探究式教学模式在高中化学教学中的实践运用

*本文系江苏省中小学教学研究课题“CPS模型在高中化学教学中的实践应用”（2021JY14-XK-L29）的阶段性研究成果。

收稿日期：2023-10-11

作者简介：龚胜强，江苏省常熟中学，高级教师，主要研究方向为中学化学教学。

摘要：探究式教学模式是在教学过程中创设一种类似科学研究的情境或途径，让学生在教师引导下从生产生活中选择研究专题，主动去探索、发现和体验的教学模式。在高中化学教学中，教师可以尝试将探究式教学模式与研究性学习和案例教学结合起来，让学生体验科学探究的过程，体会并掌握科学探究的方法，培养自主学习能力。

关键词：探究式教学；教学模式；高中化学教学

中图分类号：G633.8 文献标志码：A 文章编号：1673-9094（2023）22-0093-04

教学的生命在于探究，科学探究作为课程改革的突破口，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动。教师应带着学生走向知识，让学生自己去探究，做到“授人以渔”。因此，如何在化学教学中让学生体验科学探究的过程，体会并掌握科学探究的方法，是当下我们应当思考的问题。

一、探究式教学模式的基本过程

探究式教学模式是在教学过程中创设一种类似科学研究的情境或途径，让学生在教师引导下，从学习和社会生活中去选择和确定研究专题，主动探索、发现和体验的教学模式。探究式教学模式能让学生在学习过程中学会对信息进行收集、分析和判断，去获取知识、应用知识、解决问题，从而增强学生分析和解决问题的能力，培养学生的创新精神和实践能力。

探究式教学模式一般分为以下几个阶段（如图1）：

首先是发现问题。教师将化学问题或事实镶嵌在一种模拟或真实的情境中呈现给学生，以激发学生兴趣，引导学生发现问题，提出问题，思考问题，这是整个教学的起点和成败的关键。在教师引导下，学生关注化学知识及自己还不能解释的化学现象，主动发现问题，提出问题。

其次是提出假设。当学生发现问题后，教师引导学生对问题进行分析和思考，在所要解决的问题与所学的知识和方法之间建立联系。在此基础上，学生将基于已有的认知基础及问题内容提出假设，并设计能够验证假设的实验探究方案，为下阶段方案的实施及问题的解决打下基础。

再次是解释论证。在初步方案形成后，教师引导学生进行分组。学生以小组为单位，自主应用各种方法，如自学、讨论、上网检索、实地调查、化学实验等开展探索，对方案的可行性及有效性进行讨论，并确定最终的方案，接着小组合作完成方案，从中发现相应的实验现象或数据，并据此对假设进行解释与论证。

最后是得出结论。学生在完成对假设的解释论证后，通过整理及提炼得出问题解决的最终结论，并对结论的适用范围及条件进行总结，以及对结论进行适当的拓展。教师引导学生对整节课的学习过程进行总结与反思。

整个探究过程是学生亲身体验、获得知识、发现规律的过程，它让学生通过探究体会到解决科学问题的思想与方法，有利于培养学生的问题解决能力。

二、探究式教学模式在化学教学中的实践运用

（一）探究式教学模式与研究性学习

开展研究性学习是培养创造性人才的过程，同时也是使学生具有扎实知识功底的过程，是引导学生把知识融会贯通的过程。要开展研究性学习，教师必须把培养人的能力作为教学活动的第一要务，在教学活动中以学生为主体，珍视他们的自尊心，善于启发，及时引导，使他们保持研究性学习的积极性。只有学生乐于探究，教学效率才能从根本上得到提高。在研究性学习中，探究式教学模式的流程可以细化为发现问题、提出假设、验证假设、得出结论几个环节。下文以“探究新制氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色原因”和“用KSCN和氯水检验亚铁离子时出现血红色消失现象的可能原因”的教学为例，讨论探究式教学模式在化学研究性学习中的教学过程。

1.探究新制氯水使滴有酚酞的NaOH溶液褪色原因

（1）发现问题：是什么原因导致酚酞溶液的红色褪去？

（2）提出假设：假设一，OH-被消耗；假设二，酚酞被消耗；假设三，同时消耗了OH-和酚酞。

（3）验证假设：取等量褪色后的溶液2份于甲乙两支试管中，分别加入足量的NaOH溶液和足量酚酞溶液。如果甲试管中溶液恢复红色，则说明假设一正确。如果乙试管恢复红色，则说明假设二正确。如果甲乙两支试管红色都不恢复，则假设三正确。

（4）得出结论：实验结果是甲乙两支试管都不恢复红色，是氯水同时消耗了OH-和酚酞。

2.探究用KSCN和氯水检验亚铁离子时出现血红色消失现象的可能原因

（1）发现问题：血红色出现一段时间后，是什么原因导致溶液的血红色褪去？

（2）提出假设：假设一，可能是氯水将+3价铁氧化为更高价态；假设二，可能是氯水将SCN-氧化了。

（3）验证假设：取等量褪色后的溶液2份于甲乙两支试管中，分别加入足量的铁盐溶液和足量KSCN溶液。如果甲试管中溶液恢复红色，则说明假设一正确。如果乙试管恢复红色，则说明假设二正确。

（4）得出结论：实验结果是乙试管恢复红色，是氯水将SCN-氧化了。

实验内容是教材中的知识，但对实验知识的掌握要求却又高于教材中的知识。处理实验所需的知识经常会让人有似曾相识、又始料不及的感觉。学生的学习是受已有的知识背景影响的，为了确保教学的有效性，根据维果茨基的最近发展区理论，教学应为学生提供挑战性的认知任务（即稍稍超过学生的能力，但在教师帮助下学生能完成的任务）。教师的任务就是深入挖掘教材，在学生知识和能力允许的前提下，结合生活实际，设计好源于教材、又不拘泥于教材的研究性題目，让他们去搜集信息，开展讨论和实验，从而在探究的过程中发展自己，完善自己，形成自己的知识和能力，培养克服困难的勇气和技巧。

（二）探究式教学模式与案例教学

案例教学指教师通过介绍事例，把学生带入特定事件的现场，让学生深入角色，再现案例情景，以提高学生实际运用知识和能力的一种教学方法。教学中教师用案例引导学生展开讨论，或直接由学生到实际中去收集整理案例，作出分析。教学过程如图2如示。

下文以“探究氧化铜的还原产物”作为案例，对探究式教学模式进行探讨。

化学探究小组的同学在进行木炭还原氧化铜实验中发现，得到的红色固体颜色并不接近紫红色。通过查阅资料，发现还原产物与温度有关，除单质金属铜是紫红色外，氧化亚铜是红色固体。

（1）发现问题：氧化铜的还原产物是什么？

（2）提出假设：假设一，红色固体只有Cu；假设二，红色固体只有Cu2O；假设三，红色固体有Cu和Cu2O。

（3）验证假设：通过查阅资料，发现Cu2O会溶于非氧化性酸溶液，生成Cu2+和Cu；Cu2O能溶于氨水而Cu不与氨水反应。①用稀盐酸检验红色固体中是否有Cu2O存在。取少量红色固体，加入稀盐酸后，溶液显蓝色，排除假设一。②用氨水检验红色固体中是否有Cu存在。取少量红色固体，加入足量氨水后，有红色固体剩余，排除假设二。假设三成立。

（4）得出结论：氧化铜的还原产物中同时有Cu和Cu2O。

在探究教学过程中，教师可以根据实际情况有计划、有步骤地引导学生运用科学方法去分析和解决化学问题。学生的研究过程既是实验过程，又是发现问题的过程。问题的发现和解决过程，激发了他们学习的主动性。为了解决问题，他们查阅资料，交换看法，讨论解决问题的方法，化学在学生的心目中“活”了起来，变得有意思了。学生在探究过程中深深感受到书本上的理论知识需要与实践结合起来，与实践结合了的化学是多么富有生机。

三、对探究式教学模式实践运用的反思

对于探究，一线教师还存有一些困惑，如：“比起自主探究，学生通过教师讲授能学到更多的知识。那为什么还非得探究，不探究行不行？”“讲都讲不完，哪有时间探究？”“是不是只有探究才是最好的方式、唯一的方式？”这些问题实际上都与教学方式有关，既是实践问题，也是理论问题。如果不能很好地解决这些问题，将直接影响探究教学的实施，甚至会让教师对新课程的实施产生抵触情绪。那么，这就有一个探究与教学时间、与教学效益的关系问题，笔者对此提出一些自己的看法。

第一，并不是所有的化学课都要探究。毕竟学校教育与科学研究不一样，不是所有知识的学习都要经历探究与发现的过程。如果学生的化学学习都要探究的话，会影响教学进度，学生可能很难较为系统地学习作为未来社会公民所必备的化学学科基础知识。无论怎么说，化学知识都是学生发展科学素养的基础，没有知识作基础，化学新课程其他目标的实现都是一句空话。因此，探究并不是不重视基础知识的学习。但是基础知识的学习不能只有一种“学法”、一种模式，尤其是死记硬背的学习；教师的教学也不能只有一种“教法”、一种模式，尤其是注入灌输的教学。要提倡多种学习方式、多种教学方式，尤其要提倡自主、积极的教与学的方式。但探究也只是一种方式，而不是唯一方式。所以，并不是所有的化学课都要探究。

第二，并不是一节化学课从头到尾都要探究。一提探究，就认为任何一节化学课从头到尾都应该探究，这是一种不正确的认识。一个学期的化学课中，总要有几节使学生经历完整探究过程的探究课；一个单元的化学课中，一般也应该有一节这样的课。这样的课，实际上就是“一”，通过这个“一”使学生较完整地体会探究的过程和方法，全面增强学生的科学探究能力，为其他探究活动的开展、为学生形成探究性的思维奠定基础，创设发展、迁移的平台。但在平时、日常的化学课中，更多的是使学生运用科学探究的一个或几个要素所进行的局部探究。这也就是说，在一节化学课中，可能只用几分钟时间对一个知识的某一个方面进行探究。例如，在进行过氧化钠的教学时，可能只对过氧化钠与水反应的产物进行探究，引导学生推测产物，进行实验设计和验证等探究活动。

第三，探究课要精心、整体设计。要想发挥探究课的优势，关键在于进行整体设计。如何进行整体设计？首先，要找出一个学年、一个学期、一个课程主题化学知识中的探究点。探究点的确定以具有探究价值的化学核心知识及其应用为选择依据。其次，要区分大探究点和小探究点。大探究点，应设法安排完整探究，一个课程主题一般不超过4个大的探究点，以2～4个为宜；小探究点应设计成局部探究。再次，在时间安排上，大探究点有时一节课不够，导致探究不能充分展开，草草收场，为此可设计“连堂课”，2节连上，但这样的连堂课不宜过密；对于小探究点，可以安排一堂课中的一段时间内进行，涉及的探究要素可多可少，时间可长可短，但一般以不超过20分钟为宜。

通过上面的讨论可以看出，单纯从一堂完整探究课来看，探究会比讲授费时，但学生的科学素养发展是一个主动、全面的过程，而不是一个被动、片面的过程。单纯从一堂局部探究课来看，探究比讲授并没有多花多少时间，因为探究的问题往往是核心知识，教师在讲授时在这上面也要用较多时间。如果从一个学期、一个学年来看，从一个课程主题的学习来看，探究比讲授要省时，因为知识是学生自主建构的，是学生主动学习获得的，因而可以节省大量的重复性、记忆性练习和巩固。从教学效益上说，探究的优势是一种长期优势。

探究式教学过程不仅可以激发学生的求知欲和探究欲，而且更重要的是它还能激发创造动机，训练创造思维，塑造创造品质，提供创造的可能目标和突破点，使学生投身于创造活动之中，充分体现了“以人的发展为本”的教育理念。因此，一线教师一定要更新观念，实事求是，开拓创新，以真情实感、真才实学、真知灼见去引导和帮助學生，使学生在终身化和开放化的教育氛围中不断完善与发展自己，成为善学习、能创造、与时俱进的高素质人才。

责任编辑：丁伟红