新课程背景下高三化学探究性作业设计与研究

　　1. 问题的提出

　　在我国当前教育制度下，作为实施素质教育的主渠道，课堂教学的主要目标是培养社会所需要的能够创造性解决问题的独立的终身学习者。而探究是创新的前提和载体，只有在探究的基础上才有可能创新，为了实现这个目标，新一轮国家基础教育课程改革，大力倡导主动参与的探究式学习的教学方式。

　　中华人民共和国教育部制订的实验本《普通高中化学课程标准》（以下简称《课标》）中，除了倡导要面向全体学生，提高化学科学素养以外，还倡导探究学习，并将探究学习置于突出地位。探究学习作为学习化学的一种重要方式，它改变了过去接受式、填鸭式的教学方法，它能充分体现教师是学生主体学习的参与者的指导思想，充分发挥学生的主观能动性。

　　探究性学习是知识经济挑战的需要，是培养和创造人才这一素质教育终极目标的需要，是实现素质教育的需要。另外，探究性学习还有助于转变教学观念和教学思想，符合时代的要求，同时，探究性学习有利于应试教育向素质教育的转轨，有利于培养学生的能力，使他们学会学习，养成终身学习的习惯，具有可持续发展的意义。

　　目前对探究性教学研究主要在理论方面，对于探究的界定有一定的成果;但在教学实践方面，用理论指导实践，用实践指证理论，形成一套独特的探究性教学的研究较少。因此，在高中化学教学中积极开展探究性教学的研究与实践是摆在广大教师面前的重要课题之一。笔者作为教学工作者，对高三化学课程的教学有一定程度认知。通过日常教学和课堂调查中得知，许多地方对新课改理念认识不足，对探究性学习方式实施的力度不大，加之进入新课改初始年级的学生还未参加高考，许多学校的师生仍持观望态度，甚至有的还抱怀疑态度。针对这种现状，我提出了高中化学教学中实施探究性作业设计的研究课题。本文就探究性学习的理论依据、有关探究性学习的理论、探究性作业设计、实施策略等方面进行阐述的基础上，对探究性学习在化学教学中如何发挥作用、如何在必修部分开展探究学习等，提出了自己的一些看法和建议等。

　　2 探究性学习发展及文献综述

　　2.1 探究性学习的教育学基础

　　21 世纪人们的教育观念发生了很大的变化，关注人类的生存和发展，关注人的主体性，己经成为新时代的主旋律，这种教育观念和教育思想为探究性学习的实施，奠定了一定的理论基础。

　　2.1.1 终身教育理论

　　随着科学技术的迅猛发展，人们面临着各种各样的挑战，如果凭借某种固定的知识和技能度过一生己不再可能，因此，终身教育的思想越来越引起人们的重视。

　　1965 年，保罗 林格郎得(P. Lengrand)在《终身教育展望》一书中提出了任何年龄阶段的所有人都应该得到学习机会的思想。同年，“终身教育”这一概念被联合国教科文组织正式采用。

　　1972 年，《学会生存》一书中鲜明地提出，未来社会是一个学习化社会，要为生存而学习。终身教育论者认为，终身教育就是贯穿一个人生命过程的全部教育，它并不随学校学习的结束而结束。终身教育不以获取知识作为主要目标，而是把重点放在个人的发展上。终身教育论者还认为，终身教育不只是正规教育阶段的延伸，而是有其自身独特的内容和方法。

　　整体上，终身教育是一种内容广泛的教育思想，其观点远不止以上这些。终身教育思想使教育工作者清醒地认识到，教师的教育观念必须转变，要发展学生的个性，帮助学生学会学习、掌握学习方法、培养学习能力。可见，终身教育为探究学习也提供了一定的理论依据和实践指导。

　　2.1.2 主体性教育理论

　　20 世纪 50 年代中后期，在世界范围内涌现出一批代表现代教育思想的流派和学说，如布鲁纳的“学科结构”与“发现法”原理，布卢姆的“掌握学习”理论等等。这些教育思想观点和理论学说都主张促进学生的主体性发展。

　　心理学家认为，学生的学习过程是一个理性因素和非理性因素的相互作用、统一发展的过程。在教学过程中，过分强调感知觉、概念、判断等理性因素的作用，而忽视情感、直觉、信念等非理性因素的存在，则不利于学生主体性的培养。西方心理学界提出的“情商”，要比智商具有更为重要的作用，它可以更好以推动学生学习的进程和学习目标的实现。

　　因此，主体性教育理论无论在教育的目的上，还是在教育的过程中，都把发挥人的主体性摆在了十分突出的位置。教育者的任务不仅在于传授知识，更为重要的是要在教育过程中充分激发和调动学生的能动性、自主性和创造性，培养学生的探究态度和发展学生的探究能力，这是学生进行探究性学习必不可少的条件之一，也是探究学习应该遵循的一条基本原则。

　　2.2 探究性学习的心理学基础

　　2.2.1 认知结构理论

　　皮亚杰的理论是把认知和成熟结合起来，他解释儿童获得知识的过程是与其认知发展的观点相一致的。皮亚杰认为，环境为有机体生来就有的潜能提供营养，学习能力则是环境与先天的潜能相互作用的产物。他还认为，每一个人认知活动都含有一定的认知结构、认知结构的形成和发展过程，也就是适应的过程。

　　布鲁纳的理论受皮亚杰认知发展理论的极大影响。他认为，所谓知识的学习就是头脑中形成一个知识结构，知识结构具有一定的层次，它可以通过一个人所发展的编码体系从三种表象模式的每一种模式中表现出来。他还认为，经过多次所形成的编码系统是有层次的，它在众多同类事物的基础上形成更概括、更抽象的概念。就是使编码系统的概念不断概括和深化，使之成为更完整、更概括的系统。他主张合理地组织知识结构，向学生呈现合乎逻辑的教学内容，这样便于学生理解和掌握，便于发展学生的认知结构。

　　现代认知心理学家提出的图示理论，把认知结构理论提到了更高的水平。鲁墨哈特把图式视为认知的建筑材料，是所有信息加工所依靠的基本要素。安德逊认为，图式就是信息的一种抽象的、完善地建构好了的结构，它概括许多特别事例的信息并反映着许多概念之间的关系。由此可见，认知结构理论家们都强调学习者原有知识经验、认知结构在学习过程中的作用。他们认为，个体的认知结构就是学习所必需的能力。在教学过程中，设计出合乎逻辑的教学内容，以利于学生掌握和发现科学的基本概念，发展学生的探究能力。因此，认知结构理论的观点为探究性学习提供了理论依据。

　　2.2.2 建构主义学习理论

　　瑞士心理学家皮亚杰提出的“建构主义学习理论”强调：在教学中，要以学生为中心，学生是认知的主体，是知识意义的主动建构者，教师只对学生的意义构建起帮助和促进作用，并不要求教师直接向学生传授和灌输知识，教师要为学生创设良好的学习情境，提供多样化的信息来源，教师是意义建构的帮助者、促进者、支持者、引路人、评价者。学生应该认识到自己拥有解决问题的自主权，通过独立探究、合作学习等方式，努力使自己成为知识的积极建构者，逐步提高自控能力，学会自主学习，为终身学习打下良好的基础。

　　建构主义者重视学习活动中学生的主体性，重视学生面对具体情境进行意义建构，重视学习活动中师生之间和学生之间的“协作”、“会话”和 “反思”，从而主张建立一个民主、宽松的教学环境等，这些观点都为我们当前的教学改革向

　　探究性学习发展提供了一定的理论依据。

　　2.3 国内外研究现状综述

　　2.3.1 国外研究现状

　　20世纪80年代以来，以探究性教学为基础的教育课程成为世界各国课程改革的突出特点。《美国国家课程标准》要求:“贯彻实施这部标准的学校将引导学生们通过积极的参加对他们饶有趣味有十分重要的科学探究活动来学习科学”。美国国家课程标准将探究性教学作为教学的核心策略，掀起了一股探究性教学研究的热潮。

　　英国2002年颁布的《国家课程》中所提出的科学课程四个标准中，第一个目标就是“科学探究”。日本中学理科教材特设“自由研究园地”栏目，强调学生自己动手实验，并结合当代科技的新应用，深入浅出地让学生进行探究、发展个性。从这些有国际影响的课程改革研究中看，它们共同焦点之一就是对探究的强调，不仅将探究作为一种学习方式，而且将探究作为课程的内容标准。探究性教学给学生提供感受科学探究过程和方法的机会，培养了学生科学能力。

　　世界各国的课程改革都把探究性教学视为重要内容，探究性教学己经成为教育领域里的一个世界性主题。从目前的国外研究状况来看，当前的研究主要针对学生的学习、探究教学的实质和模式，这些方面取得很大的成就，但还是存在着许多不足之处。如:缺少对探究性教学的理论和实践进行比较系统的、有针对性的实践和思考，缺少对探究性教学系统化的评价。这些有待于结合本国的实情创建理论与实践相结合的具有本国特色的评价体系。

　　2.3.2国内的研究状况

　　20世纪60年代初芝加哥大学教授施瓦布明确提出把“探究性教学”作为一种重要的教学方式。我国从20世纪70年代开始引入探究性教学理念并逐步推行，20世纪80年代初期，我国开始“探究性教学”的研究，到20世纪90年代我国开始进行大面积实施探究性教学。如在1981年，陕西师范大学的张熊飞教授接受了陕西省教育厅教研室下达的任务，开始了中学物理教改实验研究。也就在这时，他的心中开始萌动“诱思探究教学”的基本思路。在1996年3月，陕西省教委发文向全省推广“诱思探究教学”，在1997年“诱思探究教学在全国广，它揭示了教学辩证法的真谛:“变教为诱，变学为思，以诱达思，促进发展”。在1982年，广东顺德开始“以实验为基础的引导探索”教学实验，以实验为基础的引导探究型教学的基本模式，可概括为:问题一实验事实一科学抽象一结论一应用。 1985年北京四中率先在生物学科中尝试“以探究性实验”组织单元教学。在2003年教育部制定的《普通高中化学课程标准》倡导探究性教学，将科学探究作为学习内容和学习方式。在新的教育理念影响下，探究性教学引起了更多人的关注，有关探究性教学的研究大有蓬勃发展之势。

　　纵观国内探究性教学研究的现状，我们可以清楚地看到:探究性教学在我国仍处于摸索阶段，无论是教育理论的研究还是教学实践上都还存在一些问题和不足，在教育理沦研究方面，探究性教学的文献绝大部分由高校教师和研究生撰写，介绍了探究性教学的概念界定、理论渊源、教学模式、教学程序和评价原则。在实践方面，探究性教学的文献大部分由广大一线教师撰写，介绍了教师对于探究性教学的研究，大多局限于对探究性教学步骤和环节的简单应用，以及课堂经验的总结，较多地侧重于实验方面的教学研究，多属经验总结，很少能将这些经验进行理论性的升华。对于探究性教学的各个环节，如何与具体的知识相联系，很少从模式设计和模式实践上很少做变化上的研究及进行全面研究，多数研究缺乏系统的教育理论指导，具有一定的片面性或盲目性。

　　2.4 小结

　　课堂教学是教育的主阵地，在课堂中有效落实探究性教学，使其系统化、模式化且高效地广泛开展一直是教育工作者关注的问题和努力的目标，探究性教学所面临的挑战仍很明显，从传统讲授向探究转变的步伐仍十分缓慢，把探究性教学引入课堂，进而把新课程理念引向深入。理论工作者与广大一线教师应该相互密切的配合联系起来，充分发挥各自的理论优势和实践经验优势。总之，在探究性教学方而还有很多工作值得我们去做。

　　3 探究性学习概述

　　3.1 探究性学习的起源

　　二战后，欧美各发达国家社会生活发生了巨大变化。科学技术的高度发展，世界知识总量的急剧增加，推动世界进入了信息化时代。

　　1957 年，苏联第一颗人造地球卫星发射成功，世界各国受到了极大的冲击和震动，激起了世界性的科学竞争的浪潮，对科学的认识也发生了质的变化，并且各国都先后开展了教育教学改革。

　　其中最为突出的是美国。它专门召开研究中小学理科教育的伍兹霍尔会议。当时，大会主席、著名的教育心理学家布鲁纳作了题为《教育过程》的著名报告。提出了应重视科学的知识结构，重视发展学生智力、培养能力的新教育观，并率先倡导“发现法”，锐意改革和创新教学方法。“发现法”作为一种有效的方法受到教育者的重视。在此背景下，美国芝加哥大学教授施瓦布在 1961 年哈佛大学的纪念演讲会上，发表了《旨在探究的学习条件》，首先提出了“作为探究的理科教学” (Teaching of Science as Inquiry)，这就是与发现法相似，但更具操作性的教学方法——探究性学习(Inquiry Learning)方法。他认为科学知识不是固定不变的，因而不能把科学知识当作绝对的真理教给学生，应该作为有证据的结论传授给学生；在教学活动中，教师应该用探究的方式来传授知识，学生也应当通过探究活动展开学习。

　　3.2 探究性学习的内涵

　　简单地说，探究性学习就是指学生以类似或模拟科学研究的方式所进行的学习。在新课程中，研究性学习的实施是通过综合实践活动这样一种特殊形态的课程来进行的，而探究性学习则是贯穿于各学科课程标准和教材之中的。

　　探究性学习主要有以下涵义：

　　⑴ 探究性学习首先是一种活动

　　学习化学本身就是一种过程，在探究中，学生能主动地获取化学知识、认识和解决化学问题。问题的呈现方式是多样化的，学生从发现问题到解决问题，得经历一个过程，主要涉及：提出问题、猜想与假设、制订方案、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等要素。

　　⑵ 探究性学习还是一种重要的学习方式

　　化学也是一门认识自然的重要科学。科学不仅仅是一些具体的事实和抽象的理论，它更是一个过程。科学是以探究为基础的，那么对探究的学习也理应以探究的方式来进行。探究学习作为一种重要的学习方式，意味着我们要把探究作为学生认识自然和理解物质世界的重要途径，一种思考和探索我们生存的这个世界的方式，一种获取知识的有效手段。

　　⑶ 探究本身也是重要的学习内容

　　科学探究的过程本身就包含方法的层面，学习的内容既包含化学的知识，也包含学习方法本身，知识探究作为更高一层次的学习内容，是学习能力的培养和提高的重要方法。而探究性学习所进行的大致程序本身也是学生学习的内容。

　　3.3 探究性学习的主要特征

　　探究性学习作为一种学习方式，和接受学习相比，具有更强的主体性、情境性、问题性、实践性、参与性和开放性。对于探究性学习，情景性、自主性、实践性是它的基本特征；作为教学内容，体验性比知识性更为显著；作为教学手段，探究和发现是其核心。

　　(1) 问题情境性

　　探究性学习由教师引导或学生自己提出问题，在这样的情境下，更能增进学生的创造才能，学生确立探究方案、确定搜集什么资料，这都有是探究的开端。一个良好的探究学习方案，能极大激发学生的探究欲望。学生在课堂上进行的探究性活动，归根结底是让学生亲身体验和理解知识形成和发展的过程。

　　探究性学习模式强调学生主动学习和自主发展，强调学生通过探究和发现过程达到预期学习目标，不再把课堂教学的重点放在教师传授知识、讲解科学概念或原理上。这与传统教学热衷于向学生灌输知识的教学模式有着本质的区别。此外，在情境中，还能培养学生的问题意识，因为探究活动总是与解决问题分不开的，善于发现问题，才能有解决问题的欲望。

　　(2) 自主性

　　在教学过程中，学生是否有探究的欲望和积极的态度，直接影响探究学习的进行，学生是关键的因素。因而，学生始终处于教学中的主体地位。但是，教师的主导作用也是不容忽视的，因为，制定学科教学计划离不开教师，为学生创设良好的探究时间、空间和资源也离不开教师。

　　探究性学习强调的是学生的主动学习和自主发展，不再把课堂教学的重点放在教师的传授知识、讲解科学概念或原理上。学生通过探究学习的过程，自然而然地进入了科学的过程，如观察、侧量、收集和组织、解释数据，并能参与小组讨论、计划、决策与解决问题、评价等活动，从而得出结论。这样可以改变以往的学生被动接受的学习方式，使学生能主动地去探索、去尝试，教师在教学过程中，只能是指导者和协调者。

　　(3) 交流合作性

　　在探究过程中，为寻求对问题的解答，学生须继续深入系统地观察、交流、进行一些简单的测量从而获得一些事实性信息，这个过程，往往需要多位同学的参与，组成探究小组来完成。以合作和单独的方式亲自去验证自己的假设。设计探究步骤；明确调查或实验必须的材料；寻找、收集这些材料；按计划实施实验或调查等。如果假设得到验证，要求学生进一步做出解释和预测。

　　此外，由于探究性学习是解决问题的学习，学习者往往会面临着复杂的综合性问题，因此就需要依靠学习伙伴的智能和分工合作，学生的探究活动往往是以小组学习的形式进行的，。在学生们共同参与的过程中，学习者还需要了解不同的人的个性，学会相互交流与合作，这有助于培养每个学生的责任感和协作精神，使学生体验到个人与集体共同成功的快乐。

　　(4) 深刻性

　　合理组织学生进行探究性学习，就是让学生通过多种活动，去探究和获取知识，以达到对知识的深层理解。基于学生前概念研究而进行的探究性教学，意识到学生的前概念可能顽固不化，因此，即使面对反复的试验结果，学生有时仍不能相信。只有当学生可以用实验得出的结果解释现象并进行预测时，才达到本质上的理解。因此，探究性学习允许学生出错，经常要求学生反复表达自己的想法，并从不同的角度或方面反复去验证，最终获得知识的深刻理解。

　　(5) 学习的灵活性、多样性、互动性

　　学生在参与探究性学习过程中，需要多种途径和方法，它包括科学探索的基本活动，即：提出问题、确定研究方向和计划、搜集资料并整理资料、得出结论，以及根据现实条件灵活运用科学结论等等。每个学生都可以根据自己的特点选择不同的学习方式，教师可根据实际情况进行分类指导。例如，可由学生选择课题、或实地考查、或撰写研究论文和报告等。因此，探究性学习是一种灵活而多样的学习活动。

　　探究性学习虽然倡导的是以活动为载体的，但并不是所有的教学内容都适于进行探究活动。教师应结合具体的教学内容因材施教。此外，在探究性学习过程中，教师只能是对学生诱导而不能代替，应重视探究的过程而不应重结论。

　　(6) 培养学生素质的综合性

　　科学教育的宗旨在于培养学生正确地认识和理解自然。之所以把探究性学习作为学习科学的核心，就是因为探究是学生科学素质提高的重要途径和最有效的手段。

　　探究性学习注重让学生亲身去领会科学家研究自然界时的科学探究过程，从而使学生养成尊重客观事实的科学态度和习惯，养成敢于怀疑和坚持真理的精神，养成锲而不舍的科学探索精神，有助于实现课程的三维功能。

　　综上所述，探究性学习的本质是一种模拟科学家科学研究的活动。它的着眼点是改变学生的被动接受知识传输的学习方式，帮助学生在开展有意义接受学习的同时，形成一种对知识主动探求，并重视实际问题解决的积极的学习方式。在教学过程中，开展探究性学习，主要目的是要让学生主动参与到获得知识的过程中，培养学生的探究能力，这与传统的接受式学习相比，具有更强的综合性。

　　3.4 探究性学习的实践价值

　　在教学过程中倡导探究性学习，是缘于探究性学习独特的价值和意义，与其他的学习方式和教学形式相比较，探究性学习具有无法比拟的实施价值。

　　3.4.1 知识结构更趋于丰富和完善

　　由于探究问题的开放性，不局限于学科、不局限于课本、不局限于教师，更多的是从学生已有的知识经验入手，所以学习的内容与原有的知识结构具有逻辑上的紧密联系，避免了学科知识对整体知识的割裂，是知识结构的自然生长。探究性学习强调学生学习的自主性，使得学生有充分的自由来建构自己的理解，而不必拘泥于教师的唯一答案，从而丰富了学生的认识。

　　3.4.2 有利于达成情感、态度和价值观目标

　　在探究的过程中，学生亲自体验了科学家进行科学探究的过程，感受到科学知识的来历及知识获得过程中科学方法所起的作用，理解了科学的本质，领悟到实事求是、尊重事实等科学精神、态度在科学探究中的价值，也认识到科学对于人类与社会的正负面影响。这对于学生科学素养的培养具有更重要的意义。

　　3.4.3 问题意识功能更明显

　　问题意识是个体积极主动地发现问题、分析问题和解决问题的心理品质。良好的问题意识是学习与研究的不竭动力。问题意识本来是先天具备的，但由于受“应试教育”等不良观念的影响，许多教师和家长采取急功近利的态度对待学生提出的问题，严重扼杀了学生的问题意识和探究兴趣，忽视了这份宝贵的教育资源。探究性学习是以问题为中心的学习，学习过程始终和问题联系在一起，它鼓励学生自己发现并提出问题，开发学生的创新潜能。

　　3.4.4 体验并学会探究的方法

　　探究性学习强调学生以自己感兴趣的问题或主题为中心，遵循科学研究的最基本的规范和步骤展开探究活动，注重在探究过程中对学生进行科学方法的培养和训练。从简单的普通探究，到一般意义上的科学探究，学生将会亲身体验科学方法在探究的重要作用，并学习用各种适宜的科学方法来解决问题，学习科学知识。在探究性学习活动中，科学方法的培养将会得到最好的落实。

　　总之，探究性学习通过培养学生的问题意识，使学生的自主性、主动性都得到有效地培养和提高，而知识结构的丰富，科学方法的掌握以及科学精神和科学价值观的培养，都会增进学生的科学素养。以探究为突破口，以提高科学素养为宗旨，探究性学习有助于实现“为了中华民族的复兴，为了每位学生的发展”的宏伟目标。

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