探究式学习理论指导下的化学教学研究

傅腾飞 李秋艳 许鑫

[摘 要]以探究式学习的相关理论为依据，结合教学案例，进行探究式教学模式、教学方法、教学设计的研究，以促进学生实现学科知识到能力素养的转化。

[关键词]探究式学习;理论指导;教学模式;初中化学

[中图分类号]    G633.8        [文献标识码]    A        [文章编号]    1674-6058（2021）35-0076-03

新一轮基础教育课程改革提出了全面发展学生的学科核心素养的目标体系。学科核心素养的概念是对“教育应该培养什么样的人”的回答，是学生通过学习之后应该达到的程度要求，也是学生知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的深度融合和综合表现。如何发展学生的化学学科核心素养，是摆在所有化学教育工作者面前的一个重大课题。因此，本文以《义务教育化学课程标准》为导向，以探究式学习相关理论为依据，进行探究式教学模式、教学方法、教学设计的研究，以期促进学生实现学科知识到能力素养的转化。

一、探究式学习的理论基础

探究式学习的理论基础主要体现在科学、心理学、教育学三个方面。科学的方法论和认识论以及科学观是学生进行探究式学习的基本出发点。学生要以发展和辩证的眼光来看待科学，为此在教学中，教师要教育学生充分尊重现有知识，同时又要让学生明白科学知识的真正实质、科研史上的重大发现、理论的形成和发展是各种假说不断被提出、证实和证伪的过程。

探究式学习的心理学基础主要有皮亚杰的认知结构理论、奥苏伯尔的有意义学习理论、布鲁纳的发现学习理论、施瓦布的探究式教学理论以及建构主义理论。建构主义理论是在维果茨基、皮亚杰、布鲁纳等人的思想基础上发展起来的。建构主义理论重视学习活动中学生的主体性，重视引导学生根据具体情境进行意义建构，重视学习过程中的交互性，这些都为探究式教学活动提供了理论依据。教育学里的很多教育理念和教育思想，如终身学习理论、多元智力理论，也为探究式学习的研究奠定了深厚的理论基础。

二、基于探究式学习的教学模式选择

教学模式是为了实现某种教学任务而建立起来的，能够反映某种特定的教学理论和逻辑轮廓的一种相对稳定和具体的教学活动范式，它是联系理论与实践的桥梁。在众多国内外典型的教学模式中，如何选取适合探究式学习的教学模式？首先要明确适合探究式学习的教学模式应包含以下几个要素：1. 理论基础。每种模式都有一个内在的理论基础，适合探究式学习的教学模式的理论基础要与探究式学习的理论基础相一致，只有理论一致，才具有相同的教学思想、教学思路。2. 教学目标。适合探究式学习的教学模式的教学目标要与探究式学习的学习目标相统一，即以发展学生的探究式学习能力为主要目标。3. 操作程序。适合探究式学习的操作程序应具有明显的启发性、顺序性、探究性和可操作性，能够激发学生的好奇心和求知欲，促进学生以真实问题为情境，以学科知识为工具，进行实际问题的探索与解决。4. 教学定。要坚持以学生为主体、教师为主导的正确定位。

根据以上要素，笔者认为适合探究式学习的教学模式主要有布鲁纳的发现教學模式、杜威的“做中学”教学模式、学习循环模式、建构主义理论影响下的抛锚式教学模式等。

发现教学模式，以布鲁纳的发现教学思想为基础。布鲁纳认为，认识是一个过程而不是一件产品，学生要将知识转化成自己的认识，就必须去“发现”。教学过程就是在教师的引导下不断发现的过程。发现教学模式的主要教学环节包括：1. 提出问题。问题可以从教材引出，也可以从生活实际引出，可以是教师提出，也可以是学生提出。2. 提出假设。假设是给出前面所提问题的各种解决方案，是科学发现的基础，教师在课堂中要充分调动学生的各种直觉思维，允许各种猜测想象，引导学生提高逻辑推理能力。3. 分析、整理。教师指导学生收集整理相关资料，去伪存真，得出结论，实现“自我发现”。4. 评价、验证。将发现的原理或概念应用到新的情境中去，解释新现象，并能够以此证实结论，最后解决实际问题[1]。

“做中学”教学模式，以杜威的教育思想为理论基础。杜威认为，只有人与环境相互作用时，才能获得真知，因此在教学中强调“做中学”。“做中学”教学模式由以下五个环节组成：1. 真实情境。教师需尽量给学生创设一种和生活、社会相联系的真实情境。2. 确定问题。当真实情境与学生的认知发生冲突时，就形成了问题情境，即一个急需解决的问题。3. 提出假设。以知识为载体，教师为学生提供一些解决问题的资料与思路，引导学生提出合理的假设。4. 推理。学生通过收集、整理资料，进一步列出问题解决方案。5. 验证。按照既定方案进行实验验证[2]。

学习循环模式是由罗伯特·卡普拉斯及其同事在“理科课程改善研究”中发展起来的，学习循环模式以皮亚杰的发生认识论为基础，同时运用了奥苏伯尔的有意义学习理论，将学习过程划分为概念探讨、概念介绍和概念运用三个前后相连的阶段（如图1），用以提高学生的科学探究水平[3]。

抛锚式教学模式的主要理论依据是建构主义学习理论，该模式是由温比尔特认知与技术小组开发的。抛锚式教学的主要目的是让学生处于一个真实的问题情境中，产生学习的需要，通过镶嵌式教学及与小组成员的合作交流，凭借自身的自主学习，体验从发现目标到实现目标的整个过程。抛锚式教学中整个教学活动围绕“锚”来进行，其教学的主要环节有：1. 设计真实宏观情境的“锚”。2. 围绕“锚”组织教学。3. 学生自主学习与合作学习。4. 解决问题，消除具体的“锚”，即学生能够进行知识迁移，解决类似新情境的问题。5. 效果评价。抛锚式教学不仅要让学生能够解决“锚”中的问题，还要通过教学使学生能够自主完成学习目标，提高与同伴合作、交流的能力及相互评价和自我反思的能力[4]。

三、基于探究式学习的教学方法、教学设计研究

适合探究式学习的教学模式决定了相应的教学方法及教学设计。结合上述教学模式可以发现，适合探究式学习的教学模式具有相类似的教学环节，具体包括提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与讨论、反思与评价、表达与交流。根据以上环节，教师应主要采取谈话法、讨论法、阅读指导法、实验法、练习法等教学方法。

教学设计是依据教学理论和学习理论，对教学过程的各要素进行科学、合理的优化安排，可分为课程、学段、单元和课时教学设计四个层次[5]。以课时教学设计为例，适合探究式学习的教学设计主要包括学情分析、学习任务分析，并依据课程标准及相关分析，确定教学目标及教学重难点，选择合适的教学模式及教学方法，重点进行教学过程设计和教学评价设计，最终形成课时教学设计方案。例如，初中化学中探究微粒运动的探究式教学设计如下。

【实验演示】在烧杯A、B中分别加入蒸馏水，并滴入2～3滴酚酞试剂，在烧杯C中加入浓氨水，用一个大烧杯罩住烧杯A、C，几分钟后发现烧杯A中的溶液由无色变为红色，而烧杯B中的溶液仍为无色（如图2实验一所示）。

【提出问题】上述现象说明了什么？怎样用简单的实验加以证明？

【做出假设】烧杯C中的浓氨水散发出一种肉眼看不见的微粒，慢慢进入烧杯A中，故使烧杯A中的溶液变为红色，烧杯B因隔离在大烧杯外而无现象。

【实验探究】学生在教师指导下进行下列活动：

1.吸取少量烧杯C中的溶液，滴入烧杯B中，烧杯B中溶液变红，同时嗅到有刺激性气味。

2.向烧杯C中滴入2～3滴酚酞试剂，烧杯C中溶液变红。

3.在锥形瓶中放置一小瓶浓氨水，锥形瓶瓶口盖一张经酚酞溶液浸泡过的滤纸，几分钟后发现滤纸变红。（如图2实验二所示）

【获得结论】学生经过讨论交流获得以下结论：

1.氨水能够使酚酞溶液变红。

2.浓氨水具有挥发性，可散发出一种肉眼看不见的微粒，该微粒慢慢进入烧杯A中，使烧杯A中的溶液变为红色。

【引导反思】还有哪些实验能证明微粒的运动？

四、结语

新课程标准倡导让学生进行探究式学习与合作学习。这就要求教师要改变传统教学中过分依赖教材，过于强调接受学习、机械训练的状况。在教学过程中，教师要注重适合探究式学习的教学模式的选择以及教学方法、教学策略的应用[6]，努力创设与生活相关的真实问题情境，精心做好教学设计研究，注重引导学生质疑、调查、探究，让学生主动参与、乐于探究、勤于动手，帮助学生培养收集和处理信息的能力、获取新知的能力、分析问题和解决问题的能力以及交流与合作的能力。

[   参   考   文   献   ]

[1]  齐春霞， 王培三， 梁晓露.“发现教学法”在初中化学教学中的应用[J].安徽化工， 2020（6）：133-136.

[2]  朱凌虹.“玩中学、做中学”互动教育提高化学课堂效率[J].中国现代教育装备， 2008（11）：132-133.

[3]  陈海涛，罗琬华. “探究”与“合作”从分立走向融合：美国中小学理科教学模式发展趋势[J].现代中小学教育， 2006（12）：42-44.

[4]  张雪昀，申扬帆.基于抛锚式翻转课堂教学模式的有机化学教学设计[J].化学教育（中英文）， 2018（24）：59-62.

[5]  周平. 新課程标准下中学化学课堂教学的设计[J].中学教学参考， 2017（29）：66.

[6]  黄福剑. 初中化学“引导探究”教学策略初探[J].中学教学参考， 2020（11）：61-62.

（责任编辑 罗 艳）