新課程標準下如何培養學生的探究能力

　　摘 要： 《規劃綱要》明確提出教育改革發展的戰略主題是“堅持以人為本、全面實施素質教育”，并提出“重點是面向全體學生，促進學生發展，著力提高學生服務國家服務人民的社會責任感、勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力”。教師在整個活動中的作用應是引導者、組織者和合作者，通過“引導發現問題→提出假設→設計方案→實驗探究→歸納結果→反思問題”的流程逐步培養學生的科學探究能力。
　　關鍵詞： 新課程標準 問題 科學探究能力 培養
　　
　　一、問題的提出
　　二十一世紀新的一輪基礎教育課程改革，已在美國、歐洲諸國、日本、韓國、新加坡等許多國家深入進行。我國黨和政府洞察世界各國基礎教育發展趨勢，2001年在《國務院關于基礎教育改革與發展的決定》中明確提出：“加快構建符合素質教育要求的新的基礎教育課程體系。”其目的是通過課程改革，改變傳統的教育模式，培養學生全面發展、個性發展、科學素養與人文精神協調發展。其中，科學素養的一個主要組成部分就是科學探究能力。《國家中長期和發展規劃綱要（2010—2020年）》明確提出教育改革發展的戰略主題是“堅持以人為本、全面實施素質教育”，并提出“重點是面向全體學生，促進學生發展，著力提高學生服務國家服務人民的社會責任感、勇于探索的創新精神和善于解決問題的實踐能力”。而如何在新課程標準下培養學生的科學探究能力，是每一個化學教師及其他基礎教育工作者必須思考并身體力行的問題。
　　二、問題的思考
　　高中化學新課程改革的重要突破口就是改變教師的教學方式。學生應主動構建化學知識和有關技能，體驗科學探究的過程、學習科學探究的基本方法。比較我國與歐美等發達國家同等學歷的學生各方面的能力，其中我國學生在科學探究意識、科學探究能力方面是比較薄弱的，導致了我國在某些科學領域缺乏具有開創能力的尖端人才。而科學探究能力的培養，初、高中階段則是黃金時期。因為此時學生已經擁有較為扎實的基礎知識，而且在思維上、心理上也趨于成熟，對世界上的各種現象充滿好奇，有旺盛的求知欲，而且也有頑強的斗志，敢于懷疑，敢于挑戰，敢于探索。因此在高中化學教學中，化學教師應抓住學生發展的有利時機努力培養學生的科學探究能力。
　　三、解決問題的探究
　　科學探究能力是指學生從問題或任務出發，積極主動地通過形式多樣的探究活動，以獲得知識和技能、發展能力、培養情感體驗為目的的學習方式的能力。教師在整個活動中的作用應是引導者、組織者和合作者，通過“引導發現問題→提出假設→設計方案→實驗探究→歸納結果→反思問題”的流程逐步培養學生的科學探究能力。
　　1.引導發現問題
　　問題是引發探究活動的原動力，沒有問題的探究就猶如沒有目標的箭一樣毫無意義。在教學中，要向學生灌輸不迷信權威、書本、教師，要敢于質疑的精神。因此，教師可以有意識地引導學生就生活中的一些化學知識進行質疑，如我們這兒也下酸雨嗎？酸雨真的是越陳越酸嗎？SO2真有漂白性嗎？它能漂白一切物質嗎？家里的加碘鹽中含的真是碘酸鉀嗎？等等。要引導幫助學生建立問題意識，當然引導的目的是不引導，要讓學生逐步擁有自主獨立地發現問題的能力。問題的提出最終會極大地調動學生參與的興趣，更會激起他們主動探索知識、獲取知識的積極性。
　　在《電鍍》教學中，我設計了在鐵湯匙上鍍銅的實驗。實驗結束后，有同學拿起實驗桌上的CuSO溶液換原本提供的電鍍液又做了一次，發現電鍍的時間明顯增長而且鍍層結晶不均勻，和前一次實驗結果相差很大。我走過時看到了這個個案，馬上指著兩把不同的湯匙，用手指比了個問號。
　　2.提出假設
　　探究的問題提出后，教師要引導學生對可能的原因或結果進行預設。培養提出假設的能力能鍛煉學生的判斷力和洞察力。因此，教師要激勵學生根據已掌握的知識體系大膽提出問題的各種假設和猜想。對于其中一些脫離實際的假設，教師也應加以引導，切不可譏笑、諷刺，以免挫傷學生的積極性。如在“把新制飽和氯水緩慢滴入含有酚酞的氫氧化鈉溶液中，紅色緩慢褪去，其原因可能是什么？”的探究中，學生會對褪色原因作出一些偏離參考答案的假設：空氣中的二氧化碳的溶解；氯水把紅色漂白了，等等。教師可以引導學生對哪種物質在褪色中起主要作用大膽地提出假設，盡量地去發散學生的思維，但不要立即給予正誤信息的反饋。這樣既培養了學生的分析思維能力，又訓練了他們的邏輯推理能力，又不會挫傷他們質疑的信心。
　　下課后學生來問我電鍍出不同湯匙的原因，我并沒有告訴他們答案，而是引導他們對產生不同結果的過程進行逐步分析，提出可能的假設。學生提出了：電解液成分不同；湯匙的成分不同；電解時電壓不同；操作時步驟有偏差等假設。
　　3.設計方案
　　在學生提出假設后，教師應引導學生為論證假設的正確與否設計論證方案。方案的設計猶如新房裝潢前的施工圖紙一樣重要，要學生根據自己提出的假設從時間安排、活動地點、資料搜尋、調查研究、采樣分析和操作步驟等多方面設定計劃，最好是讓學生組成合作探究小組，利用小組合作探究的方式進行合理的分工、研討、論證，不斷討論修改直至設計出論證的最佳方案來。通過設計方案可培養學生的統籌能力和科學的求知態度以及團隊合作精神。
　　在學生提出假設后，我引導該小組針對提出的假設來設計實驗方案，每一種假設都設計出論證的可行的實驗方案。我看過以后，進行了點評，并指導他們在網上去搜索相應的資料，對他們設計的實驗進行理論的支持，指導他們對實驗進行了修改。
　　4.實驗探究
　　實驗是獲得真理的最科學的手段，是進行科學探究的主要方式，任何假設的成立與否都應該用實驗進行論證。引導學生自主實驗探索意識是培養科學探究能力的核心環節。學生在實驗中既可獲得樂趣，又可培養他們科學探索的方法。因此在學生設計出最佳方案后，應創造各種條件放手去進行實驗探究。如：在“酸雨”一部分中關于城市、鄉鎮、農村、森林中的酸雨pH可能關系的實驗探索中，教師應從時間、儀器、交通、安全等方面支持學生去實地采樣、存樣觀察，并同時給予充分的理論支持和引導，讓學生在實驗探究中體會科學探究的基本思路與方法，理解科學概念及科學本質，提高觀察、分析和解決問題的能力，逐步掌握對自然界進行獨立探究的必要技能。學生利用周末在實驗室進行了論證實驗，實驗的結果很成功，通過多次反復修改溶液的濃度、添加劑、操作步驟后，學生終于找到了在實驗室里得出了如何電鍍得到一把比較漂亮的銅湯匙（磷銅陽極材料、電鍍液添加劑由實驗室提供，不需學生探究）。
　　5.處理數據信息，歸納結果
　　教師應引導學生根據實驗探索的結果與提出的假設進行對比，分析數據和信息，并對獲得的原始數據和信息進行加工、整理，分析歸納出科學的結論，然后用報告的形式對探究的過程進行總結，包括目的、方案、步驟、結果及個人的收獲等方面。通過分析和處理數據、信息培養學生的信息處理能力。
　　實驗結束了，學生很滿意。我適時發問：下次你們再來電鍍其他物品，該如何操作啊？指導他們把實驗過程和實驗數據進行分析和匯總，形成實驗總結。在總結中，學生又出現了問題：鍍銅是這樣操作，那么鍍鋅呢？鍍銀呢？
　　6.反思問題
　　論證出結論并不意味著探究的結束，正如引導的目的是為了不引導一樣。在獲得結論后，教師應指導學生進行反思。反思是一種充滿新的生命力的學習方法。反思既代表了前一個目標的完成又代表了新的目標的萌芽。只有不斷進行反思，才能不斷發現問題，不斷進行科學探索，不斷的學習。在每一個問題結束后，就應該對問題的另類方面、假設的其他可能、設計方案的優缺點、實驗探究過程步驟的合理性和結果處理的其他方法途徑進行反思、評價，從中提出新的問題，而后展開新的科學探究活動，從而實現學生科學探究習慣的養成。鍍鋅、鍍銀的實驗論證又開始了，學生們的興趣打開了，整個班級開始了問題大討論。
　　四、問題探索的反思
　　通過探索活動的實踐后，我們發現：學生自己提出探究、進行探究的能力還比較低，這與我們基礎教育中傳統教育模式的桎梏有關。一些教育者只重分數，忽視學生科學素養的培養，導致學生思維僵化，難以就教材中的問題、實驗，身邊的化學現象，生活生產中的有關化學過程提出較高質量的問題，更難以提出有探索意義的假設。因此，如何把這種科學探索的思想滲透到基礎教育的各個階段中去，解放學生的思維，提高學生的科學素養，將是我們下一步要研究的問題。
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