江苏省梅村高级中学&&&&& 张晓东
&&&&&&& 探究教学是指学生在学习概念和原理时，教师只是给他们一些事例和问题，让学生自己通过阅读、观察、实验、讨论等途径去独立探究，通过自己的努力来发现且掌握相应的原理和结论的一种方法。
&&&&&&& 根据巴班斯基&最优化&教学原则，有效教学的目的也是希望实现最优化，因此它应该以最小必须的消耗，取得该情况下最大可能的效果。也就是说，有效教学是指教师遵循教学活动的客观规律，以尽可能少的时间、精力和物力投入，实现教学目标和学生的个性培养与全面发展，取得尽可能多的教学效果（也就是实现三维目标）。
&&&&&&& 教学的有效性体现在以下三方面：
&&&&&&& ①有效果&& 教学活动结果与预期教学目标的重合度高。
&&&&&&& ②有效率&& 以少量的投入换得很多的回报。
&&&&&&& ③有效益&& 教学目标与特定社会和个人的教育需求是否吻合及吻合的程度。
&&&&&&& 有效探究教学主要表现在以较少的时间、较少的投入达到探究教学的目标：&
&&&&&&& ①更好地激发学生学习的探究兴趣，培养良好的个性品质。
&&&&&&& ②更好地培养和发展学生的探究能力，掌握科学的思维方法。
&&&&&&& ③更好地建构学科知识，提高知识掌握程度。&
&&&&&&& 知识的形成、牢固掌握和灵活应用是有效探究的重要标志。建构主义的核心理念认为知识是建构的，而不是接受的。知识建构是指科学知识不能简单地传授，而必须通过学生自身已有的知识、经验和信念，在作为认识主体的学生与作为认识客体的自然现象或科学知识之间的互动中，以主动积极的方式获得。那么，如何通过探究教学来建构知识呢？
&&&&&&& 一、采用同化策略，理解知识的&建立过程&
&&&&&&& 知识的&建立过程&是知识的形成过程，是学生理解知识、获得新的解决问题经验的过程，使学生更新原有知识结构的过程。而学生学习化学的过程，实际上是认知结构的同化过程。同化是学习个体对刺激输入的过滤或改变过程。正是通过过滤和改变，学生将新刺激纳入原有的认知结构中。教师应该根据学生原有的认知结构进行教学，帮助学生建构良好的认知结构。在实际教学中，要积极发挥化学学科本身的优势进行探究教学，让学生在挑战性问题的引导下进行独立思考、猜想，在教师指导下的实验中亲自体会，结合所得的实验数据、现象，主动分析、概括、归纳、总结得出结论。只有通过亲历知识的形成过程，学生才有深刻体会，才能对知识做到真正理解和掌握。
&&&&&&& 例如，盐类水解概念的建立
&&&&&&& 复习旧知识：你知道醋酸溶液为何呈酸性，以及氨水呈碱性的原因吗？（唤起学生对酸溶液呈酸性、碱溶液呈碱性原因的回忆；并以醋酸和氨水为例，使学生进一步加深对弱酸、弱碱在溶液中的电离是可逆过程的认识）
问题：那么纯水为何呈中性？溶液酸碱性的本质是什么？（使学生回忆溶液酸碱性的本质，为下面的分析打好基础）
&&&&&&& 创设问题情景：盐溶液的酸碱性怎么样？是不是盐溶液一定呈中性？
&&&&&&& 学生进行探究实验：用pH试纸测CH3COONa、NH4Cl、KCl、K2SO4、Na2CO3、AlCl3等盐溶液的pH。判断盐溶液的酸碱性。
&&&&&&& 结论：盐溶液不一定显中性。
&&&&&&& 提出问题：CH3COONa电离时只产生 Na＋ 和CH3COO－，并没有 H＋ 或OH－，为什么其溶液会呈碱性呢？要想解决这一问题，今天就一起来学习盐类的水解。（这样能使学生产生强烈的认知冲突，使其处于一种极其渴求知识的状态）
&&&&&&& 问题论证：让学生从溶液酸碱性本质的角度出发，通过分析，来解释CH3COONa溶液呈碱性的原因。
进行小组合作学习，教师提示：从CH3COONa溶液中存在的微粒角度加以分析。（学生分组讨论，教师巡视并指导学习困难小组的讨论）
&&&&&&& 学生交流探究结果：由于溶液中同时存在CH3COO－ 和H＋，CH3COO－ 会结合H＋，而使溶液中的c(H+)降低，破坏了水的电离平衡，从而使溶液中的c(OH-)大于c(H+)。
&&&&&&& 问题：根据这样的分析，能说出NH4Cl溶液呈酸性的原因吗？&
&&&&&&& 学生再次分组交流、相互补充，然后作交流总结。(通过类比思想，学生能很好的完成任务，从而享受到探究成功的快乐)
&&&&&&& 教师说明：以上过程实质就是盐类的水解，要求学生对水解的本质进行归纳总结。
&&&&&&& 得出结论：
&&&&&&& （1）盐类水解的本质：盐电离出的弱酸阴离子或弱碱阳离子结合水电离产生的H＋或OH－，从而破坏了水的电离平衡。
&&&&&&& （2）盐类水解促进了水的电离。
&&&&&&& 二、通过顺应策略，创设知识的&发散过程&
&&&&&&& 当新的知识建立形成之后，并不代表学生对知识已经完全掌握了。还需要及时在实际问题中进行解答、应用，这就是知识的&发散过程&。教师要创设新的情境，使学生在不同角度、不同方向和不同情境改变概念的适用范围或表达方式，引导学生进行发散思维，增强对概念的内涵和外延的认识，从而调节自己的内部结构来适应特定刺激情境，加快和促进学生对知识有效顺应。
&&&&&&& 例如，在讲完硝酸的化学性质后，可以进行如下探究：学生在初中已经知道金属铜与稀硫酸不反应，那么加入硝酸钠固体后会有什么现象呢？学生通过探究实验，发现溶液变蓝色，有无色气体放出，在管口变红棕色。这就引发了思考：为什么加入硝酸钠固体后，金属铜就发生了反应？学生通过讨论得出结论：金属铜和NO3- 发生了反应。教师进一步提出问题：硝酸钠和金属铜在溶液中能发生反应吗？再次进行探究实验，发现没有明显现象，学生集体讨论后得出结论：NO3- 在酸性条件才具有强氧化性。这样就在不同情境下认识了硝酸的氧化性。
&&&&&&& 三、利用平衡策略，搭建知识的&升华过程&
&&&&&&& 在教学中往往会出现这样的现象：知识刚教完，学生懂了；做了练习，学生熟了；但是碰到新问题，学生又束手无策。因此在知识的&发散&之后必须进行知识的&升华过程&，及时引导学生回顾解决问题的过程，反思知识和方法的运用过程，对具体采用的方法进行分析、加工，从中提炼出更普遍的一般方法，使解决问题的方法能得到不断提升，由原来的不平衡到趋于平衡。学生的认知结构就是在&平衡&不平衡&新的平衡&的循环中得到不断发展。
&&&&&&& 例如，在讲完氯气与水反应后可以设计如下探究：
&&&&&&& 演示实验：将Cl2 通入NaOH 酚酞溶液中
&&&&&&& 实验现象：溶液红色褪去。（使学生产生探究兴趣和求知欲）
&&&&&&& 问题情境： 为什么试管中的溶液最终变为无色呢？（学生认知产生不平衡）
&&&&&&& 提出假设：
&&&&&&& ① NaOH与氯水中的HCl、HClO发生中和反应，使c(OH-)减小，溶液变无色。
&&&&&&& ② 氯水中HClO氧化酚酞使其褪色。
&&&&&&& 实验探究：
&&&&&&& ①在NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液，溶液变红色，再逐滴滴入HCl溶液，直至溶液褪色，然后返滴几滴NaOH溶液，溶液又变红色。
&&&&&&& ②在NaOH溶液中滴加几滴酚酞试液，溶液变红色，再逐滴滴入氯水，直到溶液褪色，后再滴几滴NaOH溶液，溶液不变红色。
&&&&&&& ③在②实验的试管中滴几滴酚酞溶液，溶液又变红色。
&&&&&&& ④用久置的氯水来进行②的实验，发现溶液又变红色。
&&&&&&& 学生通过交流讨论获得共识：
&&&&&&& ①新制氯水使NaOH的酚酞溶液褪色，是由于HClO的氧化漂白作用。
&&&&&&& ②久置氯水主要成分为HCl，无漂白性。
&&&&&&& （学生的认知从刚才的不平衡状态到现在的平衡状态）
&&&&&&& 这样的探究教学，不仅使学生学到了新知识，还完善了原来的知识体系。
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&正文 学生原有的认知结构对新知识学习的重要性当原有的认知结构和新的知识有连接时，新的知识便容易被记住。认识学生原有的认知结构对新知识学习的重要性，帮助学生提高学习。
& & & 美国教育家奥苏伯尔认为，人类的学习有多种多样的类型。但从学习的内容和学习者已有的知识经验的关系来看，可以把人类学习分成有意义学习和机械学习；根据学习进行的方式来看，可以把学生的学习分为接受性学习和发现性学习。在教学过中，学生通过“发现”学习所掌握的知识是十分有限的。“发现学习难以成为一种有效的、首要的手段。”绝大多数的知识仍然需要学生通过“接受式学习”来掌握。由于教学过程是一个特殊的认知过程，学生主要是接受间接知识，这一特殊性决定了学生获取大量知识必须是接受性的。奥苏伯尔批评了把言语讲授和接受学习贬为空洞的说教和机械模仿的说法，他用有意义学习理论对接受学习进行了科学的分析，指出它不可能与机械学习划上等号，它完全可以是有意义的。如果教师能将有潜在意义的学习材料同学生已有认知结构联系起来，融会贯通，学生也能采取相应的有意义学习的心向，即学生在学习新知识的过程中，积极主动地从原有的知识结构中提取出最易于与新知识联系的旧知识。这样，新旧知识在学生的头脑中会发生积极的相互联系和作用，即“同化”，导致原有认知结构的不断分化和重新组织，使学生获得关于新知识方面明确而稳定的意义，同时原有的知识在这一同化过程中发生了意义上的变化，具有潜在意义的学习材料转化为学生的认知结构，学生获得了知识的意义。那么，接受性学习将是有意义的。他指出，只要教师清晰地组织教材，就会使学生出现稳定面明确的有意义学习，就会使有组织的知识体系长期保存下来，有意义的言语接受学习成为学生获取知识有效途径，从而形成了以言语讲授和有意义学习为特征的有意义接受教学模式。
　　1、教学目标
　　奥苏伯尔认为，学校的首要工作是向学生传授学科中明确、稳定而有系统的知识体系，学生通过有意义接受学习的方式获取和牢固掌握有组织的知识，形成良好的认知结构。奥苏伯尔将认知结构定义为：“个体的观念的全部内容和组织，或者，就教材学习而言，指个体的特殊知识领域的观念的内容和组织”，在他看来，学生的认知结构即是他所称的有意义学习的结果。他说：“当我们努力影响认知结构以提高有意义的学习与保持时，我们便深入到教育过程的核心了。”在教学过程中，只要接受性学生是有意义的，学生掌握的知识就是牢固而稳定的，是一种自我的知识。
　　2、教学程序
　　奥苏伯尔认为，学生在有意义的接受学习中，并不是将现成知识简单地“登记”到原有认知结构中去的，而要经过一系列积极的思维活动，因此，有意义接受学习是一个主动的过程。
　　⑴在决定把新知识“登记”到已有的那些知识中去时，需要对新旧知识的“适合性”作出切实而有效的判断。
　　⑵当新旧知识在进行联系时存在分歧或发生矛盾，需要进行调节，重新理解或表达新知识。
　　⑶新知识要转化到学生个人的参照系中来，即与学生个人的知识经验、背景、词汇、概念等相联系，使旧知识成为可以接受新知识的基础。
　　⑷如果找不到作为调节新旧知识分歧或矛盾的基础，需要对更有概括性、容纳性的概念进行再组织，从更高的层次上进行新旧联系。可见，这一过程实质上是呈现过程而不是发现过程。
　　奥苏伯尔运用“同化”学说，认为一个完整的学习过程包括三个阶段：即习得、保持和再现。在习得阶段，学习得来的新观念同认知结构中已有的适当观念发生联系，从而使新观念为旧观念所同化，同化即新知识为旧知识所融合，纳入原有认知结构的适当部位，学习者认知结构中适当可利用的观念愈多，新旧观念的性质愈接近，就愈易于发生同化。他说学生认知结构中一旦有概括和包摄水平高于新知识的原有固定观念时，新观念和新信息的获取和保持才最有成效。因此，同化是由习得转化为保持的机制，有了同化，才能使新知识牢固地保持在记忆中。在保持阶段，新旧观念是否能顺利地保持在记忆中，从而实现有意义的学习，主要取决三个因素：第一，在认知结构中是否有适当的、起固定作用的观念可以利用；第二，新的学习内容与同化它的固有观念的分化程度；第三，认知结构中原有的，起固定作用的观念的稳定性和清晰度。一般来说，认知结构中有可利用的观念则便于同化新材料，新旧知识之间辨别得越明确，越有助于促进学习与保持；原有观念的稳定性越强，清晰度越高，越有利于新材料的充分掌握。在再现阶段，新的意义从同化它的原有观念分离。这样学习过程就是一个旧观念同化新观念的过程，是一个“滚雪球”似的掌握知识的过程。根据有意义接受学习是一个主动的过程和学习过程三个阶段的特点，可以勾画出有意义接受学习的一般实施程序。
　　⑴要有评价准备。在讲授新材料之前，要考虑一种能激起学生动机、适合学生的过去经验和现有能力，并能使材料纳入学生的认知结构的方法。在教学中，学生的动机、经验等变量必须予以考试。这便要求教师对儿童的年龄特征有一个大概的了解，弄清楚学生已经知道什么，并以此为依据进行教学。
　　评价学生的准备情况如何可通过测验或其他非正式途径来完成。教师可在日常生活中，通过倾听学生的反映，仔细观察和记录学生的进步与不足等方式进行评价。教师提供一种让学生自由讨论、自由提问、无拘无束地发现见解的场合，也是评价准备的重要方面。
　　⑵适当选择材料。即确定要讲授的内容，讲授内容力求少而精，并能用生动的例子来使所讲授的内容与学生已有的经验联系起来，以加强对材料的理解。选择材料的来源之一是课堂用的教科书，来源之二是教科书以外的杂志、报纸乃至个人经验等。
　　⑶鉴别结构原理。即鉴别出所要讲授的材料中哪些是一般或普遍的原理。这些原理是其他事实、概念和原则赖以附着的骨架。同时，应使学生对材料的结构原理有一个基本的了解。
　　⑷提供材料概意。即教师应在学期之初提供给学生有关全部课程大意，并逐渐使这一大意向具体内容转化。转化的方式是先陈述一般概念或原理，并且提供具体的事例留意说明它们，随后再提供具体的事例演绎这一般概念与原理，即从一般到个别。
　　⑸运用事前结构材料。教师先把一段简要的文字介绍给学生，这段文学通常要比即将学习的新材料具有更高的抽象性、普遍性和广泛性；随后教师再讲授所要学习的新材料。这种做法可以唤起学生对已有知识的回忆，有助于新材料的学习。一般来说，事前结构材料有助于学生接受（或同化）和理解新的材料。
　　⑹重视原理和概念，教学中一定要注意原理的概念。如果教师在教学中不强调对于概念和原理的理解，那么学生往往会倾向去记忆、学习一些具体的事实，而最终所获仅是一些缺乏理解的语言知识。
　　⑺注意理解关系。理解关系是认知结构理论阐述学习的基础。学生一定要学会理解关系，并且要学会用批评家的眼光来检查这些关系，以辨别出哪些是因果关系，哪些是非本质的关系和哪些是显而易见的关系等。
　　3、师生角色与教学策略
　　言语接受学习的前提是进行有意义学习，教师只有把具备潜在意义的学习材料同学生已有的认知结构联系起来，才能采取相应的有意义学习。奥苏伯尔认为，教师在教学中扮演着主导者、组织者的角色，他可以采取以下一些教学的基本策略。
　　⑴“先行组织者”策略
　　奥苏伯尔主张，在正式学习新知识前，向学生介绍一种他们比较熟悉，同时又高度概括性地包含了正式学习材料中的关键内容，这些内容在抽象、概括和包摄水平上普遍高于新知识，也与学生个人的参照系相联系。这些引进的内容，充当新旧知识联系的桥梁，奥苏伯尔称之为“组织者”（organizer)。由于这些引进的内容是在学生正式学习新知识之前呈现，故又称之为“先行组织者”（advance organizer)。“先行组织者”能根据先前的经验抽出已经形成的认知结构，有助于同当前的学习材料形成有机的联系，能给学习材料提供适当的联结点，以便在学习初期易于同已有的知识结构相整合，使学生能从借助“组织者”将学习内容的本质部分渗透到已有的认知结构中去，舍弃非本质的内容。
　　奥苏伯尔根据学生对“学习新知识的熟悉程度”，将“先行组织者”分为两类。第一类，学生对新知识完全陌生，教师可设计采用“陈述性的组织者”策略。这种“组织者”中包含的较高抽象和概括的观念是学生所熟悉的，而其中涉及到的概括化的新知识，虽然抽象性高于正式学习材料的内容，但不低于学生熟悉的上位概念。学生事先学习了这个“组织者”之后，能将这些高度抽象概括化的观念渗入认知结构中，当学习具体的新材料时，认知结构中就有了可利用的“固定观念”。第二类，如果学生对新知识不完全陌生，新知识能与认知结构中的适当观念联系，但由于有具体或特殊的联系性，新旧知识间的差别就有可能被相似性所掩盖，使得学生在正式学习进可能把新旧知识混淆起来。这时教师可采用“比较性的组织者”策略，它能帮助学生事先分清新旧知识间的异同，以增强新旧知识间的可辨别性，从而将概括性观念渗入学生认知结构中，有利于正式材料的学习。
　　⑵不断分化策略
　　奥苏伯尔从有意义言语学习理论和培养学生良好 的认知结构的教学目标出发，反复强调两条简便而又实用的策略：不断分化和综合贯通，他指出，“不论哪一门学科，要使教材编排成序，有两个原则是适用的，这就是不断分化原则和综合贯通原则”。
　　不断分化(progressive differention)，就是指教师在教学中要根据人们认识新事物的自然顺序和认知结构的组织顺序，对知识进行由上位到下位，由一般到个别的纵向组织，类似于循序渐进。过去，教师往往忽视知识的组织和呈现应当依照抽象和概括性来进行，结果使学生不能用先前学习的知识来同化当前所要学习的知识，直接导致了机械学习和大量遗忘现象的产生。不断分化的策略，就是要求教师在呈现教学材料时，应首先介绍具有较高概括和包摄性的知识然后再安排那些概括程度逐渐薄弱的知识，因为原先习得的包容范围较广的总体中掌握分化的方面较之从原先习得的分化的方面形成总体来得容易；个人的某一学科领域的知识在其头脑中的组织是由分层次的结构构成的，包摄最广的观念处于这一结构的顶端并逐渐容纳范围较小的高度分化的命题、概念。通过不断分化的策略来呈现材料，学生学起来快，而且利于保持与迁移。
　　⑶综合贯通策略
　　综合贯通(integrative reconciliation)，就是从横的方面加强教材中概念、原理、课题乃至章节之间的联系，消除已有知识之间的矛盾与混乱，以促使学生的学习融会贯通。综合贯通的策略，就是要求教师帮助学生牢固掌握知识间的区别和联系，指出它们的异同，将前后出现的连贯观念表面上或实质上不一致的地方融会贯通，使之成为完整的知识体系。过去教师在讲授教材时，由于不注重知识的综合贯通，结果使学生不能区分表示相同意义的不同术语或者表示不同意义的相同术语间的区别和联系，造成认识上的混淆，学生难以理解许多有联系的内容之间的共同特征，先前学习所掌握的知识不能为后继学习提供基础，直接导致了知识的生吞活剥，食而不化。
　　4、评价
　　自从布鲁纳提出发现学习思想以来，对学习就有了接受性学习和发现性学习之分，孰是孰非，莫衷一是。而奥苏伯尔关于有意义接受教学思想的提出对接受性学习和发现性学习给予了适当、中肯和较为科学的论证。接受性学习不一定全是机械的、注入式的，在适当的条件下可以转化为积极的、主动的、有意义的学习。而发现学习也并非完全是有意义的，在一定的条件下有可能成为盲目的、无效的学习。学习是否有意义，决不决定于学习的外在形式，其关键要看是否满足了有意义学习的条件。只要根据有意义的学习规律，充分考虑儿童的认知特点和教材的难易程度，无论采用何种学习方式，都可以成为有意义的学习。这样，奥苏伯尔提出的有意义接受性学习理论为公正地评价上述两种学习方式提供了可靠的依据（即学习是否有意义），也为人们在教学过程中综合运用两种学习方式提出了思路。要使接受性的学习有意义，必须符合有意义学习的条件：学生必须具有有意义学习的心向，即主动地将所要学的知识与学生的原有的知识发生联系的倾向性；具有适当的知识进行新旧联系。因此，学生的有意义学习也是一个主动的过程，这能促使教师在教学中彻底避免传统教学中的“满堂灌”的做法，代之以少而精的讲授（如先行组织者策略，不断分化和综合贯通策略等），有利于学生掌握丰富的知识体系。但奥苏伯尔的有意义接受学习模式对教师的要求较高，如运用先行组织者策略、不断分化和综合贯通策略，了解学生原有的知识结构等需要教师对教材有十分深入的了解和把握，这无疑强调了教师 中心地位，忽视了学生在学习过程中的能动性和自我激发学习动机的潜能。另外，要促使有意义学习成为现实，需要学生运用原有的认知结构去同化新知识，而在奥苏伯尔的理论中，原有的认知结构更多的是指认知成份，忽视了学生的学习态度、兴趣在同化新知识中的作用。因此，有意义学习还要注重对学生情感、兴趣、态度等非认知心理因素的激发和培养。
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