浅谈初中科学探究之“深”与“浅”

浙江省台州北大书生学校 叶春花

科学探究是人们获取科学知识，认识自然的重要途径，它既是新课标理念实施中的一种全新的学习方法，也是科学学习的重要内容。科学探究活动能有效激发学生对科学学习的兴趣，能让学生学会从日常生活、工农业生产、科学研究的实际情景中，发现有探究价值的问题。科学探究活动可有效培养学生的实验能力、探究能力、创新能力。因而科学探究也就理所当然成为中考考查的重点和热点。关于科学探究浅谈三点其“深”与“浅”。

一、地位“深”，起点“浅”

《义务教育初中科学课程标准》在总体上把科学课程的内容划分为五大部分：“科学探究”、“生命科学”、“物质科学”、“地球和宇宙”和“科学、技术、社会、环境”。科学探究在科学教育中，既是科学教育的目标，也是科学课程内容整合和呈现的主要方式。以科学探究作为课程内容的整合方式，体现了科学教育的本质。下图所示为以科学探究作为整合方式的科学课程的结构。

可见，科学探究处于相当重要的位置——地位“深”，但是对科学探究的设计需提高学生的科学素养，体现学生的主体作用，符合学生的认知规律，从学生身边熟悉的事物出发，围绕各部分的具体内容和目标，设计各种形式的、为学生所喜爱的探究活动，并使之在要求上各有侧重、相互补充。

二、科学探究之方法 “深”

《新课程标准》要求，在突出科学探究内容的同时，也要重视研究方法的指导，使学生在进行科学探究的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研究方法的真谛。在初中科学探究中常用到的方法有控制变量法、转换法、模型法、类比法、等效替代法、图像法等等。

初中科学学习中涉及到的方法广而多，对学生来说有一定的深度与难度——方法“深”，但在探究过程中步骤明确，紧紧围绕科学探究的六个方面（如图）——步骤“浅”。

三、能力“深”，知识“浅”

中考科学探究的考查形式多样化，涉及每一种题型，需要学生具备一定的考试能力，比如：①科学探究中文字信息和图表信息的理解能力；②科学探究中提出问题及作出假设的能力；③科学探究中的实验方案设计的能力；④科学探究中的数据处理及得出结论的能力；⑤科学探究中的评价、表达、交流等能力。

例1：农业生产中为了获得高产，就要设法提高作物的光合作用强度。为此，某兴趣小组开展了“探究影响光合作用强度的环境因素”实验研究。

实验原理：植物光合作用的强度可以通过检测氧气的释放速率来测定，产生的氧气滞留在叶片，会使叶片在液体中上浮。

实验器材：长势相似的绿萝叶片、不同浓度NaHCO3溶液(可分解释放CO2）、注射器、打孔器、如图所示的实验台(不同高度放有三组烧杯)等.

实验步骤：

①用打孔器在绿萝叶片上取大小相同的小圆叶片若干，用注射器排出叶片细胞间隙的气体，使叶片在蒸馏水中都能下沉；

②在每组的三个烧杯中分别加入体积相同、浓度不同的NaHCO3溶液(不考虑溶液密度差异)，然后用镊子将小圆叶片放入烧杯中,每个烧杯10片；

③点亮LED灯带，记录每个烧杯中8个叶片上浮到水面所需的时间。

组别 NaHCO3相对浓度50 100 150低光强组 968 801 720中光强组 883 632 498高光强组 767 476 355

实验结果：叶片上浮的平均时间记录如表. (单位：秒)实验结论：在其他条件相同时,光照越强、二氧化碳浓度越大，光合作用越强。

评价反思：

①本实验的重要改进是用LED冷光源代替传统的白炽灯，这一改进对该探究的主要意义是____________________。

②实验中每个烧杯放10个小圆叶片，而统计时只选取前8个小圆叶片上浮的平均时间,这样做的目的是____________________。

解析：

（1）信息获取的能力：实验步骤③植物光合作用的强度可以通过检测氧气的释放速率来测定；产生的氧气滞留在叶片 ，会使叶片在液体中上浮。

（2）解决问题的能力：点亮LED灯带,记录每个烧杯中8个叶片上浮到水面所需的时间，时间越长,表示光合作用强度越弱。观察实验装置可以知道，该生物兴趣小组是以二氧化碳（浓度不同的NaHCO3溶液）和光照强度（不同高度放有三组烧杯：距离光源的远近）为变量设置的实验来验证光合作用的强弱。

（3）迁移知识的能力：① 本实验的重要改进是用LED冷光源代替传统的白炽灯,这一改进对该探究的主要意义是减小白炽灯发热造成不同的温度条件。 ②实验中每个烧杯放10个小圆叶片,而统计时只选取前8个小圆叶片上浮的平均时间,这样做的目的是排除偶然性,使实验结果更可靠。

在实验探究中考查的能力有一定的深度——能力“深”，学生需要初中三年中持续的培养，但考查的知识紧紧围绕课本——知识“浅”，联系生活实际，不断提高学生运用基础知识解决问题的能力。

科学探究在初中科学学习中处于一个相当重要的位置， 其地位“深”——是初中科学课程的首要内容；其方法“深”——种类多样，抽象难理解； 其能力“深”——能获取信息，会解决问题。但初中科学探究所面临的对象是初中生，必须符合初中生的认知发展规律，所以其起点“浅”——来源于生活实际；其步骤“浅”——紧紧围绕七年级教材的六个探究步骤；其知识“浅”——涉及面广，但都从基础开始。初中科学探究虽“深”“浅”不一，但培养学生却脚踏实地。