新课程标准下开展化学探究性学习的探索与实践
长汀一中 赖绍浩
《摘要》探究性学习是新课程倡导的主要学习方式，转变学生的学习方式，实施以探究性学习为主的多种学习方式，是本次课程改革的突破口。本文就探究性学习的理论依据，探究性学习活动的基本环节，探究性学习活动的设计原则，探究性学习活动的开展应注意的问题。结合活动实例分析予以阐明、借以抛砖引玉。
[关键词] 探究式学习，科学探究，环节，原则，注意的问题
新一轮国家基础教育改革一个重要而具体的目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生被动接受，大量反复操练的教学方式，提倡学生主动参与、体验的学习方式。在《化学课程标准》中，科学探究作为课程改革的突破口，不仅作为重要的课程理念加以强调，作为教学建设加以提出，而且被列入课程目标和内容标准之中，作为必须实施的内容要求，本文就探究式学习活动的理论依据、探究性学习活动的基本环节，及如何开展探究性学习等问题，结合教学实践作初步的探讨，借以抛砖引玉。
一、探究性学习的理论依据
1、建构主义学习理论
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、知识的灌输对象转变成信息加工的主体、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。建构主义要求学生成为知识意义的主动建构者，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论证；三要把当前学习内容和反映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。
2、布鲁纳的发现学习理论
布鲁纳的发现学习理论认为：“认识是一个过程，而不是一种产品。”布鲁纳说：“知识的获得是一个主动探究的过程，学习者不应是语言信息的被动授受者，而应该是知识获得的积极参与者、探究者。”
3、杜威等人的教育思想
美国著名的实用主义教育家杜威提出以儿童为中心，从做中学的主张。他认为，科学教育不仅仅是让学生记忆百科全书式的知识，也是一种过程和方法，他主张教学应遵循以下步骤：设置疑难情境、确定问题、提出假设、制订解决问题的方案并实施等。仔细分析这种教学模式它与今天所说的科学探究有着密切的联系。是一种蕴涵探究的学习活动模式。20世纪中叶，著名生物学家，教育家施瓦布在多年研究的基础上，提出了探究式的教学方法，他主张不能把科学知识当作绝对的真理教给学生，教师要引导学生通过探究活动展开学习，这种教学方法的提出，对当时的科学教育产生了很大的促进作用，经过几十年的不断研究和改进，如今探究式的学习方式已成为美国科学教育中最重要、最有影响的学习方式。
二、探究式学习活动的基本环节
探究式学习是指由学生自己寻找问题答案的学习活动形式，它是以学生独立自主学习为前提，给学生提供观察、调查、假设、实验、表达、质疑、讨论问题的机会，让学生将自己所学知识应用于解决实际问题的一种学习方式。其实质就是将科学领域的探究引入学生的学习活动，使学生通过积极参与科学探索过程，模拟科学家解决问题的方式，让学生理解科学概念和科学探究的本质，培养科学探究能力。化学探究式学习活动主要包括以下六个基本环节：
（一）提出问题：在特定的情境中如观察、实验、阅读等情境中，引导学生提出问题。
（二）猜想与假设：在已有的化学知识和生活经验的基础上尝试对问题可能的答案，做出符合逻辑的猜想和假设。
（三）收集证据：通过多种途径和形式如实验、观察、调查、查阅文献、上网等收集有价值的证据。
（四）解释：对所收集的事实和证据进行筛选、归类、设计和列表分析等综合处理，并运用已有知识，对问题作出科学的解释。
（五）评估：检查和思考探究计划的严密性，证据收集的周密性，以及解释的科学性，并对结论的可靠性作出合理的评价。
（六）交流与推广：用语言、文字、模型等表达探究过程和结果，要能够解释探究计划以及自己在探究过程中形成的见解，并认真倾听他人的意见，对不同的意见进行讨论，最后，将结论运用到不同的情境中。
探究性学习活动的形式是多样的，有的探究性活动包括以上的六个步骤，有的可能会有更多的环节，如在交流了探究结果后，又发现了新的证据，这时还需补充或重新解释等，有的探究性学习活动只由上述某些步骤组成。
三、探究性学习活动的设计原则
1、兴趣性原则
兴趣是情感的一种表现形式。著名心理学家皮亚杰认为，一切有效的工作必须以某种兴趣为先决条件。实验证明，当学生对所学的内容感兴趣时，学生就会自觉地集中注意力，全神贯注地投入学习活动。《化学课程标准》的教学建议中指出：充分调动学生的探究积极性，培养和提高学生的探究兴趣尤为重要。因此探究性学习活动的设计应注意激发学生的探究兴趣。那么如何激发学生的探究兴趣呢？教学心理学认为：决定学习兴趣的内在机制有两个方面：一是学生所从事的学习价值有多大，二是学习活动中成功的把握有多大。如在让学生探究铁的锈蚀和防护前，教师通过播放铁生锈而造成的危害和损失的录像，让学生结合实际谈谈发生在身边的铁生锈的事实和已知的防护知识，让学生体验到知识的实用价值从而激发学生的探究兴趣和欲望。
2、问题性原则
科学探究是从问题开始的，没有问题就不可能有探究，发现和提出问题是探究性学习活动的开端。现代认知心理学研究表明，思维过程首先是解决问题的过程，即思维通常是由问题情境产生的而且是以解决问题为目的。因此，探究性学习活动的设计关键在于“问题情境”的设计，问题情境的设计不仅包括问题本身的设计，还包括问题的引入方式，利用方式，预计的解决方式，连锁引发新问题的方式等，问题引入的方式很多，如可采用实验引入，通过日常生活观念与科学观念的矛盾引入，也可采用学生已有的知识经验引入新问题，也可利用人类生产、生活中的素材创设问题引入等。如在Na2O2性质的探究学习活动，可通过“滴水生火”，“吹气生火”，两个趣味实验创设问题情境，这样由趣生疑，由疑引探，最后获得知识。
3、过程性原则
探究性学习不是通过学生事先得到问题的结论，再通过演示实验或学生实验加以验证。而是让学生通过各式各样的探究活动如实验观察、调查、制作、查阅资料等，亲自得出结论，使学生主动参与并体验知识的形成过程，培养各种能力的一种学习活动形式，因此探究性学习活动的设计既要重结论，更要重过程的设计。如氯水漂白作用的探究，可设计成如下的探究过程：红墨水中滴入氯水，红墨水褪色：（1）提出问题：红墨水褪色为什么褪色，是氯水中哪些成份起作用了？（2）猜想与假设：①可能是氯水中的HCl；②可能是Cl2；③可能是ClO-；④可能是HclO；（3）设计实验：①将HCl溶液滴入红墨水中；②将干燥的氯气通入放盛有干燥布条的集气瓶中；③将Ca(ClO2)溶液滴入红墨水中；④在次氯酸钙溶液中滴入少量HCl溶液，再滴入红墨水；（4）学生进行探究学习活动、观察、记录、实验现象；（5）分析得出结论：在氯水中起漂白作用的成份为HClO、ClO-。学生通过体验探究知识的形成过程，不仅获得了新知识，而且培养了学生的动手实验，观察、记录、分析或处理实验现象，得出正确结论的能力，同时体会了一定的成就感。
4、量力性原则
探究性学习活动要符合学生的认知特点，探究活动难点的突破应是学生的最近发展区，这样才有利于学生的个性发展。探究目标过于容易，失去探究的魅力，会使学生形成一种不愿深入思考、不会从复杂的联系中思考问题的不良思维习惯；探究的要求过高，学生会失去探究兴趣和学习信心。探究性学习活动要应用的知识技能应与学生已有的知识经验密切联系、探究性学习活动既要一定的思维容量和思维强度，又应是经过学生努力能够达到的，正如《高中化学课程标准》所指出的：“科学探究能力的形成和发展是一个逐步提高，持续进步的过程，学生在义务教育阶段已初步形成科学探究能力，教师要在这一基础上，制订高中阶段学生探究能力培养的具体方案，并认真加以实施。”另外，还要关注开展探究性学习活动所需的物质条件。无论是观察、测量、调查、实验，还是交流，提出假设，建立模型等都需要借助一定的物质媒介。如果没有一定的外部条件支持，探究方案将难以实行。因此在活动方案的设计过程中，应充分考虑学校、社区的条件，包括探究所需的物质条件，如仪器设施，教学工具，实验经验，活动空间，学校管理水平，学生家长和社会各界的支持等等，使探究式学习活动方案能成功实施。
5、合作性原则
在探究性学习活动中，每个学生都是从各自已有的知识经验出发的，以自己的方式来理解事物，建构知识的。在探究性学习活动中，学生对问题答案的假设，探究活动方案，收集信息的方法、角度、活动的体会和感受，结果都可能存在差异。因此在学习活动的设计时，应注意组织学生间的合作与交流。通过学习者群体的合作交流，可以拓展学生的视野，共享思维的成果，使个人的理解和认识更加丰富，全面、准确。同学的合作、交流和讨论可以最有效地发挥科学探究的教育功能，使学生得到更大程度的进步，组织学生相互交流与讨论，既有利于培养学生交流与合作的能力，也有利用发展学生的评价能力。学生在发展自己的探究性学习活动的成果和方法，交流探究性体验和感想，倾听他人探究经验的过程中进行客观的比较和鉴别，从不同角度改进自己的经验和认识，丰富自己的探究成果。
四、开展探究性学习活动应注意的问题
1、注意渗透科学方法教育
科学方法是人们探索解决问题，发展科学体系的有力手段和工具。教育家施瓦布曾指出：“如果要学生学习科学方法，那么有什么学习比通过积极地投入到探究过程中去更好呢？”科学探究活动是进行科学方法最好、最有效的载体。因此在学生进行探究性学习活动的不同阶段要及时地渗透不同的科学方法的教育，在问题阶段渗透观察、记录现象，发现问题的方法；在假设阶段渗透推理，形成假设的方法，在检验阶段渗透实验设计、观察和实验、收集信息和处理信息、归纳、演泽推理等方法；在结论阶段渗透如何建立、检验和论证结论的方法及表达和交流的方法等。
2、处理好探究性学习和知识技能学习的关系。
探究性学习的实质是用一种符合科学知识产生规律和学生学习规律的方式来组织和实施学生的学习活动，无论是探究过程还是探究的结果都直接与科学知识、科学方法联系在一起，因此，强调探究学习不等于降低知识的作用。有人将探究性学习与科学家的研究过程相比，认为两者没有实质性的区别，从探究过程看，两者之间确实只有内容和程度的差别，而没有质的不同。但是，如果将这种质的相似性随意推广，认为学生的学习就是科学探究，忽视学生学习上的特点，是错误的。学生的学习的特点之一是需要小结的，在进行自主学习、探究学习或合作学习之后，需要把获得的知识，经验方法进行总结，并与原有的知识、经验、方法进行概括与整合，形成新的认知结构，以利于在后继学习中发挥更大的作用，从而获得好的学习效果。
3、强调探究性学习，并不能排斥其他的学习方式。
探究性学习不是唯一的学习方式，它与其他的学习方式相辅相成，互相促进。学生学习的知识是前人的研究成果，在学习时间有限的情况下 ，要尽可能地将前人的研究成果变成自己的知识，完全靠探究性学习无法完成，且也没有必要，况且要组织起有效的探究性学习活动，除受教师、学生和教学设施条件等因素的制约外，还与所学知识内容有关，有些知识内容，由于各种原因而不易设计或通过探究性学习去获取。但这不意味着间接的知识学习就只有靠消极被动的接受式学习。从我国的国情出发，应大力倡导、开展探究性学习为主的多种学习方式，促进学生在教师指导下主动地、富有个性地学习，提高学生的科学素质，并为学生的未来发展奠定基础。
总之，探究性学习是一种有效的可操作的学习方式，它要求学生在“做化学”（即探究）中学习化学，与传统的“听化学”，“读化学”的方式有着本质的区别。教材不可能用过多的文字讨论什么是科学探究，选择进行科学探究，只能在各个单元中结合课题内容计划，有步骤地安排相应的探究活动，让学生在实际的探究活动中充分体会。由于科学探究既作为学习的方式，又作为学习的内容和目标，所以，科学探究必须落实到各个主题的学习之中，不宜孤立地进行探究方法的训练。当然，构建科学探究的学习情境，是开展探究性学习的有力保障。
