對(duì)學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)的思考

科學(xué)探究是中學(xué)化學(xué)學(xué)習(xí)的重要內(nèi)容，要真正落實(shí)“科學(xué)探究”教學(xué)的要求，就必須對(duì)科學(xué)探究有一個(gè)全面的認(rèn)識(shí)。課標(biāo)是這樣表述的：“科學(xué)探究是學(xué)生積極主動(dòng)地獲取化學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)和解決化學(xué)問題的重要實(shí)踐活動(dòng)。”科學(xué)探究是一種學(xué)習(xí)方法，突出自主建構(gòu)學(xué)習(xí)思想。科學(xué)探究又是一項(xiàng)學(xué)習(xí)活動(dòng)，強(qiáng)調(diào)實(shí)踐的經(jīng)歷和體驗(yàn)。但歸根結(jié)底，科學(xué)探究更應(yīng)該是一種學(xué)習(xí)能力，學(xué)生只有具備了這種能力，才能掌握科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方法，才能開展科學(xué)探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)。下面就學(xué)生科學(xué)探究能力培養(yǎng)，談?wù)勯_展科學(xué)探究教學(xué)的思路和方法。

一、要吃透科學(xué)探究的基本要素

科學(xué)探究能力的培養(yǎng)首先需要吃透它的基本要素，“吃透”基本要素有以下幾個(gè)方面的涵義：

1. 要清楚科學(xué)探究的幾個(gè)要素

科學(xué)探究是人們獲取科學(xué)知識(shí)、認(rèn)識(shí)客觀世界的重要途徑，該途徑涉及到提出問題、猜想與假設(shè)、制訂計(jì)劃、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、收集證據(jù)、解釋與結(jié)論、反思與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流等多個(gè)要素。曾經(jīng)有教師跟我探討如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，我先問他有多少學(xué)生知道科學(xué)探究有多少個(gè)要素，他的反應(yīng)很茫然。學(xué)生如果不清楚科學(xué)探究有哪些要素，自然就無法自主開展科學(xué)探究活動(dòng)，也就不可能掌握科學(xué)探究方法，更不可能發(fā)展科學(xué)探究的能力。我們一定要明白，只有讓學(xué)生清晰了科學(xué)探究的要素，在腦海中建立起了科學(xué)探究的模型，才能讓科學(xué)探究成為學(xué)生自主和自覺的行為。

2. 要理解要素之間的緊密聯(lián)系

只是知道了科學(xué)探究有幾個(gè)要素還不夠，因?yàn)樘骄扛饕夭皇仟?dú)立的，而是有著緊密的聯(lián)系。“提出問題”就是確定了整個(gè)探究的方向和主題，也為“猜想與假設(shè)”明確了范圍；“猜想與假設(shè)”是在“提出問題”范圍內(nèi)判斷可能性，也為“制訂計(jì)劃”明確了目標(biāo)和方向；“制訂計(jì)劃”是針對(duì)“猜想與假設(shè)”設(shè)計(jì)的方案，也是“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”的活動(dòng)依據(jù)；“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”是在“制訂計(jì)劃”的指引下開展的實(shí)踐活動(dòng)，也為“收集證據(jù)”提供了事實(shí)依據(jù)；“收集證據(jù)”是對(duì)“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”的有關(guān)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的記錄，也為“解釋與結(jié)論”提供了實(shí)踐證據(jù)；“反思與評(píng)價(jià)”是對(duì)探究過程、探究結(jié)果和個(gè)人參與的評(píng)價(jià)，也為“表達(dá)與交流”進(jìn)行梳理、整理和提煉；“表達(dá)與交流”是對(duì)探究成果的分享和交流，是科學(xué)探究活動(dòng)教育意義的升華。科學(xué)探究的各要素之間承上啟下，互為因果，理解其間的緊密聯(lián)系，有利于建立對(duì)科學(xué)探究的整體思維。

3. 要領(lǐng)會(huì)每個(gè)要素的內(nèi)在要求

在建立了科學(xué)探究各要素整體認(rèn)識(shí)的基礎(chǔ)上，還需要認(rèn)真領(lǐng)會(huì)每個(gè)要素的內(nèi)在要求。“提出問題”是在問題情景下，抓住問題矛盾的沖突，發(fā)現(xiàn)有價(jià)值和意義的問題；“猜想與假設(shè)”是根據(jù)已有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)和生活經(jīng)驗(yàn)，推斷問題涉及原因的所有可能性；“制訂計(jì)劃”就是設(shè)計(jì)驗(yàn)證假設(shè)的方案，包括活動(dòng)方案和實(shí)驗(yàn)方案；“進(jìn)行實(shí)驗(yàn)”，本身就是一種驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，包括定性和定量兩種實(shí)驗(yàn)方法；“收集證據(jù)”包括記錄實(shí)驗(yàn)前后發(fā)生的變化，以及運(yùn)用調(diào)查、查閱資料等方式間接收集證據(jù)；“解釋與結(jié)論”就是對(duì)事實(shí)與證據(jù)進(jìn)行加工處理，初步判斷事實(shí)證據(jù)與假設(shè)之間的關(guān)系，并得出合理的結(jié)論；“反思與評(píng)價(jià)”就是對(duì)探究結(jié)論進(jìn)行可靠性評(píng)價(jià)，并對(duì)探究過程進(jìn)行反思，不斷提升自己的認(rèn)識(shí)；“表達(dá)與交流”就是對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行加工，變成作品，與他人進(jìn)行討論、交流和分享。領(lǐng)會(huì)了每個(gè)要素的內(nèi)在要求，有利于準(zhǔn)確把握思路和方法，形成正確的科學(xué)探究思維。

二、科學(xué)探究教學(xué)要講究基本策略

要把科學(xué)探究落實(shí)到教學(xué)過程中，做到既能熟練駕馭科學(xué)探究教學(xué)方法，又能真正發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的能力，就一定要講究方法和策略。

1. 要建立完整的科學(xué)探究活動(dòng)模型

在教學(xué)過程中，一定要讓學(xué)生完全熟悉科學(xué)探究的構(gòu)成要素，在腦海里建立完整的科學(xué)探究活動(dòng)模型。課標(biāo)確定了科學(xué)探究由八個(gè)要素組成，其實(shí)就是科學(xué)探究的八個(gè)環(huán)節(jié)，這八個(gè)環(huán)節(jié)構(gòu)成了科學(xué)探究的基本模型：“提出問題→猜想與假設(shè)→制訂計(jì)劃→進(jìn)行實(shí)驗(yàn)→收集證據(jù)→解釋與結(jié)論→反思與評(píng)價(jià)→表達(dá)與交流”。教材設(shè)計(jì)的科學(xué)探究主題，往往只是活動(dòng)探究的情景，或者是問題的分析與探討，沒有包含科學(xué)探究的全部要素。開展這些探究主題教學(xué)時(shí)，一定要把它們作為學(xué)生建立完整的探究模型的教育機(jī)會(huì)，讓學(xué)生在經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)全部環(huán)節(jié)的過程中，不斷強(qiáng)化學(xué)生科學(xué)探究模型的意識(shí)，掌握科學(xué)探究的基本方法，發(fā)展學(xué)生科學(xué)探究的能力。

2. 要在教學(xué)中分解滲透科學(xué)探究各要素

在教學(xué)中不追求科學(xué)探究各要素同時(shí)呈現(xiàn)，也不追求各要素呈現(xiàn)順序固化。這與要建立完整的科學(xué)探究活動(dòng)模型并不矛盾，如果一味強(qiáng)調(diào)八要素的落實(shí)，勢(shì)必會(huì)使科學(xué)探究變得僵化，使科學(xué)探究活動(dòng)的開展變得被動(dòng)。我們應(yīng)該將科學(xué)探究各要素分解滲透到教學(xué)中，在教學(xué)中不斷培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的各種素養(yǎng)。因此，在教學(xué)中要及時(shí)把握機(jī)會(huì)，盡可能創(chuàng)造條件，有所側(cè)重地對(duì)科學(xué)探究某些素養(yǎng)進(jìn)行訓(xùn)練。如：在課堂教學(xué)過程中，要激發(fā)學(xué)生問題意識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生積極發(fā)現(xiàn)問題，并能提出有研究價(jià)值的問題，培養(yǎng)學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題的能力；在問題討論的時(shí)候，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)已有知識(shí)或經(jīng)驗(yàn)，大膽地對(duì)問題可能的原因或答案提出猜想，培養(yǎng)學(xué)生提出假設(shè)的能力；在驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)教學(xué)時(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)原理，嘗試設(shè)計(jì)一些簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)方案，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力等。

3. 以科學(xué)探究為主線設(shè)計(jì)課堂教學(xué)

科學(xué)探究是新課程倡導(dǎo)的一種教學(xué)方法，應(yīng)該鼓勵(lì)把整節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)成探究活動(dòng)。任何知識(shí)的學(xué)習(xí)，都要讓學(xué)生經(jīng)歷知識(shí)的發(fā)生、發(fā)展和形成的過程，這個(gè)過程本身就是一個(gè)科學(xué)探究的過程。所以，任何學(xué)習(xí)內(nèi)容都可以轉(zhuǎn)化為科學(xué)探究的主題，學(xué)生在經(jīng)歷科學(xué)探究活動(dòng)中主動(dòng)獲取知識(shí)和發(fā)展能力。如：在“離子反應(yīng)及其發(fā)生的條件”（高中化學(xué)必修1）的教學(xué)時(shí)，可以把教材中“CuSO4溶液與NaCl溶液不反應(yīng)，CuSO4與BaCl2溶液能反應(yīng)”的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象作為問題情景，引導(dǎo)學(xué)生思考“酸、堿、鹽在水溶液中反應(yīng)的機(jī)理和條件是什么”的問題，并結(jié)合學(xué)生已學(xué)的酸堿中和反應(yīng)、復(fù)分解反應(yīng)等知識(shí)，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)反應(yīng)發(fā)生條件進(jìn)行大膽猜想，并通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證猜想，最后整理形成離子反應(yīng)的概念、離子反應(yīng)發(fā)生的條件、離子方程式書寫方法及離子方程式的意義等知識(shí)。這就是整體設(shè)計(jì)的以科學(xué)探究為主線的課堂教學(xué)，實(shí)現(xiàn)了把科學(xué)探究與知識(shí)學(xué)習(xí)融為一體，讓學(xué)生在學(xué)到知識(shí)的同時(shí)，也發(fā)展了學(xué)生的思維、創(chuàng)新和探究能力。

4. 在課堂教學(xué)局部穿插科學(xué)探究

在課堂教學(xué)過程中，有很多具有探究價(jià)值的問題，應(yīng)該適時(shí)地圍繞這些問題開展科學(xué)探究活動(dòng)，以提高解決問題的質(zhì)量和水平，同時(shí)樹立學(xué)生科學(xué)探究的精神，培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。比如，在“鐵鹽和亞鐵鹽”（高中化學(xué)必修1）教學(xué)時(shí)，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)到了鐵鹽溶液遇到KSCN溶液時(shí)會(huì)變成紅色，這時(shí)新的問題就出現(xiàn)了，“鐵鹽溶液中哪種粒子能使KSCN溶液變成紅色”，這就有了科學(xué)探究活動(dòng)的主題。所以，在教學(xué)過程中，要注意發(fā)現(xiàn)教學(xué)中生成的問題，并善于把這些問題轉(zhuǎn)化為科學(xué)探究活動(dòng)，多開展課堂內(nèi)的、體現(xiàn)學(xué)生自主性的探究活動(dòng)。當(dāng)然，還要鼓勵(lì)學(xué)生發(fā)現(xiàn)社會(huì)生活中有價(jià)值的問題，積極開展自主性的科學(xué)探究活動(dòng)，以激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣，養(yǎng)成學(xué)生科學(xué)探究的自主意識(shí)，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究的能力。

責(zé)任編輯 潘孟良