科学探究“寻寻觅觅”才是真

黄方亮

科学探究是科学的本质特征，是科学课程的重要内容。各种版本的初中科学教材都有探究活动设计，可这些活动往往受课程内容的限制显得有些单调，有些探究活动也并不是学生真正想要的探究。教师如果仅局限于教材的上几个探究活动，对全面提高每一个学生的科学素养的要求来说是远远不够的。

科学课程通过探究活动的呈现，意在发展学生的探究能力，培养学生的科学探究习惯。要想真正提高学生的科学探究能力，得从学生熟悉的和感兴趣的事物出发，所以要联系生活实际，大力开发适合学生实际的探究性学习资源，引导学生真正展开自主探究活动。以下结合自身的教学实践对此谈几点粗浅的看法。

一、关注实验活动，从细节中寻绎资源

科学实验活动是课堂教学的补充和延续，是科学教学中不可忽视的环节。科学教师不能为了实验而实验，更不能让实验走过场。教师应多关注实验活动中出现的小问题、小插曲甚至小失败，并从这些细节中抽引探究性资源，去推求新知。

如在进行“探究稀盐酸与金属氧化物（氧化铜）反应”的学生分组实验教学时，笔者发现学生的实验报告中有两种不同的结果，一种是“黑色粉末消失，溶液变成蓝色”，另一种是“黑色粉末消失，溶液变成绿色”。为什么氯化铜溶液会出现这两种完全不同的颜色呢？这一现象激起了笔者探究氯化铜溶液颜色的兴趣。依据学生实验中涉及药品的量及实验时加热温度会有所不同，于是从氯化铜溶液浓度和温度两个方面进行了探究，并从Cu2+配位络离子角度进行微观分析，最终得出：“氯化铜溶液的颜色既跟氯化铜溶液溶质质量分数有关，也跟氯化铜溶液的温度有关；浓CuCl2溶液呈绿色，稀CuCl2溶液呈蓝色，蓝色的稀CuCl2溶液，当温度升高时溶液将由蓝色变成绿色。”后来，笔者将研究成果写成《氯化铜溶液颜色的探究》一文，发表在《教学仪器与实验》（2011年第7期）上。随后，笔者将研究过程与学生一同分享，在课堂中让学生再次进行体验性探究。部分实验报告如下：

实验目的：探究氯化铜溶液颜色。

猜想一：氯化铜溶液的颜色跟溶液浓度有关。

猜想二：氯化铜溶液的颜色跟溶液温度有关。

【实验一】配制不同浓度的氯化铜溶液，观察记录溶液颜色情况。

实验器材：略。

实验过程：略

实验记录：氯化铜溶液颜色与溶液浓度的关系如表1所示。

表1

【实验二】升高CuCl2溶液温度，观察记录溶液颜色情况。

实验器材：略。

实验过程：略。

实验记录：氯化铜溶液颜色与温度的关系如表2所示。

表2

实验结论： 。

上述研究源于学生实验的两种不同结果，较能激起学生的探究兴趣。笔者通过展示自身的探究成果，向学生传递了科学探究精神。在让学生体验探究的过程中，不仅拉近了师生的距离，而且进一步锻炼了学生的探究技能，更让学生体会到科学家似的探究并不遥远。这样的教学，学生的受益必将是可持续的，这才是真探究。

二、关心学生课余，从学生中寻捉资源

科学探究始于问题，如何提出适合学生探究的问题？对此，教师不妨多亲近学生，走进学生的课余生活，及时捕捉学生的新奇发现与问题。因为学生在生活中产生的问题才是他们自己的真问题，才能激起真探究。

如在一次课外活动时，有几个学生在校园的灌木丛中发现了许多像“蛋蛋”一样的东西，这是什么呢？学生们拿着“蛋蛋”兴奋地跑过来问笔者。可能是鸟蛋！可能是动物的粪便！可能是……学生议论纷纷。这对笔者来说是一次很好的实施探究教学的机会，因为学生不久前刚学习了“科学探究”。于是笔者借机引导学生对此展开探究：“把蛋剥开看看，如果是鸟蛋里面应该是液体，如果是动物的粪便里面应该是固体。”于是，学生找来一把镊子小心地把蛋剥开：里面是条黄绿色虫子，用镊子戳一下还会动！这虫子像一种毛毛虫，但又不像毛毛虫那样周身是毛。这是什么动物？可以通过什么方法来了解呢？于是，笔者与学生一起，通过搜索网络，翻看有关书籍，查阅检索表，最终确定这“蛋蛋”是青刺蛾的蛹。

这样，在获取事实与证据的过程中，学生自然认识了青刺蛾的生活史：青刺蛾在发育过程中要经历受精卵、幼虫、蛹、成虫四个时期。此外，学生还进一步了解到：像青刺蛾这样，幼虫的形态结构和生理功能与成虫显著不同的发育过程叫作完全变态发育。在笔者的引导下，学生还列举出了发育过程与之相似的昆虫如蚊、蝇、菜粉蝶、蜜蜂、家蚕等。

在整个探究过程中，学生是带着疑问和兴奋的心态进行的，因为这是来源于学生自己的探究材料，问题是发自学生内心的。通过探究，学生了解了科学研究的重要方法是观察与实验，提高了运用网络搜索新知的能力，尝试了使用检索表查找检索的方法，当然也加强了与同学、老师的交流与合作，进一步感受了科学探究的过程。与此同时，学生自然而然地提前学习了下个学期要学的完全变态发育知识。这种学习不是教师硬塞的，而是学生在积极主动地探求真知的过程中自主学会的。

三、留心衣食住行，从生活中觅取资源

科学源于生活，生活之中处处有科学。教师应深入了解日常生活和生产实践中的科学现象，学会运用科学知识解决生活实际中的问题和解释生活中的现象。只要用心观察、善于发现，科学探究的“面包”总会有的。

如学校的早餐经常会提供面包，有一次学校提供了一种“充氮面包”。看起来鼓鼓的袋子，里面的气体真的是氮气吗？对此，笔者不免产生了探究的兴趣。因为当时学生正好学习了“空气与氧气”一节内容，教材对氮气用途有所介绍，但没有涉及氮气的化学性质。笔者觉得可以借此进行拓展探究，于是将“充氮面包”带进课堂，与学生一道重点对如何收集袋内气体进行了讨论，并对如何检验氮气进行了拓展学习。此后，笔者还将这一探究过程设计成探究性习题以方便今后的教学。习题设计如下：

小明早餐吃面包时，发现鼓起的包装袋上写有“充氮面包”字样，善于质疑的他心想：“包装袋内的气体真的是氮气吗？”对此他进行了以下探究：

（1）小明用如图1所示方法收集了一瓶袋内气体，然后用燃着的小木条伸入集气瓶中发现小木条立即熄灭了，于是他得出结论：袋内气体是二氧化碳。

这个结论可靠吗？说说你的理由： 。

（2）老师对小明的结论也给予了否定，并提示只要将上图装置中的液体稍作改动，若收集的气体还能使燃着的小木条熄灭，这样得出的结论就更可靠。

你认为老师的提示应该是 。

（3）小明通过查阅资料得知：氮气是一种化学性质极不活泼的气体，若要检验它可以采用如图2所示的方法。

若收集的气体是氮气，则第二步中镁带能在氮气中剧烈燃烧并生成淡黄色固体Mg3N2，第三步中往淡黄色固体中加入少量水，将有白色沉淀Mg（OH）2生成，并产生有刺激性气味的氨气（NH3），该气体能使湿润的红色石蕊试纸变蓝。

Mg3N2中N的化合价为 价。

请写出第三步实验中生成氨气的化学方程式： 。

如何将袋中的气体收集到集气瓶中？这对刚学了“空气与氧气”一节内容的学生来说，很难快速将课本中所学的知识与具体应用实例联系起来。学生的讨论结果不一。在笔者的指点下，学生进一步学习了排水集气法与排空气法的异同，在具体实例中深化了所学的知识。氮气的性质比较稳定，也不支持燃烧，但学生往往习惯性地认为只有二氧化碳不支持燃烧。在此要排除二氧化碳的干扰，就得增加二氧化碳的检验一项。探究内容看似高于课本，其实源于课本。第三小题是对氮气检验的拓展延伸，通过信息的给予，提高了学生获取新知、迁移知识的能力。

四、留意课外实践，从实践中觅索资源

《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》指出：“科学教学应当是开放的，培养学生的科学素养仅仅依靠课堂教学是不够的。课外活动是课堂教学在时间和空间上的延伸。”

笔者有一次带领学生参观西溪镇寨口蜜梨基地，无意中发现了梨树枝条上有一种特殊的枝瘤（如图3所示）。据调查，这是当地果农在给果树整形时，用细绳子绑在梨树枝条上的，目的是使树枝向四周伸展开，由于绳子打的是死结，当树枝增粗后，树枝受绳子的束缚作用就在固定处形成了这些瘤状物。这梨树上的瘤状物怎么跟浙教版《科学》（八年级下册）描述的枝瘤（如图4所示）不一样呢？两者的主要差别为：前者是伤口两侧都有膨大瘤状物，而后者只是伤口上方出现瘤状物。教材对枝瘤成因的解释为：“剥去一圈树皮以后，由于叶制造的有机物向下运输的通道被切断了，有机物就积存在伤口的上方，伤口上方部位的细胞分裂和生长都加快，树皮就膨大起来，于是形成了瘤状物。可见叶制造的有机物，是通过筛管向下运输的。”当所见所闻与课本上的知识不一致时，学生不免对有机物在筛管中的运输方向产生了怀疑，从而激起了浓厚的探究兴趣。于是，笔者带领学生一起进行梨树枝瘤横向切片取样显微镜观察，枝瘤去树皮纵切分析，并专门对校园内的××植物进行了树皮环剥研究。活动方案如下：

选择一株长势良好的××植物，取一枝条进行环剥处理。用解剖刀在枝条上剥除约1cm宽的一圈树皮，露出木质部，不间断进行观察，情况记录如表3所示。

表3

1年后，将此枝条剪下，剥去树皮去掉瘤状物，进行纵切观察。具体如图5所示。

与此同时，笔者通过查阅潘瑞炽等所著的《植物生理学》后得出：有机物在韧皮部的筛管中并非只是由上而下输送，而是上下双向通行的；枝瘤中的膨大部分主要是木质部，它是植物体受挤压、束缚、创伤、有机物等外界刺激下形成的一种愈伤组织。

从发现枝瘤与课本知识的冲突，到后续的一系列探究，学生始终是带着质疑进行的。教师要鼓励学生敢于质疑，质疑就是创新意识的种子，所以应该为这颗种子“浇浇水，施施肥”，使它尽快发芽。这一探究，不仅发展了学生的实验技能，还培养了他们的创新意识，提高了他们的实践能力。

课堂内外有着丰富的科学教育资源。教师要善于观察，善于发现，留心身边事，留意身边物，寻觅适合学生实际的探究性资源，补充和延续课堂上的探究性学习活动，从而增进学生的科学探究兴趣，促使学生自主探究，真正提高科学探究能力。