張嘉新 宮麗紅
摘要:將探究水平重新分類并分析每個(gè)探究水平的作用,將其應(yīng)用于分析新教科書必修部分探究性實(shí)驗(yàn),探討新教科書培養(yǎng)與提升學(xué)生探究水平的方式,進(jìn)而提出教學(xué)建議。對(duì)指導(dǎo)中學(xué)化學(xué)課程合理實(shí)施科學(xué)探究有積極作用。
關(guān)鍵詞:探究性實(shí)驗(yàn);探究水平;教學(xué)建議;高中化學(xué)
文章編號(hào):1008-0546(2021)09-0072-05
中圖分類號(hào):G632.41
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:B
doi: 10.3969/j .issn.1008-0546.2021.09.019
科學(xué)探究是世界范圍內(nèi)普遍倡導(dǎo)的一種研究范式,科學(xué)探究已經(jīng)成為學(xué)生積極主動(dòng)地獲取科學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)和解決科學(xué)問(wèn)題的重要實(shí)踐活動(dòng)[1]。化學(xué)是一門以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的科學(xué),化學(xué)實(shí)驗(yàn)是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的重要途徑之一?!镀胀ǜ咧谢瘜W(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2017年版2020年修訂)》對(duì)于化學(xué)實(shí)驗(yàn)提出了明確的學(xué)業(yè)要求:“有較強(qiáng)的問(wèn)題意識(shí),能提出化學(xué)探究問(wèn)題,能做出預(yù)測(cè)和假設(shè)。能依據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮图僭O(shè),設(shè)計(jì)解決簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案,能對(duì)實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行評(píng)價(jià)。能運(yùn)用實(shí)驗(yàn)基本操作實(shí)施方案,具有安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。能觀察并如實(shí)記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和數(shù)據(jù),進(jìn)行分析和推理,得出合理的結(jié)論。能與同學(xué)合作交流,對(duì)實(shí)驗(yàn)過(guò)程和結(jié)果進(jìn)行反思,說(shuō)明假設(shè)、證據(jù)和結(jié)論之間的關(guān)系,用恰當(dāng)形式表達(dá)和展示實(shí)驗(yàn)結(jié)果[2]”。強(qiáng)調(diào)要以科學(xué)探究的方式研究實(shí)驗(yàn)?;诖?,化學(xué)教科書安排了多個(gè)探究性實(shí)驗(yàn),筆者以2019版人教版高中化學(xué)必修教科書(下稱新教科書)中探究性實(shí)驗(yàn)為研究對(duì)象,分析了這類實(shí)驗(yàn)的探究水平,并對(duì)培養(yǎng)和提升學(xué)生的探究水平提出了教學(xué)建議。
一、探究水平的提出
課程理論專家施瓦布(J.J.Schwab) [3]1962年首次依據(jù)教師或教科書與學(xué)生在提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案、得出結(jié)論三個(gè)探究要素中所占地位,將探究水平劃分為三個(gè)依次升高的水平,學(xué)生的自主性逐步增強(qiáng),探究活動(dòng)開放性逐步增強(qiáng)。
此后,教育家赫倫( Herron)[4]對(duì)施瓦布的探究水平體系做了繼承和發(fā)展,提出在三個(gè)探究水平基礎(chǔ)上加入水平0,該水平的三個(gè)探究要素均由教科書或教師提供,不具有任何開放性。各水平特征見表1。
我國(guó)研究者張新宇[5]、姚娟娟[6]等也對(duì)化學(xué)探究性實(shí)驗(yàn)的探究水平進(jìn)行分類研究。筆者根據(jù)赫倫的探究水平分類也對(duì)其分類進(jìn)行了研究。
二、探究水平分類
1.探究要素
筆者在赫倫三個(gè)探究要素基礎(chǔ)上,增加方案實(shí)施探究要素,共有四個(gè)探究要素:?jiǎn)栴}提出、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、結(jié)論得出。
問(wèn)題提出是對(duì)整個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)提出總領(lǐng)性問(wèn)題,是探究性實(shí)驗(yàn)的起始。
方案設(shè)計(jì)是依據(jù)探究性問(wèn)題和相關(guān)知識(shí)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟,決定整個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)的方向。
實(shí)驗(yàn)實(shí)施主要包括儀器選擇和連接,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的觀察和記錄。化學(xué)實(shí)驗(yàn)是認(rèn)知技能、操作技能的綜合培養(yǎng)。學(xué)生是否有能力、有思路進(jìn)行方案實(shí)施將決定實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行,實(shí)驗(yàn)實(shí)施是探究性實(shí)驗(yàn)的重要探究要素之一。
結(jié)論得出是依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象和所學(xué)知識(shí)的綜合分析得出,是整個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)的重要一環(huán)。 新教科書中一些探究性實(shí)驗(yàn)配有該實(shí)驗(yàn)的儀器選擇和連接以及實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的圖片,則該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)實(shí)施知識(shí)對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō),是教科書直接給出的。一些探究性實(shí)驗(yàn)僅給出實(shí)驗(yàn)實(shí)施的文字描述,需要學(xué)生自主選擇和連接實(shí)驗(yàn)儀器,觀察和記錄實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,是較高水平的考察。另一些探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)實(shí)施由學(xué)生自主設(shè)計(jì),是更高水平的考察。
2.探究水平分類依據(jù)
筆者將新教科書中探究性實(shí)驗(yàn)逐一分析,依據(jù)新教科書對(duì)探究性實(shí)驗(yàn)各探究要素指導(dǎo)程度的不同,進(jìn)行探究水平分類。各水平具體特征見表2。
3.探究水平分析
(1)水平0
問(wèn)題提出、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、結(jié)論得出均由教科書直接給出為水平0探究性實(shí)驗(yàn)。
水平0探究性實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是學(xué)生完全沒(méi)有接觸過(guò)的,即使教科書直接給出詳細(xì)的問(wèn)題提出、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施探究要素,學(xué)生也不能夠分析得出探究結(jié)論,探究結(jié)論必須由教科書直接給出。水平0探究性實(shí)驗(yàn)雖然將各個(gè)探究要素都直接給出,但是學(xué)生經(jīng)歷了完整的探究過(guò)程,在實(shí)驗(yàn)探究中獲得的知識(shí)和方法也為學(xué)生提供了新的探究思路,為提升學(xué)生探究水平做準(zhǔn)備。
例如實(shí)驗(yàn)2-2,教科書正文提出問(wèn)題:“如果加熱,鈉又會(huì)發(fā)生什么變化呢[7]”?實(shí)驗(yàn)內(nèi)容:“將一個(gè)干燥的坩堝加熱,同時(shí)切取一塊綠豆大小的鈉,迅速投到熱坩堝中。繼續(xù)加熱坩堝片刻,待鈉融化后立即撤掉酒精燈,觀察現(xiàn)象(如圖1所示)[8]”。鈉在空氣中加熱學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)可以分析出生成物是氧化鈉的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,但是氧化鈉繼續(xù)加熱且生成物顏色由白色變?yōu)榈S色,表明氧化鈉在加熱條件下能與空氣繼續(xù)反應(yīng),但是學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)過(guò)氧化物的相關(guān)知識(shí),不能結(jié)合已有知識(shí)分析得出結(jié)論,所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論必須由教科書直接給出;即該實(shí)驗(yàn)四個(gè)探究要素均由教科書直接給出,為水平0探究性實(shí)驗(yàn)。學(xué)生通過(guò)探究性實(shí)驗(yàn),扎實(shí)地學(xué)習(xí)了過(guò)氧化物知識(shí),并能運(yùn)用到今后的探究性實(shí)驗(yàn)中。
(2)水平1
實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題提出、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施由教科書直接給出,結(jié)論由學(xué)生得出為水平1探究性實(shí)驗(yàn)。
學(xué)生處于探究水平的初級(jí)階段,尚不具備自主提出探究問(wèn)題、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)施的能力,但是學(xué)生可以依據(jù)所學(xué)知識(shí)和教科書給出的探究要素內(nèi)容分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,這不僅提升了學(xué)生的參與度,鍛煉了學(xué)生分析問(wèn)題能力,而且學(xué)生通過(guò)參與探究過(guò)程得出結(jié)論更有成就感。同時(shí)在探究性實(shí)驗(yàn)中培養(yǎng)學(xué)生多種實(shí)驗(yàn)探究方法和探究思路,水平1探究性實(shí)驗(yàn)對(duì)學(xué)生的探究水平培養(yǎng)起模板作用,為實(shí)驗(yàn)探究水平提升奠定基礎(chǔ),所以新教科書中水平1探究性實(shí)驗(yàn)數(shù)量最多。
例如新教科書必修1第34頁(yè)探究,鈉與水的反應(yīng):“①?gòu)奈镔|(zhì)組成及氧化還原反應(yīng)的角度,預(yù)測(cè)鈉與水反應(yīng)的生成物。②在燒杯中加入一些水,滴入幾滴酚酞溶液,然后把一塊綠豆大小的鈉放入水中。從鈉在水中的位置、鈉的形狀變化、溶液顏色的變化等方面觀察和描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,得出哪些結(jié)論?③鈉與水反應(yīng)的生成物與預(yù)測(cè)是否一致[9]”?
雖然學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)金屬與水的反應(yīng),但是學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)過(guò)氧化還原反應(yīng)知識(shí),能夠依據(jù)該知識(shí)做出合理推斷,并能通過(guò)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象驗(yàn)證自己推斷的結(jié)論,即學(xué)生有能力自主得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。該實(shí)驗(yàn)的問(wèn)題提出、方案設(shè)計(jì)教科書都明確給出,在實(shí)驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié),不僅明確提出觀察計(jì)劃,且配有實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象圖片(如圖2所示),由學(xué)生分析得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,該實(shí)驗(yàn)為水平1探究性實(shí)驗(yàn)。
(3)水平2
問(wèn)題提出、方案設(shè)計(jì)兩個(gè)探究要素由教科書直接給出,方案實(shí)施探究要素,教科書僅給出文字描述,結(jié)論由學(xué)生自主得出的探究性實(shí)驗(yàn)為水平2探究性實(shí)驗(yàn)。
通過(guò)水平1探究性實(shí)驗(yàn)?zāi)0宓膶W(xué)習(xí),學(xué)生已經(jīng)熟悉探究性實(shí)驗(yàn)的一般思路和方法,了解實(shí)驗(yàn)實(shí)施的過(guò)程和實(shí)驗(yàn)儀器的選擇與連接,能夠在教科書沒(méi)有給出完整的提示的情況下完成該環(huán)節(jié)。水平2探究性實(shí)驗(yàn)在培養(yǎng)學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的基礎(chǔ)上,進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力,學(xué)生在這一水平,基礎(chǔ)探究能力得到充分的鍛煉和提升,探究水平穩(wěn)步提升,探究方法和思路的構(gòu)建已經(jīng)基本形成。但是由于知識(shí)和探究水平的限制,學(xué)生尚不能自主提出探究問(wèn)題、設(shè)計(jì)方案和進(jìn)行完整的方案實(shí)施。
例如新教科書必修1第84頁(yè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)2,鐵及其化合物的性質(zhì):①提出實(shí)驗(yàn)?zāi)康?②給出實(shí)驗(yàn)用品;③給出文字實(shí)驗(yàn)步驟;④提出問(wèn)題與討論。該實(shí)驗(yàn)所涉及的儀器選擇和連接及實(shí)驗(yàn)結(jié)論涉及的知識(shí)是學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的,所以學(xué)生有能力在教科書不給出完整的實(shí)驗(yàn)實(shí)施探究要素情況下,自主得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論,進(jìn)一步提升實(shí)驗(yàn)操作能力。該實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的提出,方案設(shè)計(jì)教科書明確給出,方案實(shí)施教科書僅給出文字提示,結(jié)論由學(xué)生自己得出,該實(shí)驗(yàn)屬于探水平2探究性實(shí)驗(yàn)。
(4)水平3
問(wèn)題提出由教科書直接給出,方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、結(jié)論得出均由學(xué)生自主得出,為水平3探究性實(shí)驗(yàn)。
水平3探究性實(shí)驗(yàn)屬于較高水平的探究性實(shí)驗(yàn),新教科書引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)所學(xué)知識(shí)和探究方法框架,對(duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行自主探究。在水平3探究性實(shí)驗(yàn)中,教科書僅給出實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題,給學(xué)生足夠的思考空間,允許學(xué)生在預(yù)設(shè)的框架內(nèi)不斷嘗試,讓學(xué)生親身參與更多環(huán)節(jié)的科學(xué)探究過(guò)程。該探究水平的實(shí)驗(yàn)可以發(fā)展學(xué)生的探究能力,通過(guò)自己的努力獲得知識(shí),體驗(yàn)探究的樂(lè)趣,獲得信心,為更高水平的探究打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。但由于一些知識(shí)還沒(méi)有學(xué)習(xí)到,學(xué)生的探究水平仍有待提高,學(xué)生在這一水平尚不能自主提出探究性問(wèn)題。
例如必修2第70頁(yè)探究,烴的分子結(jié)構(gòu):①實(shí)驗(yàn)?zāi)康模航柚P驼J(rèn)識(shí)烴的分子結(jié)構(gòu);②方案設(shè)計(jì)和方案實(shí)施教科書沒(méi)有給出;③問(wèn)題和討論。學(xué)生已經(jīng)分別學(xué)習(xí)了甲烷、乙烯、乙炔的結(jié)構(gòu)式、電子式等知識(shí),該實(shí)驗(yàn)將烴的分子結(jié)構(gòu)放在一個(gè)實(shí)驗(yàn)中探究,學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了足夠的理論知識(shí);參與了大量探究性實(shí)驗(yàn),學(xué)生有能力在教科書僅給出探究問(wèn)題的情況下完成實(shí)驗(yàn)探究。該實(shí)驗(yàn)探究問(wèn)題由教科書給出,方案設(shè)計(jì)和方案實(shí)施以及結(jié)論得出均由學(xué)生自主得出,為水平3探究性實(shí)驗(yàn)。
(5)水平4
問(wèn)題提出、方案設(shè)計(jì)、方案實(shí)施、結(jié)論得出均由學(xué)生自主得出為水平4探究性實(shí)驗(yàn)。
水平4探究性實(shí)驗(yàn)是最高水平的探究性實(shí)驗(yàn),新教科書只在元素化合物模塊設(shè)置了一個(gè)最高水平的探究性實(shí)驗(yàn),雖然必修部分探究性實(shí)驗(yàn)的探究水平不做過(guò)高要求,但是這個(gè)探究水平實(shí)驗(yàn)的出現(xiàn)并不突兀,教科書在元素化合物模塊的探究性實(shí)驗(yàn)的探究水平設(shè)置逐步提升。經(jīng)過(guò)教科書的不斷培養(yǎng),學(xué)生有能力進(jìn)行完全自主的探究。學(xué)生獨(dú)立進(jìn)行完整的探究過(guò)程,可以更好地培養(yǎng)學(xué)生的探究意識(shí)和科學(xué)精神。
例如必修2第8頁(yè)探究,不同價(jià)態(tài)含硫化合物的轉(zhuǎn)化:“從含硫物質(zhì)的轉(zhuǎn)化關(guān)系中選擇一種或幾種,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)實(shí)現(xiàn)其轉(zhuǎn)化,并填寫表格[10]”。學(xué)生已經(jīng)進(jìn)行過(guò)大量元素化合物知識(shí)的學(xué)習(xí),并且學(xué)習(xí)了元素周期律,有強(qiáng)大的理論支撐學(xué)生進(jìn)行自主探究。教科書僅做簡(jiǎn)略要求,該實(shí)驗(yàn)的四個(gè)探究要素均由學(xué)生得出,為水平4探究性實(shí)驗(yàn)。
三、新教科書探究性實(shí)驗(yàn)水平統(tǒng)計(jì)
統(tǒng)計(jì)樣本不同探究水平探究性實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)在人教版新教科書化學(xué)必修第一冊(cè)、第二冊(cè)中的具體章節(jié)及出現(xiàn)的頻率(見表3、表4),并分析其作用。
由表3、表4可知,新教科書水平0探究性實(shí)驗(yàn)僅在元素化合物部分出現(xiàn)兩次,且都是在正文“實(shí)驗(yàn)x一x”中。這兩個(gè)探究性實(shí)驗(yàn)與其匹配的知識(shí)內(nèi)容出現(xiàn)的位置較為靠前,此時(shí)的學(xué)生的探究水平處于較低狀態(tài),而且這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)所對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是學(xué)生在以前的學(xué)習(xí)中沒(méi)有學(xué)習(xí)和接觸過(guò)的,實(shí)驗(yàn)結(jié)論必須由教科書給出,同時(shí)為學(xué)生提供新的探究思路。
水平1探究性實(shí)驗(yàn)在新教科書的每一章均有分布。在必修階段,學(xué)生學(xué)習(xí)很多化學(xué)知識(shí),如氧化還原反應(yīng)的原理等,可以作為推斷依據(jù)。水平1探究性實(shí)驗(yàn)大量出現(xiàn),涉及不同章節(jié)的不同知識(shí),旨在提供大量的探究思路及探究方法,幫助學(xué)生更好地理解和記憶新知識(shí)的同時(shí),掌握探究模板,為提高探究水平做準(zhǔn)備。
水平2探究性實(shí)驗(yàn)共有5個(gè);三個(gè)出現(xiàn)在“實(shí)驗(yàn)x—x”,兩個(gè)出現(xiàn)在“實(shí)驗(yàn)活動(dòng)x”。水平2探究性實(shí)驗(yàn)共同特點(diǎn)是:①實(shí)驗(yàn)沒(méi)有危險(xiǎn);②實(shí)驗(yàn)藥品、實(shí)驗(yàn)儀器簡(jiǎn)單,操作流程不復(fù)雜;③實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯;④學(xué)生已經(jīng)掌握一些知識(shí),具有推出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力。水平2探究性實(shí)驗(yàn)出現(xiàn)在新教科書某一章的末尾或某一模塊的末尾位置,不僅能調(diào)動(dòng)學(xué)生已有知識(shí),還能有效促進(jìn)知識(shí)遷移。
水平3探究性實(shí)驗(yàn)共有3個(gè),其中元素化合物模塊一個(gè),有機(jī)模塊兩個(gè)。隨著元素化合物知識(shí)學(xué)習(xí)的深入;學(xué)生掌握的探究模板數(shù)量不斷增加,學(xué)生的探究水平不斷提高。在必修一結(jié)束部分安排水平3探究性實(shí)驗(yàn),要求學(xué)生自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案、自主進(jìn)行方案實(shí)施,自主得出結(jié)論是合理的。有機(jī)部分的兩個(gè)水平3探究實(shí)驗(yàn)都是搭建模型認(rèn)識(shí)分子結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn),按照正文內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)內(nèi)容的安排順序來(lái)看,有機(jī)物分子結(jié)構(gòu)已知。新教科書將這三個(gè)實(shí)驗(yàn)設(shè)置為水平3探究性實(shí)驗(yàn),有助于學(xué)生對(duì)所學(xué)知識(shí)和探究模板的綜合應(yīng)用,有助于學(xué)生的探究水平的提升。
水平4探究性實(shí)驗(yàn)僅有一個(gè),出現(xiàn)在必修二元素化合物模塊的末尾部分,在這一階段學(xué)生已經(jīng)學(xué)習(xí)了大量元素化合物知識(shí)及元素周期律的知識(shí),掌握了探究性實(shí)驗(yàn)的思路和方法。能夠自主進(jìn)行高水平的實(shí)驗(yàn)探究。該實(shí)驗(yàn)不僅調(diào)動(dòng)了學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)的元素化合物知識(shí)、實(shí)驗(yàn)探究模板知識(shí),同時(shí)由于各個(gè)探究要素均由學(xué)生自主得出,學(xué)生的思維得到極大的鍛煉,科學(xué)探究水平得到極大提升。
總體來(lái)說(shuō),新教科書水平1探究性實(shí)驗(yàn)安排最多,水平0、水平2和水平3探究性實(shí)驗(yàn)設(shè)置較少,水平4探究性實(shí)驗(yàn)僅有一個(gè)。而且新教科書中探究性實(shí)驗(yàn)的探究水平并不是單一的直線上升,而是在將學(xué)生的探究水平由較低探究水平培養(yǎng)到較高探究水平后,仍然設(shè)置較低探究水平的實(shí)驗(yàn),將不同探究水平的探究實(shí)驗(yàn)穿插排列,不斷地鞏固學(xué)生探究水平,教給學(xué)生不同的探究方法和探究思路。新教科書試圖將學(xué)生帶入到具有探究特征的具體情境中,吸引和引導(dǎo)學(xué)生積極參與其中,逐步培養(yǎng)和提高學(xué)生探究水平。
四、關(guān)于實(shí)驗(yàn)探究水平的教學(xué)建議
筆者根據(jù)探究水平分類框架及新教科書設(shè)置的探究性實(shí)驗(yàn)的探究水平分析,對(duì)新教科書各個(gè)探究水平的探究性實(shí)驗(yàn)的培養(yǎng)和提升提出教學(xué)建議。
1.各水平探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)建議
(1)水平0
水平0探究性實(shí)驗(yàn)的探究結(jié)論是學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò)的知識(shí),學(xué)生會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象及結(jié)論有強(qiáng)大好奇心,有參與實(shí)驗(yàn)探究的興趣。教師在進(jìn)行水平0探究性實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí),做好問(wèn)題提出這個(gè)環(huán)節(jié)就顯得尤為重要??梢圆捎谜J(rèn)知沖突、設(shè)疑、引入生活情境的方式提出探究問(wèn)題,吸引學(xué)生注意力。教師在教學(xué)中注意實(shí)驗(yàn)節(jié)奏緊湊,實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯,對(duì)每一個(gè)探究環(huán)節(jié)都和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象涉及的知識(shí)點(diǎn)都應(yīng)講授清楚,環(huán)環(huán)相扣,從而讓學(xué)生能夠接受和掌握實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
(2)水平1
水平1探究性實(shí)驗(yàn)要發(fā)揮模板作用,應(yīng)該讓學(xué)生集中注意力全程參與。水平1探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論學(xué)生可以由實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象推斷出來(lái)。教師應(yīng)在水平0實(shí)驗(yàn)教學(xué)的基礎(chǔ)上,引領(lǐng)學(xué)生一步一步分析實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)的儀器的選擇和連接、實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。對(duì)于基礎(chǔ)型學(xué)生可采用自由討論的方式得出探究結(jié)論,對(duì)于優(yōu)秀學(xué)生可讓學(xué)生自己思考得出探究結(jié)論。
(3)水平2
水平2探究性實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié)僅有文字描述,一些學(xué)生可能會(huì)不習(xí)慣。教師在做好問(wèn)題提出和實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)的教學(xué)基礎(chǔ)上,在實(shí)驗(yàn)實(shí)施環(huán)節(jié)可提供多樣化的實(shí)驗(yàn)儀器供學(xué)生選擇,讓學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)步驟選擇并連接實(shí)驗(yàn)儀器;由學(xué)生描述實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象并分析其對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,不全的由其他學(xué)生補(bǔ)充,最后由學(xué)生共同總結(jié)出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。
(4)水平3
學(xué)生初步接觸探究水平較高的探究性實(shí)驗(yàn),需要教師帶領(lǐng)學(xué)生簡(jiǎn)要復(fù)習(xí)涉及的知識(shí),引導(dǎo)學(xué)生在一定框架內(nèi)進(jìn)行探究,再提出探究問(wèn)題,帶領(lǐng)學(xué)生初步分析實(shí)驗(yàn)。水平3探究性實(shí)驗(yàn)可能包含多個(gè)小型探究性實(shí)驗(yàn),而學(xué)生又剛開始自主設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案,所以可以采用分組實(shí)驗(yàn)的方法,每個(gè)小組負(fù)責(zé)一個(gè)實(shí)驗(yàn),最后一起總結(jié)整個(gè)實(shí)驗(yàn)的探究結(jié)論。教師在教學(xué)中應(yīng)及時(shí)指導(dǎo)和糾正學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作,遇到共性問(wèn)題講解給所有學(xué)生。
(5)水平4
水平4探究性實(shí)驗(yàn)四個(gè)探究要素均由學(xué)生自主得出,在此之前學(xué)生已具備自主進(jìn)行實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)實(shí)施、得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論的能力,學(xué)生能否自主提出探究性問(wèn)題,是能否達(dá)到水平4的關(guān)鍵。教師在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)前,可先告訴學(xué)生要完全自主地完成探究性實(shí)驗(yàn),激發(fā)學(xué)生想要?jiǎng)偃蔚男睦?,產(chǎn)生較強(qiáng)內(nèi)驅(qū)力完成高水平實(shí)驗(yàn)探究。教師依據(jù)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容,引導(dǎo)學(xué)生說(shuō)出幾種物質(zhì),讓學(xué)生分析幾種物質(zhì)的區(qū)別與聯(lián)系,引發(fā)學(xué)生的思考,給學(xué)生充分的思考空間,讓學(xué)生自主探究。教師巡堂觀注學(xué)生的狀況,及時(shí)給予干預(yù)和指導(dǎo)。
2.將低水平探究提升至高水平教學(xué)建議
一些高水平學(xué)生不滿足于教科書提供的探究性實(shí)驗(yàn)的探究水平,針對(duì)這種情況,教師可在教學(xué)中適當(dāng)將低水平探究性實(shí)驗(yàn)提升至較高水平。水平0探究性實(shí)驗(yàn)位置靠前,且實(shí)驗(yàn)結(jié)論學(xué)生沒(méi)有學(xué)習(xí)過(guò),不宜貿(mào)然提升探究水平。水平1、水平2、水平3探究性實(shí)驗(yàn)在大量練習(xí)后,可以考慮將一些低水平探究性實(shí)驗(yàn)采用較高探究水平的教學(xué)方式進(jìn)行教學(xué)?;蛟谶M(jìn)行完較低水平探究性實(shí)驗(yàn)后,及時(shí)引入相同類型的探究性實(shí)驗(yàn),采用較高探究水平的教學(xué)方式引領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行探究性實(shí)驗(yàn)。
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