再談初中化學教學中學生探究能力的培養

馮海云

十多年前，基礎教育界掀起了新一輪課改熱潮，對于初中化學這樣的理科而言，科學探究成為新課程的主要標志。近年來，隨著人們對課程改革認識進一步趨向理性，科學探究似有逐步淡化的傾向，筆者以為這是不利于課程改革的推進的。事實上在課程改革的前一段時間里，正是由于對科學探究的理解不夠深入，沒有真正在課堂上做到科學探究，出現了歪嘴和尚念歪了經之后不怪自己嘴歪，卻怪所念之經不好的情形。在當前仍然有對科學探究進行進一步研究，以切實培養學生科學探究能力的必要。

一、科學探究究竟是一種什么樣的能力

超過一半的化學教師對科學探究的理解是基于科學探究的基本環節的，我們認為這是必要的但又是不夠的。科學探究更需要從能力的角度來進行研究。而這一研究最佳的視角應當是心理學視角，根據認知心理學的研究結果，科學探究能力包括這樣的幾種能力：

其一，信息獲得與提取的能力。科學探究從形式上來看，是不同環節組成的過程，從學習機制上來看卻是以信息的獲得與提取開始的。當學生在化學學習的過程中遇到新的信息以及教師提出的問題時，學生才會邁開探究的第一步。從學生的角度出發，信息的獲得與提取往往反映著學生最基本的科學探究能力。比如在化學學習之初，通常會有通過蠟燭燃燒探究物質變化及性質的學習過程，這個時候學生必須能夠看到蠟燭燃燒的現象（這是知識要求），必須知道將反應前的顏色、狀態與反應后的顏色與狀態進行對比（這是方法要求），必須知道蠟燭燃燒后的直接結果（是生成蠟油還是生成二氧化碳和水蒸氣）才能給出相應的猜想（猜想正是科學探究的重要環節之一）。因此，科學探究需要信息的獲得與提取能力，而科學探究也能培養學生這樣的能力。

其二，信息運用與加工的能力。在科學探究的過程中，學生會通過實驗（科學探究的另一個環節）來獲得信息，然后學生就要對這些信息進行運用與加工，以拉瓦錫對空氣組成的探究為例，其在燃燒現象中發現了一個異常的信息，即燃燒后物質的質量與燃燒之前發生了變化，這個信息對于當時的其他化學家而言，是沒有加工的價值的；而對于拉瓦錫而言，則是有探究的必要的。同樣，當我們將類似的實驗如紅磷的燃燒等呈現在學生面前時，學生就會得到一個類似的信息，這個信息可以用來比較，可以用來分析，可以用來加工。因而科學探究就會進入數據分析與結果交流的階段。

其三，信息表征與判斷的能力。科學探究的最終結果是得到一個科學結論，這個結論一定是通過信息來表現的。以上所舉氧的發現的探究中，探究的結果是否正確需要判斷，探究的結果如何用以交流需要實驗的生成結果。因此從信息加工的角度來看，信息的表征與判斷就對應著科學探究的最后環節。

二、科學探究的能力究竟應當怎樣培養

當教師能夠從能力的角度來研究科學探究時，實際上也就找到了科學探究能力培養的重要途徑，這種能力培養的途徑，應當是對應著上述科學探究的能力理解的。

在獲利和提取信息的時候，關鍵在于問題。如果同行們還有印象，應當記得科學探究的第一個環節是提出問題。然而大家也都知道問題的提出不只是在陳述句的后面加一個問號，而應當是學生在認知失衡后產生的疑問。那么認知怎樣才能失衡呢？關鍵還在于信息的提供。如在探究“二氧化錳在分解過氧化氫制氧氣反應中的作用”中，只有學生在進行了有無二氧化猛兩種情況下，過氧化氫分解速度（亦即氧氣獲取的速度）比較并得出不同信息之后，學生才會提出可供探究的問題。

信息的運用與加工過程，一般對應著科學探究的實驗計劃、實驗過程以及實驗結果的得出等。在化學教學中，實驗的計劃在于學生能夠利用已有的實驗技能與實驗思路，而這在實驗計劃與設計中是以信息的方式來呈現的，小組的成員之內以及小組之間的實驗計劃交流，也是通過信息交換來達成的。作為科學探究的核心環節即實驗過程，其從信息加工的角度來看，是利用實驗操作這一過程，將學生熟悉的信息輸入，然后將新的信息輸出的過程。在“探究分子、原子的特征”中，學生通過對分子運動現象的觀察，通過對酒精與水混合的實驗現象的觀察，可以得到分子在不斷地運動的信息，可以得到不同狀態的物質分子間隔不同的信息。其中“不斷地運動”“間隔不同”等信息對于學生而言，都是思維加工的結果。

至于信息的表征與判斷，可以在科學探究的實驗環節之后，對所觀察到的實驗現象（以視覺和聽覺信息存在于學生的視覺與聽覺通道當中）進行表征，即將其轉換為文字信息。

總的來說，信息的獲得、加工、表征等能力，存在于科學探究的不同環節當中。而科學探究的不同環節，也正是各項能力培養的過程。在科學探究的過程中，教師要注意從能力培養的角度，結合認知心理學中的信息加工理論，來切實培養學生的科學探究能力。

三、科學探究能力培養過程中的教師充當什么角色

盡管說學習是學生自己的事，仍然必須強調的是，科學探究能力培養的關鍵在于教師，因為給學生什么樣的探究情境，讓學生完成什么樣的信息加工過程，學生才會經歷什么樣的探究。而探究能力只有在探究的過程中才能生成，化學課堂的探究與真正的科學探究不同，學生沒有可供嘗試的大量時間，學生也一般不可能會走許多的彎路之后才能接觸到真正的探究，因而科學探究能力培養的關鍵，在于化學教師對科學探究的理解與實際教學中科學探究的實施。

當然，有一個前提，那就是學生科學探究的內驅力激發問題。只有學生積極參與到科學探究的過程中來，科學探究的能力才會得到培養。而科學探究與一般學習并不完全相同，實際教學中我們看到不少學習優秀的學生對科學探究并不感興趣，他們只愿意獲得一個好的考試分數，但并不愿意經歷一個相對更為艱苦的科學探究過程，而學習較差的學生則更是如此。因而在實際的教學中，要超越化學知識獲得的層面，從學生自身成長的角度，從化學素養提高的角度來促進學生對化學學習的認識。

總的來說，科學探究能力的培養前提在教師，關鍵在學生。只有教師引導得當，學生探究內驅力得到激發，那有效的化學教學就能夠得以發生。

（作者單位：江蘇省如皋市吳窯初級中學）