化学探究性实验教学的困境与突破

探究性教学是培养学生科学探究能力和创新意识的教学方式，学生在多元化的创新活动中主动参与探究过程，获得解决问题的方法和能力，有利于学生形成严谨求实的科学态度和价值观。探究性教学不仅实现了教师教学方式的转变，也带动了学生学习方式的转变，从根本上改变强调接受性学习、死记硬背、机械训练的现状，倡导学生主动参与、乐于探究的学习方式，使学生在学习知识的同时，学到获取知识的方法、增强探究未知世界的兴趣和能力，以及增进对科学本质的理解和树立科学价值观。探究性实验是实施探究性教学的重要途径之一，探究性实验从问题提出、猜想与假设、设计实验方案、实施计划、收集实验证据、分析与评价到得出结论、交流反思，对师生都提出了较高的要求，对于培养学生的问题意识、独立思考、质疑反思、合作与交流、创新意识等都起着重要的作用。探究性实验实施的情况也是反映探究性教学有无落到实处的一个重要指标。

一、化学探究性实验教学的困境

新课程实施以来，化学教师对探究性实验从好奇，到参与，再到回归理性思考，实施化学探究性实验教学目前遇到的现实问题主要有：探究性实验与验证性实验相比，耗时耗力，学科课时紧张，学生的学习效果（主要指考试成绩）并无优势；公开课要实验探究，热热闹闹，但效果并不明显，而平时的课基本不实施实验探究；进行创新并不能保证学生取得好成绩，采取旧模式也可取得较好的成绩，所以教师宁可守着旧有模式进行教学，也不愿意进行创新；探究性实验中出现的问题，有时教师也很难解决，采用讲授法可以避免实验中的意外情况，减少尴尬；学校实验条件差，很难进行探究性实验的教学；学生能力差，很难进行探究性实验，一些学生不愿意独立思考问题；等等。面对种种矛盾与冲突，一些教师实施探究性实验的动力渐渐减弱，对探究性教学的热情渐渐淡薄。

二、化学探究性实验教学的困境剖析

探究性实验教学在具体实施中出现的问题，既有观念层面，也有教育体制、师资水平的影响，还有对实验探究操作的技术研究不足等原因，造成了实验探究教学难以真正全面实施。

1.观念层面

探究性教学对于培养学生的创新意识、创新精神等都起着重要的作用。而创新意识、创新精神并不一定能在高中三年内体现出来，更何况创新意识、创新精神为什么一定需要通过目前的学习成绩表现出来呢？“教育不在近利，而在远效。”北宋程颢说：“学者须敬守此心，不可急迫；当栽培深厚，涵泳于其间，然后可以自得。但急迫求之，终是私己，终不足以达道。”这句话可认为说的是教师的教学，不可急功近利。程颢还说过：“学欲速不得，然亦不可怠。才有欲速之心，便不是学。学是至广大的事，岂可以迫切之心为之。”这句话可认为说的是学生的学习，欲速而不得。十年树木，百年树人。教育对人的成长的影响是深远的，教育的作用也是逐步体现出来的，例如教育对经济增长的贡献，有人统计经济增长中近3/5与教育投入有关[1]。但从社会层面，看不出教育对经济的显著贡献。探究性教学培养的创新意识、创新精神和创新能力，对学生一生潜移默化的影响是无法估量的。

把探究与讲授的关系对立的情况，在新课程实施初期比较常见，但随着新课程的逐步深入，对探究性教学与传统的讲授法教学的认识有了新的认识。传统的讲授法教学因为“一讲到底”等教学现象而受到批判，但启发式讲授教学则有顽强的生命力，它与探究性教学强调学生为主体等想法是一致的。2009年，在美国纽约和英国牛津两地同时出版了一本对西方教育界颇具震撼力的学术著作《建构主义教学：成功还是失败？》。书中指出：建构主义教学并非完全排斥教师的讲解，只是反对一堂课从头到尾完全以直接讲授为主的教学。片面排斥一种教学方式，推崇另一种方式，可能会使教育走向另一个极端。

2.教育体制层面

目前的教育评价更多关注学生的学业成绩，“考考考学校的法宝，分分分教师的命根”，这种教育评价机制的存在，使教师进行探究性教学时，头上始终悬着达摩克利斯之剑。教师实施改革的积极性受到了一定的抑制。诚如有些教师所述，探究性教学有风险，讲授式教学轻车熟路，风险又小，为什么要进行探究性教学呢？教育行政机构如果能从长远、大局出发，减轻教师的课业考核压力，将会重新唤醒教师进行探究性教学等教学改革的热情。

不同层次学校的出现是教育体制的产物，由于历史的原因，目前还很难很快扭转。但是有些地方对高中优质资源进行扩张，兼并重组薄弱学校，这也是一种有益的改革与尝试。

3.师资水平层面

探究性实验的教学要依据课程标准，如果盲目地、不切实际地设置探究性实验，则只是注重了形式，可能既没有效率，也没有必要。不同学习阶段的探究目标是不同的，教师只有在深入学习课程标准的基础上，合理选择探究问题，才能有的放矢地开展探究性实验教学，发挥探究性实验在建构认知结构中的作用。

探究性实验教学既对学生的学习方式、学习习惯提出了挑战，也对教师提出了挑战，因为实验中的问题可能超出教师的预设，即使一位富有经验的教师，可能有的问题一时半会儿也解决不了。例如，化学课上镁条插入硫酸铜溶液中，出现了黑色物质，与预料中红色的铜相差甚远，如何解释？教师的学科专业水平在新课程教学中应该不断提升，以适应探究性教学的要求。

4.探究技术层面

探究一定有效吗？只有有价值的探究才可能有效。为探究而探究的形式探究，只注重过程而忽视了知识的整体性和知识应用的现象，造成了探究价值不能充分体现，不符合学生心理特征和年龄特征（远离了大部分学生的“最近发展区”）的探究，效果甚微。有探究价值的问题，有恰当的组织形式，有合理的探究流程，有探究后的回味与反思、提升，这样的探究才有价值。我国正处在“精英教育”向“大众化教育”转变过程中，在目标上不仅要培养大批高素质的普通公民（劳动者），同时也需要培养一批拔尖人才（精英或接班人）。不同层次探究性问题的设置，探究实验开放度的不同，适应了分层教学的要求，为不同学力层次的学生提供了舞台。根据实验条件和探究内容，应采取不同的实施方式。在实验探究过程中，一些整体指导、个别化指导也是必不可少的，完全放任学生自主探究也许形式上轰轰烈烈，但实际效果平平。

三、探究性实验教学的突破方向

对探究性实验教学，除了一些客观原因，作为教师立足本职岗位能够做的有以下几个方面：加深对新课程、探究性教学的认识，更新观念；提高学科专业水平，适应探究性教学的要求；对操作层面的感性认识进行总结，学习探究性实验的技术，解决一些操作层面的实际问题。

1.准确把握课程标准要求，合理选择探究内容

高中化学课程标准指出，必修阶段，注重培养学生探究的意识，体验科学探究的过程，初步形成科学探究的能力；选修阶段，引导学生运用实验探究，增强探究体验，注重培养探究意识与能力。例如，在必修2“乙酸的性质”教学中，要求通过实验探究酯化反应中CH3COOH3和CH3CH2OH两种物质，谁脱-OH，谁脱-H，要求设计实验方案和进行验证。这就是一个不符合课程标准要求的典型案例。必修模块对有机物要求不涉及复杂的结构变化，何况中学阶段也无法实施示踪原子法。随意增加探究性实验，对学生来说是无谓的负担，只会是事倍功半。

探究性实验内容应是教学的重点和难点，探究性实验的选题是影响探究性教学时间的重要因素。从化学课程标准以及教科书的编写内容可以认识到，不可能也没有必要将所要求的内容都设计成探究实验。在高中化学8个模块的教学建议中，属于探究性学习活动或有明显探究性的活动或实验近40项，其中必修阶段仅11项。严格遵循课程标准的要求实施教学，合理安排探究性实验，是实施探究性实验的基本要求。值得选择的主题应该是具有核心和基础地位的那些概念和规律，探究的内容应是教学的重点和难点。在教师改编验证性实验和创新实验后，增加了必修阶段的探究性实验，主要集中在无机元素化合物部分。探究性实验的数目不能不断加码，不能因为探究性实验的重要，而随意增加探究性实验的数目，影响正常的化学教学秩序。

2.根据探究目标与内容，灵活使用不同的实验实施方式

化学实验是化学探究性教学中搜集证据的通常方式，但查找文献资料、专家访谈、推理论证等也是探究中搜集证据的方式。因此“探究必实验、实验必探究，实验必分组”的说法是片面的，而且，课堂上我们只完成几个代表性实验，可能不足以支撑科学假设的全部内容，归纳出的结论可能是片面的。实验是获得证据的一种方式，具体采用何种实验方式，采用演示实验、分组实验还是视频实验等，需要根据教学情况确定，科学探究的核心并不是实验形式，而是一种思维方式。

3.设计开放度不同的探究性实验，实现分层教学

探究性实验难以开展的一个原因是对探究要素的把握不当。有些教师认为，既然是探究性实验，应该各探究要素都要兼顾，因此实验的开放度很大，学生面临的困难很多，往往教学任务难以完成。合理把握探究要素，控制探究性实验的开放度，与不同学段的教学目标有关，也与教师的专业水平、学生的已有能力、探究问题的难度有关。例如，必修1中有关铝及其化合物的内容，可设计以下开放程度不同的探究性实验。实验一：探究Al的两性，教师给出铝片、盐酸和NaOH溶液；实验二：探究Al2O3的两性，教师提供具体的试剂；实验三：探究铝的化合物的相互转化，教师给出AlCl3、盐酸、NaOH溶液和氨水。实验一涉及的探究要素最少，是探究水平中要求最低的一种，也是开放度最小的一种探究形式。实验二涉及的探究要素较多，而且实验的现象需要推理转换才能转化为探究结论。本实验对探究水平的要求较高，有一定的开放度。实验三包含了除提出问题外的其他探究要素，实验现象转化为实验结论，要从具体物质上升到物质的类别。本实验对探究水平的要求较高，开放度较大。这种由易到难的梯度安排，开放度逐渐增大，符合学生的认知规律，针对不同学力层次学生的探究能力，能够使活动顺利开展，实现了探究性分层教学。

4.实施多元化的教学方式，探究性实验中适时指导

目前教育技术界倾向于把“以学为主”和“以教为主”的教学设计结合起来，称作“学教并重”的教学设计。这种新的教学设计不仅能训练学生的知识技能，培养创新能力，而且能培养学生的健康情感与价值观[2]。探究性实验对学生来说，面临的困难和问题可能比较多，有时仅凭学生已有的知识和能力恐难以解决，教师也不必强求学生完全靠个人努力来完成，教师适时伸出援手，师生共同分析问题，找到问题的解决方案，从课堂教学效率看，可能事半功倍。借鉴混合式学习（Blending Learning）的理论，讲授（含生生、师生的对话与交流）与实验探究相结合，通过教学方式多元化，把中学化学的疑难问题解决，教学效率比单纯实验探究要好。

5.探究内涵研究是关键，促进探究价值的最大化

探究性实验有助于增强学生的感性认识，提高学习兴趣。探究性教学强调对学生探究技能和思维能力的培养，让他们习得具有广泛迁移性的智慧、能力，只要学生掌握了一定的探究能力，就可以不断习得新的知识。通过学习适切的内容培养学生特定的能力，内容只不过是获得能力的媒介而已[3]。例如：加热1 mol/L的稀氨水，探究溶液中c（OH―）的变化。甲认为c（OH―）将增大，升高温度有利于电离平衡移动，使氨水中c（OH―）增大。乙认为c（OH―）将减小，受热时温度升高氨气逸出，使c（OH―）减小。请设计实验探究方案。答案是：在试管中注入滴有酚酞的1 mol/L稀氨水，加热试管，观察溶液颜色变化。如果颜色变浅，则加热使氨水中的c（OH―）减小，乙正确。如颜色变深，则加热使氨水中的c（OH―）增大，甲正确。该问题的结论实际上并不重要，但解决问题过程中如何设计探究步骤显得更重要。用到了“化归思想”，把生疏化成熟悉，复杂化成简单，抽象化成直观，含糊化成明朗。本题中把浓度这一抽象的概念，转化为直观的颜色变化，通过对所要解决的问题进行变换转化，使问题得以解决。观察探究现象、分析得出探究结论的过程，用到了平衡思想、推理等。把探究问题的解决上升到对化学学科方法和思想的提炼，能够帮助学生解决类似的问题，从而实现了探究价值的最大化。

参考文献

[1] 冒小栋.运用投入产出技术测算教育对经济增长的贡献[J].统计与决策，2006（14）：14-16.

[2] 何克抗.关于建构主义的教育思想与哲学基础：对建构主义的反思[J].中国大学教学，2004（7）：15-18.

[3] 周存军.化学思想与方法培养的探究性教学[J].现代教育科学：普教研究，2010（6）：82-83，77.