從形式到本質：對初中化學科學探究的思考

吳玉建

（重慶市忠縣教師進修學校 重慶 404300）

在《義務教育化學課程標準（2011年版）》中，課程內容包括5個一級主題，科學探究是其中之一。科學探究既是學生學習的方式，又是學習的內容和目標。科學探究不僅僅是獲取知識，更重要的是讓學生經歷探究的過程，感受基本的化學思想，學習科學探究的基本方法，獲得基本化學活動經驗，掌握基本的化學實驗技能，初步形成科學探究能力，增強學生學習化學的自我效能感。然而，在實際教學活動中，因教師對科學探究的認識、理解與把握上的不足，使科學探究過多停留在形式層面，失去探究的價值。怎樣使科學探究更加有意義、更加有效，如何使探究從形似走向神似、從形式走向本質呢？

一、探究內容：要合理選擇

成功的探究活動，首先要選擇有探究價值的內容。具有探究價值的內容主要有以下幾個特征：

第一，探究內容有豐富的化學思想。在初中化學中不是所有的化學知識都要由學生親自探究得到，只有那些隱含了豐富化學思想的知識，能激發學生的探究欲，才能組織學生探究，如空氣的組成、水的凈化、質量守恒、燃燒條件、金屬生銹、物質的溶解等。有一些內容探究的價值不高，沒有必要進行探究學習，如果利用探究學習效果不一定很好，甚至適得其反，如化學用語、化學計算等。

第二，探究內容與學生已有的知識、經驗相聯系。所選擇的探究內容必須貼近學生生活，而且與學生的原有知識經驗相聯系，在學生的“最近發展區”內，這樣才能成為合適的探究對象，才有較大的探究空間。

案例：為了防止薯片受壓而破碎變形，保持原有的色、香、味及營養價值，在包裝時通常將包裝袋內的空氣抽出，然后充入適量的防止薯片變質的氣體，最后封口。請根據所學知識，猜一猜充入食品包裝袋中的氣體主要成分是什么？請設計實驗探究。

第三，探究內容要有助于學生感悟科學家是如何進行科學研究的。學生通過參與適當的科學探究活動，可以把他們自己的探究經歷和科學家探究過程進行比較，從中感悟化學家是怎樣探究化學奧秘的。例如，質量守恒定律是初中化學的重要組成部分，是利用化學方程式進行計算的理論基礎。在教學時，可把拉瓦錫是如何利用天平來進行化學研究的作為學生學習的內容。拉瓦錫利用天平研究化學，發現了“質量守恒定律”，開創了定量化學的先河。

二、探究情境：要激發學生探究欲

建構主義認為，學習是在一定的情境，通過人際間的協作活動而實現的意義建構過程。情境應該具有針對性、真實性和情感性，能引起學生的認知沖突，激發學生的學習興趣；情境應與探究內容和探究問題之間有內在聯系，能幫助學生更好地理解和運用化學知識。

除選用課程標準中建議的學習情境素材外，教師可以采用化學史料和故事、化學問題和實驗、化學實物、模型和圖片、影音資料和多媒體動畫等創設學習情境。

例如，英國著名化學家普利斯特里對化學的偉大貢獻之一就是發現了氧氣。如果在學習有關內容時，教師給學生講普利斯特利是如何利用大凸透鏡把陽光聚焦起來，加熱氧化汞而發現了氧氣故事，會極大地激發學生學習化學的熱情。

又如，在學習微觀粒子有關內容時（如水分子構成、電子運動等），由于微觀世界看不見，摸不著，學生覺得非常很抽象，難以理解，教師就可以借助于網絡資源和多媒體手段，讓微觀粒子的畫面直觀展現在學生面前，讓抽象的微觀粒子運動動畫呈現在學生面前，使微觀變為宏觀，抽象變直觀，幫助學生理解和掌握了這些內容。

總之，學習情境的創設是為學生學習服務的。學習情境要有利于學生掌握化學知識，發展探究能力；有利于引發學生的學習興趣，激發學生的探究欲。

三、探究問題：要具有探究價值

建構主義的學習觀認為，學生學習是以原有的知識經驗為出發點，通過同化和順應的方式，對認知結構做出改造和調整，從而實現意義學習。要實現有價值的探究，必須提出有探究價值的問題。有探究價值的問題是指問題對學生來說是未知的，但經過學生動腦思考、實踐探究又能解決的問題。有探究價值的問題可遵循以下判斷原則：首先，問題要有開放性，能給予學生廣闊的想象空間；其次，問題要有探索性，能從學生已有的知識結構和經驗中找到解決問題的基點；第三，問題要有激勵性，能激發學生求知欲。另外，問題是否具有探究價值，還要結合本地和本校的實際情況。

例如：以下三個問題：

問題1：白糖、食鹽能溶解于水中嗎？問題2：在一定量水中、相同溫度下，白糖、食鹽誰在水中溶解的量要多一些？問題3：在一定量水中、不同溫度下，白糖和食鹽是低溫溶解多還是高溫溶解多？白糖和食鹽是學生日常生活中常見的物質，學生已經知道白糖、食鹽能溶于水，因而問題1不具有探究價值。雖然學生有白糖、食鹽能溶于水中的生活經驗，但是一定量的水到底能溶解多少白糖、食鹽，能否無限制地溶解下去，這涉及溶解度的問題；白糖和食鹽誰溶解多一些，這實際上是比較白糖和食鹽溶解度的大小，讓學生體會不同物質溶解度是不相同的，對于這些問題大多數學生并沒有思考過。然而，通過實驗學生是能夠解決這些問題的。因此，問題2對學生具有探究價值。問題3主要是溫度對溶解度的影響，學生雖有一定經驗，但少有人想過，因而，對學生也具有探究價值。如果有學生問：白糖和食鹽能在汽油、煤油、柴油等中溶解嗎？這就是一個開放性問題，學生探究便可得知。

四、探究形式：要與內容和對象相適應

“義務教育階段化學課程中的探究活動可以有多種形式和不同的水平”，探究活動應當根據探究活動的內容與要求選取不同的形式進行 （比如實驗、調查、討論），可以在課堂教學的過程中進行，也可在課前提出問題，在預習中開展探究，還可以在課后和假期探究。在活動中，可以組織學生自主探究，也可以將班上學生分成小組相互交流討論，開展合作學習，共同探究。

如 “5E”教學模式是美國生物學課程研究（BSCS，1989）開發的一種基于建構主義教學理論的模式，它是BSCS課程的一個重要特征，是一種致力于引起學生學習興趣的有效的教學模式和教學方法。其共分5步，這5步分別是吸引 （Engagement）——探究（Exploration）——解 釋 （Explanation）——遷 移 （Elaboration）——評 價（Evaluation）。

當然，探究的模式還有許多（如又如薩其曼的探究訓練模式），其形式不是完全固定的。在開展探究活動時，要根據探究的內容來選擇探究的形式；要根據學生的實際情況來選擇探究形式；要根據本地和本校的資源情況來選擇探究形式。

五、探究過程：既要關注“路”又要關注“度”

科學探究的要素“涉及提出問題、猜想與假設、制訂計劃、進行實驗、收集證據、解釋與結論、反思與評價、表達與交流”等，既要關注科學探究的“路”，又要關注探究的“度”。探究活動的“度”，應注意以下幾點：

1．把握科學探究活動的廣度

初中化學課堂是每一節課都進行探究活動，還是有的課時采用探究活動？是一節課內所有的內容都進行探究式學習，還是有的內容采用探究式學習？這就是一個探究活動的廣度問題。把握探究活動的廣度要考慮以下幾點：

一是根據學生能力大小、素質高低來確定。如果超過學生的接受能力，會影響探究的質量。

二是根據實際內容來確定。在《義務教育化學課程標準（2011年版）》中，對每一個單元均提出活動和探究的建議，如在“水與常見的溶液”這一單元就有 “觀察生產、生活中的乳化現象；根據已知比例配制某種無土栽培所需的無機鹽營養液”等建議，這些建議對教師組織探究活動具有指導意義。在教科書中也安排了許多的探究活動，如在第九單元《溶液》就安排了三個探究活動和一個拓展課題，分別是活動與探究“溶解時的吸熱和放熱現象”、“飽和溶液”、“繪制溶解度曲線”和拓展課題“溶液、乳濁液和懸濁液”。這一系列的探究活動在教材中疏密不同，教師在開學前擬定教學計劃時做到通覽教材，確定探究活動的內容和時間，做到張弛有度，達到事半功倍的效果。

三是不要將探究教學和一般的教學對立起來。既可以整節課都以學生探究為主，也可以是一節課的某一個環節開展探究學習，但要設計好探究活動的長短，既要使學生體驗到探究活動的樂趣，探究能力得到發展，又要完成本堂課的教學目標任務。

2．精心設計探究活動的深度

一是科學探究的內容循序漸進，由易到難，在學生的探究能力得到一定提高后再增加難度；二是處理好完整探究和部分探究的關系，先側重利用某一要素進行探究（如某一段時間主要訓練學生的實驗操作能力，另一段時間主要培養學生提問題，做出假設的能力。然后再體驗探究的全過程，三是根據不同年齡、不同知識結構層次的學生，分層教學，分層探究，讓每一名學生都能以自己的學習參與力所能及的層次進行探究。

3．探究活動評價要適度

探究活動后，教師對探究的評價不能簡單用“對與錯”、“好與壞”來進行，要注意過程性評價，即引導學生對探究活動的過程、方法、結論等做出合理性評價和反思，讓學生養成嚴謹的態度、理性思考的習慣；要注意發展性評價，不管是“差生”還是優等生，只要和原來相比有進步，都應該得到褒獎，不能搞“一刀切”。

總之，廣大的化學教學工作者，應努力追求具有本質意義的化學探究活動，使科學探究活動從“形似”真正走向“神似”，還原科學探究的本來面目。

［1］ 包朝龍．科學探究的“誤區”及其對策［J］．現代中小學教育，2005，（6）

［2］ 潘定穩．初中化學實施探究學習的策略［J］．化學教學，2005，（10）

［3］ 王和平．論化學實驗探究性教學 ［J］．安徽冶金科技職業學院學報，2007，（2）

［4］ 郝玉梅．淺談如何引導學生提出有探究價值的問題［J］．化學教學，2008，（1）

［5］ 黃美芳．試談化學實驗教學中培養學生探究的能力［J］．實驗教學與儀器，2009，（4）