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“探究性学习”对初中学生“化学学习”影响的行动研究
发布时间：2009-12-03
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作者：汪南洋
“探究性学习”对初中学生“化学学习”影响的行动研究
常州市武进区郑陆初级中学 汪南洋
【摘要】传统的化学教学模式不能很好的体现出课程标准的知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观的三维目标，因此学生学习主动性不高，课堂效益低下。探究性学习能把课程标准的三维目标有机结合，在课堂中充分发挥学生学习的主体地位，是提高初中化学课堂效益的有效手段。本文就是笔者在初中化学教学中实施探究性学习的做法与感受。
【关键词】探究性学习、探究性学习、初中化学教学、课堂效益
一、问题与计划
1、我在教学中遇到的问题
由于民办学校的竞争，本地优质生源的外流，我在近几年初中化学教学遇到了一些困难,如很多学生的学习积极性不高，探究欲望不强，造成课堂效益低下。主要表现为：①被动接受，思维狭窄；②问题意识不强，收集和处理信息的能力薄弱；③缺乏合作意识，探究意识。传统的化学教学模式和学习方式只能制约当前学生的发展，这就迫切需要改善我现有的化学教学模式，从而改变学生的学习方式。
《化学课程标准》强调科学探究是一种有效的学习方式，要将科学探究作为义务阶段化学课程的重要教学内容。探究性学习是一种对知识的主动探求、发现和体验，学会对信息获取、分析、判断和选择，并重视解决问题的积极学习方式。它能科学地把“课程标准中”的“三维目标”有机结合起来，落实到化学教学中去。同时，研究性学习促进学生自主探究，从而发展思维能力，培养良好的个性品质。因此用是改变学生学习方式，提高课堂教学效益的有效手段。要在化学教学中渗透研究性学习，就要把探究性学习作为学生的学习方式和学习内容。
2、我的理论学习
通过学习理论知识和查阅文献，我了解到的探究性学习主要有这么几种形式：
⑴ 课堂内的形式主要有：
①发现式探究，主要过程是：教师提供相关问题情景——引导学生提出问题或猜想——设计解决问题或验证猜想的方案：——实验操作——讨论、归纳与反思。发现式探究学习常用于一些重要的概念、规律课的学习。
②接受式探究，主要过程是：教师提供有关知识和背景材料——操作或讨论——得出结论——应用反思。接受式探究学习主要用于陈述性知识的学习或操作技能的学习，接受式探究的显著特点是让学生主动的接受知识。
③混合式探究，它是指在某些环节是接受式探究，在某些环节是发现式探究。课堂内的探究式学习的共同特点是：以问题带动学习，学生的主体地位得到真正体现，积极主动的学习代替了被动的强迫学习。课堂内探究性学习成功的关键是：教师善于从教材、社会、学生身边的生活中挖掘出学生感兴趣，符合学生现有知识水平，学生通过努力能够解决的问题。
⑵ 课外的常见形式
①开展探究性实验。为提高学生的探究能力，可以提前向学生提出要求，在家庭把验证性实验变为探究式实验完成。课外探究性实验与制作的特点是：学生自主性强，时间、空间相对充足，学生亲自参与设计实验过程，进行实验观察，并对实验结果进行综合分析研究，使探究性学习得到拓展。
②专题探究活动。开展专题探究活动可以让学生感受化学对社会的作用。可以根据教材提供的化学实践活动的参考课题，也可以根据学校所在地的环境、现实，提出需要解决的问题，把学生分成小组，让他们提出解决问题的方案，学生自己调查、实验、上网收集信息，最后得出结论，并对结论进行反思、评价。
③开展科普讲座,培养学生关心科学技术的新进展和新思想，让他们了解自然界事物的相互关联，树立科学观，开展科普讲座是最有效的方法。
3、我的计划
通过学习，并结合化学学科自身的特点，我意识到初中化学学科的探究性学习应有以下几个特点：
⑴在教学中创设问题情境。让学生发现并提出新问题，学生要有一个真实的经验情境，以此为出发点，才有期望获得正确探索理论的科学方法。教师为学生创设—定的问题情境或提出研究任务，即建立问题的初始状态应该是探究性学习的第一阶段。
⑵引导认知操作，经历和体验研究过程。探究性学习强调学生的自主性、探索性，学生是学习的主体，在问题的操作过程即问题的解决过程中，教师是引导者，其作用是诱发学生自主探索动机的最佳“心理场”。
⑵引导认知操作，经历和体验研究过程。探究性学习强调学生的自主性、探索性，学生是学习的主体，在问题的操作过程即问题的解决过程中，教师是引导者，其作用是诱发学生自主探索动机的最佳“心理场”。
⑶拓展目标状态，引发学习环境的开放。初中化学探究性学习实施的内容，教师可以结合自己学生的情况对课本课程进行二次开发。即使在同一主题下，由于学生个体的不同，研究视角的确定、目标的定位、切入口的选择、研究过程的设计、研究方法、手段应用及结果的表达等也可能各不相同，具有很大的灵活性。这就为学生的个性特长的发挥，提供了广阔的空间，从而构建了一个开放、和谐的学习环境。
由于初三化学既有启蒙教学的特点，又面临中考时间紧迫的特点，我结合自己学生的实际，决定在教学中应用混合式探究的教学模式，课外采用专题探究活动的模式来进行研究性学习。
二、研究的过程与方法
1、我的研究经过
我们郑陆初级中学在在2008年5月开展课题研究——《学科教学中开展研究性学习，提高学生综合素质的研究》，我作为课题组的成员，在初三的化学教学中渗透研究性学习，来改变学生的学习方式，提高化学课堂教学效益。研究时间为2008年9月至今，研究对象为2009、2010、2011、和现在的2012届我所教的初三学生。
2、我在“研究性学习”中所构建的“探究性学习”教学的模式
在实践中让我认识到实施探究性教学需要循序渐进，要逐步让学生掌握探究性的学习方式。总体来说，我构建的探究性学习的教学模式可分为四个阶段。
第一阶段：教师引领，学生感知探究性学习
刚接触化学的初三学生对化学知识和实验基本操作都不了解，要让他们进行探究性几乎是不可能的。所以在传统教学和探究性学习之间要有一个必要的过渡。
⑴ 文本解读的探究性学习方式的引导。
化学概念教学不能再是师生封闭在教室里枯燥地讲概念背定律、记公式，而是应从中找出有关的规例，进行生动活泼的探究性学习。“听领先与说”作为我引领学生进入化学大门的钥匙，先让学生听老师是怎样描述一些化学问题的，解决的思路又是什么，让学生用心体悟。并且在以后的教学慢慢“相互叙说，相互倾听”。可以简单归纳为这样一个过程：①老师讲，学生“听”，老师讲评；②老师讲，学生“听”，学生讲，老师讲评；③老师讲，学生“听”，学生讲，师生讲评；④学生讲，学生“听”，学生讲评。
如在化学概念教学中渗透“探究性学习”，我是这样教“单质、化合物”的概念。首先我不讲什么是单质，而是给出几个化学式：P、Fe、N2 ，告诉学生这就是单质，为什么它们是单质呢？（给学生一段时间观察、思考）——因为它们只含一种元素，再让学生体验。再安排学生阅读书上的定义，明确单质的内涵。然后让学生尝试用自己的理解来叙述单质的定义，然后教师讲评。接着讲解化合物时还是给几个化合物的化学式，先让学生发现、联想，为什么它们是化合物。让学生相互讨论，在比较中尝试说出自己对化合物的理解，并说给自己周围的同学听，然后师生小结出什么是化合物。
⑵ 探究性实验的探究性学习引导
化学一些具体的探究性学习主要体现在实验上。在化学探究实验上，我先为学生设计好探究性实验报告，主要步骤：发现问题、提出问题、做出假设、设计方案、进行实验、交流讨论、归纳总结、得出结论，然后老师做演示实验。学生通过实验报告和老师的示范实验，感知实施探究性学习的一般方法，探索出一般规律。如，当学生第一次遇到探究性实验“空气”时，学生基本不会用化学的思维思考问题。怎样让刚接触化学的学生成功地迈开他们探究实验的第一步呢？我为他们设计如下过程：案例：《探究性实验——空气的组成》
我计好问题情境，以示范和模版的形式展示给学生，教会学生如何从情景和身边的物质中发现问题，学会思考并将模版填好。
实验前布置的问题：①红磷燃烧有什么现象？ ②打开止水夹后有什么现象？
实验后的反思：①红磷燃烧消耗什么气体？②红磷有剩余说明什么没有剩余？③实验中水为什么会倒吸？为什么等集气瓶冷却后打开止水夹更合理？水为什么只倒吸1/5?
学生一边观察老师的示范，一边思考。在边观察、边模仿、边参与、边记录、边体验的过程中，学生感知了探究性学习。
第二阶段：教师引领，学生尝试探究性学习
学生在初步认识探究性实验，并具备自己做一些简单的探究性实验的能力后，教师让学生尝试探究性实验中的某几个环节。例如：简单实验方案的设计，探究性实验的基本操作。在这个阶段，教师要对学生设计实验方案的可操作性、安全性，以及实验设计的错误给予指导。学生在进行实验的过程中出现的问题，教师及时提供帮助。如基本操作的规范性、实验观察的方法、实验现象的记录等方面。
案例：《影响物质溶解性因素的探究》
创设情境［学生活动］收集并展示相关信息：日常生活中经常能遇到溶解性的事例，
如: Ⅰ、洗碗冷水容易还是热水容易？
Ⅱ、糖和油哪个在水中容易溶解？
Ⅲ、有油污的衣服为什么干洗比水洗好？
根据以上生活中的事例和问题，你能根据已有的经验得出影响物质溶解性因素的有哪些吗？并说出你的猜想依据。
我的猜想 我的理由
设计意图，学生由３个事例，很自然的猜想到影响物质溶解性的三个因素。
Ⅰ、温度。Ⅱ、溶质的性质。Ⅲ、溶剂的性质。
学生针对猜想，根据教师提供的物品进行方案设计。我的设计
（教学建议：在学生进行设计方案时，针对影响物质溶解性的因素，验证每个因素时，教师应给予必要的指导和帮助，如让学生掌握控制变量法。）
学生的设计可能有：猜想一的设计：冷水和热水来溶解硝酸钾；猜想二的设计：水来溶解硝酸钾和碳酸钙。猜想三的设计：水和酒精来溶解碘
（教学建议：学生的方案可能多种，无论正确与否，教师都要予以肯定和评价，但教师需要帮助分析方案实施的可行性。教师要提醒学生必须考虑实验的可操作性和简单易行。在给予学生充分表达的同时，教师应该限定一个度。在学生交流、教师评价后，教师提供参考方案，学生依据参考方案和所提供铁实验器材进行实验。）
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影响物质溶
解的性因素
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方 案
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温 度
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在小烧杯中加入10克硝酸钾，加入2毫升水搅拌，观察现象，再把烧杯加热，观察现象。
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溶质的性质
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在2支试管中分别加入1克硝酸钾和碳酸钙，再加入10毫升水，震荡试管，观察现象。
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溶剂的性质
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在2支试管中分别加入2~3颗碘固体，分别加入2毫升水和酒精，震荡试管，观察现象。
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第三阶段：让学生在合作中发展“探究性学习”的能力
学生对实验方案的设计和实验基本操作有了一定的基础后，教师可以引导学生从身边的一些现象中去发现问题、提出问题、作出猜想，进而独立地设计解决问题的方案、进行实验、分析实验，找出问题的答案。在探究过程中遇到困难时，教师鼓励他们采取小组合作、师生合作的方式来化解困难。
案例：《金属活动顺序》
创设情境：我们以前学习金属的性质，你能设计一个实验来证明铁、铜哪种金属活泼，哪种不活泼？
学生讨论、并提出方案。
（教学建议：学生提出的猜想可能有多种，如让金属和氧气反应，让金属和酸反应，铁和硫酸铜溶液反应。可以让学生共同分析讨论，充分调动学生的积极性。）
请学生再次思考、猜想、讨论、发言
师生共同小结：活泼性——铁>铜
情境转换：这就是金属的活动性——金属参加化学反应的能力,能力大，活动性强；反之，则弱。这就是我们今天所要研究的内容——金属活动性顺序。
情境设置：探究金属锌、铁、铜的活动性顺序。你能通过什么实验可以比较出哪一种金属的活泼性更强呢？
事实再现：刚才证明铁、铜2种金属的活泼性的方法对你是否有帮助？
（提出问题）你能设计实验来证明锌、铁、铜三种金属的活动性顺序吗？请提出你的假设，并设计实验方案。
学生思考并开始小组讨论。
(教学建议：教师课前要准备好实验器材和药品，为学生的实验设计做好铺垫。在学生讨论过程中，教师要参与其中，认真聆听学生的设计方案，了解其设计实验思路。帮助有困难的小组,正确引导学生设计实验方案。)
（展示）小组代表发言并展示实验方案,及时让其他小组同学给予补充。师生共同分析、评价方案设计，形成可行性实验方案。
（交代实验中的一些注意事项开始实验 ，教师巡视并指导，实验结束，展示学生的实验记录）
学生交流、讨论、得出结论
第四阶段：以课外延伸学生的研究性学习
首先开展专题研究活动。专题研究可以让学生感受“化学对人类物质文明的进步，对社会发展产生的不可或缺的作用”。教师可以根据教材提供的化学实践活动的参考，也可以根据学校所在地的环境、现实，提出需要解决的问题，把学生分成小组，让他们提出解决专题的方案，调查、实验、上网收集信息，学生自已得出结论，对结论进行反思、评价。如，我根据校本教材《北塘河畔》和《化学与环境》，让学生写调查报告《北塘河的现状》；本镇牟家村秸秆造气改善燃料，我让学生写《牟家村的秸秆气的调查报告》。初中学生对新事物有着极大的兴趣和好奇心，但其维持时间较短，因此不断的变化活动形式，可让学生保持兴趣和热情。同时在活动中让学生学会合作，让自己的化学知识得到检验。
其次以家庭化学小实验来拓展学生探究性学习的能力。随着学生化学探究性学习能力的逐步提高，在探究性学习过程中，我们采取了边学习课本中的探究性实验，边增加家庭小实验和对生活中一些化学现象探究的学习，并重点研究如何指导学生进行平行实验、对比实验的设计。
比如家庭实验：探究食品中干燥剂的成分。学生因地制宜在家中完成探究实验，并在课堂上进行了交流。在实验中，没有试管，同学们用玻璃杯代替，用保鲜膜扎紧杯口代替橡皮塞。从茶叶罐中、雪米饼袋中、甚至从羊毛衫的包装中找来各种干燥剂做实验。由于自己动手实验，并从生活中寻找实验仪器和材料，同学们不仅亲身体验到了相关氧化钙、氢氧化钙、碳酸钙的知识，而且知道了什么是平行实验，对比实验；初步了解化学探究性学习的一般思路，学会了如何设计、运用平行实验、什么是对比实验。同时极大地提高了大家学习化学的兴趣。这些效果只靠我们老师事先准备好实验，然后在课堂上展示讲解而是实现不了的。“纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行”，探究性实验让学生在实践中体验、探究、感悟、并内化一种能力，一种习惯。
3、我研究过程中的波折
在探究性学习的开展过程中并不是一帆风顺，我遇到了一些问题，有些通过自己的努力和学习得到了解决，有些还没有很好的解决，还待以后的研究中来解决。（详见第三部分研究后的思考）
让我影响最深的就是在现实“成绩的功利”面前，我在探究性学习开始一段时间后放弃了它，是什么原因让我放弃？又是什么让我重新拿起了“探究性学习”这个武器了呢？
探究性学习在“知识与技能”、“过程和方法”中偏重于后者。2009届的初三化学教学是在初三化学中渗透探究性学习的第一年，当时也没什么经验，对学生没有进行系统的引导和训练，一开始的“探究性学习”不但很费时间，而且从课堂反馈中来看，学生掌握知识的效果还没有其他班级（没有进入探究性学习的班级）好。我当时有些动摇了，为什么通过“探究性学习”得来的知识，效果还不及传统的记记背背？单元小测试成为压倒“骆驼的最后一根稻草”，垫底！而且差距很大。我原本寄予厚望的“研究性学习”并没有立竿见影，在中考压力和成绩的功利面前，我选择了退让。
期中调研测试后做试卷分析，我教的班级依然在后面，我和同组的老师的分析比较后，我发现所教的班有一道操作题比其他班级要好。找来题目一看，原来这题是“探究性学习” 那一阶段学的。这引起了我的反思，为什么？短时间来讲，探究性学习学来的知识确实不及传统的死记硬背，那道操作题当时我花了近20多分钟。传统的教学教师演示一下操作，讲解一下要领，最多5分钟，完全可以把多出来的10来分钟让学生背。随着时间的推移，由于传统教学方式学生没有体验，很容易遗忘。而探究性学习学生自我体验过程，是有意义的学习，学生掌握后不容易遗忘。我终于发现了探究性学习的强大生命力。
要在化学教学中渗透研究性学习，必须在提升能力和知识两者间要找到一个有机的结合点。“任务驱动，合作探究”是我解决这个问题的方法。让学生带有明确的学习目标进行探究性学习，在探究性学习中加强学生合作，充分调动学生的各种感官接受有意义的刺激，达到加深影响的效果。
研究性学习中，教师一定要把理论和自己学生的特点相结合，探索一条适合自己学生学情的道路。在教师的探索过程会有停滞，甚至倒退，这需要教师在世俗的功利面前坚持正确的方向。
三、课题研究的主要成果与反思
1、我的成果
经过三年的研究，我已经取得了一些成果，主要成果：
⑴学生专题研究报告集。
学生写了大量的专题报告和调查报告，能用化学的思维来看待表述身边的事物，并且用学到的化学知识解决日常生活的一些问题，培养了学生的化学素养。
⑵学生的学习能力有明显的提高，主要表现为我教的班级：2009届初三③、④班、2010届的⑤班，2011届的①、②班，在接班时总成绩都位于年级最后，而且在第一阶段的小测试中均分、及格率、优秀率也是位于年级最后，通过一年的探究性学习，学生的学习习惯不但得到改善，而且最后在中考中均分、及格率、优秀率都能位于年级中游，甚至位于年级前茅，而且能到达或接近武进区的平均。这对于我们一些优质生源流失到民办学校的公办学校来说，取得这样的成绩是很不容易的。
⑶学生学习化学的兴趣变得浓厚，主要表现为：学生喜欢完成老师布置的家庭小实验，能认真的完成。还有完成作业情况有明显进步，如2011届的吴xx同学，平时只爱打篮球，学习不认真，作业经常不完成，成绩只有一两门及格，明显的一个学习后进生。自从开展探究性学习后，他对待化学的态度慢慢发生转变，起初能做一点化学作业，慢慢到主动全部完成，学习成绩得到提高，最后中考中考了72分。
⑷探索了“研究性学习在教学环节”的指导策略
探究性学习的教学中如何对学生进行指导，使学生最大程度的掌握学习方式，并能积极主动的获取化学知识，这是研究的重点内容。我主要研究在课内与课外怎样对学生进行指导策略的研究；围绕探究性的要素进行教学的具体实施策略有哪些。具体内容包括：①帮助学生发现探究问题的策略研究；②提出问题的策略研究；③进行 猜想假设的策略研究；④明确探究任务的策略研究；⑤在学生探究活动过程中，引导学生获取实证、提供实证的策略研究；⑥在学生探究活动过程中，引导学生根据实证形成对科学问题形成解释的策略研究；⑦在表达和交流过程中，组织师生互动、生生互动，引导学生归纳、总结，获得探究结论的策略研究；⑧指导学生进行合作学习的策略研究。在近三年的实践与研究中，针对不同阶段学生对探究性内容的实施水平、不同特点的探究性实验，我总结出了一些不同的指导策略。
2、我的思考
我在“研究性学习”课题已取得了一些成果，同时在研究中发现还存在的一些问题，需要我在今后的研究中不断总结和反思。
首先，研究性学习的适应性训练问题。进行研究性学习时，首先要对学生进行过渡性教学，为学生适应新的学习方式作出铺垫。然而，研究阶段我校的研究究性学习开展得不够广泛，只局限在课题组成员范围内开展，并没有在全校全面开花，而且即使一个开展研究性学习的班级，也不是全部科目进入探究性学习。所以老师要耗费大量精力对学生进行学习训练，改变学生的思维定式，这样孤军作战的学科要在相当长的时间内才能取得效果，所以效率很低下。要改变这种情况至少需要一个班级的全部科目都进行研究究性学习，这样在各门科目的合力下，学生适应新的学习方式的时间将大大缩短，有利于提高课堂教学效益。
其次，怎样改革化学教学的评价体制。现有的评价体制大部分只注重结果，而研究性学习重视结果，更注重学生的“过程与方法”。怎样客观公正的评价学生的学习是一直困惑我的难题。尽管在我的课堂上我可以把学生的学习过程和最后结果分开评价，但现实考试中的试卷，特别是客观题简单的对错，是体现不出学生的学习过程的，这样会对一些学习上有些进步的“学困生”学习积极性的调动起着消极作用。尽管在实践过程我尽力安慰、鼓励这样的学生，但事实上真有一部分学生从心里上放弃了探究性学习。所以针对我们现有的评价体制还需对一步研究。
第三，“研究性学习”与初三化学“紧迫的教学时间”的冲突。传统的讲授式教学省时间，但学生参与低，课堂效益低下。“探究性学习”学生主体地位突出，教学效果好，但花时间长。初中化学教学既是起始学科，又面临中考的重任，按照规定的时间完成教学进度是很紧张的。有时一个化学问题用“探究性学习”解决需要一课时，而这样的问题在课本内容安排中有时只要几分钟。所以我目前采用的是混合教学模式，也就是说在学生掌握了探究性学习的方法后，在化学课堂教学中也不会让学生完全进行自主探究。如何在教学方法和教学时间上达到完美的统一，解放学生，使学生真正成为学习的主人，还需进一步研究。
3、既总结又是新的起点
我想，常州在2005年初中化学就进入课程改革，就是为了适应新形势下的减负增效，改变学生的学习方式，走向“研究性学习”正是顺应了这种趋势。“青山遮不住，毕竟东流去”，在初中化学教学中渗透研究性学习既是课程改革的需要，是化学教师发展的需要，更是学生发展的需要。我在初中化学教学中渗透研究性学习在尚处于起步阶段,成功经验比较少,遇到困难也很多，在以后的化学教学中还需要做更多的探索与实践。
感谢：《学科教学中开展研究性学习，提高学生综合素质的研究》课题负责人吴伟星老师对本人课题研究提供的帮助。
主要参考文献：
1、倪志刚： 《新课程理念下初中化学教学创新设计》
2、佐藤学： 《静静悄悄的革命》
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