讓科學探究能力在“進一步探究”中提升

顧良國 （江蘇省白蒲高級中學 江蘇南通 226511）

為了培養和發展學生的科學探究能力，新課程在教材中安排了大量的探究活動。不僅如此，在有些探究活動后還安排有“進一步探究”專題，其作用除了檢查、鞏固課堂訓練的探究能力外，還要求學生要敢于面對新問題、新挑戰，通過“進一步探究”提升科學探究能力。因此，“進一步探究”應該是檢查、訓練、鞏固、提升學生科學探究能力的好素材。教師應充分加以利用，以促進學生科學探究能力進一步發展。

1 在“進一步探究”中，讓學生深刻理解科學探究過程

深刻理解科學探究的過程，是學生科學探究能力形成和提升的基礎。

學生通過多次參與探究實驗和探究活動，對科學探究的一般過程——提出問題、猜想與假設、制定計劃與設計實驗、進行實驗與收集數據、分析與論證、評估、交流與合作[1］等，還是比較清楚的，但是，這并不意味著他們理解了科學探究過程，掌握了科學探究的方法，充其量也只是知道了科學探究的一般歷程。

要讓學生熟悉并深刻理解科學探究過程，進行“進一步探究”是最好的選擇之一。以“提出問題”過程為例，在教材第1個“探究”——“植物細胞的吸水和失水”最后，安排“進一步探究”——植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？面對這一問題，教師首先調查學生能否理解問題的含義，該問題探究目的和價值是什么？能否圍繞“植物細胞的吸水和失水”提出進一步探究的問題？面對教師的調查提問，許多學生很茫然，也很緊張。為此，教師安排學習小組先行討論，分析探究“植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？”這一問題的意義和價值。經過討論后，很多學習小組不僅能圍繞“植物細胞吸水和失水”實驗進行思考，還能與“體驗制備細胞膜的方法”實驗相聯系，能聯系植物細胞的結構等知識，最后總結這一課題探究的價值在于：能進一步理解植物吸水的原理；認識植物細胞與動物細胞在結構上的區別之一——植物細胞細胞膜外還有細胞壁；理解制備細胞膜時為什么不選用植物細胞的原因等，并提出諸如：“未成熟的植物細胞會發生質壁分離嗎？”“能用其他溶液代替蔗糖溶液做質壁分離實驗嗎？”等探究課題。通過這樣的活動，學生不僅理解了愛因斯坦所說的那句話——“提出問題往往比解決問題更重要”，也讓學生明白提出有意義、有價值探究問題的重要性。

再如，對于“猜想和假設”環節，要求學生猜想結果，再按照猜想結果進行合理假設，為后續設計實驗和制定計劃服務。實際操作中，學生面對這一環節，往往有畏懼心理，不敢大膽猜想，怕猜錯了。究其原因，實質是學生沒有理解和掌握“猜想”也是有“譜”的，這個“譜”就是運用已學習知識在邏輯思維基礎上進行邏輯判斷和推理。以“植物細胞會由于過多吸水而漲破嗎？”為例，要先猜想出“會漲破”和“不會漲破”2種可能結果，然后，再推理什么情況下“會漲破”，什么情況下“不會漲破”。最后，再用假設關系復句予以表達。面對這一環節，教師首先介紹“猜想和假設”的方法，再讓學習小組依據“植物細胞吸水和失水”原理進行討論。在此基礎上，大多數小組都能歸納得出“如果外界溶液濃度小于細胞液濃度時會漲破”（與實驗結果發生沖突）和“如果外界溶液濃度大于或等于細胞液濃度時不會漲破”（與實驗結果一致）的預測。通過這樣的訓練，學生逐漸能理解和掌握了“猜想和假設”可以與事實相符，也可能不相符，同時也明白了“猜想和假設”過程應該怎樣做。

這樣，經過 “進一步探究”，學生不僅熟悉科學探究的過程，對每一個探究過程也能深刻領會。

2 在“進一步探究”中，讓學生熟練掌握科學探究方法

熟練掌握和運用科學探究方法，是學生形成和提升科學探究能力的關鍵。

科學探究的基本方法是觀察法。常用方法還有調查法、實驗法、測量法等。通過教材中一些探究課題、探究實驗的教學，學生對這些科學探究方法有了初步認識，也初步知道面對不同探究課題應選擇相應的科學探究方法進行探究活動。但這并不意味著學生已掌握這些科學探究方法。為此，在安排“進一步探究”時，教師通過有意安排不同類型的探究課題，讓學生在不同階段分別熟悉和演練各種科學探究方法。例如：在完成“植物細胞的吸水和失水”探究實驗后，教師提出“通過實驗法探究細胞液的濃度”的課題，要求學生先收集與課題相關的信息，設計實驗方案并作出假設，再讓學生依據實驗方案，自主選擇實驗器具和材料實施實驗，最后依據實驗結果得出結論。而在完成“探究影響酶活性的條件”探究實驗后，教師提出“通過查閱資料法探究影響酶活性的其他因素”等探究問題，讓學生進行“進一步探究”。通過對這一課題的探究，學生熟悉和演練“收集和分析資料”這一科學探究方法，了解收集資料的途徑（去圖書管查閱書刊報紙，拜訪有關人士，上網搜索，實地調查等），學會搜尋有用資料（文字、圖片、數據及音像資料等），并對獲得的資料進行整理和分析，從中尋找探究線索和答案。

3 在“進一步探究”中，讓學生養成不畏艱難的科學探究精神

不畏艱難的科學探究精神，是學生形成、提升科學探究能力的動力。

科學探究充滿著趣味，更充滿著挑戰。只憑一時之興趣愛好，缺乏不畏勞苦、不畏艱難、堅忍不拔的意志，是不可能取得成就的。

普通高中生物學課程中，無論是探究性課題還是探究性實驗，應該都有一定的趣味性和挑戰性，但由于教材本身給出了提示，所以學生在教師引領下進行科學探究并不特別困難，而真正的挑戰和考驗來自于探究課題或探究實驗后生成的“進一步探究”。從提出問題開始，到最后完成整個科學探究任務，每個環節都充滿挑戰。再加上這些“進一步探究”一般安排在課后進行，能否很好地完成科學探究任務，不僅是對學生自覺性的考驗，也是對其意志品質的考驗，更是對其是否具有科學探究精神的檢測。

基于此，教師一般要求學生選擇自己感興趣且有意義的探究課題，實施進一步探究。例如：對于動手能力強的學生，通常建議從“實驗探究”開始，而動手能力相對較弱的學生多進行“調查探究”。但不論選擇什么探究方法，首先要確定好“進一步探究”的課題。一般要求課代表收集各小組提出的課題，經教師審核后再行探究，要求學生一旦選擇了某一課題，就必須認真地進行科學探究，直到完成任務為止。在此過程中，教師始終鼓勵學生既要量力而行，更要不畏艱難。大家深信，有了興趣，就有了吸引力、向心力、親和力，有了不畏艱難意志品質，就會自我控制、自我調節、自我約束。同時，教師會不斷提醒學生要充分發揮團隊（學習小組）力量，學會運用信息化工具，也可以邀請專家、教師給予指導。

4 在“進一步探究”中，讓學生形成實事求是的科學態度

實事求是的科學態度，是學生科學探究能力向縱深發展的保證。

在“進一步探究”中，從提出課題、選擇探究方法，到實施具體操作；從實驗結果的記錄、數據的收集，到對結果的分析和處理，教師始終要求學生從實際出發，以客觀事實為依據，要尊重客觀規律，要實事求是，不能主觀臆造或想當然。

事實上，在科學探究中，各種方法都是前人在實踐中形成的。例如：“用樣方法調查草地中某種雙子葉植物的種群密度”，就強調取樣的隨機性，隨機不同于隨意或盲目。隨機也是有“譜”的，例如“五點取樣”“等距取樣”，樣方大小可根據調查對象適當調整等。再有，學生在“進一步探究”時，并不是所有問題在探究后就能得到正確結論。有時，由于探究課題選擇不當，探究方案不夠完善，操作疏忽，觀察不仔細，收集資料不充分等原因，學生獲得的實驗結果與預期往往不一樣，或者與書本知識不一致，此時，教師要求學生，首先要重新審視自己的方案是否科學合理，是否存在漏洞，是否要對實驗方案進行改進或完善；其次，對實驗過程進行檢查，在確保無誤的情況下，進行重復實驗。若實驗結果仍與預期結果或者與書本知識不一致，一定要求學生堅持實事求是的態度，對相關知識提出質疑，進行“進一步探究”，這樣，新的“進一步探究”也就誕生了。長此以往，學生科學探究能力就不斷的得到挖掘和發展。

綜上所述，只要教師充分利用好“進一步探究”，讓學生以實事求是的態度，堅忍不拔的意志，不畏艱難的精神去進行科學探究活動，學生就能深刻理解科學探究過程的實質，熟練掌握科學探究的方法，從探究中不斷獲得新知，同時，他們的科學探究能力也能得到不斷地提升。