林考星

摘要：為建立相對(duì)穩(wěn)定、適合本校學(xué)生認(rèn)知特點(diǎn)的“化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)”課程發(fā)展模式，設(shè)置了相應(yīng)的校本課程。實(shí)施中以“認(rèn)知學(xué)徒制”及學(xué)生的建模過(guò)程作為課程設(shè)計(jì)的脈絡(luò)，以“定性研究”收集到的資料來(lái)改進(jìn)課程。“化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)”校本課程的建構(gòu)為化學(xué)實(shí)驗(yàn)和探究式教學(xué)提供了可借鑒模式，也對(duì)全面落實(shí)化學(xué)新課程目標(biāo)起到了積極的推動(dòng)作用。

關(guān)鍵詞：化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)；校本課程；認(rèn)知學(xué)徒制

文章編號(hào)：1005–6629（2016）7–0023–05 中圖分類號(hào)：G633.8 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B

1 課程背景

化學(xué)新課標(biāo)強(qiáng)調(diào)：“通過(guò)以化學(xué)實(shí)驗(yàn)為主的多種探究活動(dòng)，使學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)研究的過(guò)程，激發(fā)學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣，強(qiáng)化科學(xué)探究意識(shí)，促進(jìn)學(xué)習(xí)方式的轉(zhuǎn)變，在實(shí)踐中培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。[1]”理想的實(shí)驗(yàn)課程設(shè)計(jì)，不但可以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)化學(xué)的興趣、獲取化學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的技能、觀察化學(xué)變化和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，更重要的是能夠加深學(xué)生對(duì)探究過(guò)程模型本質(zhì)與功能的認(rèn)識(shí)，從而提高學(xué)習(xí)和研究問(wèn)題的能力。但目前在高中化學(xué)的實(shí)際教學(xué)中，受限于考試壓力和課時(shí)偏少，學(xué)生缺乏以實(shí)驗(yàn)為載體的學(xué)科方法和探究能力的訓(xùn)練與培養(yǎng)，制約了化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的提高。

相對(duì)而言，校本課程活動(dòng)時(shí)間和空間較為靈活，有條件保證活動(dòng)過(guò)程的自主性和探究性，為學(xué)生提供比較真實(shí)的科學(xué)探究環(huán)境。探究實(shí)驗(yàn)的切合點(diǎn)既可以是課堂學(xué)習(xí)內(nèi)容，也可以對(duì)物質(zhì)或原理進(jìn)行進(jìn)一步的探究，或結(jié)合生活實(shí)際和生產(chǎn)實(shí)踐進(jìn)行探究，在兼顧趣味性的同時(shí)，重思維、重探究過(guò)程，重思維模型的建構(gòu)，有效整合多元智力，實(shí)現(xiàn)知能融合，興趣、知識(shí)、探究等要素有機(jī)整合，使培養(yǎng)學(xué)生化學(xué)學(xué)科素養(yǎng)的過(guò)程最優(yōu)化，較為完整地體現(xiàn)新課程倡導(dǎo)的自主、合作、探究的學(xué)習(xí)方式，落實(shí)知識(shí)與技能、過(guò)程與方法、情感態(tài)度價(jià)值觀的三維教學(xué)目標(biāo)。

2 課程設(shè)計(jì)

本課程以開(kāi)展課題式合作探究實(shí)驗(yàn)活動(dòng)為主軸，突出探究學(xué)習(xí)、研究學(xué)習(xí)、操作學(xué)習(xí)和體驗(yàn)學(xué)習(xí)等實(shí)踐性學(xué)習(xí)活動(dòng)，與國(guó)家課程的化學(xué)學(xué)習(xí)形成延伸與互補(bǔ)的關(guān)系。

2.1 研究方法

課程發(fā)展采用行動(dòng)研究法，基本流程如圖1。開(kāi)展研究的教師在教學(xué)現(xiàn)場(chǎng)親身參與或從旁觀察記錄，應(yīng)用“定性研究”（即“質(zhì)的研究”）的方法，以錄像、訪談、學(xué)生互評(píng)、交流展示、成果發(fā)表等方式，搜集學(xué)生反饋的相關(guān)信息，記錄學(xué)生學(xué)習(xí)表現(xiàn)，觀察學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)展，研究分析學(xué)生探究過(guò)程、思考方式、心智模式、探究能力與態(tài)度等是否發(fā)生顯著的改變。然后評(píng)估學(xué)生建立科學(xué)概念的正確性，比較學(xué)生在探究實(shí)驗(yàn)中的思維模式，提供改善建議[2]。同時(shí)教師定期反思自己的教學(xué)問(wèn)題，調(diào)整或修正所設(shè)計(jì)的課程計(jì)劃，以提高教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)效率。

2.2 研究對(duì)象

研究對(duì)象為本校高二選修“化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)”校本課程的學(xué)生，共32人。由于是自愿選修，參與本計(jì)劃的學(xué)生，對(duì)化學(xué)的研究普遍具有較高的興趣，但化學(xué)學(xué)習(xí)成績(jī)參差不齊，相當(dāng)部分學(xué)生基礎(chǔ)較薄弱。

2.3 內(nèi)容確定

選擇內(nèi)容的原則是“具探究性和拓展性”，兼顧實(shí)驗(yàn)的安全性與創(chuàng)新性。為延伸探究的空間，精選了兩個(gè)探究性主題：“原電池”和“配合物”。其中“原電池”學(xué)生已有初步知識(shí)，后續(xù)還將繼續(xù)學(xué)習(xí)，以系統(tǒng)掌握相應(yīng)的知識(shí)。課程選擇原電池是利用它所呈現(xiàn)的較強(qiáng)的探究性，側(cè)重開(kāi)展實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，建立有效的探究模型，反過(guò)來(lái)促進(jìn)國(guó)家課程的化學(xué)學(xué)習(xí)。

2.4 評(píng)價(jià)方法

本課程以過(guò)程評(píng)價(jià)為主，結(jié)果評(píng)價(jià)為輔。每次活動(dòng)均由學(xué)生對(duì)過(guò)程進(jìn)行反思、闡釋和總結(jié)，填寫(xiě)隨堂評(píng)價(jià)表，從實(shí)驗(yàn)操作的規(guī)范、提出問(wèn)題的質(zhì)量、思維的活躍度、創(chuàng)新度、與他人合作的情況以及學(xué)習(xí)收獲等方面給予自評(píng)和互評(píng)，量化打分，扣分的地方注明原因，然后由教師評(píng)定等級(jí)。期中、期末，組織學(xué)生將成果在全校展示與發(fā)表，進(jìn)一步提供綜合闡釋、反思、總結(jié)的機(jī)會(huì)，與同學(xué)交流自己建構(gòu)的原電池模型，分享學(xué)習(xí)成果，體驗(yàn)學(xué)習(xí)化學(xué)的快樂(lè)。最后根據(jù)學(xué)生的自評(píng)、互評(píng)、教師的觀察記錄及成果做出綜合評(píng)價(jià)。

3 課程實(shí)施

實(shí)施過(guò)程中，教師作為參與者和指導(dǎo)者，根據(jù)由美國(guó)認(rèn)知心理學(xué)家柯林斯和布朗1989年提出的“認(rèn)知學(xué)徒制”的理論[3]與學(xué)生互動(dòng)，為學(xué)生提供充足的時(shí)間與機(jī)會(huì)進(jìn)行模型的建構(gòu)與調(diào)整，以提高他們的建模能力，促進(jìn)認(rèn)知發(fā)展從實(shí)際水平提升到潛在水平?！罢J(rèn)知學(xué)徒制”是從以教為中心轉(zhuǎn)向以學(xué)為中心、對(duì)學(xué)習(xí)的研究由認(rèn)知轉(zhuǎn)向情景、學(xué)習(xí)環(huán)境設(shè)計(jì)思想的大背景下誕生的一種理論，它將學(xué)習(xí)者浸潤(rùn)在專家實(shí)踐的真實(shí)環(huán)境中，培養(yǎng)學(xué)生的高級(jí)思維和問(wèn)題解決和處理復(fù)雜任務(wù)的能力。國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究認(rèn)為，“認(rèn)知學(xué)徒制”應(yīng)用于教學(xué)實(shí)踐中，能幫助和促進(jìn)學(xué)生獨(dú)立地將所學(xué)知識(shí)和技能，遷移應(yīng)用到新穎的問(wèn)題情景中，對(duì)培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)探究能力具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。

以“原電池”探究為例，“認(rèn)知學(xué)徒制”的教學(xué)策略貫穿整個(gè)過(guò)程，包括示范、訓(xùn)練、支架（即“搭建腳手架”）、闡釋、探究與反思等，循序漸進(jìn)展開(kāi)活動(dòng)（圖2）?；顒?dòng)中教師通過(guò)觀察的方式進(jìn)行指導(dǎo)，包括觀察學(xué)生執(zhí)行任務(wù)的過(guò)程，為學(xué)生提供暗示、提醒、演示、修正和提出新的任務(wù)等。

3.1 預(yù)備活動(dòng)

“認(rèn)知學(xué)徒制”強(qiáng)調(diào)學(xué)習(xí)是通過(guò)參與有目的的模仿活動(dòng)而構(gòu)建的，即通過(guò)教師的“示范”和學(xué)生個(gè)體的“訓(xùn)練”完成學(xué)習(xí)。本環(huán)節(jié)為實(shí)驗(yàn)技能訓(xùn)練階段，學(xué)生在教師的標(biāo)準(zhǔn)演示后，按照自己的認(rèn)知方法，進(jìn)行基本操作訓(xùn)練，規(guī)范實(shí)驗(yàn)的操作程序，強(qiáng)化實(shí)驗(yàn)安全觀念。主要內(nèi)容包括：實(shí)驗(yàn)安全教育、常用儀器的使用、稱量、溶液配制等。對(duì)學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)指出，予以糾正，提醒學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上做好記錄，明確錯(cuò)在哪里，應(yīng)該如何做?！罢J(rèn)知學(xué)徒制”關(guān)注學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，對(duì)于重要的基本操作技能，教師應(yīng)充分展示關(guān)鍵要領(lǐng)，并要求學(xué)生反復(fù)練習(xí)，直至人人過(guò)關(guān)。endprint

3.2 活動(dòng)一：建構(gòu)單液原電池認(rèn)知模型

教師通過(guò)示范，將原本隱蔽的內(nèi)在認(rèn)知過(guò)程顯性化，即使思維過(guò)程可視化、外顯化，然后給學(xué)生呈現(xiàn)需要解決的問(wèn)題，學(xué)生結(jié)合他們剛剛學(xué)到的認(rèn)知策略和技能來(lái)探究問(wèn)題，反思方法、闡釋原理、建構(gòu)模型，教師在期間同步參與或觀察，引導(dǎo)注意、提供暗示與反饋、有針對(duì)性地搭建“支架”，提出附加任務(wù)與問(wèn)題等。這是“認(rèn)知學(xué)徒制”教學(xué)的一般模式。在該模式下，本環(huán)節(jié)學(xué)生將初步體驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)的過(guò)程，培養(yǎng)觀察與表達(dá)能力，訓(xùn)練思維的嚴(yán)密性。

教師進(jìn)行原電池的演示和講解后（示范），學(xué)生兩人一組合作實(shí)驗(yàn)，通過(guò)銅鋅原電池的組裝、電流的測(cè)試等，發(fā)現(xiàn)原電池反應(yīng)與氧化還原反應(yīng)的關(guān)系，從微觀角度認(rèn)識(shí)到電子通過(guò)導(dǎo)線定向移動(dòng)，在正負(fù)極發(fā)生得失電子的氧化還原反應(yīng)，離子在溶液中定向移動(dòng)，形成閉合回路，從而產(chǎn)生電流。要求學(xué)生在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上及時(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，清晰“闡釋”原理，書(shū)寫(xiě)正負(fù)極電極反應(yīng)式。隨后教師給出新任務(wù)：根據(jù)學(xué)過(guò)的以下三個(gè)氧化還原反應(yīng)分別設(shè)計(jì)原電池。

學(xué)生經(jīng)交流討論，在教師的提示下完成設(shè)計(jì)，組裝原電池、測(cè)試正負(fù)極和電流。“認(rèn)知學(xué)徒制”模式下的探究活動(dòng)，反思機(jī)會(huì)處于中心地位。在完成每一個(gè)原電池的組裝、測(cè)試后，教師均須提醒學(xué)生對(duì)探究過(guò)程與認(rèn)知策略進(jìn)行反思，將自己的問(wèn)題解決過(guò)程與教師或其他同學(xué)的做比較，從中汲取經(jīng)驗(yàn)，改進(jìn)不足，提高探究的效率。最后，通過(guò)相互交流，學(xué)生進(jìn)一步總結(jié)原電池原理，填寫(xiě)實(shí)驗(yàn)報(bào)告，建立起較為完整的單液原電池思維模型（建構(gòu)模型）。

3.3 活動(dòng)二：提煉雙池單液原電池模型

在“認(rèn)知學(xué)徒制”中，概念與認(rèn)知技能處于運(yùn)用的情景之中，在變化的情景中通過(guò)運(yùn)用而被學(xué)習(xí)，而這些變化的情景既有助于深化對(duì)概念或認(rèn)知技能的理解，又有助于構(gòu)建反映概念、認(rèn)知技能與問(wèn)題解決情景之間重要聯(lián)系的網(wǎng)絡(luò)，從而提高提煉知識(shí)、分析和解決問(wèn)題的能力。本環(huán)節(jié)進(jìn)入深化思維階段，設(shè)置以“桔子電池”為情景的探究活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)乃季S習(xí)慣和科學(xué)精神，建立實(shí)驗(yàn)探究的思想?；顒?dòng)過(guò)程與成果為探究雙池雙液原電池做鋪墊和過(guò)渡，同時(shí)也使活動(dòng)更具趣味性。

教師在“示范”單瓣桔子電池的構(gòu)造后，學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)，通過(guò)交流“闡釋”原理，重新認(rèn)識(shí)單液原電池。然后為學(xué)生發(fā)布新任務(wù)：測(cè)試下列兩種情況能否產(chǎn)生電流，并探究原因。

①電極插入兩瓣未分開(kāi)的桔子

②電極插入兩瓣分開(kāi)的桔子

學(xué)生實(shí)驗(yàn)后，發(fā)現(xiàn)只有①有電流產(chǎn)生。引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)討論交流、比較分析、查閱資料等尋找原因。教師根據(jù)情況適時(shí)提示，提供“支架”：兩瓣間的桔子膜具有“分區(qū)而又能讓離子通過(guò)”的功能。在學(xué)生找到答案并做清晰表達(dá)后，教師因勢(shì)利導(dǎo)，啟發(fā)思考：兩瓣分開(kāi)的桔子不能產(chǎn)生電流，如何改進(jìn)才能產(chǎn)生電流？學(xué)生以各種可能變因去思考，提出了幾種設(shè)想與方案并著手實(shí)驗(yàn)：

A.把兩個(gè)桔子瓣分開(kāi)并部分插入NaCl溶液中

B.用浸濕NaCl溶液的硬紙板或?yàn)V紙插在兩個(gè)桔子瓣之間

C.用浸濕NaCl溶液的燈芯線連接兩個(gè)桔子瓣

D.用導(dǎo)線連接兩個(gè)桔子瓣

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：A、B、C有電流，D無(wú)電流。如何解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果？教師觀察學(xué)生討論的進(jìn)展情況，根據(jù)“認(rèn)知學(xué)徒制”的啟發(fā)式策略，以隱性的方式提供幫助：可從微觀和動(dòng)態(tài)的角度展開(kāi)討論，裝置中正負(fù)極分別發(fā)生了什么反應(yīng)，電流是如何產(chǎn)生的？學(xué)生在交流討論、相互釋疑的思維碰撞中逐漸達(dá)成共識(shí)，對(duì)A、B、C能產(chǎn)生電流的原理做出完整闡釋，弄清了鹽橋的作用，利用對(duì)氧化還原反應(yīng)概念的理解，從離子、電子的定向移動(dòng)和相互作用，以及電荷平衡、閉合回路構(gòu)成等角度形成了對(duì)雙池原電池裝置的認(rèn)識(shí)。提醒學(xué)生對(duì)探究過(guò)程進(jìn)行詳細(xì)的記錄，并在實(shí)驗(yàn)報(bào)告中對(duì)雙池單液原電池的原理和鹽橋的作用做出分析和總結(jié)，在教師指導(dǎo)下修正完善，建立起雙池單液鹽橋原電池模型（分析與優(yōu)化模型）。

3.4 活動(dòng)三：建構(gòu)雙池雙液原電池模型

“認(rèn)知學(xué)徒制”中教師搭建“支架”，履行任務(wù)中學(xué)生還不能自己勝任的那一部分，對(duì)學(xué)生提供支持，但是及時(shí)地“淡出”也十分重要。隨著學(xué)生能力的增強(qiáng)，教師應(yīng)逐漸移走“支架”，減弱學(xué)生對(duì)“支架”的依賴[4，5]。本環(huán)節(jié)學(xué)生進(jìn)入更為自由的探究，根據(jù)反應(yīng)Zn+CuSO4=ZnSO4+Cu自主設(shè)計(jì)放電穩(wěn)定的原電池。在問(wèn)題情景中，通過(guò)建構(gòu)雙池雙液原電池模型，培養(yǎng)學(xué)生的問(wèn)題意識(shí)和提煉規(guī)律的能力。

首先，學(xué)生分組自主設(shè)計(jì)并連接原電池，發(fā)現(xiàn)開(kāi)始時(shí)電流計(jì)指針發(fā)生大的偏轉(zhuǎn)，但電流很快衰竭，且兩電極上均有紅色的銅析出。經(jīng)學(xué)生的討論，總結(jié)出原因：由于鋅片與硫酸銅溶液直接接觸，銅在鋅片表面析出，鋅表面也構(gòu)成了原電池，進(jìn)一步加速銅在鋅表面析出，致使向外輸出的電流強(qiáng)度減弱。當(dāng)鋅片表面完全被銅覆蓋后，不再反應(yīng)，也就沒(méi)有電流產(chǎn)生。

如何改進(jìn)才能獲得穩(wěn)定而持續(xù)的電流？教師搭建“支架”：避免鋅與硫酸銅溶液直接接觸是產(chǎn)生穩(wěn)定電流的前提，提示學(xué)生思考：可否利用已構(gòu)建的雙池單液鹽橋原電池模型解決這個(gè)問(wèn)題？學(xué)生動(dòng)手探究，兩池都用硫酸銅溶液，發(fā)現(xiàn)電流仍不持久，鋅的表面仍有銅析出。指導(dǎo)點(diǎn)到為止，后面的探究交給學(xué)生獨(dú)立完成。

經(jīng)過(guò)討論、反思，學(xué)生認(rèn)識(shí)到負(fù)極區(qū)的電解質(zhì)溶液并沒(méi)有參加反應(yīng)，因而想到將其換成硫酸鋅或其他不與負(fù)極材料反應(yīng)的電解質(zhì)溶液，即可避免在鋅極表面析出銅，并能獲得持續(xù)的電流，而接下來(lái)的實(shí)驗(yàn)證明了他們的思路是正確的。隨后通過(guò)對(duì)原理的交流和闡釋，提煉出設(shè)計(jì)雙液原電池的思路和方法，即：將氧化還原反應(yīng)拆分為兩個(gè)半反應(yīng)→判斷正負(fù)極→選擇電極材料→選擇正負(fù)極半電池的電解質(zhì)溶液。任務(wù)完成后，學(xué)生及時(shí)在實(shí)驗(yàn)報(bào)告上總結(jié)，補(bǔ)充、調(diào)整建構(gòu)的原電池模型，建立完整的雙池雙液原電池模型（調(diào)整與重建模型）。

3.5 活動(dòng)四：制作氫氧燃料電池演示儀endprint

在“認(rèn)知學(xué)徒制”教學(xué)模式中，學(xué)生通過(guò)模仿、參與、討論、反思和闡釋，獲得基本問(wèn)題的求解方法、策略和能力后，要增強(qiáng)學(xué)生學(xué)習(xí)的獨(dú)立性和自主性，利用他們所習(xí)得的思維技能來(lái)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題、驗(yàn)證假說(shuō)、獲得結(jié)果。本環(huán)節(jié)進(jìn)入探究創(chuàng)新階段，開(kāi)放更大的探究空間讓學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)計(jì)劃，設(shè)計(jì)制作氫氧燃料電池演示儀，要求電解水（充電）與氫氧燃料電池放電能交替進(jìn)行，并保證制作的演示儀現(xiàn)象明顯。目標(biāo)是使學(xué)生較完整地體驗(yàn)科學(xué)探究的基本要素，包括“提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)、分析論證、評(píng)估、交流與合作”，進(jìn)一步學(xué)習(xí)科學(xué)研究的方法，增進(jìn)對(duì)科學(xué)的情感，培養(yǎng)互相協(xié)作的配合意識(shí)，在分析和解決實(shí)際問(wèn)題中，提高實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)、實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力與創(chuàng)新能力[6]。

教師先給出概念支架：講解并與學(xué)生討論教材內(nèi)（蘇教版高中化學(xué)2，第5版42頁(yè)）燃料電池的原理（圖3），再由學(xué)生分組實(shí)驗(yàn)。

但實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不夠明顯，放電時(shí)間很短。原因是什么，如何改進(jìn)？學(xué)生展開(kāi)討論，提出猜想、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、制定計(jì)劃，小組成員分工協(xié)作，對(duì)多種可能進(jìn)行驗(yàn)證，如采用表面積更大的石墨棒、改變電解液的種類和濃度、提高電解水的電壓、由外界輸入氫氣和氧氣，等等。在真實(shí)的任務(wù)情境中，學(xué)生表現(xiàn)出極大的探究熱情和良好的創(chuàng)新潛質(zhì)，誠(chéng)如“認(rèn)知學(xué)徒制”所論述的那樣，真實(shí)的任務(wù)情境有效觸發(fā)了學(xué)生探究的“內(nèi)部動(dòng)機(jī)”。經(jīng)反復(fù)實(shí)驗(yàn)和文獻(xiàn)查閱，學(xué)生發(fā)現(xiàn)：石墨電極上氣體的活性和附著量是延長(zhǎng)電池放電時(shí)間的關(guān)鍵因素，而充電時(shí)吸附在電極上的氫氣和氧氣活性大，因此必須改進(jìn)石墨電極的制作，提高石墨棒對(duì)氣體的吸附量。通過(guò)實(shí)驗(yàn)評(píng)估、篩選，獲得了幾種效果良好的方法：

A.用棉布或厚濾紙包裹石墨棒

B.用多孔篩狀橡膠纏繞石墨棒

C.用熱的濃硝酸處理石墨棒

D.用活性炭粉填充石墨棒內(nèi)

這些措施均能有效延長(zhǎng)電池放電的時(shí)間，解決了氫氧燃料電池演示儀制作中的難題。隨后，學(xué)生在演示儀的直觀性、易用性和外觀上也進(jìn)行了改進(jìn)。通過(guò)活動(dòng)，學(xué)生加深了對(duì)電極和電極反應(yīng)的理解，對(duì)設(shè)計(jì)制作化學(xué)電源的過(guò)程有了深刻的體驗(yàn)，同時(shí)修正、補(bǔ)充、完善了自己建構(gòu)的原電池模型（調(diào)整與重建模型）。實(shí)驗(yàn)完成后，學(xué)生在隨堂實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄和實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基礎(chǔ)上，撰寫(xiě)并發(fā)表論文《氫氧燃料電池演示儀的創(chuàng)新制作》，與他人分享探究成果。

4 課程效果

以上原電池主題實(shí)驗(yàn)各環(huán)節(jié)的安排，遵循“認(rèn)知學(xué)徒制”的順序原則，逐漸增加有意義任務(wù)的難度和多樣性。脈絡(luò)清晰的原電池思維模型的建立，為學(xué)生解決復(fù)雜的電化學(xué)問(wèn)題打下了良好的基礎(chǔ)，有助于學(xué)生學(xué)會(huì)思考復(fù)雜問(wèn)題的方法，養(yǎng)成透過(guò)現(xiàn)象看本質(zhì)的習(xí)慣。同時(shí)，學(xué)生在完成探究任務(wù)的過(guò)程中，通過(guò)設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)、討論、反思、闡釋、總結(jié)等形式，將復(fù)雜的認(rèn)知過(guò)程外顯化（與教師將認(rèn)知過(guò)程外顯化的“示范”作用有所不同），促進(jìn)了自我修正和自我監(jiān)控等元認(rèn)知技能的發(fā)展。

探究性實(shí)驗(yàn)課程的構(gòu)建，充分發(fā)揮了化學(xué)實(shí)驗(yàn)的教育功能，在激發(fā)學(xué)習(xí)興趣、體驗(yàn)科學(xué)探究、訓(xùn)練科學(xué)方法、培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度、學(xué)習(xí)化學(xué)知識(shí)、學(xué)會(huì)團(tuán)結(jié)協(xié)作及表達(dá)交流技能等方面取得了較明顯的成效，實(shí)驗(yàn)技能和實(shí)驗(yàn)探究能力方面的進(jìn)步尤為突出。期末測(cè)評(píng)中設(shè)置了一些問(wèn)題以測(cè)量學(xué)生化學(xué)探究能力的發(fā)展水平，在回答“如何提高銅鋅原電池的電壓”時(shí)，70%的學(xué)生能深入考慮各種可能的變因，如：溶液中電極面積對(duì)電池的影響、鹽橋中電解質(zhì)濃度對(duì)電池的影響、負(fù)極區(qū)使用不同的電解質(zhì)溶液等，并能清晰地提出探究實(shí)驗(yàn)的方案及實(shí)驗(yàn)的可行性，說(shuō)明各種步驟的控制變因與操縱變因，顯示學(xué)生的化學(xué)探究能力獲得了顯著的發(fā)展。

“化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)”校本課程的研究和實(shí)施給教師的教學(xué)理念帶來(lái)了真實(shí)、根本的改變，并自覺(jué)在日常教學(xué)行為中貫徹始終，這是接受一般的新課程理念培訓(xùn)很難達(dá)成的。觀念的更新與重塑為日常教學(xué)帶來(lái)了顯著的變化：教學(xué)過(guò)程更加重視實(shí)驗(yàn)，千方百計(jì)為學(xué)生創(chuàng)造動(dòng)手探究的機(jī)會(huì)，真心實(shí)意從強(qiáng)調(diào)知識(shí)的學(xué)習(xí)，轉(zhuǎn)向重視探究能力的培養(yǎng)，轉(zhuǎn)向重視提出問(wèn)題與追尋答案的過(guò)程。

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