高中化學教學論文新課程實驗探究教學策略及案例分析

.z高中化學遠程研修專題六高中化學新課程實驗探究教學策略與案例分析專題簡介：新一輪國家根底教育課程改革的一個重要而具體的目標就是改變學生被動承受知識、運用題海戰(zhàn)術(shù)應對考試的學習方式，倡導學生主動參與的探究式學習。?普通高中化學課程標準〔實驗稿〕?中明確提出要“重視探究學習活動，開展學生的科學探究能力〞“探究學習是學習化學的一種重要方式，也是培養(yǎng)學生探究意識和提高探究能力的重要途徑〞。課程標準中的內(nèi)容標準局部對每個模塊的每一個主題都給出了豐富的活動與探究建議。不同版本教材中也都安排了明確具體的探究活動欄目。無論是從現(xiàn)代的科學教育理念還是課程標準要求以及教材內(nèi)容呈現(xiàn)都要求我們開展實驗探究教學，今天我們就來討論在化學教學中如何開展實驗探究教學?！采喜俊潮局v主題：通過對探究教學本質(zhì)及特點的分析，理解在科學教育中為什么要實施探究教學，實施探究教學的核心目標是什么。通過專家討論、教學設計分析等活動明確探究教學設計的一般思路和方法。本講還將針對教師開展實驗探究教學過程中的常見困惑展開討論。一、為什么要倡導實驗探究教學.實驗探究教學具有怎樣的功能和價值.1實驗探究教學的成功案例例舉田玉鳳教師：關(guān)于?原電池原理?教學，我曾經(jīng)設計過這樣一節(jié)課。首先演示銅、鋅、稀硫酸可以構(gòu)成原電池，然后提出問題“是否只有銅、鋅、稀硫酸才能構(gòu)成原電池，銅、鋅在原電池中的作用是什么，是否一定要使用稀硫酸.〞教師為學生提供如下材料和試劑：電極材料：碳棒、鋅板、銅板、鐵釘、塑料片；溶液：硫酸、硫酸銅、氯化鈉、蒸餾水、酒精。不同的組提供的材料和試劑是不同的。學生用本組實驗條件進展實驗探討，答復上述問題，最終要總結(jié)出構(gòu)成原電池的條件。通過實驗探究活動和隨后的課堂匯報交流，學生總結(jié)出鋅可以用其他的活潑金屬替換，它的主要作用是提供電子；銅的主要作用是導電，可以用其他導體來替換；如果把銅換成比鋅更活潑的金屬，也能形成電流，但是電流的方向就是相反的了。對于電解質(zhì)溶液也作了實驗探究，用乙醇、純水、純水中追加食鹽、硫酸銅溶液等替代硫酸，觀察原電池構(gòu)成的情況，使學生對于原電池構(gòu)成條件、原電池反響原理有了特別深刻的認識。X江東教師：海淀區(qū)八一中學宋曉敏教師做了一節(jié)二價鐵三價鐵轉(zhuǎn)化的區(qū)級研究課。這節(jié)課中教師向?qū)W生提供了補鐵劑的使用說明，使用說明中的內(nèi)容很大程度上表達了亞鐵鹽的性質(zhì)，同時教師向?qū)W生提供三價鐵檢驗方法的信息。然后教師提出問題——如何更好地保存補鐵劑，保存過程中防止和什么物質(zhì)在一起.在這個探究活動中，學生了解了哪些物質(zhì)可以和二價鐵共存，哪些物質(zhì)能夠把二價鐵轉(zhuǎn)化為三價鐵。這樣就把二價鐵、三價鐵轉(zhuǎn)化的知識融入探究活動。2實驗探究活動具有怎樣的功能和價值.王磊教授：對于這個問題首先要從課程目標說起。新課程以開展每一個學生的科學素養(yǎng)為根本宗旨?？茖W素養(yǎng)的開展不是單一知識目標的，還包括全面培養(yǎng)學生的科學知識、科學過程方法、科學態(tài)度，以及正確全面的理解化學科學與社會、與技術(shù)、與其他學科領域的相互關(guān)系等。以知識傳授為主的教學無法支持全面培養(yǎng)學生科學素養(yǎng)的培養(yǎng)目標，因此需要其他的教學方式進展補充和協(xié)從，在這樣的背景下，實驗探究的教學方式被提出。其次，我們應該思考我們教的課程是科學，科學的本質(zhì)是什么.科學家的工作方式是什么.這些與一般的學習有什么不同.在科學教育中我們應該讓學生親身體驗、經(jīng)歷和收獲一些科學家的工作方式和思考問題解決問題的方式方法?？茖W方法和科學過程都應該是科學學習的重要方面。而科學方法、科學過程的學習單靠講授式教學很難完成，因此這也是科學探究教學提出的一個原因。X江東教師：我們在推行探究教學的過程中，發(fā)現(xiàn)教師認為探究教學會影響知識的落實。實際上探究教學是有利于知識的落實的。同樣一個知識簡單的呈現(xiàn)給學生和學生通過一個研究過程得到它留給學生的印象是不一樣的。比方宋曉敏教師的課中就把簡單的知識傳授變成了學生研究的過程，學生對二價鐵離子和三價鐵離子之間的轉(zhuǎn)化及其表達出來的氧化性復原性之間的關(guān)系的印象就會深一些。另外，我們也認為化學教學是一種科學教學，要表達科學方法。實驗探究是一種很重要的科學方法，在化學教學中應該表達這樣的內(nèi)容。田玉鳳教師：以我談到的?原電池原理?課例為例。課本上的原電池原理教學是構(gòu)建一個根本模型，在此根底上，在后續(xù)課程中要研究金屬的腐蝕與防護問題、新型化學電池的研制問題等。只有原電池原理這個根底結(jié)實，后續(xù)的學習才可能順利進展。在以往?原電池原理?教學中，教師演示銅鋅原電池實驗后就給出了原電池構(gòu)成條件，學生對與電極的作用認識得不清楚，會認為原電池就是負極失電子，電解質(zhì)溶液得電子，造成很大局限性，導致在后續(xù)課程中很難理解金屬腐蝕與防護的有關(guān)問題，以及新型燃料電池中外加氧化劑氣體等有關(guān)問題。因此，此處應設計一個探究活動反復更換電極，提升學生對原電池原理的認識。3探究教學的特點是什么.王磊教授：探究教學最鮮明的特點是問題性。在實驗探究活動中，圍繞著核心問題，學生充滿了假設預期。而后通過自己的活動或是教師引導的活動搜集各種證據(jù)，并對證據(jù)、假設、問題之間的關(guān)系形成科學解釋和推理，當問題、假設、證據(jù)之間都匹配自洽的時候，學生會得到合理的科學結(jié)論。所以說，實驗探究活動是用科學的方法手段進展科學問題解決的一種活動。實驗探究活動的這一特點，使得它非常有利于學生好奇心的激發(fā)，學習動力的激發(fā)；有利于激發(fā)學生原有的認識，這很符合學習規(guī)律，在原有經(jīng)歷和認識根底上的教學才是有效教學。由于實驗探究活動中要尋找證據(jù)，學生不但要形成假設，還要通過設計方案收集證據(jù)的過程把假設變?yōu)樾袆?，這一過程中學生不斷深化、展示、明確自己的認識，因而保證了學習的深刻性。例如氧化劑復原劑局部的學習，如果只記住了概念是沒有用處的，很難保證學習到達理解水平和應用水平。但是如果概念學習后給學生一個用氧化劑復原劑知識探究*個物質(zhì)的氧化性復原性的活動，就會使得學生將概念轉(zhuǎn)化為研究物質(zhì)氧化性復原性的能力，這一過程中學生要建立思路、運用方法，要能夠把事實、實驗和概念結(jié)合起來，這樣就能夠深化學生的氧化復原認識，還能夠是概念遷移為應用。從這一點來講，實驗探究教學能夠支持核心知識的理解和能力轉(zhuǎn)化。另外，在實驗探究教學中學生還要解釋實驗事實與證據(jù)、假設、問題之間的關(guān)系，這樣就要求學生更加深刻理解學習內(nèi)容，同時還要將實驗前后的思考認識打通整合，進展深層的思維加工。所以越是核心知識、越是重難點內(nèi)容，越值得采用實驗探究教學。因而課程標準的活動探究建議往往都是在核心知識內(nèi)容上建議搞活動探究，各版本教材也往往會在核心知識點上開發(fā)活動探究欄目。二、如何進展有效的實驗探究教學設計.1探究教學設計案例及點評以下三個教學設計的教學主題都是“影響化學反響快慢的因素的探究〞。教學案例1：教師將“影響化學反響快慢的因素的探究〞這一核心問題分解為四個二級問題，依次拋給學生，在每一個問題的解決過程中逐漸加深學生對核心問題的理解。問題序號問題內(nèi)容解決該問題時的教學過程和達成目標問題一如何比擬判斷化學反響的快慢.完成鈉與水、鈉與乙醇的比照實驗明確可用于判斷化學反響快慢的實驗現(xiàn)象了解比照實驗問題二為什么鈉與水的反響比乙醇與水的反響快.明確參與化學反響的物質(zhì)本身的性質(zhì)是影響化學反響快慢的因素進一步思考，并提出假設：還有哪些因素會影響化學反響的快慢問題三探究溫度對化學反響快慢的影響完成如圖實驗，交流實驗現(xiàn)象和結(jié)論明確比照實驗的方法從生活中找相似事例作為“溫度影響化學反響快慢〞這一結(jié)論的旁證問題四探究催化劑、濃度對化學反響快慢的影響完成如圖實驗，其中第一支試管為空白實驗用于對照，交流實驗現(xiàn)象和結(jié)論將上述實驗中加了催化劑的兩支試管內(nèi)容物分別平均分成兩份，一份加水稀釋一倍，另一份留作對照。觀察實驗現(xiàn)象，交流實驗結(jié)論案例點評：主持人：在這份教學設計中，教師并沒有把“影響化學反響快慢的因素的探究〞這一核心問題直接拋給學生，而是自己先行對問題做了拆解，降低了學生開展探究活動的難度，為學生探究活動的有效開展搭梯子。同時教師關(guān)注到科學方法的指導，如比照實驗的方法。教師還關(guān)注到證據(jù)的豐富性，引導學生從生活中尋找實例作為結(jié)論的補充證據(jù)。教學案例2：教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容和達成目標分組實驗完成如圖實驗交流實驗現(xiàn)象和結(jié)論明確催化劑能影響化學反響的快慢提出問題在前一結(jié)論的根底上提出：還有哪些因素能影響化學反響速率的快慢.教師提供分析素材為了幫助學生有效思考上述問題，教師給出一些可供分析的素材：食品保鮮方法、近幾年酸雨對雕像腐蝕加劇、研磨后使固體藥品發(fā)生化學反響、使用溶液替代固體藥品進展實驗課堂交流交流要點有兩個：哪些因素影響化學反響的快慢.在前面進展分組實驗時用到的科學方法：比照法、控制變量法分組實驗氣球——在前面交流的根底上，進展下面的分組實驗，教師提示學生試管上加裝氣球可保證實驗現(xiàn)象更加直觀。氣球——交流討論交流實驗現(xiàn)象和結(jié)論討論實驗中如何有效控制變量案例點評：X江東教師：前面兩個教學設計表達出了探究水平上的差異。學生對實驗的設計和控制程度是探究水平差異的直觀表達。一般而言，在實驗探究活動中，教師交給學生完成的內(nèi)容越多，探究水平就越高。一個實驗探究活動通常包括提出問題、方案設計、方案的實施、證據(jù)的提取記錄和分析、交流反思。第一個教學設計中除了問題是教師直接給出外，其它環(huán)節(jié)根本上都交給學生了。而第二個教學設計中，教師希望由學生設計方案，但是實際上沒有放手，因此與第一個教學設計顯示出了探究水平上的差異。教學案例3：教學環(huán)節(jié)教學內(nèi)容和達成目標創(chuàng)設問題情境以樓房爆破、鋼鐵生銹、溶洞形成、牛奶變質(zhì)等實際生活中的化學反響為例，感知化學反響有快慢之分。強調(diào)人類需要采取措施調(diào)控化學反響的快慢。提出探究問題哪些因素可能影響化學反響的快慢.明確探究任務1．預測影響化學反響快慢的因素2．明確教師提供的試劑教師向?qū)W生提供3組試劑：制O2組：5%H2O2、0.5%H2O2、MnO2粉末、熱水、冷水制CO2組：3mol/LHCl、0.5mol/LHCl、CaCO3塊狀、CaCO3粉末、熱水、冷水制H2組：1mol/LHCl、0.1mol/LHCl、鎂條、鎂粉、鐵粉、熱水、冷水每個小組只拿到一組試劑3．設計實驗方案4．思考：通過什么說明化學反響的快慢5．如何處理有多個影響因素的情況小組合作探究學生依據(jù)探究任務開展小組合作探究活動交流研討學生按照教師提供的匯報框架進展交流：你們小組預測的影響化學反響快慢的因素有哪些.教師向你們小組提供的試劑是什么.你們小組設計的實驗方案4．通過什么現(xiàn)象說明化學反響的快慢5．如何處理有多個影響因素的情況6．實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論在實驗探究活動和交流研討過程，每個小組都至少發(fā)現(xiàn)一個影響化學反響速率的因素，研究同一個化學反響的小組能發(fā)現(xiàn)影響本化學反響速率的多個因素，全班共同找出了影響化學反響速率的大局部因素，且互為證據(jù)總結(jié)提升教師對學生的交流結(jié)果總結(jié)提升，明確探究結(jié)論，強調(diào)科學方法，并引導學生將探究結(jié)論應用于生產(chǎn)生活實際，提升學習價值案例點評及教學建議：田玉鳳教師：實驗探究教學按照教師控制程度通?？煞譃榻處熆刂菩?、半開放型、完全開放型三種類型。相比擬而言，第三個教學設計開放度較大。在學生剛開場接觸探究活動，初次進實驗室做實驗時，教師可以控制多一些，給出明確的指導，甚至可以讓學生預先設計好一個學案后再進實驗室。隨著學生探究經(jīng)歷的不斷積累，教師可以逐漸減少對學生的控制。有些年輕教師感覺在實驗室上課不好控制所以懼怕上實驗課。我們應該逐步鍛煉學生的實驗能力，從一開場讓學生完成少量實驗后教師再講課，到最終教師對學生實驗和自己講授收放自如。王磊教授：這三個教學設計都是基于“影響化學反響快慢的因素〞這一個主題進展的教學設計。面對這樣一個教學主題，我們首先要判斷要不要開展探究教學。這個內(nèi)容由于蘊含著多因素、多變量的研究，是對典型的科學研究的一個模擬，所以是非常適合開展探究教學的。第二，這個教學內(nèi)容的知識難度不是很大，很容易表達出過程方法的探究價值，所以是一個很經(jīng)典的探究教學內(nèi)容。在對這樣一個探究教學內(nèi)容進展教學設計時，我們要關(guān)注以下問題：首先是探究教學的環(huán)節(jié)問題。三節(jié)課都表現(xiàn)出來，探究教學的根本環(huán)節(jié)是有核心驅(qū)動性問題、學生進展方案設計、學生的實驗取證活動、獲得和解釋結(jié)論、匯報交流。至于這些環(huán)節(jié)中那些環(huán)節(jié)交給學生完成，哪些環(huán)節(jié)由教師控制，哪些環(huán)節(jié)花的時間多，哪些環(huán)節(jié)花的時間少，哪些環(huán)節(jié)詳，哪些環(huán)節(jié)略，都是可以根據(jù)具體情況設定的。三份教學設計在這些問題的處理上表現(xiàn)出了多樣性。第一個案例是一種切斷式設計，將一個完整的探究活動切成四個階段式的探究活動，這種設計方式在很多其他的探究教學設計中使用，如氨的性質(zhì)就可以設計成氨的溶解性的探究，氨能夠與酸反響嗎，氨能夠與堿反響嗎等三、四個局部探究問題串聯(lián)在一起。這是通常使用的化大為小的一種設計思路。第二個案例本身還是一個完整的探究活動，但是探究活動中各個環(huán)節(jié)的展示與推進是以教師為主的，這是具有啟發(fā)性的一種探究活動。教師提出問題，學生明確確認；教師提供實驗設計思路甚至方案，學生理解或評價方案；學生進展具體的實驗操作，如果條件不允許，教師也可以演示。第二種教學設計的模式的極端情況就是以教師講解為主要方式，表現(xiàn)探究教學的過程和環(huán)節(jié)。第三個案例也是一個完整的探究教學過程，但是這個案例中所有的探究環(huán)節(jié)根本都是讓學生來開展的，教師只是一個引導、支持、協(xié)助的作用。2教材中的實驗探究欄目該如何轉(zhuǎn)化為教學設計.教材中的實驗探究欄目例如一：〔詳情見本專題拓展資源6-2-1〕教材中的實驗探究欄目例如二〔詳情見本專題拓展資源6-2-2〕主持人：一類教材在探究欄目中給出了明確的探究主題、實驗方案和實驗步驟；另一類教材給出了探究的問題，提示學生要經(jīng)歷猜測與假設、設計實驗方案、完成實驗記錄、形成實驗結(jié)論等環(huán)節(jié)，但是并沒有給出明確的實驗方案和步驟，只是給出了方法導引、工具欄等支持性欄目。X江東教師：對于第一類教材，可以有兩種處理形式。一是簡單的復制，按照教材的活動步驟進展探究活動就可以了。但是我們不能做操作上的復制者，如果只是把操作步驟簡單復制給學生，一定達不到教材設置探究活動的目的。教師應該明確教材上設置探究活動的目標是什么，是知識的落實，還是科學方法的提升.明確探究目標后，在進展探究活動時要把教材的意圖很好的表達出來，而不僅僅讓學生做一個操作者。如果對教材的設計不滿意，教師還可以進展改造或自主設計。王磊教授：第一個教材案例是一個很具體的探究問題，研究對象是確定的。研究主題是鐵鹽和亞鐵鹽的性質(zhì)，首先要考慮鐵鹽以什么為代表物，將研究問題具體為明確的研究對象；然后分析教材引導我們關(guān)注鐵鹽、亞鐵鹽的什么性質(zhì)，是作為鹽的性質(zhì)還是二價鐵、三價鐵的氧化復原的性質(zhì)，這樣又將研究問題進一步具體化；之后研究的問題就轉(zhuǎn)化為類似“氯化鐵是否具有氧化性〞這樣的問題。也就是說，在依據(jù)教材中的實驗探究欄目進展教學設計時，先要明確教材本身的探究問題；然后把教材中的探究問題具體化，具體化包括研究對象具體化、研究目的具體化；接下來是假設，比方假設氯化鐵具有氧化性；然后是取證，分析獲得證據(jù)需要做哪些實驗，教材中給沒給出這些實驗。在使用第一類教材時，教師要思考教材呈現(xiàn)的探究任務、探究問題、探究空間有多大，你是否認同教材的探究活動設計。如果認同就復制，在教學設計中具體實現(xiàn)；如果不認同，要明確是在什么方面不認同，比方探究問題、問題情境、探究對象、還是提供的實驗試劑，然后再具體問題上改造教材中的設計。田玉鳳教師：第二類教材給了學生預習的框架，教師可把它當作指導學生自主看書學習的過程。這類教材其實就是一個科學探究活動的學案，引導學生的思維過程，給學生提供科學探究方法，因此教學中可以直接復制為教學過程。3教師自主開發(fā)科學探究活動舉例田玉鳳教師：教師自主開發(fā)的實驗探究活動可以是比擬小的探究問題。比方我對?乙烯?這節(jié)課中乙烯的加成反響問題的教學做了這樣一個嘗試。乙烯通入溴的四氯化碳溶液，溴的四氯化碳溶液褪色，根據(jù)這一現(xiàn)象應該得到什么結(jié)論呢.有的教師就說是發(fā)生了加成反響。但是我給學生的結(jié)論是乙烯和溴發(fā)生了反響，發(fā)生了什么反響由學生自己去探討。因為學生有甲烷與氯氣光照取代的經(jīng)歷，所以學生往往會直接遷移認為發(fā)生了取代反響。則這個反響是不是取代反響呢.取代反響和這個反響有什么本質(zhì)的區(qū)別嗎.我讓學生看書上這個反響的化學反響方程式和加成反響的定義。要求學生設計實驗證明乙烯和溴發(fā)生的不是取代反響。學生設計出的方案很多，可選取最優(yōu)方案進展實驗演示。教師也可以自己設計較為完整問題的探究活動。比方，我對?鐵的化合物的性質(zhì)?設計了這樣的教學方案。我向?qū)W生提供了以下試劑：Fe粉、FeSO4(晶體)、FeCl3溶液、NaOH、鹽酸、KS溶液、硫酸、氯水……。學生自主確定最想研究哪種鐵的化合物的性質(zhì)，就去做哪個物質(zhì)的實驗。學生設計實驗方案并實施，之后進展匯報交流，從而認識鐵的化合物的性質(zhì)。這個過程中沒有給學生太多提示是因為學生在學習鈉和鈉的化合物、鋁和鋁的化合物時已經(jīng)有了豐富的探究經(jīng)歷了，這里就可以實施完整的探究過程了。在這個過程中學生掌握了鐵的化合物的性質(zhì)，也提升了學習能力和科學探究能力。4教師自主開發(fā)探究活動的一般方法和考前須知王磊教授：教師自主設計探究活動時首先要選好知識內(nèi)容，還要確定探究問題。探究問題的素材線索是教師自主進展探究教學設計時普遍感覺最關(guān)鍵也最困難的地方。根據(jù)教師們的經(jīng)歷，探究問題的素材可以來源于生活線索，也可以來源于知識理解線索，象田教師舉的乙烯的例子就是從對知識理解的核心點上挖掘。教師們還可以從新聞報刊、新聞事件、媒體信息上挖掘線索；也可以從科學活動，如物質(zhì)制備的線索，從氫氧化鋁的制備了解氫氧化鋁的兩性等，都是教師自主創(chuàng)設探究活動的線索。教師在進展自主探究教學設計時，明確探究問題后還要明確使用什么探究方法。我們現(xiàn)在以實驗探究教學為主，但是進展探究教學設計時也可以考慮使用其它的科學探究方法，比方調(diào)查的方法、辯論的方法，以及設計的探究任務等等，可以選擇不同類型的探究活動。最后，教師進展自主探究教學設計時，還要設計合理的探究程序。另外，教師進展自主探究教學設計時要注意一些事項：探究問題的選取要有價值，比方對于實驗技巧的探究價值就不大，對于從習題反推成的探究活動也要慎重，不要讓探究任務過于枝節(jié)化。新課程必修模塊教學中的探究活動一定要注意深廣度，如氯水成分的探究曾經(jīng)是非常經(jīng)典的探究活動，但是在必修模塊學生還沒學過次氯酸是弱電解質(zhì)的有關(guān)知識，如果用傳統(tǒng)的探究內(nèi)容就超標了，當然這個活動在化學反響原理選修模塊中就會是一個比擬好的探究活動。三、開展實驗探究教學的常見困惑與對策1開展實驗探究教學時的課時問題王磊教授：實驗探究教學中的課時問題要使用一些策略來解決。首先要相信實驗探究與提高成績不矛盾，其次要學會單元整體教學設計，在一個單元的幾個課時中不要每節(jié)課都探究，該探究的地方就認認真真地探究，有些課時則專門用于處理習題、精講多練，這樣既保證了總課時不超，又保證了探究教學的必要課時。我們建議學校能安排周三課時，如果可能的話，最好能有一次連堂課，以保證探究活動的開展。有的實驗區(qū)排成了大小課，一小時的大課，四十分鐘的小課，周總課時沒超標，但大課用來探究就比擬充分，小課可以講授或習題訓練。2開展探究教學過程中的實驗條件問題王磊教授：實驗條件也是教師特別關(guān)注的。目前新課程實驗區(qū)很多，開展也不均衡，有些實驗區(qū)創(chuàng)造了因地制宜的方法。比方實驗室一周排一次課表，以便讓盡可能多的班級有時機進展分組實驗活動。還有的山區(qū)學校想盡各種方法使教材中涉及的探究活動全部得以實現(xiàn)。但是也有學校是新建的實驗室而利用率很低，這其實是觀念的問題，還有就是管理制度要配套。實驗室的使用也可以有多種形式，有條件時可以進展同步的分組實驗探究；條件不允許時，一章處理一次實驗，平時以演示為主。還有的學校無法做并進式的分組實驗，就采取教師示*探究過程，學生小組上講臺與教師配合，教師在一個學期中有方案地安排不同的小組進展實驗活動。而且，實驗條件缺乏，只會減少學生動手的時機，并不影響學生在假設、實驗設計、論證、推理等其他環(huán)節(jié)發(fā)揮自主性?！蚕虏俊潮局v主題：本講將就實驗探究教學過程中根本教學環(huán)節(jié)的具體實施策略展開討論。本講的核心問題是：如何確定實驗探究教學中的驅(qū)動性問題.實驗探究教學中該如何運用學生活動組織策略.主持人：師*大化學教育研究所在讀博士首都師*大學首都根底教育開展研究院黃燕寧嘉賓：教育部高中化學課程標準研制組組長師*大學化學教育研究所所長王磊教授市海淀區(qū)教師進修學?；瘜W教研員*江東**市二十中學高級教師夏凱一、如何確定實驗探究教學的驅(qū)動性問題.1進展有效的實驗探究教學設計需要思考哪些問題.場外專訪X偉念教師：化學反響速率這節(jié)課最主要的驅(qū)動性問題就是影響化學反響速率的因素，如何將這一主驅(qū)動問題轉(zhuǎn)化成教學過程和教學過程中的各個問題使這節(jié)課最關(guān)鍵的。我們給學生一些實驗用品和試劑，讓學生通過實驗探究了解和認識影響化學反響速率的各個因素。開場我們想讓學生大*圍的去討論，但是覺得開放度太大，尤其是對高一的學生實效性不見得好。所以在藥品呈現(xiàn)時，我們按照制氧氣、制二氧化碳和制氫氣三類把藥品呈現(xiàn)給學生，除了藥品還有冷熱水和其他儀器。在學生設計實驗時，我們讓學生考慮如下問題：1.通過什么說明反響的快慢.2.遇到多因素的時候如何解決?我們給學生思考的問題是為了減少學生在探究活動中的盲目性，引起學生對如何觀察、如何實驗這樣的問題的注意，是學生的探究活動有序進展。由于是高一的學生，我們還給學生提供了兩種完成任務的方法，一是用一個反響研究多個因素，二是當有不同反響的試劑時，也可以考察一個因素在多個反響中的情況。所以這個環(huán)節(jié)教師用問題啟迪學生的思維，使學生能夠有序探究。在此根底上學生進展實驗探究活動，然后是探究活動匯報，這是這節(jié)課最核心最重要的，會反映出學生在探究活動中的差異和認識問題解決問題上的差異。我們讓學生通過五個問題進展匯報：1.你們小組預測的影響化學反響快慢的因素有哪些.2.教師向你們小組提供的試劑是什么.3.你們小組的實驗方案。4.你們通過什么現(xiàn)象說明化學反響的快慢，如何處理有多個影響因素的情況?5.實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論。匯報后并沒有完畢，緊接著問學生這次探究活動中還獲得了哪些探究的方法。是學生在獲取了知識、掌握了規(guī)律的層面上又提升到了方法的角度。學生在實驗中可能并不能有意識的想到用什么方法指導本次探究活動，但是通過這個問題促使學生思考使用什么方法比擬科學比擬有效。比方定性觀察、比照實驗，都是科學探究中非常重要的方法。然后教師又將視角轉(zhuǎn)到生產(chǎn)生活實際。比方問學生對于合成氨反響，經(jīng)過你的學習，你有哪些方法可以加快反響速率.使學生感受到學習的價值。王磊教授：X教師他們做的教學設計有很多點值得關(guān)注。首先是確立問題情境，在給出驅(qū)動性問題之前，他們先讓學生感受到將要探究的問題是有價值的，是一個普遍存在的問題。第二，他們將驅(qū)動性問題轉(zhuǎn)化為交給學生的任務，也就是確定圍繞大的驅(qū)動性問題，學生要做的具體探究任務是什么。在這一方面，他們做了很多思考，比方，給學生的試劑是什么，探究內(nèi)容的具體素材是什么。他們還考慮到怎么把核心探究問題轉(zhuǎn)變?yōu)閷W生分組活動的任務。在教學設計時，教師要預設每個小組在整個探究活動中的作用。這就是核心驅(qū)動性問題，轉(zhuǎn)換成面向?qū)W生提出來的具體驅(qū)動性問題，然后再轉(zhuǎn)換成每個小組的具體探究任務。正是這樣一個負責任而又精致的層級轉(zhuǎn)化保證了這個探究教學的質(zhì)量。第三，這個探究教學既不盲目開放也不盲目收縮。開放時教學的內(nèi)涵是明確的。第四，學生活動后的交流環(huán)節(jié)也很有特點。學生匯報要交流哪些問題，學生匯報時小組間的層級性也很明顯，學生不同的小組匯報時不是平行的，而是有梯次的、有開展的。2如何確定一個好的驅(qū)動性問題.驅(qū)動性問題該怎樣轉(zhuǎn)化為具體的教學問題.夏凱教師：好的驅(qū)動性問題應該是構(gòu)造不良的、能引發(fā)學生認知沖突的問題。王磊教授：同一個內(nèi)容可以設計出不同的驅(qū)動性問題。比方“鐵及其化合物〞的教學就可以有多種驅(qū)動性問題：“探究二價鐵和三價鐵的氧化性和復原性〞，“氯化亞鐵溶液中為什么要參加鐵粉.〞“探究氯化亞鐵的化學性質(zhì)〞，“請你設計實驗實現(xiàn)二價鐵和三價鐵的相互轉(zhuǎn)化〞這幾個驅(qū)動性問題的內(nèi)容指向都是一致的，他們都是可以的，但是針對不同的學生就要具體研究哪一種驅(qū)動性問題效果更好。X江東教師：好的驅(qū)動性問題應該能表達科學探究的價值。能表達矛盾沖突感的問題是好的驅(qū)動性問題。3實驗探究教學中探究點的選擇和開放度確實定王磊教授：有些教師對驅(qū)動性問題不拆解直接拋給學生，感覺開放度很大，實際上會給學生造成混亂。學生不清楚要想對這一問題提出假設、找到證據(jù)時要思考哪些問題。驅(qū)動性問題轉(zhuǎn)化為探究活動中的假設、方案、證據(jù)、結(jié)論的全部過程都由學生完成，難度較大，也需要較多的時間。比方“氯化亞鐵中為什么要放鐵粉〞這一問題如果不拆解，學生很難找到研究的方向。如果教師對問題不拆解、不逐層具體化，學生就不知如何下手，就會導致探究活動效率低下。第二種情況是教師自己在選擇探究點的時候出現(xiàn)迷失，自以為選擇的探究點很有意義。當一個驅(qū)動性問題有多種不同的探究點的可供選擇的時候，教師要根據(jù)教學的主要目標和學生情況確定適宜的探究點。教學案例：探究任務“實驗室不同價態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化〞中探究點的選擇案例1：探究任務是0、+4、+6價硫元素之間的轉(zhuǎn)化，教師指定+4價硫元素的代表物是亞硫酸鈉，+6價的代表物是濃硫酸。在面對其中的一個轉(zhuǎn)化任務時，如+4價硫向+6價硫的轉(zhuǎn)化，學生列舉出他們知道的所有的氧化劑；在討論另一個轉(zhuǎn)化任務時，學生列舉出他們知道的所有的復原劑。然后教師要求大家討論，如果進展實驗你會選取哪些試劑，為什么。這個探究教學設計把學生思考的重點放在如何選取氧化劑、復原劑上。案例二：探究任務是不同價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化。教師通過與學生的交流首先明確氧化復原反響規(guī)律是本次探究活動的理論根底。學生列舉常見的氧化劑復原劑。教師向?qū)W生簡要介紹實驗探究活動的一般方法和程序，為學生后續(xù)的小組活動作支持。在教師引導下，學生列舉各種價態(tài)硫元素的可能代表物，教師為每個價態(tài)確定一種代表物。然后教師向?qū)W生展示本次實驗探究活動提供的試劑，對其中學生不熟悉的試劑，如酸性高錳酸鉀溶液，解釋其功能及可能的現(xiàn)象。學生根據(jù)教師提供的相關(guān)支持和實驗條件設計實驗方案。這個探究教學設計把學生討論研究的重點放在不同價態(tài)硫元素通過哪類物質(zhì)可以發(fā)生轉(zhuǎn)化，教師通過對提供的試劑的控制，降低了學生探究活動的難度。案例評價與教學建議：X江東教師：選取探究活動的探究點首先應該明確探究的核心內(nèi)容。這兩位教師都能把握住在硫的轉(zhuǎn)化教學中核心內(nèi)容是氧化復原的知識。但是在把核心內(nèi)容轉(zhuǎn)化為教學行為的過程中，兩位教師對教材的分析和對學生的要求出現(xiàn)了差異。在化學必修1局部，對氧化復原知識的要求只是以具體的物質(zhì)為代表進展氧化復原分析，還上升不到對氧化劑復原劑、氧化性復原性做熟練的應用和強弱推斷?；谡n標要求、教材要求和學生的具體情況，我認為第一位教師對學生的要求偏高了。夏凱教師：實際教學中有些教師根據(jù)自己的意愿和興趣設計了探究活動，但是對于這個探究活動是否符合課標要求，是否符合學生情況，教師思考的并不多，帶有一定的隨意性，這樣做的負面影響是很大的。王磊教授：教材設計硫的轉(zhuǎn)化這一探究活動的核心目的是讓學生在完成不同價態(tài)硫元素的轉(zhuǎn)化任務中發(fā)現(xiàn)具體代表物的氧化性復原性，建立硫元素各種價態(tài)間的轉(zhuǎn)化關(guān)系。所以實現(xiàn)轉(zhuǎn)化，以及通過轉(zhuǎn)化的結(jié)果確認這個價態(tài)的代表物是否具有氧化性復原性應該是這個探究任務認識的出發(fā)點和落腳點。因此在這個實驗探究活動中，學生實驗探究點的選擇不要放在實驗技巧上。第一個案例中教師的興奮點在于告訴學生這個實驗實施起來的復雜性。這樣的一個探究點的選擇不是指向性質(zhì)和轉(zhuǎn)化關(guān)系的，而是指向具體實驗技術(shù)的，雖然也有意義，但是比起性質(zhì)的研究和轉(zhuǎn)化關(guān)系的建立來講就屬于次要問題了。而且在這個階段，學生還沒有氧化劑、復原劑強弱好壞比擬的能力和水平。所以在這個探究活動中，對于氧化劑復原劑的問題可以采取這樣的方式處理：學生自主的回憶說出一些他們的氧化劑復原劑，然后讓學生從中挑選一兩種實現(xiàn)他們的假設，或者向第二位教師那樣，教師給學生提供一些氧化劑復原劑，縮小學生的選擇難度。我看過十幾節(jié)關(guān)于硫元素的轉(zhuǎn)化的不同的教學設計。關(guān)于這個內(nèi)容探究活動的開放點很多，比方：代表物的選取、代表物是否具有氧化性或復原性的預測、同時思考多個價態(tài)硫元素之間的轉(zhuǎn)化或是分段式一次只討論一種價態(tài)向另一種價態(tài)的轉(zhuǎn)化、氧化劑復原劑的選擇、實驗方案的設計、實驗方案的實施等等。在教學中選取哪些開放點需要教師的通盤考慮?？傊?，教師要思考怎么把核心問題逐漸細化變成學生活動的具體探究任務。二、實驗探究教學中學生活動組織策略的運用1實驗探究教學中如何有效使用分組策略.夏凱教師：做比照實驗時，如果每個小組連續(xù)做兩個實驗，時間太長。我就讓每個小組再分成A、B組，A組完成一個實驗的同時B組完成對照實驗，然后組內(nèi)比照交流，起到了互補作用。王磊教授：還可以用必做選做的方式。重點知識、重點實驗就應該讓每個小組都要做；而其它只是為了提供更多樣的證據(jù)的實驗就可以選做，不同小組選作不同的實驗，每個小組有必做有選做。既保證了每個學生都做了重點實驗，也保證了實驗證據(jù)的豐富性。2實驗探究教學中要不要進展實驗探究前的交流.王磊教授：目前大局部探究活動過于依賴實驗探究前的討論，很多教師把實驗前的討論定位在統(tǒng)一方案上。這樣學生在實驗中是按照同一方案實驗，實驗后的討論就沒有什么意義了。探究也就停頓在實驗之前了。探究是一個過程，假設、方案、證據(jù)、解釋是一個自洽系統(tǒng)，不同的假設會導致不同的方案設計。如果不讓學生經(jīng)歷這樣一個自主推理的過程，探究活動就變成了還沒有證據(jù)就已經(jīng)判定*些學生的方案不對了，這樣的探究活動就失去了探究的意義。X江東教師：探究前的討論還是有積極意義的。如果探究前缺乏討論，學生在實驗活動中就會出現(xiàn)很多失誤，就會增加實驗后討論的負擔，甚至需要安排學生進展第二輪實驗，這在教學中就比擬低效了。但是探究前的討論決不是教師幫助學生統(tǒng)一操作、方案和步驟，而是幫助學生修訂自己的方案。比方有的教師采取這樣的交流策略，學生在做實驗之前，如果對自己的方案有疑慮的話，可以到其他組去參考一下別人的方案。王磊教授：實驗前的交流是有價值的，但實驗前交流的形式是可以多樣的，交流的點和內(nèi)容也可以是多樣的。比方X偉念教師介紹的課例，外表看實驗前沒有交流，但教師通過試劑控制和指導學生的實驗設計，通過ppt指導學生的探究思路，ppt上給了學生重要的方法支持，明確提示學生思考通過什么判斷反響的快慢，如果是多因素你該怎么辦等關(guān)鍵問題。3實驗探究教學中如何開展實驗后的課堂討論.教學案例：“影響化學反響快慢的因素〞探究活動的實驗后交流〔詳情見拓展資源6-1-1〕教師向?qū)W生提供匯報框架：1.你們小組預測的影響化學反響快慢的因素有哪些.2.教師向你們小組提供的試劑是什么.3.你們小組的實驗方案。4.你們通過什么現(xiàn)象說明化學反響的快慢，如何處理有多個影響因素的情況?5.實驗現(xiàn)象和實驗結(jié)論。在學生匯報過程中，教師及時把學生匯報的結(jié)果通過板書、ppt展示出來。教師有意請結(jié)論較為簡單的組先匯報，而讓其他組不斷補充和相互映證。在展示學生匯報的成果時，教師注意從兩條線索展示：一是對同一個反響，學生發(fā)現(xiàn)的影響反響快慢的多個因素集中在一起展示；二是對不同反響，都受同一個因素的影響也集中在一起展示。案例點評及教學建議：王磊教授：實驗探究活動后是一定要有交流的，在交流過程中要梳理出明確的結(jié)論，還應該讓學生說一說收獲和體會，這些都是根本的要求。我們還要關(guān)注交流的層次性。這個層次性主要表達在學生小組做的事情與別的小組做的事情的關(guān)系，還表達在學生小組內(nèi)完成的實驗的實驗現(xiàn)象與小組得出的局部結(jié)論的關(guān)系，以及小組內(nèi)的實驗現(xiàn)象與全班總體結(jié)論之間的關(guān)系。比方這個案例中學生匯報了小組實驗現(xiàn)象和結(jié)論后，教師會提出這是這個小組得出的結(jié)論，僅靠一個證據(jù)不能說明問題，教師鼓勵其他小組給出新的證據(jù)支持。很多教師開場的時候會滿足于一個學生匯報出一個證據(jù)得到一個結(jié)論，馬上就板書在黑板上?？墒沁@樣不能表達科學探究的本質(zhì)，科學探究的本質(zhì)中證據(jù)和假設的關(guān)系是復雜的，不是一個證據(jù)就可以證明假設的合理性的。其次，實驗探究活動后的交流還要關(guān)注推理過程。比方，在?鐵及其化合物?的教學中，實驗內(nèi)容是二價鐵、三價鐵的化學性質(zhì)。學生實驗后匯報看到氯水褪色、酸性高錳酸鉀溶液褪色就說明二價鐵有復原性。實驗事實到結(jié)論其實沒有這么簡單，這里有一個相對復雜的推理過程。如果二價鐵有復原性，這里的氧化復原反響是什么，如果二價鐵要升價，反響前的物質(zhì)是什么，反響后轉(zhuǎn)化成什么，怎么證明二價鐵升價了。我們要拿出相應的事實證據(jù)與推理過程匹配。這樣的推理過程在高中教學中特別重要，在概念原理模塊的實驗探究教學中尤為重要。第三，我們要關(guān)注探究出的結(jié)論有什么價值?！坝绊懟瘜W反響快慢的因素〞探究教學案例中，教師在得出結(jié)論后引發(fā)學生思考，我們再面對合成氨這樣的化學反響，需要進一步去調(diào)控化學反響的時候，我們有哪些方法。進而關(guān)注影響化學反響速率的因素的研究