谈化学课堂探究活动核心问题的选择和设计

娄延果　娄丽敏

摘 要:以问题为核心的科学探究活动是新课程化学课堂的重要学习方式,核心问题的确定对学习的效果具有决定作用。探究的核心问题应围绕学生学习应掌握的重点知识和技能来安排,应在有限的时间内能得出一个结论,让学生尝到成功的果实;问题的难度应适于学生的学习水平,结论最好落在学生的最近发展区内;学生的探究活动要与其他学习方式相结合来安排,从而实现学生学习方式的多样化。

关键词:化学课堂;探究活动;核心问题

中图分类号:G633.8 文献标识码:A 文章编号:1009-010X(2009)08-0058-02

高中化学新课程正在全面实施,以探究为核心的多样化的学习是新课程倡导的重要的教和学的方式。用探究的方法来学习化学,能最大限度地使学生在知识和技能、过程和方法、情感态度和价值观三个维度都得到发展。化学课堂上学生是围绕化学核心问题展开探究活动的,为了解释问题、得出结论,有意识地去设计实验,获取证据,然后根据事实和证据对问题进行解释,再通过与他人(包括老师)的解释进行比较,来评价自己所作解释的合理性,进一步完善自己的解释,最后学生还要交流和论证他们所提出的解释。

可见,每一个具体的科学探究活动都是围绕一个核心问题来进行的,从问题的提出、围绕问题解决的方案设计和证据收集,到问题的解答和结论的得出,所有的活动目标都指向这个核心问题,所以问题的选择和确定就十分重要。一个难度合适、内容恰当的问题能充分发挥探究式教学的功能,让学生在获取化学知识的同时,体验科学研究的方法,培养对化学的兴趣,增强对社会的责任感,从而实现化学课程的目标。那么,如何确定探究的核心问题呢?

首先,探究活动的核心问题必须要围绕学生学习应掌握的重点知识和技能来安排,围绕化学的核心知识展开,只有这样,才能在探究的同时获取学生应会、必会的化学知识,实现三维目标的同时发展,才能有效解决教学课时紧张与教学内容多的矛盾。核心问题所涵盖的主要知识应是高中化学课程标准规定的、要求学生掌握的知识,应在未来学生知识结构中处于核心地位,或处于重要知识链结上,或是对后续学习有重要的基础作用。

在一节具体的化学课上,涉及的化学知识可能很多,可能都是学生应掌握的内容,而学生又不可能在一节课上进行多个课题的探究活动,这就需要教师从这些知识中筛选出其中探究价值较高的知识点,再结合具体的情境设计成探究课题,这样探究得出的结论就一定是本节的重点知识,如果教师能抓住既是重点又是难点的内容,组织学生进行科学探究,则是最理想的。

有老师在“探究雷雨发庄稼的科学道理”活动的设计上,面对该节学习内容中关于氮元素的多个知识点,如N2的物理性质、N2的分子结构、N2与氧气的反应、NO和NO2的性质等,教师选取了氮气的化学知识作为核心问题,利用农谚“雷雨发庄稼”作为情境,通过对其科学性的探究,在结论的获取中、在方法的体验中、在情感的培养中,学生认识了氮气与氧气发生化学反应的性质,认识了NO、NO2 的物理和化学性质,自然也对涉及氮元素的环境问题产生了深刻的体会。

还有,在《化学反应的快慢》一节的教学中,需要学生学习的知识点有:化学反应速率的概念、化学反应速率的表示方法、外界条件对反应速率的影响、反应速率的快慢在生产、生活实践中的应用等,如果教师安排探究“化学反应速率的表示方法”,就不怎么合适,因为这不是本节的核心知识,不是课标规定的必学知识,而相比较而言,学生通过探究活动认识和理解外界条件是如何影响化学反应速率的,则是重点知识,它不仅是课标要求的必学知识,而且是学生后续学习化学反应的限度的必备基础,其对学生发展的价值要远比“化学反应速率的表示方法”来得大。

第二,探究的问题在有限的时间内最好能得出一个结论,要让学生尝到成功的果实。化学教学的科学探究活动中,教师与学生所关注的核心点存在差异,或者说,师生在共同参加同一探究活动时,其动机存在差异。教师关注的是探究的过程,是让学生在过程中体验科学探究的方法和乐趣,而学生关注的则是结果,是问题本身引起了同学们的探究兴趣,产生了探究动机,他参加活动的全部目的是为了得出结论,搞清问题的所以然。可见,我们强调探究活动是以过程体验为主要目的的,并非不注重探究的结果,如果学生在一段时间内进行的科学探究活动,多数都得不出结论,即不能肯定猜想的正确,也不能断定猜想的错误,都是在一系列的活动后不清不楚地收场,会使学生在探究未知上的自我效能感减弱,逐渐丧失了对探究活动的兴趣。

所以,教师在进行科学探究活动设计时,不能仅以满足自己的动机为目标,还要考虑到学生探究动机的满足,所选择确定的课题要在有限的时间内,短则十几分钟,长则一两节课,能得出结论,要能让学生及时尝到探究的果实,激发其更深层次的学习动机。

第三,问题的难度要适当,探究过程所需的知识和方法要在学生的最近发展区内,要让学生自己,或在教师的的指导下能完成收集证据的过程,能进行科学的抽象和概括,能得出结论。有些化学知识虽然是化学教学的核心内容,但学生对其学习的过程不适宜于用探究的方法,因为这类知识的产生过程所需的设备、方法和知识基础往往是中学生难以使用和驾驭的。如原子的内部结构、酯的水解历程等,这类知识要么由教师进行意义传授,要么安排学生用间接探究的方法,如资料探究来学习。

还有些问题,虽然学生不难通过设计实验收集证据得到结论,但中学生无法就结论与证据的关系进行化学原理的解释,得到的仅仅是一个由证据证明了的纯结论。这样的问题也不适合于作探究课题。如有人发现相同的铝片投入pH值相同的稀盐酸和稀硫酸中时,稀盐酸的反应速率明显快于稀硫酸,于是便设计了“探究是哪种微粒减慢了稀硫酸与铝片的反应速率”,学生也很容易通过进行含有不同离子溶液的对比实验进行探究,得出是“硫酸根离子”的结论。但是中学生无法对这一结果进行解释,探究活动的最终,学生能得到的只是一个自己无法理解的结论,这不是一个好的探究课题。

第四,在探究活动的安排上,教师还要注意避免探究的泛化,化学教学中事事探究、节节探究,既不必要,更不可能。一是有的知识不适于用探究的方式学习,那些与学生已有知识结构和生活经验毫无联系的全新知识一般不适于学生的探究活动;二是探究学习不能成为学生学习的单一方式,新课程提倡的是多样化的学习方式,听讲、练习等也是行之有效的、很好的学习方式;三是必须综合考虑教学的时空条件,要在时间允许、条件可能且方便的情况下安排学生的探究活动。所以,教师要在对全单元教学内容整体设计后,选出价值高,难度适宜,又便于教与学活动安排的内容设计成探究课题。

最后需要指出两点,一是探究活动的问题,其答案对全体学生来说应是未知的,如果教师选择课本核心知识点作为探究活动的结论,则不能要求学生提前预习课本。因为课堂上的探究活动是一个让学生在类似于科学家探究自然界未知的心理环境中学习和应用知识的过程,其价值就在于学生面对未知问题所历经的探索体验,从而获得对科学知识产生过程的理解,增进对科学的认识。如果学生课前做了预习,知道了结论,则教师无论如何创设情境、提出问题,学生在已知结论的“指引”下,思维是单一、封闭的,做多少活动或实验也体验不到科学探究的方法和乐趣,也不会加深对科学的理解,学习的效果会大大降低。二是选择核心问题让学生探究并不等于教师不能对这一问题进行讲解,相反,许多情况下,教师的讲解是必不可少的。在实际的探究活动过程中,随着化学问题的难度、涉及知识和方法的不同,学生的讨论常遇到困难,或在一个水平层次上绕来绕去,进行简单重复,难以将问题提升到一个更高的层次来认识,有时还陷入僵局,难以自拔。此时,已在课前进行过精心设计,“闻道在先”的老师的独特作用就要得到发挥,要么进行引导和启发,要么在矛盾点上进行讲解、概括、总结,甚至直接提出解释和结论,使活动得以突破而向前迈进。这里的关键是教师在操作中要判断和把握时机,学生在经历一番思考和争论后能自己突破的问题,教师就只引导不讲解,而在判断学生不能突破某一问题,又让其经历了错误的尝试后,教师就要大胆地进行讲解,使活动立即转向更高一级的思维活动。这样既使学生充分获得展现自己的的机会,又节约了课堂时间,还能迅速提高全体学生对化学现象的认识水平。什么时候讲,什么时候不讲,其关键在于教师根据核心问题和学生水平对活动的进展进行合理的判断,并作出恰当的反应。

参考文献:

[1]林崇德.发展心理学[M].杭州:浙江教育出版社,2002:388,402.

[2]戢守志等译.美国国家科学教育标准[M].北京:科学技术文献出版社,1999:30.

[3][美]加里·D.鲍里奇,易东平译.有效教学方法[M].南京:江苏教育出版社,2002.

[4]娄延果,郑长龙.课堂教与学行为习惯反思[J].当代教育科学,2009,(2).

【责任编辑 张桂英】