指导发现法在高中化学教学中的践行与反思

陈天云

摘要：指导发现法是融合了发现学习和讲授学习的优化了的教学方法，在高中化学教学中以铝的氧化物与氢氧化物教学设计为例探索其一般实践路径，并从高效践行的角度对实施策略进行反思。

关键词：指导发现法；践行路径；策略反思

文章编号：1008-0546（2016）06-0086-03 中图分类号：G633.8 文献标识码：B

doi：10.3969/j.issn.1008-0546.2016.06.030

指导发现法是将布鲁纳所提的发现学习与我国传统的直接指导（即讲授学习）有机融合所形成的一种教学方法，“指导”是指教师在尊重学生“自主发现”前提下的点拨、监督和引导，“发现”是指学生发现、提出、分析和解决问题而发挥其主体作用的过程。基于指导发现法理念下的教学成为优化了的学生自主发现之旅，它既克服了单纯发现[1]学习效率相对低下的问题，又避免了直接指导下学生表现出过度依赖教师而导致独立性缺失的不足，所以将发现学习和直接指导相整合是一种切实有效的教学途径。笔者主要致力于指导发现法在高中化学教学中的践行策略的探索，提出该教学法的一般实践路径：情境激发——问题引领——指导发现——合作互动——总结提升。下面，以苏教版必修1专题三第一单元中“铝的氧化物与氢氧化物”[2]的教学设计为例具体阐述。

一、设计理念与践行路径

本设计以“指导发现法”为教学理念，以落实科学素养提升为要旨，以生活化情境的创设、系统性的问题引领、实验为主的探究性活动指导学生开展自主发现之旅，在过程中通过小组合作和互动交流凸显学生的主体地位，同时注重认知体系的建构，重视研究方法的指导、思维能力的培养和学科观念的渗透。具体践行路径如图1：

二、教学过程

[情境]PPT展示：药品胃舒平使用说明书、阻燃填充剂（氢氧化铝）、机械轴承及耐火材料（氧化铝）、红（蓝）宝石。根据图片和已有知识，大家交流一下对Al（OH）3、Al2O3的认识？

设计意图：通过创设情境使学生认识两种化合物在医疗、材料、生活等方面的用途，感受化学的实用价值，激发学习兴趣；引导学生初步认识Al（OH）3表现碱性和受热分解的性质。

[过渡]Al（OH）3还有什么其它重要的性质吗？

[问题1]为了全面认识Al（OH）3，必须要研究实验室如何制得Al（OH）3（白色胶状沉淀）？

[探究活动] 提供如下试剂：2mol·L-1氯化铝溶液、6mol·L-1氨水、6mol·L-1氢氧化钠溶液，有哪些方法可以制备Al（OH）3？学生分组讨论，设计方案，完成实验。

[汇报]向氯化铝溶液中逐滴滴加氨水有白色胶状沉淀产生；若向氯化铝溶液中滴加氢氧化钠溶液开始也有沉淀，但滴加过量氢氧化钠溶液，沉淀会消失。

[生生讨论]观点交流，分析过程，解释现象。未观察到相应现象的小组可进行实验重现。

[师生互动]教师引导学生从复分解反应和微粒观的角度理解上述过程中发生反应的实质，重点从组成、类别等方面介绍NaAlO2（一种新的盐），突破难点，进而让学生写出相关离子方程式，同时得出Al（OH）3能溶于强碱不能溶于弱碱（表现一定的弱酸性）的结论。

[追问]通过对比实验和分析，你们认为哪种制备方法更好？为什么？（揭示实验中定量控制的重要性）

[设疑]利用氯化铝溶液与氨水制备Al（OH）3符合“盐+碱→新盐+新碱”的转化规律，那么，利用偏铝酸钠溶液能否通过类似转化来制备Al（OH）3呢？

[学生实验]在上述实验所得偏铝酸钠溶液中逐滴滴加稀盐酸，观察现象。

[生生讨论]实验中先有沉淀产生后消失，沉淀即Al（OH）3；同时，根据课始提及的胃舒平的药理不难判断，沉淀消失是由于Al（OH）3溶于过量盐酸，写出其方程式。

[追问]用偏铝酸钠溶液来制备Al（OH）3有更好的办法吗？

[交流] 学生回忆提取铝的工艺流程中涉及的偏铝酸钠溶液中通CO2的反应，符合“盐+酸→新盐+新酸”的转化规律。同时得出Al（OH）3能溶于强酸不能溶于弱酸（表现一定的弱碱性）的结论。

[小结]归纳实验室制备Al（OH）3的合适方法，同时，通过Al（OH）3与强酸、强碱的反应，自然引出两性氢氧化物的概念，并与一般金属氢氧化物（如NaOH、Mg（OH）2等）性质对比，完善物质分类观。

设计意图：引导学生在探索Al（OH）3制备方法的过程中自主发现其两性，在性质基础上更深入理解制法，教学过程成为制备和性质相互融合的“发现之旅”，体现生成性；完善分类观、转化观、实验观等学科观念；通过实验探究、性质对比等途径体会物质研究的方法，利用试剂的强弱选择和定量控制等提升实验能力。

[问题2]生活中不能用强酸性或强碱性的洗涤剂来洗涤铝制品，试探究原因。

[猜想]联想Al（OH）3的两性，学生不难提出猜想：Al2O3同样具有两性。

[生生讨论]为证实猜想，分组讨论，设计可行的实验方案。

[探究活动]小组合作，将打磨过和未处理的铝条分别与稀盐酸、氢氧化钠溶液反应（在表面皿中进行），观察现象。学生完成Al2O3与盐酸、氢氧化钠反应的方程式。

[小结]自然得到两性氧化物的概念，与酸性氧化物、碱性氧化物作对比分析；强调对比实验的思维严密性。

设计意图：类比Al（OH）3两性，设计打磨前后铝条与酸碱反应的对比实验，证实猜想，得到两性氧化物的概念，体验两性物质的特点和共性；通过对比分析，进一步完善物质分类观和转化观；提高逻辑推理的思维能力，体现指导发现、自主建构的过程

[问题3]分析下列事例，感悟化学与生活的关系？

（1）阅读课本P66资料卡，了解明矾的净水作用，而含铁净水剂正逐步取而代之？

（2）明矾可作为油条制作的疏松剂，而目前人们提倡“无铝油条”？

（3）人们熬制中药时不会选用铝锅？

设计意图：呼应课始所创设的情境，进一步认识化学与日常生活紧密联系的同时意识到其应用的局限甚至危害，激发学生对化学与生活的关系作更深层次的思考；学会从化学视角观察物质世界，用辩证思维理性分析客观事实，培养正确价值观，切实提升科学素养。

[总结提升]引导学生从习得知识、探究方法（实验、思维）、观念建构（分类观、转化观、实验观、价值观）、小组合作、意外过程等方面谈谈本节课的收获，并画出Al2O3（两性氧化物）、Al（OH）3（两性氢氧化物）、AlCl3和NaAlO2（两种盐）之间的转化关系。

设计意图：在归纳总结中建构系统化的知识网络，在方法和观念提炼中助推有序化的思维培养、在内化反思中实现学习力的切实增强。

三、践行策略反思

相比于传统讲授学习，指导发现法突出了学生的主体地位，激发了学习热情，提高了学生的学习参与度，达成了深度的学习体验。学生在自主发现的过程中，内化并建构了新的认知，问题解决的能力得到提升，科学素养的培养真正落到了实处。如何更加高效地践行指导发现法，笔者还有以下几个方面的体会：

1. 把握好问题引领的关键

在实践中，一般通过情境创设，引导学生发现和提出问题，进而围绕问题解决展开发现学习之过程，所以，问题引领是谋篇布局的关键。首先，问题引领要注重系统性、逻辑性，从而有利于学生认知建构的有序性。其次，问题引领要注重导向性[3]，所有子问题均要围绕所讨论的核心问题多角度展开，从而凸显教学重点和主线，也有利于学生的深度思维。如，在实验探究过程中，教师要适度引导学生通过对比实验、定量控制、试剂不同滴加顺序等多种途径深入探究，突破难点。再次，要注重对问题难易度的把握。若知识内容理解困难，问题解决难度过大，势必会打击学生的“发现”热情。相反，学生如果觉得问题设置过于容易，学习驱动力就会减弱甚至全无。所以问题的难易度把握直接影响学生“发现”的效益。在本节课中，主要通过探究活动和问题解决的过程引导学生发现铝的化合物的性质，没有必要提出当前学生理解较困难的氢氧化铝的酸式和碱式电离理论。同样，目前也不必纠结氢氧化铝与其它弱酸、弱碱的酸碱性比较，只需理解氢氧化铝表现出弱酸性和弱碱性，属于两性物质即可。

2. 处理好预设与生成的关系

有效的指导依托于教师作好充分的预设，而发现学习的过程也是学生自主生成的过程，所以，“指导发现法”的顺利实施特别要处理好预设和生成的关系。预设和生成既对立又统一，作为矛盾的统一体，没有精心的预设就不会有精彩的生成，同时某些生成也完全可能在预设之外。如在Al（OH）3制法的探究过程中，两性的生成水到渠成，再由Al （OH）3的两性猜测的Al2O3两性进而类比探究也顺理成章，这些都是预设条件下的生成。当然，实验过程中也出现了预设之外的生成，譬如，学生在之前实验所得偏铝酸钠溶液中滴加盐酸时，开始却没有产生预想中的沉淀（之前操作中滴加过量氢氧化钠所致）。还有，AlCl3溶液与氢氧化钠反应时，由于滴加顺序的问题，某些小组没有观察到先有沉淀后消失的现象。这些问题均可以作为教学资源加以利用，一方面通过引导学生分析溶液中的微粒种类、含量对比反应过程的差异，另一方面允许学生进行实验重现。如果有些生成的问题一时无法解决，也不应当刻意回避，可以留作课后研究性学习的微课题。

3. 发挥好合作学习的效用

在围绕核心问题引导学生自主探索发现的过程中融合共同参与、交流、互促共赢的小组活动形式，形成实质性的合作学习，一方面，可以活跃集体共同学习的课堂氛围，调动教学系统中的一切积极因素，促成学习者更加积极地投入探索发现过程；另一方面，在合作性互动中，生生间思想和观点相互碰撞，迸发出问题解决的智慧，知识得到内化和自主建构，同时习得的知识和技能又能应用于新的合作互动之中[4]。

4. 注重知识内化并达成新的认知体系建构

“指导发现法”教学要注重学生自主发现的过程，通过生活化情境的创设、形式多样的探究活动、紧密联系实际的问题解决等不同途径来丰富过程，在过程中实现知识习得和内化。另外，要引导学生在归纳提炼、总结反思中自主建构新的认知体系，包括知识内容、思维方法、研究途径、学科观念等，这是能力和素养提高的关键。

参考文献

[1] Zhe Chen，叶嘉雯，莫雷，温红博，王瑞明.发现学习及其促进[J].心理发展与教育，2008，（1）：119-121

[2] 王祖浩主编.化学1（必修）（第5版）[M].南京：江苏教育出版社，2012：65-66

[3] 朱雪兵.“指导发现，主体参与”的教学模式在中学化学教学中的探索与思考[J].科学教育，2011，（6）：48-49

[4] 李志厚主编.变革课堂教学方式——建构主义学习理念及其在教学中的应用（第1版）[M].广州：广东教育出版社，2010：48-66