课堂观察下的探究式与讲授式教学分析

杨帆　杨承印　蒋亚彬

[摘 要] 科学探究教学方式与讲授教学方式孰是孰非争议颇大，这其中有一些误解。以高中化学中的“物质的量”教学为例，分别进行教学设计，然后以課堂观察理论为指导对它们进行横向比较，阐释科学探究式教学和讲授式教学的本质及其相互关系，以对它们形成明晰的认识。

[关键词] 课堂观察；科学探究；讲授式；教学设计；物质的量

[中图分类号] G424 [文献标识码] A [文章编号] 1005-4634（2013）06-0110-05

0 引言

人类近现代教育学史留下两种教学模式遗产，一种是源自赫尔巴特“五步教学法”的讲授式教学，另一种是源自杜威“做中学”的探究式教学。在中国长久以来的知识至上思想影响下，讲授式教学倍受推崇。进入21世纪以后，国家基础教育课程改革的一个重要目标，就是主张“学生通过实践，增强探究和创新意识，学习科学研究的方法，发展综合运用知识的能力。”[1]经过修订的《义务教育化学课程标准（2011年版）》以及《普通高中化学课程标准（实验）》（2001）在课程基本理念中均提出通过多种探究活动来激发学生学习化学的兴趣，促进学习方式的转变，在实践中培养创新精神和实践能力。

教学方式是在教学过程中，教师和学生为实现教学目标而采取教与学相互作用的活动方式。基于此，科学探究教学方式在当下中国的理科教育中从制度到行动均得到肯定，众多一线教师开始在教学设计中尝试科学探究教学方式，在这个过程中亦发现了很多的问题，对探究式教学和传统的讲授式教学也产生了一些误解。有研究者过分夸大探究式教学的功能和作用，将探究式教学看成是最好的教学方式，认为探究式教学应该完全取代传统的讲授式教学，并将讲授教学方式等同于“满堂灌”、“填鸭式”，认为讲授式教学应该退出历史舞台。鉴于此，有学者断言这种跟风的危害，及时指出讲授式教学存在的合理性与合法性[2]。尽管如此，教学实践层面的人们对科学探究教学方式并不买账，他们顺从于当下管理者对教学的绩效式评价和简单的纸笔式评价，认为探究式教学耗时费力，课堂效率低，不利于学生基础知识和基本技能的掌握。

基础教育以知识传承为特征，但是如果把知识传承矮化为知识的结论性接受，必然会将讲授式教学作用放大，并作为教学的唯一方式。知识传承的过程应该是一个智慧技能的传递过程，智慧技能的传递仅仅靠讲授和模仿是不行的。另外，知识是由概念组成的，概念又分为具体性概念和实例性概念，具体概念教学可通过实例探究来建构，定义性概念可通过讲授式或者探究式来完成[3]。在知识教学中何种概念用探究式，何种概念可以两种并用大有学问。本文所选案例“物质的量”教学属于心理学中的定义性概念，两种教学方法均可使用。笔者分别选用科学探究式取向和讲授式取向的两个教学设计案例，采用课堂观察方法来对它们进行横向比较，以阐述探究式教学和讲授式教学的内涵、特点及其相互关系，澄清长久以来形成的误区。课堂观察是研究者带着明确的目的，凭借自身感官（如眼、耳等）以及有关辅助工具（观察表、录音录像设备等）直接或间接（主要是直接）从课堂情境中收集资料，并依据资料进行教学研究的一种方法。“物质的量”是中学化学学科中的一个基本概念，它贯穿于全部高中化学教学的始终，作为联系物质宏观数量和微观粒子数量的桥梁，为学生定量认识物质组成和化学反应提供了新的视角，无论是纵向的历史地看还是横向的不同国别政体地看，这个知识点始终将作为高中化学的基础。

本研究选用的两个“物质的量”教学设计案例均有较高的社会评价，前面的探究式取向的教学设计所用教材为鲁科版必修模块化学1。后者讲授式取向的教学设计为天津市耀华中学化学特级教师曹金荪先生所设计（教学大纲时期的人教版化学教材，略有删减）。

1 教学设计

1.1 探究式教学设计案例（略有修改）

第三节 化学中常用的物理量——物质的量

教学目标：

知识与技能：理解物质的量、摩尔、阿伏伽德罗常数的基本含义；理解物质的量、阿伏伽德罗常数之间的相互关系，应用物质的量来计量物质。

过程与方法：尝试对自己熟悉的问题进行分析、迁移并从中提炼总结出解决问题的科学方法；尝试用建立数学模型的方法探究物质的量概念形成的整个过程，经历科学家在面对实际问题时分析、联想、类比、迁移、概括和总结的过程。

情感态度与价值观：体验通过建立数学模型探究物质的量概念的形成过程，感受探究未知世界的乐趣，树立实事求是的科学研究态度。

课前准备：

学生课前探讨：假定有一篓面值一元的硬币，假定每一硬币的形状、体积、质量是相同的，通过哪些方法或途径可以知道这篓硬币的个数？

教学过程：

【讲述】在开始今天的化学课之前，请同学们先回答我们布置的课前智力游戏。

【学生讨论】交流讨论得出方案：

方法一 直接数数；

方法二 先称量出一个硬币的质量，再用硬币的总质量除以一个硬币的质量；

方法三 先称量出100个硬币的质量，用硬币的总质量除以100个硬币的质量，再乘以100；

方法四 先称量出一个硬币的体积，再用硬币的总体积除以一个硬币的体积；

方法五 先测量出一个硬币的厚度，再将硬币垒起来，用硬币的总厚度除以一个硬币的厚度；

方法六 先测量出100个硬币的厚度，再将硬币垒起来，用硬币的总厚度除以100个硬币的厚度，然后乘以100；

……

【分析引导】把上述方法总结为两种方法模型：

模型一 直接计量（方法一）

模型二 引入中间物理量换算（方法二～六）

【创设情境】下面我们来研究一个化学上经常遇到的反应：

微观：1个C原子 一个O2分子 一个CO2分子

【提出问题】实际生产或科学实验中，碳、氧气、二氧化碳是可称量的，但化学反应是在碳原子与氧分子之间一个一个地进行的，碳原子、氧分子以及反应生成的二氧化碳分子都是难以称量的微观粒子，如何建立起宏观物质的质量、体积和其所含微观粒子数之间的联系呢？具体说，怎样知道12g碳中碳原子的个数？（假定本次使用的碳原子都是相同的）

【思考探究】结合前面解决一篓硬币有多少个的方法模型，请尽可能多地列举出知晓一定质量或体积的宏观物质中含有多少个微观粒子的方法或途径（以炭粉、碳原子为例说明）。

【学生分组讨论】交流讨论得出方案：

方法一 一个一个地数

方法二 先称量出1个微观粒子的质量，然后再用宏观物质的质量除以1个微观粒子的质量，计算出微观粒子个数。

方法三 先称量出由某一数目的微观粒子所组成的微粒集体的质量，然后再用宏观物质的质量除以微粒集体的质量，再乘以微粒集体所含有的微粒数，计算出碳原子个数。

方法四 先测量出1个微观粒子的体积，然后再用宏观物质的体积除以1个微观粒子的体积，计算出微观粒子个数。

方法五 先数出1cm3宏观物质所含有的微观粒子个数，然后再根据宏观物质的总体积，计算出微观粒子个数。

……

【讨论分析】 方法一可以看作是属于模型一的，直接计量；方法二～五可以看作是属于模型二的，引入中间物理量换算。微观粒子的质量和体积都很小，我们无法用肉眼直接看见或计数，因此，我们可以否定方法一。同样的理由，我们也可以排除方法二、方法四。由于不同微粒的体积不一定相同，我们没有1cm3的各种宏观物质中所含微粒的个数的现成数据，方法五不具有普遍性。但我们有现成的表示原子相对质量的相对原子量，只要我们适当确定方法三中构成微粒集体的微粒数目，使得这一微粒集体的质量是可以称量的，也许就能够找到一条具有普遍意义的解决问题的有效途径。

【建立模型】根据方法三，我们把这一微观粒子集体所含微粒数目暂定为个，请同学们自己尝试建立数学模型：

【学生分析讨论】得出模型：

物质所含微粒数=

【提出疑问】模型3中的应该如何确定？

國际上规定：0.012kg 12C所含碳原子数目即为，我们把0.012kg12C中所含碳原子个数称作“阿伏伽德罗常数”，即，大约为6.02？023。

将通过方法三建立的数学模型中的用“阿伏伽德罗常数”代替，并作变形，请同学们自己尝试建立数学模型。

【学生讨论】分析讨论，得出模型：

【讲述、媒体显示】根据这种思想，1971年国际计量大会引入一个新的物理量——“物质的量”。上述比值用一个特定的物理量——物质的量表示，并规定其单位为摩尔（mol），即：

【讲述】物质的量便是我们在建立物质的质量与其所含微粒数时所引入的新的物理量，通过它建立起了宏观物质和微观粒子之间的桥梁。必须指出，“物质的量”是翻译过来的专有名词，是一个整体。不能拆开理解成物质的多少，不能添字也不能减字。

【媒体显示】7个国际单位制的基本单位及其符号。

【讲解】“摩尔”是物质的量的单位。“摩尔”起源于希腊文，原意为“堆量”，一个粒子无法称量，“一堆”大量的粒子当然可以称量。符号是mol。

【讨论】列举生活中类似“摩尔”的例子。

【学生】 纸张：令和张；香烟：盒和根；啤酒：捆和瓶……

【讲解】感受阿伏伽德罗常数

如果把6.02？023个直径为2.5cm的硬币排成一行，可以来回于地球与太阳之间240.8亿次。

如果把 6.02？023 粒米给全球60亿人吃，每人每天吃一斤，要吃14万年，所以物质的量只用来表示原子、分子、离子等微观粒子。

【练习】 略[4]。

1.2 讲授式教学设计案例（略有修改）

教学课题：摩尔（第1课时）

教学目标：

初步理解物质的量的单位——摩尔的意义，了解物质的量、物质的微粒数、物质的质量、摩尔质量之间的关系；

了解提出摩尔这一概念的重要性和必要性，懂得阿伏伽德罗常数的含义；

初步培养学生演绎推理、归纳推理、逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力。

教学过程：

【讲述】通过预习我们知道，原子、分子或离子是按一定的个数比发生化学反应的。单个的这些微粒都非常小，用肉眼看不到，也无法称量。但是，在做实验时总按定量称取或量取反应物。两者要有沟通，就是要在微粒和可称量的物质之间建立联系。日常生活和工业生产中，我们对不同的物质往往选用不同的称量单位。要想在微观的粒子（原子、分子或离子）和宏观可称量的物质之间建立联系，就要建立一种新单位，这就是我们今天开始学习的新知识。

【板书】略。

【投影】7种国际基本单位的名称和符号（表略）。

【讲述】1971年，由71个国家派代表参加的第14届国际计量大会上，正式通过国际单位制的7个基本物理量。物质的量就是其中之一，物质的量的单位是摩尔，符号是mol，简称摩。 物质的量跟长度、质量、时间等一样，是一个物理量名词。它包括4个字，是一个整体，不能分割，也不能简化，更不能按字面意思去理解和解释。

【板书】略。

【要点分析】：

【讲述】：摩尔：表示物质的量的单位；物质的量：国际单位制中7个基本物理量之一；每摩尔物质：指1mol任何物质；阿伏伽德罗常数：指1mol物质中含有的微粒数目；微粒：指分子、原子、离子、质子、电子、中子等微观粒子。

【板书】阿伏伽德罗常数（用表示）。

【讲解】近年来，科学家用12g碳-12来衡量碳原子集合体。碳-12就是指原子核里有6个质子和6个中子的那种碳原子。12 g碳-12中所含的原子数叫阿伏伽德罗常数。阿伏伽德罗常数是实验测定值，近似表示为=6.02？023 ，科学家确定阿伏伽德罗常数个微粒作为一个集合数，确定一个物理量——物质的量。它像一座桥梁，把单个肉眼看不见的微粒跟极大的数量（阿伏伽德罗常数）的微粒集体、可称量的物质之间建立联系。

【举例】阿伏伽德罗常数是一个多大的数值？6.02？023 粒稻谷的质量是多少千克？把它们平均分给12亿人，每人可得多少千克？（据估算，每千克稻谷有4万粒）

【练习】略。

【分析】略。

【板书】1mol物质的质量

1mol任何物质的质量，以克为单位，在数值上等于该物质的原子（分子）的原子量（分子量）。

【分析】1 mol碳-12的质量是12g，大约含有6.02？023 个碳原子。任何一种原子的原子量都是以碳-12的1/12为标准所得的比值，所以氧的原子量是16，1 mol氧原子的质量是16 g，我们既然可以推算1mol任何原子的质量，当然也可以推知1mol任何分子的质量或1mol离子的质量。

【练习】略。

【分析】略[5]。

2 比较分析

笔者基于课堂觀察理论，从知识与技能的学习、过程与方法的学习、情感态度价值观的发展、学生活动与教师活动、教学环节的安排、良好师生关系的培养以及评价的内容和方式等7个方面，分别对以上两个教学设计进行比较分析。

2.1 知识与技能的学习

在科学探究取向的教学设计中，通过组织教与学活动使学生亲身体验知识的形成和科学探究的过程，学生直接获得知识的同时体验了设计可行方案、建立数学模型以及运用知识进行计算的能力。而在讲授式取向的教学设计中，学生获得知识和技能的方式是通过教师设计的宏观反应微观机理之间严密逻辑思维过程的讲授和分析，在有限的时间里获得为什么要引入“物质的量”，什么是“物质的量”，它的单位“摩尔”的含义是什么等。经过这样比较全面和系统的介绍来培养学生演绎推理、归纳推理、逻辑推理和运用化学知识进行计算的能力。可以看出两者各有侧重，科学探究取向培养学生主动思考、切身体验，“脑”与“手”并用，体现了科学哲学价值取向。讲授式取向在知识的系统性和思维的逻辑性上更有优势，对于书面知识、符号态语言这样的间接知识学习更有优势，但是它把“做”科学放在从属于思考的地位而不是个人亲历体验的过程，从培养人的科学素养上来看，探究式取向更胜一筹。

在上述的两个教学目标设计中，科学探究式行为动词主体为学生，可测量，可体验，而讲授式中行为动词主体比较混乱，既有学生又有教师（初步培养），难以测量和体验。

2.2 过程与方法的学习

探究式教学设计让学生亲自参与到科学探究的过程中，通过学生个人活动，让他们亲自体验知识的形成和探究的过程，感受科学探究以及解决实际问题的开放式方法，从学生个人经验出发，在穷尽他们思维的基础上，对所提出的五种方法通过归纳和演绎，否定了1、2、4、5四种方法，选取方法3作为解决问题的切入点。讲授式教学设计通过讲授来让学生体会逻辑推理、归纳推理和演绎推理的过程，将不合理的思维方法隐去，将最合理的思维方法高调呈现，从而培养学生归纳、推理、演绎、总结等逻辑思维的方法。可以看出，讲授式取向的教学设计在促进学生逻辑思维能力方面有着较强的优势，但是它的不足在于只有一种合理的思维，只有学生的思维和教师所提供的这种最佳思维合拍，学习才会发生，但讲授时总有一些学生的思维跟不上教师思维。而科学探究取向的教学设计通过学生个人活动，体验“物质的量”这个知识点（明线）学习中如何用好理性思维方法这条暗线，这个设计的最大看点在于五种方法全部来自学生，在教师引导下，通过批判性思维，否定了四个，肯定了一个，真正体现了理科是跟人讲理的而不是用完美权威压人。这样更有利于学生的全面发展。并且这种目标是通过学生的行为动词而不是讲授式中教师的行为动词来体现，更便于监控和管理。

2.3 情感态度价值观的发展

探究式教学设计通过主题情境的建构来模拟科学家解决实际问题的探究活动，让全体学生的有关这个主题的所有思维开放式暴露出来，人人体验这些方法的优劣。个人独立思维，小组合作讨论，科学探究决定结论的有效性来感受探究未知世界的乐趣，体现了教学的民主和科学决策过程，其科学精神的体验不言而喻。而讲授式教学设计中的学生情感态度价值观的培养是通过教师的讲授间接得来的，通过教师演绎“物质的量”概念形成过程、举个案实证，最后再应用强化，体现了化学美和化学科学推断的魅力，相比之下，科学探究取向的教学设计在培养学生情感态度价值观方面考虑了全体学生，更具优势。

2.4 学生活动与教师活动

对比两个教学设计，前者的学生活动明显多于后者，教师的讲授和板书较后者有明显减少，增加了分组讨论交流、设计方案等学生活动环节。在学生活动期间，教师通过巡视能够给予学生个别化提示和指导，小组活动中提供的多样化学习方式又促进了每个学生的发展。讲授式教学设计中，基本上没有学生活动，教师的思维方式很难和每个学生的学习方式相匹配，因此也就很难保证每个学生都得到了应有的发展。通过比较可以明显感受到探究式取向的教学设计中，学生是课堂活动的主体。这样的设计有利于激发学生学习的主动性和积极性，但在这个过程中，教师的指导显得尤为关键。学生能否理解教学策略，教师何时介入指导活动，介入程度如何，关系到整个教学的效果。这也就是同样的教学方式，由于教师个人素养的高下不同，应用科学探究教学方式，亦会得出不同的教学效果。

2.5 教学环节的安排

科学探究式教学设计了课前准备阶段，有利于学生更快进入教师设计的问题情境中。在教学过程中设置了很多学生分组交流讨论的环节，这样的设计比较费时，要求教师课前做大量的准备工作，并且对教师的课堂调控能力是一个挑战。但这一设计有利于让每个学生都参与探究过程，如果有多媒体辅助提示活动流程与注意事项，则会更有利于调动学生的学习积极性和对科学探究的热情，要把这个教学设计贯彻于教学活动过程之中，对教师的个人素养要求是比较高的。而从讲授式教学设计中可以看出，整个教学环节安排比较紧凑，供学生练习的时间较充足，整体性较强，使学生能够在相对有限的时间内习得更多的书面知识。

2.6 良好师生关系的培养

良好的师生关系对学生的学和教师的教都是有利的，教学活动中师生间的平等对话交流是影响师生关系的重要因素之一。在探究式教学设计中，增加了很多学生活动和师生交流的环节，体现了教师作为学生活动的组织者、合作者、引导者的角色定位，长期坚持有利于良好师生关系的培养。而在讲授式教学设计中，师生互动交流较少，教师成为知识的权威，促使学生对知识的崇拜异化为对教师的崇拜。长期用这种方式教学，显然不利于学生科学素养的形成，不利于良好师生关系的建立。

2.7 评价的内容和方式

评价的内容和方式是影响学生全面发展的重要因素，在探究式教学设计中，学生通过分组交流和讨论，亲身体验了知识的形成过程和科学探究的过程，这些体验过程为设计评价的内容和方式提供了广阔的平台，进而实现了多元化的发展性评价，而这样的多元评价无疑是有利于学生的全面发展的。而在讲授式教学设计中，由于教师是课堂教学的主导，学生的学习成果实际上是通过教师的讲授间接得来的，缺少学生亲身体验的过程，因此在设计评价的内容和方式方面就比较单一，仅限于纸笔测试，这样的评价方式在很大程度上限制了学生的全面发展。

3 结束语

通过以上比较可以看出，对于定义性概念中抽象的化学知识教学，探究式并不比讲授式更好。同样的，对于具体概念下比较简单的以及教学要求比较低的知识，探究式教学的优势也并不明显。探究式教学和讲授式教学之间不存在相互对立或者非此即彼的关系，教师要学会选择，学会取长补短。

教学方式的选择是一个复杂的问题。实践中，探究式取向的教学设计更多地用科学探究的方式来建构学生个人经验性知识。讲授式取向的教学设计更多地用教师的讲授来传承学生个人经验上从未有的积累性知识，如在概念及原理的阐述、推理等逻辑性较强的环节可以增加教师的讲解；如在知识的形成过程、科学事实的建构等方面可以设计科学探究的环节，使二者的优势最大程度的发挥出来，从而更有利于学生的全面发展。另一方面，由探究式教學和讲授式教学演变而来的多种教学方法，如启发式教学、基于问题的探究式教学、合作式探究教学等，也在一定程度上弥补了单纯使用这两种教学方式的缺陷。

总之，有怎样的学生成长观，必然有怎样的教学观和教学方式。古希腊哲学家柏拉图在他的《理想国》中借助苏格拉底和格劳孔的对话来展示一个囚徒喻，最能体现传承真实的个人经验和间接的个人经验的区别，有兴趣者不妨可去一读[6]。

参考文献

[1]钟启泉，等.《基础教育课程改革纲要（试行）》解读[M].上海：华东师范大学出版社，2001：6.

[2]丛立新.讲授法的合理与合法[J].教育研究，2008，（7）：64-72.

[3]皮连生，吴红耘.两种取向的教学论与有效教学研究[J].教育研究，2011，（5）：25-30.

[4]万景民.第一章第3节 化学中常用的物理量—物质的量（第1课时）[EB/OL].（2007-10-01）[2013-01-26].http：//chem.cersp.com/JXZY/JXSJ/GAOZH/200710/4137.html.

[5]刘知新，孙元清.名师授课录中学化学[M].上海：上海教育出版社，1997：232-238.

[6][古希腊]柏拉图.理想国[M].张子菁，译.北京：光明日报出版社.2006：226-235