再谈初中化学教学中学生探究能力的培养

冯海云

十多年前，基础教育界掀起了新一轮课改热潮，对于初中化学这样的理科而言，科学探究成为新课程的主要标志。近年来，随着人们对课程改革认识进一步趋向理性，科学探究似有逐步淡化的倾向，笔者以为这是不利于课程改革的推进的。事实上在课程改革的前一段时间里，正是由于对科学探究的理解不够深入，没有真正在课堂上做到科学探究，出现了歪嘴和尚念歪了经之后不怪自己嘴歪，却怪所念之经不好的情形。在当前仍然有对科学探究进行进一步研究，以切实培养学生科学探究能力的必要。

一、科学探究究竟是一种什么样的能力

超过一半的化学教师对科学探究的理解是基于科学探究的基本环节的，我们认为这是必要的但又是不够的。科学探究更需要从能力的角度来进行研究。而这一研究最佳的视角应当是心理学视角，根据认知心理学的研究结果，科学探究能力包括这样的几种能力：

其一，信息获得与提取的能力。科学探究从形式上来看，是不同环节组成的过程，从学习机制上来看却是以信息的获得与提取开始的。当学生在化学学习的过程中遇到新的信息以及教师提出的问题时，学生才会迈开探究的第一步。从学生的角度出发，信息的获得与提取往往反映着学生最基本的科学探究能力。比如在化学学习之初，通常会有通过蜡烛燃烧探究物质变化及性质的学习过程，这个时候学生必须能够看到蜡烛燃烧的现象（这是知识要求），必须知道将反应前的颜色、状态与反应后的颜色与状态进行对比（这是方法要求），必须知道蜡烛燃烧后的直接结果（是生成蜡油还是生成二氧化碳和水蒸气）才能给出相应的猜想（猜想正是科学探究的重要环节之一）。因此，科学探究需要信息的获得与提取能力，而科学探究也能培养学生这样的能力。

其二，信息运用与加工的能力。在科学探究的过程中，学生会通过实验（科学探究的另一个环节）来获得信息，然后学生就要对这些信息进行运用与加工，以拉瓦锡对空气组成的探究为例，其在燃烧现象中发现了一个异常的信息，即燃烧后物质的质量与燃烧之前发生了变化，这个信息对于当时的其他化学家而言，是没有加工的价值的；而对于拉瓦锡而言，则是有探究的必要的。同样，当我们将类似的实验如红磷的燃烧等呈现在学生面前时，学生就会得到一个类似的信息，这个信息可以用来比较，可以用来分析，可以用来加工。因而科学探究就会进入数据分析与结果交流的阶段。

其三，信息表征与判断的能力。科学探究的最终结果是得到一个科学结论，这个结论一定是通过信息来表现的。以上所举氧的发现的探究中，探究的结果是否正确需要判断，探究的结果如何用以交流需要实验的生成结果。因此从信息加工的角度来看，信息的表征与判断就对应着科学探究的最后环节。

二、科学探究的能力究竟应当怎样培养

当教师能够从能力的角度来研究科学探究时，实际上也就找到了科学探究能力培养的重要途径，这种能力培养的途径，应当是对应着上述科学探究的能力理解的。

在获利和提取信息的时候，关键在于问题。如果同行们还有印象，应当记得科学探究的第一个环节是提出问题。然而大家也都知道问题的提出不只是在陈述句的后面加一个问号，而应当是学生在认知失衡后产生的疑问。那么认知怎样才能失衡呢？关键还在于信息的提供。如在探究“二氧化锰在分解过氧化氢制氧气反应中的作用”中，只有学生在进行了有无二氧化猛两种情况下，过氧化氢分解速度（亦即氧气获取的速度）比较并得出不同信息之后，学生才会提出可供探究的问题。

信息的运用与加工过程，一般对应着科学探究的实验计划、实验过程以及实验结果的得出等。在化学教学中，实验的计划在于学生能够利用已有的实验技能与实验思路，而这在实验计划与设计中是以信息的方式来呈现的，小组的成员之内以及小组之间的实验计划交流，也是通过信息交换来达成的。作为科学探究的核心环节即实验过程，其从信息加工的角度来看，是利用实验操作这一过程，将学生熟悉的信息输入，然后将新的信息输出的过程。在“探究分子、原子的特征”中，学生通过对分子运动现象的观察，通过对酒精与水混合的实验现象的观察，可以得到分子在不断地运动的信息，可以得到不同状态的物质分子间隔不同的信息。其中“不断地运动”“间隔不同”等信息对于学生而言，都是思维加工的结果。

至于信息的表征与判断，可以在科学探究的实验环节之后，对所观察到的实验现象（以视觉和听觉信息存在于学生的视觉与听觉通道当中）进行表征，即将其转换为文字信息。

总的来说，信息的获得、加工、表征等能力，存在于科学探究的不同环节当中。而科学探究的不同环节，也正是各项能力培养的过程。在科学探究的过程中，教师要注意从能力培养的角度，结合认知心理学中的信息加工理论，来切实培养学生的科学探究能力。

三、科学探究能力培养过程中的教师充当什么角色

尽管说学习是学生自己的事，仍然必须强调的是，科学探究能力培养的关键在于教师，因为给学生什么样的探究情境，让学生完成什么样的信息加工过程，学生才会经历什么样的探究。而探究能力只有在探究的过程中才能生成，化学课堂的探究与真正的科学探究不同，学生没有可供尝试的大量时间，学生也一般不可能会走许多的弯路之后才能接触到真正的探究，因而科学探究能力培养的关键，在于化学教师对科学探究的理解与实际教学中科学探究的实施。

当然，有一个前提，那就是学生科学探究的内驱力激发问题。只有学生积极参与到科学探究的过程中来，科学探究的能力才会得到培养。而科学探究与一般学习并不完全相同，实际教学中我们看到不少学习优秀的学生对科学探究并不感兴趣，他们只愿意获得一个好的考试分数，但并不愿意经历一个相对更为艰苦的科学探究过程，而学习较差的学生则更是如此。因而在实际的教学中，要超越化学知识获得的层面，从学生自身成长的角度，从化学素养提高的角度来促进学生对化学学习的认识。

总的来说，科学探究能力的培养前提在教师，关键在学生。只有教师引导得当，学生探究内驱力得到激发，那有效的化学教学就能够得以发生。

（作者单位：江苏省如皋市吴窑初级中学）