的试验）→设计（产品性能稳定可靠、技术先进、经济合理、制造可能等的综合设计）→试制→成果评价。
从基础研究、技术开发研究两个维度考察过程的共同要素，主要是：问题、资料搜集、形成解决问题的假设或方案、实验（试验）探索、科学解释与结论、成果评价与交流应用。根据建构主义教学思想，我们可将共同要素优化整合，构建与科学研究既有联系又有区别的建构性探究式教学基本过程，如图1所示。
图1 探究式教学基本过程及其建构性教学功能
三、探究式教学过程的环节与建构性教学功能
化学探究式教学过程包含六个基本环节，每个环节都体现一定的建构性学习特征。
（一）提出问题
创造问题情境，使学习者积极投入到问题探究之中。
科学探究是从问题开始，而问题产生于怀疑。宋朝哲学家朱熹说过：“学贵善疑”“大疑则大悟，小疑则小悟，不疑则不悟。”爱因斯坦说过：“学习知识要善于思考、思考、再思考，我就是靠这个方法成为科学家的。”怀疑－问题－思索是学有成就的必要条件。“问题”是指对教学单元进行教学目标分析，根据学习者现有的经验，对当前学习对象，具有不确定性而难以理解的基本内容，即认识客观世界的矛盾。建构性学习要求学习者面对一个结构不良的问题，并在问题解决过程中扮演积极的角色。学习者进行学习时，首先要确定是否存在某一问题。问题的提出通常依赖于问题情境的创设。“问题情境”是指当前探讨的学习内容与学习者原有认知水平不和谐、不平衡而又急需通达解决的心理状态。创设问题情境通常要具备三个条件：一是学习者能否在先前经验基础上觉察到问题的存在；二是探究内容对学习者来说一定是新的未知，经过努力是可掌握的；三是能否激发探究者的认知冲突、需要和期望。如探讨盐类水解时，教师可直接向学生提出盐溶液是否都呈中性？就是一种问题情境。如果进一步用实验表征几种盐溶液的酸性、中性、碱性则更能激活学生知觉，引发探究热情。也可以设计这样一种情境：将镁带擦亮，投入到氯化铵的饱和溶液中，让学生观察发生了什么现象并以此入手进行探究性学习。问题情境还可以从社会问题提出。总之，教师要建构一种宽松探究心向，使问题呈现巧而生趣，准而能思，产生探究的内驱力。
（二）搜集资料和事实
提供探索问题的背景材料，使学习者努力寻找解决问题的线索。
在科学探究活动中，教师要运用与学生学习动机相一致的教学策略，创设多种情境，不失时机地向学生提供符合教学要求的多种资料和信息，架设新旧知识之间联系的线索，让学生作有意义的选择。信息的载体可以是文字、文献资料、化学实验，也可以是网络资源或师生交流过程的表征。在一个开放性教学环境中，培养学生自主、自觉搜集事实和加工处理信息能力尤为重要。要引导学生从实验、实践的观察和体验中或社会调查中获得信息和资料，并从多角度的信息分析比较中，寻找解决问题的目标和切入点。
（三）提出假设
用假设方法，有根据地进行猜测、联想，明确问题解决的途径和方法。
在科学研究中，对探索的问题所涉及的知识和事实材料不够充分的条件下，人们可以凭借已有的事实和先前的经验，以假设的形式进行大胆的探索。假设是根据已有的资料和客观事实，对探讨的问题设想出来的一种或几种可能的答案、结论，就其结构而言，包含已知事实和推测性假定两种基本成分。假设通过这两种成分的搭配明确问题解决的途径，在条件与结果之间建构设想。这是科学探究活动最重要的特征之一。
在探究性学习活动中，教师应针对班级中不同水平层次的学生群体，使每个学生能有机会表达与自身水平相适应的见解，要引导学生自己提出假说，或在教师的引导点拨下提出假说。在可能条件下，教师要组织协作学习，并在协作过程中进行引导，支持和强化学生对假设合理性的探讨，使学生拥有成功的自信。引导学生提出假设的方法主要有以下几种。
1.归纳式假设。运用归纳法提出和建立假设，是一种从特殊和个别事实所获得的认识和规律提高到一般的认识和规律的方法。
2.演绎式假设。运用演绎法提出和建立假设，把一般的认识或规律、原理运用于特殊、个别范围内，以验证规律、原理的适用性。这是一种从一般到特殊的必然性推理。
3.类比式假设。类比是一种在一类情况下已被证明为正确的理论运用于与此相类似的情况，提出和建立假设，它是根据两个或两类对象有某些共有或相似属性，推出一个研究对象可能具有另一个研究对象所具有的属性为假设。
4.分类式假设。运用分类的方法，对已有的现象或资料，按照某种重要的特征将其分类整理，提出和建立假设。如在苯的探究性学习中，可通过学生求分子式的方法引出课题，提出如何确定C[,6]H[,6]的分子结构呢？引导学生比较烷烃、烯烃、环烷烃、炔烃的通式，分析碳碳键类型与含氢原子数的关系，要求学生将苯（C[,6]H[,6]）与已烷（C[,6]H[,14]）比较，猜想苯的分子结构式如何？若为链式结构，则苯分子结构可能有多少种？若为环状结构，则苯分子结构又可能有多少种？由这种按类别提出假设，然后寻找事实，比较筛选，用实验证明性质推断，合理的假设逐渐明确起来。
（四）假设检验和推理
重实证，使学习者主动参与实验、实践和体验过程。
假设提出后，就要想方设法去检验它，用实证性材料去推翻或支持假设。这是探究式教学完成对所学知识的意义建构的重要环节。建构性学习认为学习者要达到对知识所反映事物的性质、规律以及该事物与其他事物间联系的深刻理解，最好的办法是让学生到现实世界的真实环境中去感受，去体验（通过获取直接经验来学习），而不是仅仅聆听教师或其他人的介绍和讲解。因此在假设检验和推理阶段，教师要运用一定的教学策略或教学模式，创设条件使学习者积极参与假设检验的设计，进行实验观察、控制条件、记录现象，或作社会性调查或作资料实证性研究，教师要适时引导协作与交流、反思，增强情感体验，调控探究进程，强化成功欲望。要避免在假设检验过程中把设想等同于规律的偏向，假设有时需要反复验证，没有充分的事实，不要轻易接受或推翻原假设，以培养求真务实的科学素养。
（五）发现规律，得出结论
重过程，使学习者积极思考、进行科学抽象，形成科学解释。在验证假设的过程中，通过阅读资料和实验观察，对所获得的资料和事实进行选择、判断、解释和运用，用化学用语、线图和表格等形式加以系统化、简明化、概念化，是探索者思维方法的学习与思维水平的提高的表现，也是学习者对知识完成意义建构的关键。“发现规律，得出结论”是培养学生科学抽象，包括表征性抽象和原理性抽象的活动过程。表征是有机体对外界信息进行加工时（输入、编码转换、存贮）客观事物在头脑中呈现的形式。包括用语表征、图表表征、模型表征、数学表征、实验表征等，在科学抽象过程中需要运用比较、分类、归纳、概括、分析和综合等一些科学逻辑方法，有时要运用模型化方法，特别要从宏观和微观的结合上进行学习与思考，才能真正完成“意义建构”，发现规律和结论。
（六）整合、迁移与应用
整合与迁移、意义建构与创新，合作与分享。
学习者获取知识、完善自己的认知结构，整合迁移环节是不可少的。教师要再创教学情境，启发学生整合知识，反思探究过程和方法；变换问题角度与方式，将结论迁移运用于不同的场合，增强思维的发散与集中，以达到知识完全的意义建构。
学生完成知识意义建构不能通过教师传授实现，而是学习者在一定的学习情境下，通过教师或同伴的帮助，人际间的协作、讨论交流等活动而建构的。英国哲学家约翰·密尔曾说过：天才只能在自由的空气里自由自在地呼吸，讨论是创造的“助产婆”。在探究式教学过程中，以课程学习中提出的问题展开，以解决问题为结束。协作、交流、表达贯穿各环节的活动之中，学生通过探究过程的讨论与交流，以及书写探究报告、制作模型、辩论和展览等形式，可以形成一个有利于人际沟通与合作的良好氛围，发展乐于合作，分享信息和成果的团队精神，这也是现代人所应具备的基本素质。在交流过程中，鼓励学生发表自己的见解，明确某种看法，提出探究的结论，认真听取他人意见，积极参与辩论，理智地坚持己见，尊重客观事实，敢于修正自己的错误观点，提高自己的认识，形成气氛活跃、开放、民主的师一生、生一生间多向知识信息传递和交换的“立体式”“交互式”的教学格局。