自主、探究与合作式教学模式在非化学类基础化学实验中应用

赵吉丽 尹荣 邹宪芝 王艳茹

摘 要：“自主、探究与合作”式教学模式是把探究性学习与合作式学习两种先进的教学模式融合到实验教学过程中，创建一种全新的实验教学模式。此教学模式充分利用信息技术和信息资源，使实验教学在培养学生创新精神、现代社会必须的团队协作精神，提高学生的实践能力、独立获取知识的能力、创新能力和决策能力上发挥更大的作用。

关键词：自主 探究与合作式教学模式 基础化学实验教学 学习方法

中图分类号：G623 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2013）02（c）-0-02

探索“自主学习、合作学习、探究学习”等学习方式是邓小平同志关于教育要“三个面向”的指示，指出新时期教育的发展方向，也反映了对人才的要求。国内课程与教学专家[1-4]也针对自主、合作和探究学习展开了细致的研究，先后出版了关于合作学习、自主学习和探究学习的研究专著。那么自主学习、合作学习、探究学习是三种学习方式，还是一种学习方式，其顺序又是如何呢？该文所提到的自主、探究与合作式教学模式与传统提法在顺序有所差别，该文的提法是拟把探究性学习与合作式学习两种先进的教学模式融合到实验教学过程中，创建一种全新的实验教学模式—自主、探究与合作式实验教学模式。本课题旨在继续推进教学改革，改革传统的实验教学模式，创建新的实验教学模式，充分利用信息技术和信息资源，使实验教学在培养学生创新精神、现代社会必须的团队协作精神，提高学生的实践能力、独立获取知识的能力、创新能力和决策能力上发挥更大的作用。

1 “自主、探究与合作”式教学模式的思想原理

教学中的实验是真实科学实验的“微缩”，其探究过程跟真实科学实验是相同的，都需要经历“提出实验目的、结合理论科学提出假想、设计实验方案、实验仪器设备及材料的准备、实验的实施阶段、得出实验结论”等基本过程。该文提出的这种教学模式把实验项目作为探究性学习的问题，将实验教学过程与方法有机整合，依靠合作学习小组，在教师引导下自行探求实验方案，经教师审查可行后各自独立实验，实验后合作学习小组在教师的引导下分析、解释实验现象和结果，最后独自撰写实验报告。整个过程中主要活动是学生自行探究，策略是合作学习。这种教学模式提倡多种实验方案，力求实验得到精确的结果，但更加注重实验结果的解释和展望。

2 “自主、探究与合作”式教学模式的基本特征

“自主、探究与合作”式教学模式是教师的教学活动和学生学习过程的有机统一。探究性学习是教学活动，不是科学研究真实过程的重现，不能没时限的让学生漫无边际的摸索；而应当在教师的引导下简约过程。而学生在教师的引导下应该对实验过程有直观的流程图，在这个流程图中应该以“提出所要解决的问题”作为该教学模式的起点，也就是实验教学过程的起点，并以此问题作为实验教学的核心，学生则通过对问题的分析，交流等方式，以致最终解决问题。这种教学模式不仅让学生掌握了化学知识，更主要是培养了学生的科学创新与实践的能力。在整个教学模式中教师的作用就是判断学生的思维困惑，然后针对其困惑给与一定的帮助和支持。学生在整个过程都是“主角”，都以自己最积极的态度去探究实验问题、提出科学的假想、设计实验方案、准备实验用品、实施实验（观察实验想象，分析实验数据）、最终得出实验结果。在学习的过程中同学之间必定存在合作探究和交流，而这个过程每个人都是平等的，这个平等的关系必定会营造出和谐的学习气氛，在学生阶段就发挥其最坚实的团队精神。在教学中学生体验的是科学研究过程，应用的是科学研究方法，探求实验方案、解释实验现象和实验结果都使学生始终处于创造性思维状态，逐渐增强他们的创造意识，增长创造能力。

3 “自主、探究与合作”式教学模式在基础化学实验教学中的尝试与应用

基础化学实验室主要为各高等院校医药、农林、环境、食品等专业的本专科生提供无机化学、基础化学、医用化学、有机化学、无机及分析化学、分析化学、仪器分析、卫生化学、物理化学等主干必修课程的实验课教学。在这样重要的实验课中应用“自主、探究与合作”式教学模式是十分必要的。以下是几个小例子。实验教师设计了“苯甲酸含量的测定”“苯甲酸的提纯”“熔点的测定”和“奈燃烧热的测定”几个实验项目，让学生做系统探究实验方案，让学生组成小组合作讨论学习，如何才能使几个看似独立的实验有机的结合起来，怎么实验才能使结果更有意义。几经讨论，学生得出这样的结论：首先学生发现实验需要同一种物质“苯甲酸”；然后进一步研究表明“苯甲酸含量的测定”“苯甲酸的提纯”需要的纯度要低一些的；“燃烧热的测定”需要的纯度要达到“分析纯”以上的；“熔点的测定”可以随时确定出“苯甲酸的纯度”。学生得出实验方案：首先选择纯度较低的“苯甲酸”为原料，先进行“苯甲酸含量的测定”，根据测定结果进行“苯甲酸的提纯”，然后进行“熔点的测定”，在确定纯度级别后，最后进行“奈燃烧热的测定”。这是一个最简单的例子，在传统的教学过程中，教师会根据教学大纲，做完几个已经进行得十分成熟化学实验，使学生掌握几个简单操作技能，完成教学任务。而在基础化学实验中应用“自主、探究与合作”式教学模式，我们可以得出这样的结论，学生在问题探究过程中经历了独立到统一、简单到复杂的思考过程，经历团队合作等学习过程，使自己现有的知识进行系统化去解决一些问题，比简单的“积累”更有其实际意义，这样不仅增强了学生浓厚的学习兴趣，使学生在打基础阶段就体验科学研究的魅力，更为将来自己做“大学生创新实验”“科学研究”等方面打下坚实的基础。

4 “自主、探究与合作”式教学模式实施的有力保障

为了是这种“自主、探究与合作”式教学模式更好地发挥其作用，更大的调动学生的积极性，我们团队先后研发了“基础化学实验电子教材”、“基础化学网络课程”、“化学与生物实验中心资源数字化管理系统”、“化学与生物实验教学中心信息化教学与管理平台”，这几个研发成果都荣获了省教育技术成果奖。“基础化学实验电子教材”、“基础化学网络课程”这两项研发成果提供了课程简介、项目简介、预备知识、电子课件、教学录像、模拟实验和综合测试七个方面的资源。优质教学资源可为教师教学提供教学课件、教学参考资料，为学生预习、学习、自测、拓展提供丰富的资源，学习内容可以自由选取，学习是通过学生自主活动实现的，学生可以灵活控制学习时间和进程速度，适应异地和远程教学。“化学与生物实验中心资源数字化管理系统”为学生详细介绍了其实验所需要的的仪器设备及实验玻璃仪器和化学药品情况，保证了学生在实验的设计过程得以顺利进行。“化学与生物实验教学中心信息化教学与管理平台” 提供了中心概况、管理规章制度、仪器设备、网上选课、开放实验室、师生论坛和友情链接几个栏目，通过这个平台，根据自己的需求选择实验项目，在开放实验室开放时间里自行选择实验项目。特别是师生论坛和友情链接，增强了可用于教师与教师、学生与教师、学生与学生之间沟通交流，如网上答疑、网上提交实验报告等等，拓展学习的空间和时间。有利于提高教师和学生的理论水品、业务素质，增进师生感情，构建和谐的教学、学习环境，提高教学质量；方便教师和学生了解国内高校的发展动态。项目团队先后编写了《大学基础化学实验》、《基础化学实验》和《大学化学实验教程》等高质量教材，这3本教材均已经获得省级优秀教材奖。

这几项研发成果和高水平的实验教材为“自主、探究与合作”式教学模式实施的提供了有力保障。

总之，在“苯甲酸”此类的实验教学过程和实验效果可以看出“自主、探究与合作”式教学模式在整个教学过程中学生处在中心地位，改变了原来被动接受为现在主动学习；在教学中学生体验的是科学研究过程，应用的是科学研究方法，探求实验方案、解释实验现象和实验结果都使学生始终处于创造性思维状态，逐渐增强他们的创造意识，增长创造能力；合作学习策略的运用、功能的发挥，亲身体会，将使学生树立团队合作观念，强化他们的协作意识，这是现代人不可缺少的素养；探究学习任务、合作学习机制都驱动着学生通过多种途径学习，获取解决问题的有利信息，提出解决问题的构想，培养他们自主学习的习惯和

能力。

这些效应的总和并经多次重复逐次强化，必将有力地培养学生创新的精神，在如此扎实的实践锻炼中，学生的实践能力自然得到真实地提高。

致谢：本篇文章得到了北华大学校级重点教学研究立项项目“自主、探究与合作式实验教学模式的研究与实践”（201019）的资助。

参考文献

[1] 张伟，陶·哈斯巴报.对构建“自主、合作、探究”型实验教学模式的思考[J].内蒙古师范大学学报：教育科学版，2003（6）.

[2] 王志丹.实验教学：从封闭走向开放—“自主、合作、探究”型实验教学模式在高中化学教学中的应用[J].内蒙古师范大学学报：教育科学版，2007（8）.

[3] 余文森.论自主、合作、探究学习方式[M].上海：华东师范大学出版社，2005.

[4] 禹旭红.自主、合作、探究学习新论[J].天津师范大学学报（基础教育版），2009（1）.