探究式學習理論下化學教學淺析
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［摘要］以探究式學習的相關理論為依據，結合教學案例，進行探究式教學模式、教學方法、教學設計的研究，以促進學生實現學科知識到能力素養(yǎng)的轉化。
［關鍵詞］探究式學習；理論指導；教學模式；初中化學
新一輪基礎教育課程改革提出了全面發(fā)展學生的學科核心素養(yǎng)的目標體系。學科核心素養(yǎng)的概念是對“教育應該培養(yǎng)什么樣的人”的回答，是學生通過學習之后應該達到的程度要求，也是學生知識與技能、過程與方法、情感態(tài)度與價值觀的深度融合和綜合表現。如何發(fā)展學生的化學學科核心素養(yǎng)，是擺在所有化學教育工作者面前的一個重大課題。因此，本文以《義務教育化學課程標準》為導向，以探究式學習相關理論為依據，進行探究式教學模式、教學方法、教學設計的研究，以期促進學生實現學科知識到能力素養(yǎng)的轉化。
一、探究式學習的理論基礎
探究式學習的理論基礎主要體現在科學、心理學、教育學三個方面?？茖W的方法論和認識論以及科學觀是學生進行探究式學習的基本出發(fā)點。學生要以發(fā)展和辯證的眼光來看待科學，為此在教學中，教師要教育學生充分尊重現有知識，同時又要讓學生明白科學知識的真正實質、科研史上的重大發(fā)現、理論的形成和發(fā)展是各種假說不斷被提出、證實和證偽的過程。探究式學習的心理學基礎主要有皮亞杰的認知結構理論、奧蘇伯爾的有意義學習理論、布魯納的發(fā)現學習理論、施瓦布的探究式教學理論以及建構主義理論。建構主義理論是在維果茨基、皮亞杰、布魯納等人的思想基礎上發(fā)展起來的。建構主義理論重視學習活動中學生的主體性，重視引導學生根據具體情境進行意義建構，重視學習過程中的交互性，這些都為探究式教學活動提供了理論依據。教育學里的很多教育理念和教育思想，如終身學習理論、多元智力理論，也為探究式學習的研究奠定了深厚的理論基礎。
二、基于探究式學習的教學模式選擇
教學模式是為了實現某種教學任務而建立起來的，能夠反映某種特定的教學理論和邏輯輪廓的一種相對穩(wěn)定和具體的教學活動范式，它是聯系理論與實踐的橋梁。在眾多國內外典型的教學模式中，如何選取適合探究式學習的教學模式？首先要明確適合探究式學習的教學模式應包含以下幾個要素：
1.理論基礎。每種模式都有一個內在的理論基礎，適合探究式學習的教學模式的理論基礎要與探究式學習的理論基礎相一致，只有理論一致，才具有相同的教學思想、教學思路。
2.教學目標。適合探究式學習的教學模式的教學目標要與探究式學習的學習目標相統(tǒng)一，即以發(fā)展學生的探究式學習能力為主要目標。
3.操作程序。適合探究式學習的操作程序應具有明顯的啟發(fā)性、順序性、探究性和可操作性，能夠激發(fā)學生的好奇心和求知欲，促進學生以真實問題為情境，以學科知識為工具，進行實際問題的探索與解決。
4.教學定。要堅持以學生為主體、教師為主導的正確定位。根據以上要素，筆者認為適合探究式學習的教學模式主要有布魯納的發(fā)現教學模式、杜威的“做中學”教學模式、學習循環(huán)模式、建構主義理論影響下的拋錨式教學模式等。發(fā)現教學模式，以布魯納的發(fā)現教學思想為基礎。布魯納認為，認識是一個過程而不是一件產品，學生要將知識轉化成自己的認識，就必須去“發(fā)現”。教學過程就是在教師的引導下不斷發(fā)現的過程。發(fā)現教學模式的主要教學環(huán)節(jié)包括：
1.提出問題。問題可以從教材引出，也可以從生活實際引出，可以是教師提出，也可以是學生提出。
2.提出假設。假設是給出前面所提問題的各種解決方案，是科學發(fā)現的基礎，教師在課堂中要充分調動學生的各種直覺思維，允許各種猜測想象，引導學生提高邏輯推理能力。
3.分析、整理。教師指導學生收集整理相關資料，去偽存真，得出結論，實現“自我發(fā)現”。
4.評價、驗證。將發(fā)現的原理或概念應用到新的情境中去，解釋新現象，并能夠以此證實結論，最后解決實際問題［1］?！白鲋袑W”教學模式，以杜威的教育思想為理論基礎。杜威認為，只有人與環(huán)境相互作用時，才能獲得真知，因此在教學中強調“做中學”?！白鲋袑W”教學模式由以下五個環(huán)節(jié)組成：
1.真實情境。教師需盡量給學生創(chuàng)設一種和生活、社會相聯系的真實情境。
2.確定問題。當真實情境與學生的認知發(fā)生沖突時，就形成了問題情境，即一個急需解決的問題。
3.提出假設。以知識為載體，教師為學生提供一些解決問題的資料與思路，引導學生提出合理的假設。
4.推理。學生通過收集、整理資料，進一步列出問題解決方案。
5.驗證。按照既定方案進行實驗驗證［2］。學習循環(huán)模式是由羅伯特·卡普拉斯及其同事在“理科課程改善研究”中發(fā)展起來的，學習循環(huán)模式以皮亞杰的發(fā)生認識論為基礎，同時運用了奧蘇伯爾的有意義學習理論，將學習過程劃分為概念探討、概念介紹和概念運用三個前后相連的階段（如圖1），用以提高學生的科學探究水平［3］。拋錨式教學模式的主要理論依據是建構主義學習理論，該模式是由溫比爾特認知與技術小組開發(fā)的。拋錨式教學的主要目的是讓學生處于一個真實的問題情境中，產生學習的需要，通過鑲嵌式教學及與小組成員的合作交流，憑借自身的自主學習，體驗從發(fā)現目標到實現目標的整個過程。拋錨式教學中整個教學活動圍繞“錨”來進行，其教學的主要環(huán)節(jié)有：
1.設計真實宏觀情境的“錨”。
2.圍繞“錨”組織教學。
3.學生自主學習與合作學習。
4.解決問題，消除具體的“錨”，即學生能夠進行知識遷移，解決類似新情境的問題。
5.效果評價。拋錨式教學不僅要讓學生能夠解決“錨”中的問題，還要通過教學使學生能夠自主完成學習目標，提高與同伴合作、交流的能力及相互評價和自我反思的能力［4］。
三、基于探究式學習的教學方法、教學設計研究
適合探究式學習的教學模式決定了相應的教學方法及教學設計。結合上述教學模式可以發(fā)現，適合探究式學習的教學模式具有相類似的教學環(huán)節(jié)，具體包括提出問題、猜想與假設、制訂計劃、進行實驗、收集證據、解釋與討論、反思與評價、表達與交流。根據以上環(huán)節(jié)，教師應主要采取談話法、討論法、閱讀指導法、實驗法、練習法等教學方法。教學設計是依據教學理論和學習理論，對教學過程的各要素進行科學、合理的優(yōu)化安排，可分為課程、學段、單元和課時教學設計四個層次［5］。以課時教學設計為例，適合探究式學習的教學設計主要包括學情分析、學習任務分析，并依據課程標準及相關分析，確定教學目標及教學重難點，選擇合適的教學模式及教學方法，重點進行教學過程設計和教學評價設計，最終形成課時教學設計方案。例如，初中化學中探究微粒運動的探究式教學設計如下?！緦嶒炑菔尽吭跓瑼、B中分別加入蒸餾水，并滴入2～3滴酚酞試劑，在燒杯C中加入濃氨水，用一個大燒杯罩住燒杯A、C，幾分鐘后發(fā)現燒杯A中的溶液由無色變?yōu)榧t色，而燒杯B中的溶液仍為無色（如圖2實驗一所示）?！咎岢鰡栴}】上述現象說明了什么？怎樣用簡單的實驗加以證明？【做出假設】燒杯C中的濃氨水散發(fā)出一種肉眼看不見的微粒，慢慢進入燒杯A中，故使燒杯A中的溶液變?yōu)榧t色，燒杯B因隔離在大燒杯外而無現象。【實驗探究】學生在教師指導下進行下列活動：
1.吸取少量燒杯C中的溶液，滴入燒杯B中，燒杯B中溶液變紅，同時嗅到有刺激性氣味。
2.向燒杯C中滴入2～3滴酚酞試劑，燒杯C中溶液變紅。
3.在錐形瓶中放置一小瓶濃氨水，錐形瓶瓶口蓋一張經酚酞溶液浸泡過的濾紙，幾分鐘后發(fā)現濾紙變紅。（如圖2實驗二所示）【獲得結論】學生經過討論交流獲得以下結論：
1.氨水能夠使酚酞溶液變紅。
2.濃氨水具有揮發(fā)性，可散發(fā)出一種肉眼看不見的微粒，該微粒慢慢進入燒杯A中，使燒杯A中的溶液變?yōu)榧t色?！疽龑Х此肌窟€有哪些實驗能證明微粒的運動？
四、結語
新課程標準倡導讓學生進行探究式學習與合作學習。這就要求教師要改變傳統(tǒng)教學中過分依賴教材，過于強調接受學習、機械訓練的狀況。在教學過程中，教師要注重適合探究式學習的教學模式的選擇以及教學方法、教學策略的應用［6］，努力創(chuàng)設與生活相關的真實問題情境，精心做好教學設計研究，注重引導學生質疑、調查、探究，讓學生主動參與、樂于探究、勤于動手，幫助學生培養(yǎng)收集和處理信息的能力、獲取新知的能力、分析問題和解決問題的能力以及交流與合作的能力。
［參考文獻］
［1］齊春霞，王培三，梁曉露.“發(fā)現教學法”在初中化學教學中的應用［J］.安徽化工，2020（6）：133-136.
［2］朱凌虹.“玩中學、做中學”互動教育提高化學課堂效率［J］.中國現代教育裝備，2008（11）：132-133.
［3］陳海濤，羅琬華.“探究”與“合作”從分立走向融合：美國中小學理科教學模式發(fā)展趨勢［J］.現代中小學教育，2006（12）：42-44.
［4］張雪昀，申揚帆.基于拋錨式翻轉課堂教學模式的有機化學教學設計［J］.化學教育（中英文），2018（24）：59-62.
［5］周平.新課程標準下中學化學課堂教學的設計［J］.中學教學參考，2017（29）：66.
［6］黃福劍.初中化學“引導探究”教學策略初探［J］.中學教學參考，2020（11）：61-62.
作者:傅騰飛 李秋艷 許鑫 單位:江蘇師范大學化學與材料科學學院
