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化学教学中实施科学探究要正视的几个问题
发布时间：2011-10-23
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作者：姚霄伟
化学教学中实施科学探究要正视的几个问题
常州市武进区郑陆初级中学 王建
摘 要：科学探究性学习是新的《化学课程标准》所提出的一种重要的学习方式，它包括：提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思及评价、表达与交流等步骤。它的实施使学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动、培养学生科学素养提供了良好的途径。然而，在教学实践中，关于探究性学习，还存在一些认识上的问题，从而影响了课堂中的教学策略和教学行为。本文通过笔者三年来对新教材的教学过程产生过的一些问题的反思，力图澄清一些模糊认识，以便能更好地实施科学探究性教学。
关键词：科学探究、动手做、指导、学习方式、指导
一、科学探究一定要通过学生“动手做”？
实际上，科学探究并不一定都是动手做的探究实验，也并不是每一个探究实验都包含对所有科学探究能力的训练。开展科学探究活动可以有多种方式，有的可能侧重于科学探究能力的一个或几个方面，比如提出问题的能力，资料的收集和处理能力等，初中化学中这样的事例很多，如化学发展史、二氧化碳引起温室效应，氟里昂造成臭氧层破坏等系列环境问题、空气中各种成分的发现、水资源的情况调查、人类对微观世界的认识过程、人体所需的微量元素有哪些、都有什么作用等等，这些在初中化学不可能动手做，但可以通过资料的收集和处理能力等活动来培养了学生的分析问题和解决问题的能力、社会实践与活动能力以及团结协作的学习和工作能力。在探索研究的锻炼中，逐步形成学生的科学思想和科学方法。从这里可以看出，并非所有活动都不是要学生经历科学探究的全部过程，探究活动采用什么方式应根据探究目的、问题情境、教学资源和学生的知识水平来决定，过程应重在某些科学探究能力的培养。我想这对我们正确地理解和指导学生的科学探究有一定的帮助，实际上，在学校里进行的科学探究和科学家真正的科学探究是有一定差距的。我们将科学探究引入课堂，并不是要让所有的学生都成为科学家，而是为了让学生形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神，成为一个有科学素养的公民。
二、科学探究的几个过程“一个都不能少吗”？
科学探究过程涉及提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思及评价、表达与交流等步骤。教师有没有必要在引导学生开展科学探究时，为了充分体现以探究为核心的理念，往往一个不漏地把所有环节完整地展示出来，不敢漏掉一个环节，并试图把每个环节都充分地展开？其实这是对学生开展科学探究活动的一种曲解。在这样的认识指导下，教师在教学设计上会出现偏差，在教学实践中会出现时间不够，课的前期一丝不苟，中期轰轰烈烈，后期来不及草草收场的现象。如，在探究空气的成分一课中，笔者按照科学探究过程涉及的过程，先提出“空气成分有什么？”、通过学生一系列的猜想假设、如何考虑设计实验来证实等等完整的过程，学生倒兴致积极，但最后虎头蛇尾，实验是完成了，学生的解释结论根本没法展开只能草草收场。
三、科学探究是不是必须要组织学生提出问题？
在教学活动的起始阶段，安排学生进行发散性提问，通过比较，找出多数学生感兴趣的、有条件可研究的、有价值的问题开展探究活动。因而，眼下的科学课，教师组织学生提出科学探究问题的现象十分普遍。问题在于，若不看教学内容的需要，机械地理解课标思想，随意设置“提出问题”的教学活动，有时为了提问而提问，这是不妥的。
如在探究化学变化和物理性变化这节课里，我是这样上的：取出两种固体，硫酸铵和熟石灰，分别取些于研钵中让学生研磨，再分别取这两种物质于第三只研钵中，请第三位学生研磨。通过这样的实验，学生马上发现问题了：第三研钵中产生了刺鼻的气味，而前两只研钵中却无此现象。问题自然而然就产生了，为什么会这样：学生兴致高涨，争着发言，最后水到渠成得出结论：气味是原来两种物质不存在的，是它们相互接触，研磨后产生的新物质。从而引出的化学变化的概念。这课是没有让学生专门提出科学的探究问题，问题在活动中自然生成，学生在问题引领下主动探究，达成了教学目标，很好地突破了教学的重点和难点。
笔者在《酸碱中和反应》教学时，学生动手做了实验：往盛有氢氧化钠溶液的烧杯中滴加稀盐酸。通过探究活动，学生感知了酸和碱反应温度要升高，是放热反应。但笔者对学生提出一个问题：如果持续不断地往此碱溶液中滴加稀盐酸，你认为温度将是怎样的变化情况？”学生的激情一下子提出来了，看来，问题有时也可以由老师提出，具体问题要具体分析。
四、科学探究是不是学习初中化学的唯一方式？
所有学习内容都想通过探究的方式进行教学。这些教师在教学时不考虑学习内容的难易程度、不管客观条件是否允许、不管时间是否可行，一味要求学生探究，于是课堂上常常出现或者学生的探究活动不能最终完成，有过程无结果的现象，或者最终应探究的内容太浅而引不起了学生的兴奋。其实，成功开展科学探究教学活动是受很多客观因素影响的，如学生知识水平、探究内容、材料等。所以我们在科学教学中绝不能试图把所有的内容都用科学探究的方法进行，在积极实践“科学学习要以探究为核心”的理念的同时，还要注意多种教学方法的运用。科学探究是新课程大力倡导的重要的学生学习方式，但是，科学探究并不是学生学习的唯一方式。
学习任务的复杂性决定了人类的学习方式是多样化、个性化的，尤其是在校学生，要在有限的时间和空间里，掌握千百年来人类文化的精髓，只用一种学习方式是不可想象的。事实上，接受性学习在积累间接经验、传递系统的科学知识方面，具有其他学习方式无法比拟的效率。探究性学习和接受性学习具有各自的优点和缺点，在学习活动中，只有将两者有机地结合起来才能相得益彰。接受学习、探究学习等都是人类常用的学习方式。并没有绝对的优与劣，课堂教学中教师的任务之一，就是优化学生的学习方式，引导学生综合应用各种学习方式来积极、主动、高效地获取知识。如：对于真实情景中的化学问题，如实验方案设计（钢铁的锈蚀探究等）、常见气体的制取（氧气、氢气、二氧化碳等）、解释和解决生活中的化学问题（燃烧、灭火原理的探究等）等，宜采用探究性学习；但对于化学用语及化学概念如元素符号、化学式、溶解度等则宜采用接受性学习；而涉及到化学原理、规律和化学事实如质量守恒定律、物质的结构、性质、制法等既适宜于接受性学习也适宜于探究性学习。
五、科学探究过程中师生的关系如何处理？
科学探究学习活动强调学生的自主性，由于学生的认知水平等方面的限制，学生在科学探究学习活动中又离不开教师的指导。教师在组织学生开展科学探究学习活动时能不能指导呢？决定着科学探究活动的成败。如，探究《质量守恒定律》时，教材上只有两种反应前后质量不变的实验（一是硫酸铜溶液与氢氧化钠溶液反应，另一是要密封锥形瓶中进行大理石和稀盐酸的反应），而笔者在教授此课时，钻研教材，重新设计探究计划：分四组学生进行探究活动，还补充了铁和硫酸铜溶液的反应，另处再探究一个在敞口的锥形瓶中进行大理石和稀盐酸的反应。通过实验，前三组学生观察到反应前后天平仍平衡，而第四组学生却发现天平不平衡了，质量比反应前减少了。这就引发出了问题，通过与第二组对比，经过学生交流讨论，得出了结论：第四组是由于敞口进行实验，反应中生成的二氧化碳气体跑到空气中去了，所心质量变小。但还符合质量守恒定律。在这里，可以看出，问题是整个探究的起点，问题的好坏直接影响着探究效果，因此构建有价值，能研究的问题是探究的迫切需要。教师要做到：一要钻研教材，把握教材的内容体系以及所蕴含的设计理念；二要有问题意识，根据实际需要学会选择合适问题，确定探究计划。
教师在组织学生开展科学探究学习活动时会不会指导？影响着科学探究活动的优良。在这里更多的是教师在指导时把握介入的时机和程度。指导的时机上介入过早，指导得过多，以致阻碍了学生本可以自主发现的机会。而教师不敢指导、过晚的指导和过弱的指导则让学生过久地处于无助状态。所以在学生的探究活动中，我们特别强调教师在指导上要注意做到适时和适度。
有人说，好教师是一座宽容的桥。在探究性学习中，教师的宽容实际上给了学生信心与动力。科学探究没有好坏之分，教师要遵循“无错原则”，用科学的态度认识、接受和处理学生在探究中出现的各种问题以及所谓“错误”，使师生之间始终是零距离的伙伴方式。当学生的探究获得某种成功时，哪怕是一丁点儿，教师应及时给予表扬和肯定，做出比较客观的评价，评价的方式多种多样，但主要的目的是培养他们对成功体验的重视；失败时不轻易责怪学生，帮助他们分析，查找原因，积累经验。
化学教学中要求我们反思的层面是很多的，我们应在新课程改革的理念下，加强对教学情节的回顾、反思和分析，总结教学得失，改进教学方法，使自己的教学理念与时俱进，教学实践更趋合理。让我们在教学实践中不断反思，不断创新。
参考文献：
1、王祖浩 吴星等 著《化学新课程中的科学探究》
2、郑长龙 编著《化学新课程中的教学素材开发》
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