科學(xué)探究促進(jìn)師生共同發(fā)展

1、2008年全國高中化學(xué)教學(xué)研討會（華北區(qū)）推薦論文科學(xué)探究促進(jìn)師生共同發(fā)展天津市北辰區(qū)教研室 李云娜2008年4月科學(xué)探究促進(jìn)師生共同發(fā)展李云娜 天津市北辰區(qū)教研室 300400內(nèi)容提要：新課程所倡導(dǎo)的科學(xué)探究，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)真實(shí)、具體的探究情景，注重通過學(xué)生自主參與探究活動，達(dá)到體驗(yàn)科學(xué)研究的艱辛和喜悅，養(yǎng)成務(wù)實(shí)求真、勇于創(chuàng)新、積極實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)全面發(fā)展的目的。學(xué)生在活動中合作，在合作中交流，在探究中反思。它承載著知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個維度的目標(biāo)。將科學(xué)探究引入化學(xué)課堂教學(xué)，豐富了化學(xué)課程內(nèi)容，同時(shí)，學(xué)生從被動的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的共同構(gòu)建者，也使教師從絕

2、對的施教者變?yōu)榛瘜W(xué)課程的開發(fā)者，科學(xué)探究的參與者，在與學(xué)生的共同探究中，得到了共同的發(fā)展。關(guān)鍵詞：科學(xué)探究 實(shí)驗(yàn) 教師 學(xué)生 能力培養(yǎng) 共同發(fā)展 化學(xué)學(xué)科新的課程改革從“以學(xué)生發(fā)展為本”的基本理念出發(fā)，立足于學(xué)生適應(yīng)現(xiàn)代生活和未來發(fā)展的需要，提倡通過以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究意識，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。因此，以科學(xué)探究作為課程改革的突破口，深刻理解其內(nèi)涵，積極探索科學(xué)探究的實(shí)施策略，才能使教師和學(xué)生在課程改革中得到共同發(fā)展。一、更新觀念，加深對科學(xué)探究的理解和認(rèn)識科學(xué)探究是學(xué)生積極主動地獲取化學(xué)知

3、識、認(rèn)識和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動。它既是一種重要的學(xué)習(xí)方式，也是化學(xué)課程的重要內(nèi)容?？茖W(xué)探究首先需從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會生活中選擇和確定研究主題，創(chuàng)設(shè)類似于科學(xué)研究的情境，通過學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)并提出問題，對可能的答案作出猜想與假設(shè)，制訂計(jì)劃并設(shè)計(jì)方案，通過實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、收集證據(jù)，對獲得的信息進(jìn)行處理，得出初步結(jié)論。再經(jīng)對探究過程和結(jié)果的反思與評價(jià)，表達(dá)與交流等活動，增進(jìn)對科學(xué)探究的理解，培養(yǎng)科學(xué)探究能力。在科學(xué)探究中，使學(xué)生在知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀等方面得到良好的發(fā)展。與傳統(tǒng)的教學(xué)方式中學(xué)生被動地、機(jī)械地學(xué)習(xí)方式相比，科學(xué)探究更強(qiáng)調(diào)的是學(xué)生的自主學(xué)習(xí)與過程體驗(yàn)。誠然

4、，強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究，并非說它是唯一的學(xué)習(xí)方式。一方面所有的教學(xué)內(nèi)容都采用科學(xué)探究的方式來學(xué)習(xí)是不現(xiàn)實(shí)的。另一方面面對學(xué)生多樣化的需求和發(fā)展，教和學(xué)方式的多樣化是必然的，也是必須的。不同的學(xué)科、不同的學(xué)習(xí)內(nèi)容、不同的學(xué)習(xí)者所采用的學(xué)習(xí)方式可以是不相同的。采用何種方式教和學(xué)，要從學(xué)科特點(diǎn)，內(nèi)容特點(diǎn)、學(xué)生水平等多方面進(jìn)行考慮。教師要幫助學(xué)生正確認(rèn)識各種學(xué)習(xí)方式的合理性和局限性，幫助學(xué)生處理好接受式學(xué)習(xí)與發(fā)現(xiàn)式學(xué)習(xí)、探究式學(xué)習(xí)的關(guān)系。以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)是化學(xué)學(xué)科的重要特征之一。世界各國的中學(xué)化學(xué)課程，其指導(dǎo)思想和內(nèi)容呈現(xiàn)方式各有特點(diǎn)，但都將“通過實(shí)驗(yàn)學(xué)化學(xué)”作為共同的線索?；瘜W(xué)學(xué)科的特征決定了實(shí)驗(yàn)探究是化學(xué)科學(xué)

5、探究的重要方式之一，它的功能是其他教學(xué)手段所無法替代的。要推進(jìn)新課程改革的進(jìn)程，就要扭轉(zhuǎn)傳統(tǒng)化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)中重講輕練、重結(jié)果輕過程、重驗(yàn)證輕探究的傾向。一方面要通過化學(xué)實(shí)驗(yàn)史實(shí)使學(xué)生了解化學(xué)概念和化學(xué)原理的形成和發(fā)展，認(rèn)識實(shí)驗(yàn)在化學(xué)學(xué)科發(fā)展中的重要作用；另一方面則要通過實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)操作來分析、解決和探究一些與化學(xué)相關(guān)的實(shí)際問題。新課程所倡導(dǎo)的科學(xué)探究，強(qiáng)調(diào)創(chuàng)設(shè)真實(shí)、具體的探究情景，注重通過學(xué)生自主參與探究活動，達(dá)到體驗(yàn)科學(xué)研究的艱辛和喜悅，養(yǎng)成務(wù)實(shí)求真、勇于創(chuàng)新、積極實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度，促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)全面發(fā)展的目的。學(xué)生在活動中合作，在合作中交流，在探究中反思?？茖W(xué)探究不是也不應(yīng)是單純體驗(yàn)過程和

6、訓(xùn)練方法，而要結(jié)合具體的知識與技能的教學(xué)來進(jìn)行。它承載著知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價(jià)值觀三個維度的目標(biāo)，勢必成為科學(xué)素養(yǎng)與三個維度目標(biāo)之間的紐帶和橋梁。將科學(xué)探究引入化學(xué)課堂教學(xué)，具有非常重要的意義。它既是對傳統(tǒng)學(xué)習(xí)方式的沖擊，也是對傳統(tǒng)教學(xué)方法的挑戰(zhàn)。在對基礎(chǔ)化學(xué)教育產(chǎn)生重大的影響的同時(shí)，也必將對培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，對提升教師的智慧和素養(yǎng)起著不可估量的重要作用。二、科學(xué)探究是培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的重要方式如前所述，化學(xué)學(xué)科的科學(xué)探究其主要形式之一是實(shí)驗(yàn)探究。學(xué)生在教師的指導(dǎo)下，圍繞探究活動的8個要素所展開的一系列活動，都離不開用腦想、用手做、用眼看、用耳聽、用嘴說。這

7、種親身經(jīng)歷和體驗(yàn)，是培養(yǎng)學(xué)生良好的科學(xué)態(tài)度、邏輯思維能力、概括總結(jié)能力和想象能力等科學(xué)素養(yǎng)最直接、最有效的途徑。1發(fā)展學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問題的能力，培養(yǎng)問題意識我們常說：發(fā)現(xiàn)一個問題比解決一個問題更重要，發(fā)現(xiàn)一個問題需要有創(chuàng)造力和想象力?？茖W(xué)探究始于發(fā)現(xiàn)問題和提出問題，如何引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題并提出問題呢？化學(xué)源于生活，化學(xué)教材的許多內(nèi)容也與生活實(shí)際緊密聯(lián)系，如果將實(shí)際問題引入到課堂上，則會引起學(xué)生興趣、開闊學(xué)生的思路。例如有關(guān)空氣的成分教學(xué)，以往只要求學(xué)生記住空氣中二氧化碳的體積分?jǐn)?shù)約是0.03%，年復(fù)一年，教師這樣講，學(xué)生這樣記，嚴(yán)重束縛了學(xué)生的思維，抑制了學(xué)生個性的發(fā)展。在新課程教學(xué)中，改變以往

8、的注入式教學(xué)模式，引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)常識和學(xué)過的知識，提出與二氧化碳含量有關(guān)問題：動植物的呼吸、汽車尾氣等都能引起二氧化碳含量變化，為什么課本上說二氧化碳含量約為0.03%呢？溫室效應(yīng)是怎么回事？居室內(nèi)養(yǎng)花好不好等等。老師們忽然發(fā)現(xiàn)我們的學(xué)生有那么多問題要問，對化學(xué)學(xué)習(xí)有那么高的熱情，也激勵教師在教學(xué)中積極挖掘和拓展有探究價(jià)值的問題，創(chuàng)設(shè)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的情境，以達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生問題意識的目的。2發(fā)展學(xué)生猜想、假設(shè)能力，培養(yǎng)思維的獨(dú)創(chuàng)性猜想和假設(shè)是科學(xué)探究過程中的重要環(huán)節(jié)，它既以已有的知識和經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)，又是創(chuàng)造性思維的具體體現(xiàn)。發(fā)展學(xué)生的猜想和假設(shè)能力，離開具體的探究活動則毫無意義。教師適時(shí)、恰當(dāng)

9、地點(diǎn)撥會使學(xué)生對提出的問題積極思考，發(fā)表自己的見解，甚至學(xué)生間會產(chǎn)生爭論。如前面提到的問題，學(xué)生就提出了以下猜想：綠色植物具有光合作用，因此二氧化碳含量白天、夜晚不一樣；植物光合作用使大氣中二氧化碳含量降低；汽車尾氣中二氧化碳含量較小，不會影響總體含量；動物呼吸、燃料燃燒也會釋放二氧化碳，故二氧化碳含量升高，“溫室效應(yīng)”就是證明；在不同的區(qū)域內(nèi)，二氧化碳的含量會有所不同，但整體含量變化不大等。通過對猜想的討論和評議，能夠深化學(xué)生的猜想和假設(shè)能力，使思維的獨(dú)創(chuàng)性得到培養(yǎng)。猜想和假設(shè)的過程，教師的主導(dǎo)作用是關(guān)鍵，要注重加深對問題的引導(dǎo)，進(jìn)一步拓展思路，培養(yǎng)思維的發(fā)散性及探究的樂趣。需要注意的一個現(xiàn)

10、象是，教師的不恰當(dāng)?shù)摹皩?dǎo)” 往往會干涉學(xué)生思維的發(fā)散。要避免沿著教師固有的思維模式的“導(dǎo)”和探究，否則將會出現(xiàn)完全統(tǒng)一的猜想與假設(shè)，而達(dá)不到探究的目的。3發(fā)展學(xué)生的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，培養(yǎng)思維的縝密性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)是為了驗(yàn)證猜想與假設(shè)而制訂的合理的實(shí)施方案。成功的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，需以已有的化學(xué)知識、生活經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)技能為基礎(chǔ)。由于學(xué)生的知識背景和能力的差異，設(shè)計(jì)方案會有所不同。而討論方案的可行性的過程，可產(chǎn)生互相學(xué)習(xí)、優(yōu)勢互補(bǔ)、開闊思維的作用。為此教師在教學(xué)中要盡可能多地為學(xué)生創(chuàng)設(shè)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的機(jī)會，使其體會到實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)在探究過程中的重要性和成功設(shè)計(jì)的快感，激發(fā)探究的興趣。以前我們在教學(xué)中也曾進(jìn)行過諸如“氯水的成份的測

11、定及氯水漂白作用的原理”等問題的探討，但總是不能完全放開由學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并進(jìn)行驗(yàn)證。在進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)中，我們嘗試讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并動手操作，發(fā)現(xiàn)學(xué)生在掌握實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本方法的基礎(chǔ)上，利用已有知識，經(jīng)過推理，分析后得出了正確的結(jié)論。學(xué)生在相互探討中，思維的嚴(yán)密性和邏輯性得到互補(bǔ)，使我們對這一探究課題推廣到課堂教學(xué)中去產(chǎn)生了足夠的信心。應(yīng)當(dāng)指出，在現(xiàn)有的教學(xué)條件下，將學(xué)生的所有實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)方案都付諸實(shí)施，是不可能的。但我們可以引導(dǎo)學(xué)生對方案進(jìn)行分類，探討其合理性和可行性，從諸多設(shè)計(jì)中選出最佳方案。學(xué)生通過積極的思考、探究，會迸發(fā)出無窮的智慧和創(chuàng)新思想，使思維的嚴(yán)密性和邏輯性得到發(fā)展。4發(fā)展學(xué)生信

12、息加工和得出結(jié)論的能力，培養(yǎng)實(shí)證意識收集和處理信息，從而得出結(jié)論是科學(xué)探究活動中的又一重要過程。信息收集、取舍及使用，都是信息加工能力的體現(xiàn)。結(jié)論的得出是以一定的事實(shí)和證據(jù)為基礎(chǔ)的，關(guān)鍵是要學(xué)會判斷事實(shí)、證據(jù)與假設(shè)之間的關(guān)系。通過比較和分析、歸納和概括，從而得出正確的結(jié)論。可見，在科學(xué)探究中，需要培養(yǎng)學(xué)生較強(qiáng)的實(shí)證意識，這既是推理的依據(jù)，更是嚴(yán)謹(jǐn)求實(shí)的科學(xué)態(tài)度的具體體現(xiàn)。5發(fā)展學(xué)生的合作的能力，促進(jìn)共同發(fā)展發(fā)展合作能力可以在許多的教學(xué)和活動中進(jìn)行，有一位小學(xué)數(shù)學(xué)教師曾談到，以前他認(rèn)為在學(xué)習(xí)“數(shù)的認(rèn)識”時(shí)很難進(jìn)行合作學(xué)習(xí)的訓(xùn)練，但在與國外進(jìn)行教學(xué)交流中，一堂課觀摩課使他改變了原先的想法。課上老師

13、將每4個學(xué)生分成一組，發(fā)給每個學(xué)生一元錢到超市去買東西，結(jié)果各異：有的小組成員各自為戰(zhàn)，各人花各人的錢，由于錢數(shù)比較少，所以多數(shù)學(xué)生只買了一支鉛筆或幾塊糖；有的干脆覺得什么也買不了而沒有將錢花出去；而有一個小組則將錢集中到一起，買了一些糖大家吃，余下的錢買了鉛筆、橡皮等等學(xué)習(xí)用具，供小組共同使用，有數(shù)的錢得到了充分的使用。通過這樣的活動既達(dá)到了對數(shù)的認(rèn)識，又使學(xué)生領(lǐng)悟到合作帶來的效益。每個人由于家庭背景、興趣愛好和認(rèn)識水平的不同，對同一事物在理解角度和認(rèn)識層面上往往存在著一定的差異。合作學(xué)習(xí)提供了一個寬松、平等的學(xué)習(xí)環(huán)境，在這樣一個環(huán)境里，可發(fā)現(xiàn)和發(fā)展自我，取長補(bǔ)短，使每個學(xué)生在合作探究中得到

14、發(fā)展。6發(fā)展學(xué)生交流與表達(dá)、反思與評價(jià)能力，培養(yǎng)評價(jià)意識要達(dá)到一個目的，往往可以有多種不同的途徑。如化學(xué)必修2中“利用提供的實(shí)驗(yàn)用品設(shè)計(jì)一套電池裝置”的探究實(shí)驗(yàn)，不同的學(xué)生會選擇不同的用品，設(shè)計(jì)出不同的電池。通過比較，哪幾種用品能構(gòu)成電池？哪幾種用品構(gòu)成的電池效果更好？進(jìn)而得出組成電池的條件等。又如實(shí)驗(yàn)室制氧氣，可以用KMnO4加熱法、KClO3與MnO2加熱法、H2O2分解法、Na2O2與水反應(yīng)等等，哪種方法更適于實(shí)驗(yàn)室制取氧氣？評價(jià)的過程需要表達(dá)和交流，也有反思，達(dá)到了科學(xué)探究的眾多目的。反思一般是在教師的指導(dǎo)或與他人討論的中進(jìn)行的，要善于發(fā)現(xiàn)自己和他人的長處及不足，對探究方案和活動過程進(jìn)

15、行改進(jìn)，達(dá)到反思的目的。評價(jià)的過程需要學(xué)生綜合考慮諸如實(shí)驗(yàn)條件（包括環(huán)境）、儀器設(shè)備、原理、操作方法以及安全性、科學(xué)性、簡約性、可行性等實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)原則。因此實(shí)驗(yàn)評價(jià)能使理論與實(shí)踐得到整合并升華，真實(shí)地反映學(xué)生知識的綜合運(yùn)用能力。三、科學(xué)探究提升教師的教育智慧和素養(yǎng)積極開展科學(xué)探究活動，對于改變學(xué)生的學(xué)習(xí)方式和教師的教學(xué)模式具有重要意義。教師的知識結(jié)構(gòu)和教學(xué)水平對化學(xué)課程改革的成效起著至關(guān)重要的作用，因此教師的素養(yǎng)和智慧始終是教學(xué)活動的關(guān)鍵因素。只有教師具備了較高的素質(zhì)，才能在以學(xué)生為主體的探究活動中，扮演好指導(dǎo)者、組織者和參與者的角色。智慧不能象知識一樣的直接傳授，但它需要在獲取知識、經(jīng)驗(yàn)的過程

16、中，不斷得到開啟、豐富和發(fā)展。教師的教育智慧是教育科學(xué)與藝術(shù)高度融合的產(chǎn)物，是教師探求教育教學(xué)規(guī)律基礎(chǔ)上長期實(shí)踐、感悟、反思的結(jié)果，也是教師教育理念、知識素養(yǎng)、情感與價(jià)值觀、教學(xué)風(fēng)格等多方面素質(zhì)高度個性化的綜合體現(xiàn)。目前的在職教師幾乎都沒有進(jìn)行過系統(tǒng)的關(guān)于科學(xué)探究的理論學(xué)習(xí)，以及探究課題的開發(fā)及探究方法的培訓(xùn)。根據(jù)我國當(dāng)前實(shí)際，要通過重新回到學(xué)校進(jìn)行深造以提高教師素質(zhì)的可能性很小，因此教師只有通過教育理論的學(xué)習(xí)、探究課題的開發(fā)、化學(xué)與實(shí)際的聯(lián)系、校本教研的開展、信息和經(jīng)驗(yàn)的積累、聯(lián)想和靈感的閃現(xiàn)，在教中學(xué)，邊學(xué)邊實(shí)踐，在實(shí)踐中使教學(xué)方法不斷創(chuàng)新，智慧和素養(yǎng)不斷提高。 “沙里淘金的生產(chǎn)工藝” 是

17、新教材化學(xué)必修1中的一個問題，學(xué)生和教師都沒有這方面的體驗(yàn)，如何解決這個教學(xué)問題呢？多少次的校本教研、搜集資料、苦思冥想都沒有一個好的解決方案。忽然有一天一位教師回憶起老人們在做小米粥前淘米的操作，她頓時(shí)產(chǎn)生了靈感沙里淘金和淘米的原理不是一樣的嗎？我們完全可以用“米里掏沙”替代“沙里淘金”呀！于是成功地開發(fā)了“米里掏沙”的拓展實(shí)驗(yàn)，學(xué)生做得效果非常好。這真是：實(shí)踐出真知，勞動創(chuàng)智慧?？茖W(xué)探究的開展，豐富了化學(xué)課程內(nèi)容。學(xué)生從被動的知識接受者轉(zhuǎn)變?yōu)橹R的共同構(gòu)建者，激發(fā)了學(xué)習(xí)的積極性和主動性，課堂教學(xué)被激活了。同時(shí)，教師教育觀念的轉(zhuǎn)變，也使教師從絕對的施教者變?yōu)榛瘜W(xué)課程的開發(fā)者，科學(xué)探究的參與者，在與學(xué)生的共同探究過程中，得到了共同的發(fā)展。參考文獻(xiàn)：1梁慧妹