从形式到本质：对初中化学科学探究的思考

吴玉建

（重庆市忠县教师进修学校 重庆 404300）

在《义务教育化学课程标准（2011年版）》中，课程内容包括5个一级主题，科学探究是其中之一。科学探究既是学生学习的方式，又是学习的内容和目标。科学探究不仅仅是获取知识，更重要的是让学生经历探究的过程，感受基本的化学思想，学习科学探究的基本方法，获得基本化学活动经验，掌握基本的化学实验技能，初步形成科学探究能力，增强学生学习化学的自我效能感。然而，在实际教学活动中，因教师对科学探究的认识、理解与把握上的不足，使科学探究过多停留在形式层面，失去探究的价值。怎样使科学探究更加有意义、更加有效，如何使探究从形似走向神似、从形式走向本质呢？

一、探究内容：要合理选择

成功的探究活动，首先要选择有探究价值的内容。具有探究价值的内容主要有以下几个特征：

第一，探究内容有丰富的化学思想。在初中化学中不是所有的化学知识都要由学生亲自探究得到，只有那些隐含了丰富化学思想的知识，能激发学生的探究欲，才能组织学生探究，如空气的组成、水的净化、质量守恒、燃烧条件、金属生锈、物质的溶解等。有一些内容探究的价值不高，没有必要进行探究学习，如果利用探究学习效果不一定很好，甚至适得其反，如化学用语、化学计算等。

第二，探究内容与学生已有的知识、经验相联系。所选择的探究内容必须贴近学生生活，而且与学生的原有知识经验相联系，在学生的“最近发展区”内，这样才能成为合适的探究对象，才有较大的探究空间。

案例：为了防止薯片受压而破碎变形，保持原有的色、香、味及营养价值，在包装时通常将包装袋内的空气抽出，然后充入适量的防止薯片变质的气体，最后封口。请根据所学知识，猜一猜充入食品包装袋中的气体主要成分是什么？请设计实验探究。

第三，探究内容要有助于学生感悟科学家是如何进行科学研究的。学生通过参与适当的科学探究活动，可以把他们自己的探究经历和科学家探究过程进行比较，从中感悟化学家是怎样探究化学奥秘的。例如，质量守恒定律是初中化学的重要组成部分，是利用化学方程式进行计算的理论基础。在教学时，可把拉瓦锡是如何利用天平来进行化学研究的作为学生学习的内容。拉瓦锡利用天平研究化学，发现了“质量守恒定律”，开创了定量化学的先河。

二、探究情境：要激发学生探究欲

建构主义认为，学习是在一定的情境，通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程。情境应该具有针对性、真实性和情感性，能引起学生的认知冲突，激发学生的学习兴趣；情境应与探究内容和探究问题之间有内在联系，能帮助学生更好地理解和运用化学知识。

除选用课程标准中建议的学习情境素材外，教师可以采用化学史料和故事、化学问题和实验、化学实物、模型和图片、影音资料和多媒体动画等创设学习情境。

例如，英国著名化学家普利斯特里对化学的伟大贡献之一就是发现了氧气。如果在学习有关内容时，教师给学生讲普利斯特利是如何利用大凸透镜把阳光聚焦起来，加热氧化汞而发现了氧气故事，会极大地激发学生学习化学的热情。

又如，在学习微观粒子有关内容时（如水分子构成、电子运动等），由于微观世界看不见，摸不着，学生觉得非常很抽象，难以理解，教师就可以借助于网络资源和多媒体手段，让微观粒子的画面直观展现在学生面前，让抽象的微观粒子运动动画呈现在学生面前，使微观变为宏观，抽象变直观，帮助学生理解和掌握了这些内容。

总之，学习情境的创设是为学生学习服务的。学习情境要有利于学生掌握化学知识，发展探究能力；有利于引发学生的学习兴趣，激发学生的探究欲。

三、探究问题：要具有探究价值

建构主义的学习观认为，学生学习是以原有的知识经验为出发点，通过同化和顺应的方式，对认知结构做出改造和调整，从而实现意义学习。要实现有价值的探究，必须提出有探究价值的问题。有探究价值的问题是指问题对学生来说是未知的，但经过学生动脑思考、实践探究又能解决的问题。有探究价值的问题可遵循以下判断原则：首先，问题要有开放性，能给予学生广阔的想象空间；其次，问题要有探索性，能从学生已有的知识结构和经验中找到解决问题的基点；第三，问题要有激励性，能激发学生求知欲。另外，问题是否具有探究价值，还要结合本地和本校的实际情况。

例如：以下三个问题：

问题1：白糖、食盐能溶解于水中吗？问题2：在一定量水中、相同温度下，白糖、食盐谁在水中溶解的量要多一些？问题3：在一定量水中、不同温度下，白糖和食盐是低温溶解多还是高温溶解多？白糖和食盐是学生日常生活中常见的物质，学生已经知道白糖、食盐能溶于水，因而问题1不具有探究价值。虽然学生有白糖、食盐能溶于水中的生活经验，但是一定量的水到底能溶解多少白糖、食盐，能否无限制地溶解下去，这涉及溶解度的问题；白糖和食盐谁溶解多一些，这实际上是比较白糖和食盐溶解度的大小，让学生体会不同物质溶解度是不相同的，对于这些问题大多数学生并没有思考过。然而，通过实验学生是能够解决这些问题的。因此，问题2对学生具有探究价值。问题3主要是温度对溶解度的影响，学生虽有一定经验，但少有人想过，因而，对学生也具有探究价值。如果有学生问：白糖和食盐能在汽油、煤油、柴油等中溶解吗？这就是一个开放性问题，学生探究便可得知。

四、探究形式：要与内容和对象相适应

“义务教育阶段化学课程中的探究活动可以有多种形式和不同的水平”，探究活动应当根据探究活动的内容与要求选取不同的形式进行 （比如实验、调查、讨论），可以在课堂教学的过程中进行，也可在课前提出问题，在预习中开展探究，还可以在课后和假期探究。在活动中，可以组织学生自主探究，也可以将班上学生分成小组相互交流讨论，开展合作学习，共同探究。

如 “5E”教学模式是美国生物学课程研究（BSCS，1989）开发的一种基于建构主义教学理论的模式，它是BSCS课程的一个重要特征，是一种致力于引起学生学习兴趣的有效的教学模式和教学方法。其共分5步，这5步分别是吸引 （Engagement）——探究（Exploration）——解 释 （Explanation）——迁 移 （Elaboration）——评 价（Evaluation）。

当然，探究的模式还有许多（如又如萨其曼的探究训练模式），其形式不是完全固定的。在开展探究活动时，要根据探究的内容来选择探究的形式；要根据学生的实际情况来选择探究形式；要根据本地和本校的资源情况来选择探究形式。

五、探究过程：既要关注“路”又要关注“度”

科学探究的要素“涉及提出问题、猜想与假设、制订计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流”等，既要关注科学探究的“路”，又要关注探究的“度”。探究活动的“度”，应注意以下几点：

1．把握科学探究活动的广度

初中化学课堂是每一节课都进行探究活动，还是有的课时采用探究活动？是一节课内所有的内容都进行探究式学习，还是有的内容采用探究式学习？这就是一个探究活动的广度问题。把握探究活动的广度要考虑以下几点：

一是根据学生能力大小、素质高低来确定。如果超过学生的接受能力，会影响探究的质量。

二是根据实际内容来确定。在《义务教育化学课程标准（2011年版）》中，对每一个单元均提出活动和探究的建议，如在“水与常见的溶液”这一单元就有 “观察生产、生活中的乳化现象；根据已知比例配制某种无土栽培所需的无机盐营养液”等建议，这些建议对教师组织探究活动具有指导意义。在教科书中也安排了许多的探究活动，如在第九单元《溶液》就安排了三个探究活动和一个拓展课题，分别是活动与探究“溶解时的吸热和放热现象”、“饱和溶液”、“绘制溶解度曲线”和拓展课题“溶液、乳浊液和悬浊液”。这一系列的探究活动在教材中疏密不同，教师在开学前拟定教学计划时做到通览教材，确定探究活动的内容和时间，做到张弛有度，达到事半功倍的效果。

三是不要将探究教学和一般的教学对立起来。既可以整节课都以学生探究为主，也可以是一节课的某一个环节开展探究学习，但要设计好探究活动的长短，既要使学生体验到探究活动的乐趣，探究能力得到发展，又要完成本堂课的教学目标任务。

2．精心设计探究活动的深度

一是科学探究的内容循序渐进，由易到难，在学生的探究能力得到一定提高后再增加难度；二是处理好完整探究和部分探究的关系，先侧重利用某一要素进行探究（如某一段时间主要训练学生的实验操作能力，另一段时间主要培养学生提问题，做出假设的能力。然后再体验探究的全过程，三是根据不同年龄、不同知识结构层次的学生，分层教学，分层探究，让每一名学生都能以自己的学习参与力所能及的层次进行探究。

3．探究活动评价要适度

探究活动后，教师对探究的评价不能简单用“对与错”、“好与坏”来进行，要注意过程性评价，即引导学生对探究活动的过程、方法、结论等做出合理性评价和反思，让学生养成严谨的态度、理性思考的习惯；要注意发展性评价，不管是“差生”还是优等生，只要和原来相比有进步，都应该得到褒奖，不能搞“一刀切”。

总之，广大的化学教学工作者，应努力追求具有本质意义的化学探究活动，使科学探究活动从“形似”真正走向“神似”，还原科学探究的本来面目。

［1］ 包朝龙．科学探究的“误区”及其对策［J］．现代中小学教育，2005，（6）

［2］ 潘定稳．初中化学实施探究学习的策略［J］．化学教学，2005，（10）

［3］ 王和平．论化学实验探究性教学 ［J］．安徽冶金科技职业学院学报，2007，（2）

［4］ 郝玉梅．浅谈如何引导学生提出有探究价值的问题［J］．化学教学，2008，（1）

［5］ 黄美芳．试谈化学实验教学中培养学生探究的能力［J］．实验教学与仪器，2009，（4）