探究教学法应用于原电池的行动研究

崔雪芹

摘要：以行动研究法开发原电池探究教学课例，借此探索解决探究教学法耗时过多问题的途径，以促使该方法在高中化学课堂的深入应用。

关键词：原电池；探究教学法；行动研究；探究性程度

文章编号：1008-0546（2014）09-0008-04 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2014.09.003

一、问题的提出

高中化学课程改革倡导实施探究教学。但是，长期以来由于学生参与度较高的探究教学相较于传统教学法往往更加耗时，这使得探究教学在中学的深入应用受到困扰。

由于2010年全国高中化学优质课观摩评比暨教学改革研讨会现场课评比活动，本人的参赛课题是人教版选修4第四章第一节原电池，因此，以原电池探究教学课例开发为例，探索解决探究教学耗时过多问题的途径。

二、研究方法

首先以文献法分析已有关于原电池教学课例的特点及不足，之后以行动研究法开发原电池探究教学课例。

三、研究过程

1.已有原电池教学课例的特点及不足

以“原电池”为篇名关键词对中国知网的期刊文献进行搜索，从中选取有关原电池教学设计的文献，逐篇分析后发现，由于新课程改革还处于试点阶段（2010年前），还没有专门针对选修四课本原电池教学内容的教学设计。

故而，以“原电池教学设计”为关键词在百度进行搜索，选取针对选修4（必修2课本也有相同教学内容）教学内容及有明确作者（以便对浩如烟海的文献去芜存菁）的文献进行研究，发现已有关于原电池的教学课例有以下两个特点：

其一，采用探究教学法的案例很多，但课堂探究性较低。考察上述教学设计，在提出假设、验证假设的方案设计阶段，学生的主体参与度很低，多数情况为教师提出假设、方案，学生动手验证。反映出目前实施的探究教学，学生在动脑阶段的主体参与度比动手阶段的参与度低，以“做中学”、学生动手为探究教学本质特征的误解普遍存在。

其二，双液原电池的优点及盐桥的作用阐释不足。必修2学生已学习单液原电池，在此基础上选修4介绍双液原电池的原因，在大多数教学设计中没有得到体现。绝大多数教学设计名为探究盐桥的作用，实际采用的都是教师提供盐桥，学生连通双液原电池的做法，辅助学生理解盐桥离子通道、离子库作用的支架不足。

2. 原电池探究教学课例开发的行动研究

针对已有原电池教学课例的上述两个特点，采用勒温修正后的螺旋循环行动研究模式（如图1所示），开发原电池探究教学课例。

（1）第1循环

计划：在研究的第一轮，拟定从对比单液、双液原电池的优缺点入手切入新课教学，以突出双液原电池的特点及优点，使学生理解进一步学习双液原电池的必要性。同时，设计Pella 第5级[1]探究实验，突破盐桥作用这一教学难点。

行动：教学流程设计如下。

主要教学环节为：

观察：由于学生的动手实验能力较差，在两次组装原电池的环节，耗费大量时间。且由于探究连通双液的方法设计为Pella 第5级探究，教师提供的支撑不足，学生无从下手，同样耗费较多时间，而学生依然没有入手点。

校内专家观察意见为：新课切入点很好，但应该解决学生动手能力差，导致教学耗时过多的问题。盐桥作用的探究立意较好，但不符合学生实际，应降低难点。

反思：最早蕴涵探究思想的教学模式是杜威的“问题五步教学”，且探究教学在开展之初多模拟科学探究的基本程序（并误认为科学探究有固定基本程序）[2]，致使以课堂是否具备完整的探究步骤或学生是否动手“做中学”为探究教学本质特征的误解普遍存在。事实上探究不因学生动手而发生，它的发生源于教师及学生头脑、心智的运转[3]。

而两次动手组装原电池的过程，学生耗费时间仅由于动手技能不熟，而这与此活动的设计初衷——组装原电池以观察单液原电池的缺点，及在思考克服该缺点的过程中引出、并组装双液原电池，以体会其结构特点——的关系并不紧密。

因而，拟采用实验仪器半组装化的方法来解决学生动手能力欠缺导致的耗时过多问题。即利用原电池反应器（见图2），教师在实验准备阶段，将导线与电极、电流表事先连好，学生只需向反应器内注入电解质溶液，观察实验现象即可。同理，为双液原电池组装阶段准备的电极也事先与导线连好。学生的主要精力将不耗费在与实验目的不相关的无关操作上，以节约教学时间。

同时基于学生的实际能力状况，改连通双液方法的Pella 第5级实验探究为Pella 第4级实验探究，教师在制定实验计划阶段以言语启发的方式提供支架。

（2）第2循环

计划：在保证课堂探究性的基础上，按时完成教学任务。

行动：教学流程基本不变，教学主要环节修正处如下：

观察：学生组装原电池环节比较顺利且耗时不多，达到了设计目的。而探究连通双液的方法阶段，耗时仍然较多。

省、市内专家观察意见为：课堂整体探究性不高，学生主体参与度不够。尤其盐桥作用的探究环节，教师言语引导过多而效果不佳，耗时太多有喧宾夺主之嫌。且最后电极反应式书写、练习环节与整体脱节。课本第72页原有【科学探究】活动未得到体现。

反思：整堂课虽然不比传统教学法耗时更多，但是教师过度言语引导的结果，即是以牺牲学生的主体参与度为代价的，这就丧失了探究教学的灵魂。

反观课本第72页【科学探究】活动：用不同的金属片设计、制作原电池并进行实验。提示：可以使用的器材包括两片不同的金属片，砂纸，滤纸，食盐水，导线，灵敏电流表。

若放手由学生完成该探究实验，学生必定会组装出原电池装置。这必将与学生的已有认知产生极大的冲突，而这恰是探究欲望的生长点及探究活动的极佳起点。

因此对教学流程作出如下改动：以实物启发代替言语引导辅助学生完成连通双液方法的实验探究，以提供更有效的支撑。

在小结双液原电池特点后加入课本探究活动，以学生组装出的原电池为例，介绍原电池电极反应式的书写方法，使整堂课融为有机的整体。

（3）第3循环

计划：进一步提升课堂的探究性及连贯性，同时按时完成教学任务。

行动：教学流程变更如下：

教学主要环节修正见右上表。

观察：连通双液方法的实验探究阶段的实物启发非常有效，教学难点得以顺利突破，且未耗时过多。学生在完成活动3时热情高涨，兴趣盎然，充分体验了探究的乐趣。拓展思维的空气动力电池航标灯的介绍，引发了学生的深入思考。整堂课学生参与度很高而并未耗时过多。

全国高中化学优质课观摩评比暨教学改革研讨会现场课听众反馈意见有：教师引导，学生主导体现得非常到位、学生主动参与，热情高涨、很能体现新课程的理念。

国内专家（四川省教育科学研究所办公室主任尹团结）对本节课评价的主要内容：好的方面：

（1） 基本达成了知识技能目标、过程方法目标、情感态度价值观目标

通过本节课的学习，学生能够理解单液原电池和双液原电池的差别；通过探究，学生发现了单液原电池的不足，通过寻求改进，发现了双液原电池需要盐桥来形成闭合回路。较为完整的体验了双液原电池的发现过程和简单应用，体验了技术的创新对社会的重要价值。

（2） 以问题为核心，以活动为主线，组织学生进行实验探究。从发现单液原电池电流不稳定——分析原因——寻找办法——实验——总结反思——改进——实验——直至得出结论，学生主动参与，亲身感受知识产生、发展、运用的过程，较好地体现了自主、合作、探究学习要求。

（3） 实验功能得到较好的发挥。通过探究性实验，启迪思维，引发探究，激发讨论等功能得到很好的体现，对于提高学生的探究能力和思维能力起到了重要作用。

（4） 学生的兴趣和学习积极性得到较好的激发和保持。老师用亲切的身体语言，具有启发性的问题，丰富多彩的活动，及时的鼓励，较好地调动了学生学习化学的热情，整节课学生参与度高，学习积极主动，感受到了学习的愉悦。

不足之处：

（1） 本节课安排的内容过多，容量过大，金属腐蚀类原电池反应及其探究安排时间较少，不够深入。建议安排专门的时间，探究金属腐蚀类原电池的工作原理。

（2）盐桥的作用是本节课的重点之一，但本节课没有系统地总结单液原电池的工作原理，没有系统地总结双液原电池的工作原理，不利于突出原电池的重点内容。

（3）老师引导学生观察、思维的情况较多，没有给学生足够的观察思考的空间。

反思：由专家及观众老师的反馈意见可以看出，开发一节以探究教学法进行的，将双液原电池的优点及盐桥的作用阐释清楚的原电池教学课例的研究目的已经达到。参考专家的建议，本节课还有值得改进之处。

四、研究结论及体会

在不以牺牲课堂探究性为代价的基础上，综合采取多种措施使探究教学不比传统教学法更为耗时是可以实现的。

课例即课题，对教学重点或难点进行课例研发，是促使探究教学在中学的深入应用的有效途径。需要注意的是，研究成型的课例，在后续使用过程仍需依据学情作出调整。

由于课例开发工作的难度及强度都较大，个人从事研究的过程还应争取备课组、科组甚至市内、省内专家的帮助和支持。课例开发的行动研究，是一项自己栽树自己乘凉的活动，且有利于教师自身的专业发展，值得一线老师从事。

参考文献

[1] 马勇军.国内外“科学探究活动”教材设计研究的比较与启示[J]. 环球市场信息导报，2011，（7）：26-29

[2] 徐学福.科学探究与探究教学[J]. 课程·教材·教法，2002，（12）：20-23

[3] William P B，Michael L，Anton E L. Classroom management for successful student inquiry [J].The Clearing House，2002，（5）：248-252

因此对教学流程作出如下改动：以实物启发代替言语引导辅助学生完成连通双液方法的实验探究，以提供更有效的支撑。

在小结双液原电池特点后加入课本探究活动，以学生组装出的原电池为例，介绍原电池电极反应式的书写方法，使整堂课融为有机的整体。

（3）第3循环

计划：进一步提升课堂的探究性及连贯性，同时按时完成教学任务。

行动：教学流程变更如下：

教学主要环节修正见右上表。

观察：连通双液方法的实验探究阶段的实物启发非常有效，教学难点得以顺利突破，且未耗时过多。学生在完成活动3时热情高涨，兴趣盎然，充分体验了探究的乐趣。拓展思维的空气动力电池航标灯的介绍，引发了学生的深入思考。整堂课学生参与度很高而并未耗时过多。

全国高中化学优质课观摩评比暨教学改革研讨会现场课听众反馈意见有：教师引导，学生主导体现得非常到位、学生主动参与，热情高涨、很能体现新课程的理念。

国内专家（四川省教育科学研究所办公室主任尹团结）对本节课评价的主要内容：好的方面：

（1） 基本达成了知识技能目标、过程方法目标、情感态度价值观目标

通过本节课的学习，学生能够理解单液原电池和双液原电池的差别；通过探究，学生发现了单液原电池的不足，通过寻求改进，发现了双液原电池需要盐桥来形成闭合回路。较为完整的体验了双液原电池的发现过程和简单应用，体验了技术的创新对社会的重要价值。

（2） 以问题为核心，以活动为主线，组织学生进行实验探究。从发现单液原电池电流不稳定——分析原因——寻找办法——实验——总结反思——改进——实验——直至得出结论，学生主动参与，亲身感受知识产生、发展、运用的过程，较好地体现了自主、合作、探究学习要求。

（3） 实验功能得到较好的发挥。通过探究性实验，启迪思维，引发探究，激发讨论等功能得到很好的体现，对于提高学生的探究能力和思维能力起到了重要作用。

（4） 学生的兴趣和学习积极性得到较好的激发和保持。老师用亲切的身体语言，具有启发性的问题，丰富多彩的活动，及时的鼓励，较好地调动了学生学习化学的热情，整节课学生参与度高，学习积极主动，感受到了学习的愉悦。

不足之处：

（1） 本节课安排的内容过多，容量过大，金属腐蚀类原电池反应及其探究安排时间较少，不够深入。建议安排专门的时间，探究金属腐蚀类原电池的工作原理。

（2）盐桥的作用是本节课的重点之一，但本节课没有系统地总结单液原电池的工作原理，没有系统地总结双液原电池的工作原理，不利于突出原电池的重点内容。

（3）老师引导学生观察、思维的情况较多，没有给学生足够的观察思考的空间。

反思：由专家及观众老师的反馈意见可以看出，开发一节以探究教学法进行的，将双液原电池的优点及盐桥的作用阐释清楚的原电池教学课例的研究目的已经达到。参考专家的建议，本节课还有值得改进之处。

四、研究结论及体会

在不以牺牲课堂探究性为代价的基础上，综合采取多种措施使探究教学不比传统教学法更为耗时是可以实现的。

课例即课题，对教学重点或难点进行课例研发，是促使探究教学在中学的深入应用的有效途径。需要注意的是，研究成型的课例，在后续使用过程仍需依据学情作出调整。

由于课例开发工作的难度及强度都较大，个人从事研究的过程还应争取备课组、科组甚至市内、省内专家的帮助和支持。课例开发的行动研究，是一项自己栽树自己乘凉的活动，且有利于教师自身的专业发展，值得一线老师从事。

参考文献

[1] 马勇军.国内外“科学探究活动”教材设计研究的比较与启示[J]. 环球市场信息导报，2011，（7）：26-29

[2] 徐学福.科学探究与探究教学[J]. 课程·教材·教法，2002，（12）：20-23

[3] William P B，Michael L，Anton E L. Classroom management for successful student inquiry [J].The Clearing House，2002，（5）：248-252

因此对教学流程作出如下改动：以实物启发代替言语引导辅助学生完成连通双液方法的实验探究，以提供更有效的支撑。

在小结双液原电池特点后加入课本探究活动，以学生组装出的原电池为例，介绍原电池电极反应式的书写方法，使整堂课融为有机的整体。

（3）第3循环

计划：进一步提升课堂的探究性及连贯性，同时按时完成教学任务。

行动：教学流程变更如下：

教学主要环节修正见右上表。

观察：连通双液方法的实验探究阶段的实物启发非常有效，教学难点得以顺利突破，且未耗时过多。学生在完成活动3时热情高涨，兴趣盎然，充分体验了探究的乐趣。拓展思维的空气动力电池航标灯的介绍，引发了学生的深入思考。整堂课学生参与度很高而并未耗时过多。

全国高中化学优质课观摩评比暨教学改革研讨会现场课听众反馈意见有：教师引导，学生主导体现得非常到位、学生主动参与，热情高涨、很能体现新课程的理念。

国内专家（四川省教育科学研究所办公室主任尹团结）对本节课评价的主要内容：好的方面：

（1） 基本达成了知识技能目标、过程方法目标、情感态度价值观目标

通过本节课的学习，学生能够理解单液原电池和双液原电池的差别；通过探究，学生发现了单液原电池的不足，通过寻求改进，发现了双液原电池需要盐桥来形成闭合回路。较为完整的体验了双液原电池的发现过程和简单应用，体验了技术的创新对社会的重要价值。

（2） 以问题为核心，以活动为主线，组织学生进行实验探究。从发现单液原电池电流不稳定——分析原因——寻找办法——实验——总结反思——改进——实验——直至得出结论，学生主动参与，亲身感受知识产生、发展、运用的过程，较好地体现了自主、合作、探究学习要求。

（3） 实验功能得到较好的发挥。通过探究性实验，启迪思维，引发探究，激发讨论等功能得到很好的体现，对于提高学生的探究能力和思维能力起到了重要作用。

（4） 学生的兴趣和学习积极性得到较好的激发和保持。老师用亲切的身体语言，具有启发性的问题，丰富多彩的活动，及时的鼓励，较好地调动了学生学习化学的热情，整节课学生参与度高，学习积极主动，感受到了学习的愉悦。

不足之处：

（1） 本节课安排的内容过多，容量过大，金属腐蚀类原电池反应及其探究安排时间较少，不够深入。建议安排专门的时间，探究金属腐蚀类原电池的工作原理。

（2）盐桥的作用是本节课的重点之一，但本节课没有系统地总结单液原电池的工作原理，没有系统地总结双液原电池的工作原理，不利于突出原电池的重点内容。

（3）老师引导学生观察、思维的情况较多，没有给学生足够的观察思考的空间。

反思：由专家及观众老师的反馈意见可以看出，开发一节以探究教学法进行的，将双液原电池的优点及盐桥的作用阐释清楚的原电池教学课例的研究目的已经达到。参考专家的建议，本节课还有值得改进之处。

四、研究结论及体会

在不以牺牲课堂探究性为代价的基础上，综合采取多种措施使探究教学不比传统教学法更为耗时是可以实现的。

课例即课题，对教学重点或难点进行课例研发，是促使探究教学在中学的深入应用的有效途径。需要注意的是，研究成型的课例，在后续使用过程仍需依据学情作出调整。

由于课例开发工作的难度及强度都较大，个人从事研究的过程还应争取备课组、科组甚至市内、省内专家的帮助和支持。课例开发的行动研究，是一项自己栽树自己乘凉的活动，且有利于教师自身的专业发展，值得一线老师从事。

参考文献

[1] 马勇军.国内外“科学探究活动”教材设计研究的比较与启示[J]. 环球市场信息导报，2011，（7）：26-29

[2] 徐学福.科学探究与探究教学[J]. 课程·教材·教法，2002，（12）：20-23

[3] William P B，Michael L，Anton E L. Classroom management for successful student inquiry [J].The Clearing House，2002，（5）：248-252