“发现学习” 在化学教学中的运用

李来成

摘 要： “发现学习”法是由布鲁纳提出的，是一种提高创新能力的教学方式。在中学化学教学中，运用“发现学习法”可以让学生系统地接受科学思维方法，有利于促进学生创新能力和实践能力的发展。

关键词： “发现学习”法 化学教学 教学运用

全面的化学教育必须知识与能力并重，既要传授系统的化学知识与技能，又要培养科学的思维方法，更要注重培养科学的精神品质。现行的应试教育中被教育者以听为主，大部分地区的学校、教师存在只注重学生的成绩，忽视培养学生能力的倾向。在教学的探究活动中由于学生的能力不同会延长教学时间而课时量有限知识量较多，为了节约时间很多教育者造成采用填鸭式、压制性的教育方式，只灌知识而不教方法，导致学生在课堂上探究性学习时间少，久而久之学生学习的主动性、创造性都受到不同程度的限制，不能充分发挥聪明才智，造成部分学生高分低能的现象。在中学化学教学中采用“发现学习”法这种研究性学习，是一种较好的激发学生探究兴趣，调动学生思维积极性的行之有效的教学方法，有利于培养学生的自学能力、创新能力和实践能力。“发现学习”法是由美国心理学家布鲁纳提出的。布鲁纳认为：“发现，并不限于追求人类尚未知晓的事物，而应指人们利用自己的头脑亲自获得知识的一切方法。”他认为，学生应该在教师的启发引导下按自己观察事物的特殊方式表现学科知识的结构，借助教师或教师提供的其他材料发现事物。布鲁纳强调说，发现是教育学生的主要手段。因此，在“发现学习”教学中，学生的学习过程是运用已有知识、经验、能力，凭借实验、媒体等手段，以自然科学方法论为依据，在教师指导下通过自己的大脑思考而获得新知的过程。

化学是一门研究物质的组成、结构、性质及变化规律的自然科学。学生身处千姿百态的物质世界对自然規律充满神秘感，这自然会激发学生的好奇心和探索欲望。我们应当把化学教学从主要传授知识转移到知识与能力并重上。化学史的教育是一条很好的途径。我国化学家傅鹰教授曾说：“化学给人以知识，而化学史给人以智悠。”在“发现学习”教法中，可重演科学家创新活动，让学生感受和体验科学家在创新过程中的喜怒哀乐，可以有效地培养创新意识和创新精神，也可以埋下改造和发现新事物的伏笔。在化学教学中运用“发现学习”，可以使学生系统地接受科学思维方法的科学演练，同时尊重人的主体性，激发人的创造性的崭新的教育理念和教育方式。

科学探究的基本途径是：提出问题→猜想与假设→设计并进行实验→分析并得出结论→评价与反思。在“发现学习”中课堂教学的一般程序为：

1.提出和明确使学生感兴趣的问题、有逻辑意义的材料。

2.使学生对问题体验到某种程度的不确定性，以激发探究欲望。

3.提供解决问题的各种假设。

4.协助学生收集和组织有关实验可用于下结论的信息资料。

5.组织学生审查有关信息资料，得出应有结论。

6.引导学生运用分析思维去验证结论，最终使问题得到解决。

总之，在整个问题的解决过程中，要求教师向学生提供材料，学生向教师提供搜集的资料，让学生亲自发现应得的结论或规律，成为发现者。如苯分子结构的发现。

（观察感知）首先，拿出一瓶苯，让学生通过观察感知苯的物理性质，通过苯的燃烧分析苯含有碳元素。

（通过视频资料、搜集的资料，感受苯的发现、研究历程，激发探究欲望）法拉第于1825年发现一种新的碳氢化合物——“氢的重碳化合物”。随后，法国化学家日拉尔等通过实验发现苯仅有碳、氢两种元素组成，其中碳元素的质量分数为92.3%，苯蒸气的密度为相同条件下氢气的39倍。你能确定苯的分子式吗？学生通过计算得出苯的分子式为C6H6。随即科学家又对苯分子的结构进行研究，19世纪有机化学刚发展起来，比较成熟的理论只有“碳四价学说”和“碳链学说”（首先让学生了解这两种学说）。根据这两种学说及学生已知的烃的知识，学生可通过自己动手，拼出很多符合条件的结构，如C=C或C≡C的结构。因此，苯应具有不饱和烃的性质。

（设计实验方案，检验判断是否正确，培养学生掌握科学研究的一般方法）这时学生会提出：用溴水或酸性高锰酸钾溶液检验C=C或C≡C。这时可以让学生亲自动手实验。分别在1ml苯中加入0.5ml酸性高锰酸钾溶液和0.5ml溴水振荡，观察现象：苯中加入酸性高锰酸钾溶液，紫红色不褪；苯中加入溴水，虽然出现分层但是橙色也不褪，说明没有发生反应。由此可以得出结论：苯分子中无碳碳双键和叁键。苯分子的结构到底是怎样的？

此时，学生会产生思想上的困惑，学习兴趣一下子激发出来。这时教师可充分利用他的主导作用进行点拨，介绍19世纪德国化学家凯库勒《梦中的出现》趣闻，并澄清凯库勒揭示苯的分子结构不是梦中的巧合，而是“日有所思，夜有所梦”，再加上对信息敏锐的捕捉力，根据自然科学方法探索发现的结果。对此，凯库勒说：“我们应该会做梦！……那我们就可以发现真理……但不要在理智的检验之前，就宣布我们的梦。”

师生一起重演凯库勒科学发现苯分子结构的过程，这时就出现这样的一个结构。这个结构有它的优点，它能够很好地解释碳氢原子的结合关系。那它是不是正确的呢？这时老师可以诱导学生思考：很显然这是一个有C=C的结构。而根据第一步两个实验的判断，若有C=C的话，溴水或酸性高锰酸钾溶液应该褪色。这与实验现象不相符合，是不行的。到底怎样的结构才是正确的呢？

此时学生的思维更活跃，可以提供数据让其思考：苯分子中碳碳间键长1.40×10-10m，一般C-C的键键长约为1.54×10-10m；苯分子中碳碳键的键能介于C=C和C-C之间。此时就可以介绍现代物理方法（射线法、光谱法、偶极距的测定）证实了苯的分子结构是平面的正六边形，苯分子没有交替的单双键，它是一种介于碳碳单键和碳碳双键之间的独特的共价键，即为C≡C，将凯库勒式发展和修正。在“发现学习”中学生逐步领会自然科学探究方法，当理论不能解释事实时，可利用已有知识和经验提出假说。

可以说，没有假说，就没有科学发现。而假说只有被实验或现代科学技术测得的数据证实，才能成为理论。随着科学的不断发展，有的理论可能出现缺陷，理论就会被修正。学生由此会感悟知识不是固有的不变的原理，它始终有待再考察，再检验。这样的学习形式有利于激活学生的思维，激励学生主动探索知识，达到培养学生创新能力的目的。

其实这样的发现学习方法在中学化学学习中有较多的运用。如有机化学分子存在同分异构现象，具体分子的结构式究竟是哪种结构呢？这时就可以让学生设计实验进行判断。

支持学生的大胆猜想。心理学认为，猜想是人类宝贵的心理品质，世界上许多发明创造都源于人类的猜想。当然，要指导学生尽量把猜想建立在与现实相结合的基础上，拒绝不切实际的空想。那么运用“发现学习”法教学中的优势与不足表现在哪些方面呢？

優势：有利于提高教师的教学能力和课堂驾驭能力，有利于激发学生的好奇心和探究未知事物的兴趣，有利于调动学生的内在动机和学习积极性，最大限度为学生提供自由回旋的余地，有利于掌握知识体系和学习方法，有利于学生批判性和创造性思维发展，有利于知识、技能的巩固和迁移。由于发现法需要学生具有相当的知识经验和一定的思维发展水平。因此一般来说，学生的年级越高，越适宜使用发现法。

不足：发现法不是唯一的教学或学法，必须同其他方法一起使用，才能取得良好的效果。有些学科诸如文学、艺术不合适发现学习，有些学生不适合发现学习，发现法耗时不经济，不宜在短时间内向学生传授一定数量的知识和技能。对教师的知识素养和教学机智、技巧、耐心等要求很高，一般教师很难掌握，反而容易弄巧成拙。

限制：学生：忽视学生差异，给基础较差、思维较慢的学生造成较大困难和较强的自卑感；教师：发现法的使用，还需要逻辑较严密的教材和具有较高水平的通晓本学科科学体系的教师。设计要求较高，对教师业务能力的要求较高，大面积推广受到影响。

学习过程：忽视学习过程的基本特征，事实上并不需要事事发现。如果都使用，占时太多。

学生主要以学习间接经验为主，不可能对一切知识都自我发现，但这种生气勃勃、生动活泼的、富有成效的学习方式，就是让学生时时有发现，处处有发现，有利于学生各种能力培养，使提高学生科学素养在渐进过程中水到渠成，为他们将来学习和工作打下良好的基础。

参考文献：

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