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化學(xué)教學(xué)要實(shí)現(xiàn)科學(xué)探究常態(tài)化論文
科學(xué)探究一直備受基礎(chǔ)教育化學(xué)課程的重視，因?yàn)樗仁且环N科學(xué)實(shí)踐形式，又是一種科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)方式。但是，在我國(guó)的化學(xué)教學(xué)中，教師卻很少能將科學(xué)探究以常態(tài)化的形式落實(shí)。所謂科學(xué)探究常態(tài)化，是指在課堂教學(xué)中盡可能地全面落實(shí)科學(xué)探究教學(xué)，以促進(jìn)科學(xué)探究教育功能的全面發(fā)揮。這種意義下的常態(tài)化探究，不是形式上的探究，但凡能實(shí)現(xiàn)探究的教育功能，即便是教師在某種無意識(shí)情況下達(dá)到此目的，也是常態(tài)化的。
一、共同體內(nèi)的探究有助于全體學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的形成
許多化學(xué)教師認(rèn)為，班級(jí)人數(shù)偏多會(huì)阻礙科學(xué)探究的開展。比如，不可能所有學(xué)生都有做實(shí)驗(yàn)的機(jī)會(huì)，不可能保證教師能夠全面監(jiān)測(cè)所有學(xué)生的探究進(jìn)程。究竟全班范圍內(nèi)的科學(xué)探究是否有可能實(shí)現(xiàn)？這一問題制約著科學(xué)探究常態(tài)化的實(shí)現(xiàn)。如何基于班級(jí)這種教學(xué)組織形式來開展科學(xué)探究值得深入研討。學(xué)習(xí)共同體的研究為解決這一問題提供了思路。已有研究論證了學(xué)習(xí)共同體的重要教育價(jià)值，如布朗和坎皮恩于1996年開發(fā)了基于FCL模型的學(xué)習(xí)共同體。該學(xué)習(xí)共同體讓學(xué)生在一段時(shí)間內(nèi)自主并分組鉆研特定的主題，獲得關(guān)于該主題較為系統(tǒng)和全面的知識(shí)，再經(jīng)過組間分享、任務(wù)實(shí)踐、反思總結(jié)，最終建立共同體的集體知識(shí)，以促進(jìn)個(gè)體知識(shí)的全面增長(zhǎng)。
在探究“物質(zhì)溶解于水前后溫度的變化以及加熱對(duì)溶解過程的影響”這些問題時(shí)，學(xué)生通過共同體內(nèi)的研討與推理，形成諸如“物質(zhì)溶于水的過程可能吸熱，可能放熱”“加熱只影響吸熱溶解過程的溶解速率”、“加熱可以加快物質(zhì)的溶解速率，但不影響物質(zhì)溶解的質(zhì)量”等具有沖突性的假設(shè)。緊接著學(xué)生分組進(jìn)行論證實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)，再由全班共同討論優(yōu)化實(shí)驗(yàn)方案。實(shí)驗(yàn)的操作由教師獨(dú)立演示完成，利用手持溫度計(jì)和投影設(shè)備，向全班同學(xué)展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最終，學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象給予合理解釋，反思自己的假設(shè)。在這一過程中，學(xué)生有了參與科學(xué)探究的機(jī)會(huì)，通過小組和班級(jí)的討論，不斷地對(duì)概念進(jìn)行探索、解釋、質(zhì)疑、論證和批判，在相互學(xué)習(xí)的過程中不斷形成自己對(duì)學(xué)科概念的正確的解釋和合理的反駁。
二、科學(xué)探究的過程必須成為學(xué)生能動(dòng)學(xué)習(xí)的過程
常態(tài)化的科學(xué)探究是學(xué)生能動(dòng)參與的探究。科學(xué)探究既可以是學(xué)生獨(dú)立地參與，也可以是教師通過具體的探究教學(xué)活動(dòng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施來引導(dǎo)學(xué)生參與，但這兩種方式都不能忽視學(xué)生的能動(dòng)性。這不僅是因?yàn)榭茖W(xué)探究是學(xué)生對(duì)科學(xué)問題和規(guī)律進(jìn)行探索和發(fā)現(xiàn)的過程（即“探究即學(xué)習(xí)”，還因?yàn)閷W(xué)生學(xué)習(xí)的過程本身就具有探究的性質(zhì)。即、“學(xué)習(xí)即探究”。正如杜威強(qiáng)調(diào)的“思維含有某種發(fā)明的性質(zhì)”，一切能考慮到從前沒有被認(rèn)識(shí)的事物的思維，都是有創(chuàng)造性的”，學(xué)生為了解決科學(xué)問題，就要“進(jìn)行設(shè)計(jì)、發(fā)明、創(chuàng)造和籌劃”]。因此，學(xué)生在科學(xué)探究過程中表現(xiàn)出主體性，是探究式學(xué)習(xí)的實(shí)質(zhì)。
學(xué)生作為主體能動(dòng)地開展科學(xué)探究，就是能夠在科學(xué)學(xué)習(xí)過程中自主地建立研究問題，結(jié)合自身的經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行推理，形成假設(shè)。再通過科學(xué)的方法收集證據(jù)，進(jìn)行論證，從而獲得結(jié)論。推理意味著學(xué)生能運(yùn)用理性思維建立科學(xué)論題之間的各類關(guān)系，而論證則意味著學(xué)生能從證據(jù)中尋求對(duì)主張的理性支持，同時(shí)駁斥相異主張，并開展基于主張的對(duì)話和爭(zhēng)辯活動(dòng)。在常態(tài)化的科學(xué)探究中，教師包辦、替代學(xué)生開展推理和論證活動(dòng)很可能會(huì)喪失科學(xué)探究的教育功能。教師通過合理的引導(dǎo)，激發(fā)學(xué)生的能動(dòng)活動(dòng)，決不能根據(jù)教師自己教的活動(dòng)的邏輯去干預(yù)科學(xué)探究的進(jìn)行。
三、常態(tài)化的科學(xué)探究要關(guān)注學(xué)生發(fā)展水平和困難
關(guān)注學(xué)生開展科學(xué)探究的發(fā)展水平，首先要從時(shí)間維度探索。教師既要研究短期內(nèi)（即教學(xué)單元、課時(shí)內(nèi)）學(xué)生的化學(xué)探究能力的發(fā)展，從而為科學(xué)探究的進(jìn)度安排、課時(shí)劃分、教學(xué)方法的選擇提供有效指導(dǎo)，同時(shí)也要研究相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)（即學(xué)期、學(xué)年、學(xué)段內(nèi)）學(xué)生的化學(xué)探究能力的發(fā)展，給科學(xué)探究的內(nèi)容的選擇和組織、科學(xué)探究發(fā)展表現(xiàn)水平的評(píng)價(jià)提供依據(jù)。其次要從與科學(xué)探究有關(guān)的人的素質(zhì)結(jié)構(gòu)維度探索。學(xué)生是科學(xué)探究的“活動(dòng)主體”“活動(dòng)主體的素質(zhì)結(jié)構(gòu)與主體活動(dòng)的特性及其結(jié)構(gòu)有密切的關(guān)系”氣教師必須關(guān)注學(xué)生在開展科學(xué)探究時(shí)所具備的傾向性素質(zhì)（如興趣、興趣、理想、價(jià)值觀、信念等）、調(diào)控性素質(zhì)（如智力、情感、意志、自我意識(shí)等）、效果性素質(zhì)（如技能、技巧、選擇力、創(chuàng)造力、審美力、品德、品質(zhì)等）和身體性素質(zhì)的發(fā)展?fàn)顩r，才能綜合利用“活動(dòng)主體”的所有素質(zhì)和潛能怡如其分地開展科學(xué)探究。
對(duì)于探究“電解”這一核心概念來說，學(xué)生在初中階段需要認(rèn)識(shí)特定電解的現(xiàn)象（如電解水的裝置與產(chǎn)物等），而在高中階段則需要實(shí)現(xiàn)兩個(gè)水平的突破。初級(jí)水平是從微觀水平解釋電解現(xiàn)象的微觀機(jī)制，用化學(xué)符號(hào)描述電解的過程；高級(jí)水平是從能量的水平理解電解的實(shí)質(zhì)，以能量轉(zhuǎn)化的觀點(diǎn)對(duì)電解裝置進(jìn)行設(shè)計(jì)與調(diào)控。對(duì)于高二年級(jí)學(xué)生學(xué)習(xí)“電解”概念來說，其發(fā)展水平和難度均落在了“如何利用電解實(shí)現(xiàn)電能到化學(xué)能的高效轉(zhuǎn)化”這一問題上。然而許多老師抓住電解產(chǎn)物、微觀實(shí)質(zhì)、放電順序、電解結(jié)果等學(xué)生自己已經(jīng)能夠自行推理和理解的“電解現(xiàn)象的微觀機(jī)制”進(jìn)行探究，卻沒有關(guān)注到學(xué)生不易從化學(xué)熱力學(xué)的角度理解電解原理，導(dǎo)致科學(xué)探究的意義被空虛化，名不副實(shí)。
四、化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)為科學(xué)探究提供重要的經(jīng)驗(yàn)支持
化學(xué)實(shí)驗(yàn)使人們對(duì)物質(zhì)及其變化的認(rèn)識(shí)更為具體、深刻、精確，更逼近客觀真理。正因如此，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)備受化學(xué)教育工作者的重視。那么，化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)到底對(duì)化學(xué)常態(tài)化科學(xué)探究起到了怎樣的作用？這種作用又該如何發(fā)揮昵？
從本質(zhì)上來講，化學(xué)實(shí)驗(yàn)提供的是經(jīng)驗(yàn)，化學(xué)實(shí)驗(yàn)課程是經(jīng)驗(yàn)的課程。從化學(xué)的角度講是人認(rèn)識(shí)化學(xué)的經(jīng)驗(yàn)，從教育的角度講是學(xué)生“再認(rèn)識(shí)”化學(xué)從而獲得發(fā)展的經(jīng)驗(yàn)。
學(xué)生開展科學(xué)探究離不開經(jīng)驗(yàn)支持，只有基于經(jīng)驗(yàn)，才可能構(gòu)建知識(shí)、發(fā)展思維。化學(xué)實(shí)驗(yàn)?zāi)軌驗(yàn)閷W(xué)生提供豐富的經(jīng)驗(yàn)，教師必須重視化學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)在科學(xué)探究中的作用，要盡可能地為學(xué)生創(chuàng)造實(shí)驗(yàn)條件，通過動(dòng)手與動(dòng)腦的結(jié)合，獲得實(shí)驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)。但這并不等同于開展科學(xué)探究就必須要有化學(xué)實(shí)驗(yàn)。因?yàn)槟軌驗(yàn)閷W(xué)生提供經(jīng)驗(yàn)支持的方式還有很多，而且能夠提供經(jīng)驗(yàn)支持的化學(xué)實(shí)驗(yàn)也并不意味著一定要“做實(shí)驗(yàn)”。有時(shí)，運(yùn)用“實(shí)驗(yàn)事實(shí)”、“實(shí)驗(yàn)史實(shí)”、“模擬實(shí)驗(yàn)”來開展實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)，也能夠同樣達(dá)到提供經(jīng)驗(yàn)支持的效果。例如對(duì)于“原子結(jié)構(gòu)”的探究，現(xiàn)有的教學(xué)條件學(xué)生無法直接像科學(xué)家那樣從微觀的角度開展實(shí)驗(yàn)，然而通過講授、多媒體呈現(xiàn)等方式重現(xiàn)盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)思路、過程和結(jié)果進(jìn)行科學(xué)的分析，也能夠達(dá)到以科學(xué)探究的方式去建構(gòu)原子結(jié)構(gòu)模型的效果。
五、常態(tài)化的科學(xué)探究要追求化學(xué)課堂的實(shí)效性
在高考“指揮棒”下，許多教師認(rèn)為常態(tài)化的科學(xué)探究缺乏實(shí)效性，尤其是不能夠使學(xué)生具備扎實(shí)的知識(shí)和技能以應(yīng)付考試。實(shí)際上，常態(tài)化的科學(xué)探究與教學(xué)的實(shí)效性并非矛盾的兩個(gè)方面，常態(tài)化科學(xué)探究對(duì)于提高具有豐富內(nèi)涵的課堂實(shí)效性有重要意義。
衡量教學(xué)的實(shí)效性的標(biāo)準(zhǔn)多種多樣。有學(xué)者認(rèn)為教學(xué)的實(shí)效性體現(xiàn)在“三效”上，即有效果、有效率和有效益也有學(xué)者在“三效”的基礎(chǔ)上進(jìn)行了修補(bǔ)和增刪。但無論如何，大多數(shù)學(xué)者都認(rèn)為教學(xué)的實(shí)效性體現(xiàn)為在最優(yōu)化的時(shí)間范圍內(nèi)達(dá)成既定的教學(xué)目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生的發(fā)展。理解學(xué)生的發(fā)展不應(yīng)局限于應(yīng)試能力的發(fā)展，而是人的素質(zhì)的全面發(fā)展。所有素質(zhì)的發(fā)展反過來又能夠?yàn)閼?yīng)試能力提高起到正向推動(dòng)作用�；瘜W(xué)教學(xué)中的常態(tài)化的科學(xué)探究在于促進(jìn)學(xué)生化學(xué)素養(yǎng)的全面發(fā)展，這正是化學(xué)教學(xué)具有實(shí)效性的應(yīng)有之義。
也有些教師認(rèn)為，科學(xué)探究并非是“有效率”的教學(xué)方式。實(shí)際上從“效率”的界定上來看，短時(shí)間內(nèi)獲得知識(shí)與技能的效率和相對(duì)較長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)獲得包括知識(shí)與技能在內(nèi)的全面化學(xué)素養(yǎng)的效率可能是等同的。所以，比較課堂效率，既要考慮時(shí)間的因素，也要考慮效果的因素。從教師的探究式教學(xué)設(shè)計(jì)來看，要提高常態(tài)化科學(xué)探究的教學(xué)效率，就是要在盡可能地實(shí)現(xiàn)學(xué)生多樣化、全面化化學(xué)素養(yǎng)發(fā)展的同時(shí)優(yōu)化教學(xué)過程，保證教學(xué)的時(shí)間盡可能充分高效地利用在達(dá)成科學(xué)探究的目標(biāo)上，避免因科學(xué)探究過程過于華而不實(shí)導(dǎo)致教學(xué)時(shí)間的人為拖沓與浪費(fèi)（如無關(guān)或相似教學(xué)情境的堆砌、無關(guān)或贅余的討論與交流、課堂紀(jì)律管理、課前實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備等方面）。
以“一定物質(zhì)的量濃度溶液的配制”這一課題為例，許多化學(xué)教師認(rèn)為由于其教學(xué)內(nèi)容偏多，加之要引入新的儀器一容量瓶，所以不利于采用科學(xué)探究的方式開展教學(xué)。即便要探究，也至少需要花兩堂課的時(shí)間。實(shí)際上，如果教師能夠充分利用學(xué)生在初中學(xué)到的、一定溶質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)溶液的配制”方法來解決“精確配制100mL1mol—L—1NaCl溶液”這一問題，學(xué)生便能夠在教師的引導(dǎo)下改進(jìn)已有方法和實(shí)驗(yàn)條件（儀器、操作），從而自己設(shè)計(jì)出容量瓶的雛形并自主建構(gòu)新的實(shí)驗(yàn)方法。在這之后，學(xué)生便能細(xì)致而又完整地描述整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作流程，并付諸實(shí)踐。通過實(shí)際的一線教學(xué)發(fā)現(xiàn)，采取這種高效的探究式教學(xué)，僅僅40分鐘的時(shí)間學(xué)生就能夠?qū)⒄麄�(gè)實(shí)驗(yàn)理解透徹，并且將知識(shí)遷移到“實(shí)驗(yàn)誤差分析”等實(shí)驗(yàn)應(yīng)用問題上來。學(xué)生在科學(xué)探究過程中習(xí)得的科學(xué)思維和方法，還有助于他們今后進(jìn)一步以科學(xué)探究的方式學(xué)習(xí)、酸堿中和滴定”等定量實(shí)驗(yàn)。
六、常態(tài)化的科學(xué)探究課堂應(yīng)收放自如、有張有弛
科學(xué)探究需要利用學(xué)生的發(fā)散思維。發(fā)散思維是人在思維的過程中呈現(xiàn)出的一種擴(kuò)散式的思維模式，表現(xiàn)為思維面的廣闊和思維角度的多樣化。學(xué)生具備一定的發(fā)散思維，就能夠在學(xué)習(xí)過程中產(chǎn)生新的認(rèn)識(shí)和突破；只有充分激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維，才能在科學(xué)探究中從多個(gè)側(cè)面產(chǎn)生對(duì)同一問題的多種看法和理解，使所獲認(rèn)識(shí)更加豐富和全面。
與發(fā)散思維相對(duì)的是斂聚思維，亦是科學(xué)探究中十分重要的思維方式。斂聚思維與發(fā)散思維的方向相反，主要是使得各種思維集中于一個(gè)方向，通過理順、篩選、綜合、統(tǒng)一等方式讓思維的路徑更加條理化、簡(jiǎn)明化、系統(tǒng)化、邏輯化和規(guī)律化，最終得出一個(gè)合乎邏輯和規(guī)范的結(jié)論，形成對(duì)問題的系統(tǒng)全面的考察。斂聚思維與發(fā)散思維是矛盾的兩個(gè)方面，具有辯證統(tǒng)一性，既相互區(qū)別，又相互聯(lián)系。沒有發(fā)散思維的廣泛收集，多方搜索，斂聚思維就沒有了加工對(duì)象反過來，沒有斂聚思維的認(rèn)真整理，精心加工，發(fā)散思維的結(jié)果再多，也不能形成有意義的創(chuàng)新結(jié)果，也就成了廢料。
在常態(tài)化的科學(xué)探究課堂中，教師既要善于激發(fā)學(xué)生的發(fā)散思維，又要善于引導(dǎo)學(xué)生將發(fā)散的結(jié)果加以整理和歸納，形成科學(xué)的理解。這就要求課堂教學(xué)能夠收放自如、有張有弛。提出可以激發(fā)學(xué)生發(fā)散思維的問題，讓學(xué)生對(duì)問題進(jìn)行充分的辨析和思考，形成多樣化的問題解決策略，是課堂教學(xué)“有張有弛”的表現(xiàn)；能夠在教師的引導(dǎo)下進(jìn)行協(xié)作研討和反思，審視各種問題解決策略，優(yōu)化實(shí)施方案并最終解決問題，是課堂教學(xué)“有收有放”的表現(xiàn)。在探究“質(zhì)量守恒定律”的過程中，教師提出“對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，你會(huì)從什么角度研究質(zhì)量的變化”這一問題，比提出“對(duì)于一個(gè)化學(xué)反應(yīng)，所有反應(yīng)物質(zhì)量的總和和所有生成物質(zhì)量的總和有怎樣的關(guān)系”更具發(fā)散性，更有利于學(xué)生從多個(gè)認(rèn)識(shí)角度去認(rèn)識(shí)化學(xué)反應(yīng)中的質(zhì)量關(guān)系。當(dāng)學(xué)生根據(jù)自己所確定的認(rèn)識(shí)角度去建立了論證方案之后，教師又要引導(dǎo)學(xué)生將各種方案進(jìn)行整理和統(tǒng)一化（如將研究單個(gè)反應(yīng)物質(zhì)量的轉(zhuǎn)化的方案與研究所有反應(yīng)物質(zhì)量的轉(zhuǎn)化的方案整合起來），將多個(gè)問題劃歸到同一個(gè)實(shí)驗(yàn)方案中進(jìn)行驗(yàn)證，從而得出結(jié)論。這種收放自如、有張有弛的教學(xué)，不但有助于學(xué)生得出“質(zhì)量守恒”這一結(jié)論，更有助于學(xué)生在高效的課堂中對(duì)“質(zhì)量守恒定律”形成更全面的認(rèn)識(shí)。
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