尝试“科学探究”，创新化学课程的学习方式

摘要：
　　
　　化学新课程教学要开展科学探究，关键在于创设问题情境，引导学生大胆质疑；理性组织学生参与社会实践和生活体验；同时实施科学素质教育，这是学习过程和情感体验；不断实施教学质量评价手段和表达方式创新。
　　
　　关键词：
　　
　　科学探究 问题情境 社会实践 生活体验 交流借鉴 评价手段
　　
　　科学探究是指学生在学科领域或现实生活中的情景，通过自主发现问题、调查研究、动手操作、表达交流等研究性活动，获得知识、技能和态度的学习方式和学习过程。其设置目的是为了改变学生以单纯地接受知识为主的方式，为学生构建开放的学习环境，提供多渠道，从而获取多元、开放的知识，学以致用转化为实际应用，培养学生创新精神和实践能力。
　　
　　化学新课程要大力倡导科学探究，预期做出一定程度的尝试与探索，以期彻底改变化学教师的传统授课方式，以学生的全面发展与和谐发展为本，合理调整学生的化学学习方法，初步掌握科学探究的一般流程，从而促进科学探究、社会实践与社区教育，共同构建立体化的化学教育大平台。
　　
　　一、积极鼓励创设问题情境，引导学生大胆质疑
　　
　　积极开展科学探究，关键在于创设问题情境。所谓问题情境就是把学生置于探究现实未知的问题氛围中，促进学生提出问题—分析问题—解决问题的动态过程中参与探究。
　　
　　精心创设生动、活泼的问题情境，最大限度激发学生学习浓厚兴趣，使其智力活动达到最佳激活状态，同时提供自主探究的良好机遇，让学生主体探究中建构化学理论知识，着实培养学生初步探究和解决问题的能力。
　　
　　（一）、联系实际问题，关注社会生活
　　
　　运用生产、生活中典型事例，从学生熟知生活和倍感兴趣事物出发，取材于学生的生活实际。针对现行初中化学新课程，充分重视校本课程资源开发利用，合理精选并设计出科学探究的核心问题链。
　　
　　问题一：调查学校或住处附近的空气、水源、土壤等污染情形，试分析造成污染的原因，并对防治污染提出合理化建议。
　　
　　问题二：收集或考察CO、温室气体、汽车尾气对空气造成污染的情况。
　　
　　问题三：调查本地农村常用化肥、农药的化学成分，结合使用的注意事项，分析其利弊。
　　
　　问题四：有关钢铁制品锈蚀条件的探究以及防护措施等。
　　
　　充分感受和了解生活、学习中的探究活动，引导学生通过仔细观察和合理推想，努力创设化学教育的问题情境。提出问题是解决问题的良好开端，诺贝尔获得者认为：“最重要的提出问题。”生动形象的问题情境有利于启动学生各种感官参与探究化学理论知识。
　　
　　把问题引进课堂，教育素材问题化，开设化学知识“百家讲座”，组织观看TV专题节目，细心查询资料文献，进行社会调查访谈，尝试将信息手段引入科学探究课程，扩展探究领域，丰富探究方式，选择生活化的问题，例如：“钢储气瓶识别”，“认识消防标志”，“灭火器使用”，“有机物应用介绍”，“水对生物体的重要作用”，“清洗家庭餐具”等。这样就引起学生的浓厚兴趣，参与探究活动自然会亲切而真实，更加主动积极愉悦，及时检验整合化学理论知识，调动感性的形象思维和理性的抽象思维进行互补。
　　
　　（二）、重视学生学会质疑，丰富科学探究的课程素材
　　
　　化学教师的责任在于启发和诱导学生发现问题，鼓励学生敢于提出问题，积极探究独立思考，敢于想象和动手操作。以创造成功的实施策略作为教学目标，适应知识经济时代信息更新节奏，扩展化学知识课外领域，将化学新课程知识按活动与探究、阅读讨论、调查与研究、家庭小实验等严格分类，引导学生突破对化学教师的依赖心理，最关键就是要主动跳出课本，去挖掘联系多种途径，全面而深刻的解决课本教材的束缚作用，才能调动学生的主动创新动机，激发富有创新精神的想象力，质疑问题以激活化学学习活动的快乐氛围，自然产生非凡的学习效果。
　　
　　学习《金属资源的利用和保护》时，展示铁钉锈蚀条件的探究实验，分别是将洁净无锈的铁钉放入：⑴蒸馏水，⑵植物油，⑶干燥空气中，引导学生科学探究小组连续观察一周，认真做好记录，注意每天观察铁钉锈蚀的不同现象，并与不同探究小组进行交流，分析归纳你对铁制品锈蚀条件的科学结论。可以质疑“铁钉锈蚀速率从强到弱次序如何？”并继续追问：“钢铁制品锈蚀条件是什么”？然后师生共同探究防止钢铁制品锈蚀的措施建议。
　　
　　化学教师示范运用质疑方法，传授化学新课程的系统知识，把学生当作科学探究的真正主体，切实转变化学学习的科学方法，做到积极参与讨论争议，真正保护质疑的愿望，呵护好奇的天性，“怀疑是学习者字典中最好的词语，好奇心是人类在科学世界中勇敢探索，锐意进取的原动力”。
　　
　　培养学生的质疑精神，不仅要对常见的人们未探究过的现象产生好奇，提出疑问，还要对已经具有定论的事物不墨守成规，敢于向权威提出质疑和挑战，要及时了解学生遇到的困难以及他们的需要，注意每个学生在能力个性方面的发展，给与适时鼓励和指导帮助，建立十足的自信心。
　　
　　教师随时调整学生质疑方向，切忌不要急于将学生的探究引向已有的科学结论。研究“水的组成”：首先由霍夫曼水电解器进行电解水的实验测定，引导学生发现水的元素组成，水是氢氧元素组成的氧化物；然后引导观察，生成的氢气和氧气体积比为2：1，计算出水中氢氧元素质量比为1：8，从而推断水中H、O原子个数比为2：1，因此得出水的化学式为H2O。这时需要提供相关化学知识信息线索，及时补充课外知识，具体介绍研究方法，引导学生质疑中探索，提前进入积极活动状态，激发成功动机，每个参与科学探究的学生个体都有权利获取成功的需求和愿望。
　　
　　二、理性组织社会实践，不断完善生活体验
　　
　　学生进入解决问题的过程，置于一种动态、开放、生动、和谐的化学教育环境中，提供给学生更多获取化学知识的方式和渠道，推动他们去关心现实，了解社会，体验人生，健全人格，通过社会实践体验形成一定的观念、态度，并掌握一定的方式方法。
　　
　　引导学生研究性学习小组进行合作探究，学生自行由5—8 人组成科学探究小组，本人任教的两个班级总共编成16个探究小组。因地制宜，通过各种联系方式争取家长和社区力量的广泛关注、理解和参与，协助学生探究小组共同开发对研究性学习具有价值的各种教育资源，包括校园教育资源、社区教育资源和家庭教育资源。
　　
　　（一）、收集信息，分析资料
　　
　　教育家陶行知先生提倡“在做中学”，给学生提供更多机会，体验主动学习和探究过程的亲身体验，在自主学习、自主探究中获取新的学习体验。体验是最有效的教育，问卷调查带领他们走进社会，接触自然；参观访问，闯进商海感受商业竞争激烈；实验操作使他们体验创新和探究的无穷乐趣；上网查询下载，走进丰富多彩的网络世界。动手能力是一项重要素质，是获取科学知识和宝贵经验的主要途径，每个成功都会激励学生进一步探索，不断尝试全新的探究方式去做。
　　
　　探究小组成员围绕一个研究主题，可以筹划相关的主题：借助化学学科主题活动，开展环境保护教育；社会实践体验，建构人与社会，人与人交往互动的活动体系；个人独立探究，采取“开放性长作业”，引导学生外探内省；小组之间合作探究，充分培养学生合作精神与交际能力。
　　
　　结合我校实际，先后开设科学探究主题活动，确定近20个探究问题，进行创造性探索，积极培养学生发现和解决问题的综合能力，围绕一个需要解决的问题展开，善于设计活动主题新颖，形式多样。
　　
　　探究“水资源”把研究的角度分成几个层次：“水资源分布”，“水与人的生活生产”，“水资源污染与保护”，“节水与水净化”等4个专题单元探究活动，均来自探究小组的兴趣发现。设计出灵活的活动方案，帮助学生学会多种有效方法和途径，获取有益信息，学会整理和归纳信息，恰当利用信息，培养收集、分析和利用有益信息的信息处理能力。
　　
　　科学探究主题活动在实验教师精心指导下，学生主体确定探究主题，其学习方式不是被动识记和理解教师传授知识，而是敏锐发现问题、提出问题、积极寻求解决问题的方法，探求结论而主体学习。
　　
　　科学探究的学习内容不是特定知识体系，而是来源于学生的学习生活、社会生活，立足研究解决学生关注的一些社会问题，涉及范围广泛，可能就是化学与某些学科交叉渗透，也有可能是实践理论方面。为学生发挥个性特长，提供广泛开放性的实践场所，从而形成灵活开放的科学探究学习过程。学习过程不是学习者被动的接受知识，而是积极构建知识的过程，。学生通过主体参与探究，亲临体验，逐步形成乐于探究，勤于动手，善于动脑的积极学习态度，产生积极的乐学情感，激发他们参与探究立足创新的浓厚兴趣。
　　
　　（二）着手调查研究，初步交流借鉴
　　
　　根据探究小组集体设计的实验方案，依照确定好的研究方法，选择本地合适的教育基地，进行实践调查，获取第一手调查结果，如实记载调查中所获得成果形式，归纳解决问题的思路和方法，并反馈论据存在明显不足有待改善补充。
　　
　　学生通过收集资料、调查探究所获取探究结果，小组成员和小组之间充分交流，团结友爱，相互帮助，默契配合，增强责任心，更加投入科学探究，学会分享和合作 ，合作意识和协作能力是现代人才具有的基本素质。
　　
　　“21世纪没有著名科学家，只有著名科学家团队 。”努力构建有利于人际沟通和与人合作的教育环境，这样学生就能互相配合，互相支持，完善合作，更乐于献智，善于互助，勇于合作，敢于负责，学会交流，分享探究成果，发展乐于合作的团队精神。
　　
　　教师处于被学生选择的地位，从个体行为走向配合协作，从分科教学走向学科综合，实现教育资源共享，进一步提高化学学科教学质量，教师从知识权威转变为平等参与的促进者、组织者、参与者和指导者，为学生提供全方位服务，科学探究充溢着无拘无束的快乐气氛，师生个性都得以自由空间的呼吸。
　　
　　三、实施评估手段多元化，倡导表达方式创新
　　
　　以“开掘学生潜能，让每位学生获得成功”作为科学探究的实验理念，科学探究充分关注学生学习化学新课程的学习态度，重视学习过程和方法，重视学生之间、小组之间和师生之间的交流与合作，更加重视动手实践，科学探究采取形成性评估方式，积极引导学生在学习过程自我评价和自我完善。
　　
　　以学生的现实表现作为衡量学习质量的重要依据，例如参与程度、合作态度等；同时发挥评估导向的激励作用，鼓励学生发挥个性特长，施展自我才能，在评价和反馈中让学生学会发现、学会学习，为学生终身学习奠定好良好的基础。
　　
　　表达和交流阶段，要求学生将取得的收获进行归纳整理，总结提炼，设计出活动记录表、访谈记录表、评价表，形成书面材料和口头报告材料。
　　
　　成果表达方式提倡多样化，按一定格式要求撰写实验报告和调查报告。发动学生关注社会热点问题，确定《能源开发与危机》，《大众化学》，《趣味化学》，《化学就在我身边》等主题教育活动，采取辩论会、研讨会、办展览、出墙报、编刊物等多种方式，学校校刊《远帆》先后开设了6个专题版面，着实增强学生的科学素养，提高学生的事件能力和创新能力。
　　
　　积极实施化学新课程，用科学探究手段创新学习化学的学习态度和方法，全面提升化学中考教学质量。2007年确定一个实验班和对比班，进行科学探究主题教学实验，并组织前期测试，后期检测和随机跟踪观察，注重实验过程的监控与调节。
　　
　　⑴前期测试以八年级结业考试成绩为参考，重点考查学生的理科综合素质，统计结果发现没有显著性差异。
　　
　　⑵进行一年实验教学，实施后期测试，考查化学2007年两个班级化学中考成绩，其结果统计如下（荆州中考化学总分50分）：
　　
　　班级
　　
　　总人数
　　
　　高分人数
　　
　　及格人数
　　
　　合格人数
　　
　　均分
　　
　　实验班
　　
　　62人
　　
　　34人
　　
　　56人
　　
　　62人
　　
　　37.8
　　
　　对比班
　　
　　64人
　　
　　27人
　　
　　46人
　　
　　57人
　　
　　34.4
　　
　　测试经参数差异显著性检验，发现存在一定的显著性差异。初中化学每周开设课时4节，但两个班级组织每个单元教学，时间安排有差距，保证规定完成的训练作业，单元测试和辅导方案都一致。
　　
　　⑶经统计、观测，实验班学生学习化学的兴趣态度和动手实践能力方面明显比对比班要理想些，尤其在有关实验设计，难度综合题完成，优于对比班学生。
　　
　　⑷进入高中继续采取跟踪调查，原实验班学生在学习策略、学习方法往往优先适应，率先进入学习状态。
　　
　　科学探究的核心是让学生自主参与获得知识，加强科学素养，注重培养发散思维，促进学生始终处于一种积极参与，动手、动脑、动口的积极状态，自然他们的思维表达、动手实践、合作互动等能力与各种技能都得到了充分的发展。
　　
　　总之，科学探究是一种创造性学习方式，努力塑造化学教师高素质团队，创造出优美的化学教育环境，积极主办图书馆开放周和实验大楼科技节，提供化学新课程实施的新着力点，开掘学生创新素质和实践能力的新亮点，促进学生科学素质的全位提升。