讓科學(xué)探究能力在“進(jìn)一步探究”中提升

顧良國 （江蘇省白蒲高級中學(xué) 江蘇南通 226511）

為了培養(yǎng)和發(fā)展學(xué)生的科學(xué)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(jìn)一步探究”專題，其作用除了檢查、鞏固課堂訓(xùn)練的探究能力外，還要求學(xué)生要敢于面對新問題、新挑戰(zhàn)，通過“進(jìn)一步探究”提升科學(xué)探究能力。因此，“進(jìn)一步探究”應(yīng)該是檢查、訓(xùn)練、鞏固、提升學(xué)生科學(xué)探究能力的好素材。教師應(yīng)充分加以利用，以促進(jìn)學(xué)生科學(xué)探究能力進(jìn)一步發(fā)展。

1 在“進(jìn)一步探究”中，讓學(xué)生深刻理解科學(xué)探究過程

深刻理解科學(xué)探究的過程，是學(xué)生科學(xué)探究能力形成和提升的基礎(chǔ)。

學(xué)生通過多次參與探究實(shí)驗(yàn)和探究活動，對科學(xué)探究的一般過程——提出問題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集數(shù)據(jù)、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(xué)探究過程，掌握了科學(xué)探究的方法，充其量也只是知道了科學(xué)探究的一般歷程。

要讓學(xué)生熟悉并深刻理解科學(xué)探究過程，進(jìn)行“進(jìn)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(gè)“探究”——“植物細(xì)胞的吸水和失水”最后，安排“進(jìn)一步探究”——植物細(xì)胞會由于過多吸水而漲破嗎？面對這一問題，教師首先調(diào)查學(xué)生能否理解問題的含義，該問題探究目的和價(jià)值是什么？能否圍繞“植物細(xì)胞的吸水和失水”提出進(jìn)一步探究的問題？面對教師的調(diào)查提問，許多學(xué)生很茫然，也很緊張。為此，教師安排學(xué)習(xí)小組先行討論，分析探究“植物細(xì)胞會由于過多吸水而漲破嗎？”這一問題的意義和價(jià)值。經(jīng)過討論后，很多學(xué)習(xí)小組不僅能圍繞“植物細(xì)胞吸水和失水”實(shí)驗(yàn)進(jìn)行思考，還能與“體驗(yàn)制備細(xì)胞膜的方法”實(shí)驗(yàn)相聯(lián)系，能聯(lián)系植物細(xì)胞的結(jié)構(gòu)等知識，最后總結(jié)這一課題探究的價(jià)值在于：能進(jìn)一步理解植物吸水的原理；認(rèn)識植物細(xì)胞與動物細(xì)胞在結(jié)構(gòu)上的區(qū)別之一——植物細(xì)胞細(xì)胞膜外還有細(xì)胞壁；理解制備細(xì)胞膜時(shí)為什么不選用植物細(xì)胞的原因等，并提出諸如：“未成熟的植物細(xì)胞會發(fā)生質(zhì)壁分離嗎？”“能用其他溶液代替蔗糖溶液做質(zhì)壁分離實(shí)驗(yàn)嗎？”等探究課題。通過這樣的活動，學(xué)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(xué)生明白提出有意義、有價(jià)值探究問題的重要性。

再如，對于“猜想和假設(shè)”環(huán)節(jié)，要求學(xué)生猜想結(jié)果，再按照猜想結(jié)果進(jìn)行合理假設(shè)，為后續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)和制定計(jì)劃服務(wù)。實(shí)際操作中，學(xué)生面對這一環(huán)節(jié)，往往有畏懼心理，不敢大膽猜想，怕猜錯(cuò)了。究其原因，實(shí)質(zhì)是學(xué)生沒有理解和掌握“猜想”也是有“譜”的，這個(gè)“譜”就是運(yùn)用已學(xué)習(xí)知識在邏輯思維基礎(chǔ)上進(jìn)行邏輯判斷和推理。以“植物細(xì)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(jié)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(shè)關(guān)系復(fù)句予以表達(dá)。面對這一環(huán)節(jié)，教師首先介紹“猜想和假設(shè)”的方法，再讓學(xué)習(xí)小組依據(jù)“植物細(xì)胞吸水和失水”原理進(jìn)行討論。在此基礎(chǔ)上，大多數(shù)小組都能歸納得出“如果外界溶液濃度小于細(xì)胞液濃度時(shí)會漲破”（與實(shí)驗(yàn)結(jié)果發(fā)生沖突）和“如果外界溶液濃度大于或等于細(xì)胞液濃度時(shí)不會漲破”（與實(shí)驗(yàn)結(jié)果一致）的預(yù)測。通過這樣的訓(xùn)練，學(xué)生逐漸能理解和掌握了“猜想和假設(shè)”可以與事實(shí)相符，也可能不相符，同時(shí)也明白了“猜想和假設(shè)”過程應(yīng)該怎樣做。

這樣，經(jīng)過 “進(jìn)一步探究”，學(xué)生不僅熟悉科學(xué)探究的過程，對每一個(gè)探究過程也能深刻領(lǐng)會。

2 在“進(jìn)一步探究”中，讓學(xué)生熟練掌握科學(xué)探究方法

熟練掌握和運(yùn)用科學(xué)探究方法，是學(xué)生形成和提升科學(xué)探究能力的關(guān)鍵。

科學(xué)探究的基本方法是觀察法。常用方法還有調(diào)查法、實(shí)驗(yàn)法、測量法等。通過教材中一些探究課題、探究實(shí)驗(yàn)的教學(xué)，學(xué)生對這些科學(xué)探究方法有了初步認(rèn)識，也初步知道面對不同探究課題應(yīng)選擇相應(yīng)的科學(xué)探究方法進(jìn)行探究活動。但這并不意味著學(xué)生已掌握這些科學(xué)探究方法。為此，在安排“進(jìn)一步探究”時(shí)，教師通過有意安排不同類型的探究課題，讓學(xué)生在不同階段分別熟悉和演練各種科學(xué)探究方法。例如：在完成“植物細(xì)胞的吸水和失水”探究實(shí)驗(yàn)后，教師提出“通過實(shí)驗(yàn)法探究細(xì)胞液的濃度”的課題，要求學(xué)生先收集與課題相關(guān)的信息，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案并作出假設(shè)，再讓學(xué)生依據(jù)實(shí)驗(yàn)方案，自主選擇實(shí)驗(yàn)器具和材料實(shí)施實(shí)驗(yàn)，最后依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論。而在完成“探究影響酶活性的條件”探究實(shí)驗(yàn)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(xué)生進(jìn)行“進(jìn)一步探究”。通過對這一課題的探究，學(xué)生熟悉和演練“收集和分析資料”這一科學(xué)探究方法，了解收集資料的途徑（去圖書管查閱書刊報(bào)紙，拜訪有關(guān)人士，上網(wǎng)搜索，實(shí)地調(diào)查等），學(xué)會搜尋有用資料（文字、圖片、數(shù)據(jù)及音像資料等），并對獲得的資料進(jìn)行整理和分析，從中尋找探究線索和答案。

3 在“進(jìn)一步探究”中，讓學(xué)生養(yǎng)成不畏艱難的科學(xué)探究精神

不畏艱難的科學(xué)探究精神，是學(xué)生形成、提升科學(xué)探究能力的動力。

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

普通高中生物學(xué)課程中，無論是探究性課題還是探究性實(shí)驗(yàn)，應(yīng)該都有一定的趣味性和挑戰(zhàn)性，但由于教材本身給出了提示，所以學(xué)生在教師引領(lǐng)下進(jìn)行科學(xué)探究并不特別困難，而真正的挑戰(zhàn)和考驗(yàn)來自于探究課題或探究實(shí)驗(yàn)后生成的“進(jìn)一步探究”。從提出問題開始，到最后完成整個(gè)科學(xué)探究任務(wù)，每個(gè)環(huán)節(jié)都充滿挑戰(zhàn)。再加上這些“進(jìn)一步探究”一般安排在課后進(jìn)行，能否很好地完成科學(xué)探究任務(wù)，不僅是對學(xué)生自覺性的考驗(yàn)，也是對其意志品質(zhì)的考驗(yàn)，更是對其是否具有科學(xué)探究精神的檢測。

基于此，教師一般要求學(xué)生選擇自己感興趣且有意義的探究課題，實(shí)施進(jìn)一步探究。例如：對于動手能力強(qiáng)的學(xué)生，通常建議從“實(shí)驗(yàn)探究”開始，而動手能力相對較弱的學(xué)生多進(jìn)行“調(diào)查探究”。但不論選擇什么探究方法，首先要確定好“進(jìn)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(jīng)教師審核后再行探究，要求學(xué)生一旦選擇了某一課題，就必須認(rèn)真地進(jìn)行科學(xué)探究，直到完成任務(wù)為止。在此過程中，教師始終鼓勵(lì)學(xué)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(zhì)，就會自我控制、自我調(diào)節(jié)、自我約束。同時(shí)，教師會不斷提醒學(xué)生要充分發(fā)揮團(tuán)隊(duì)（學(xué)習(xí)小組）力量，學(xué)會運(yùn)用信息化工具，也可以邀請專家、教師給予指導(dǎo)。

4 在“進(jìn)一步探究”中，讓學(xué)生形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度

實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度，是學(xué)生科學(xué)探究能力向縱深發(fā)展的保證。

在“進(jìn)一步探究”中，從提出課題、選擇探究方法，到實(shí)施具體操作；從實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄、數(shù)據(jù)的收集，到對結(jié)果的分析和處理，教師始終要求學(xué)生從實(shí)際出發(fā)，以客觀事實(shí)為依據(jù)，要尊重客觀規(guī)律，要實(shí)事求是，不能主觀臆造或想當(dāng)然。

事實(shí)上，在科學(xué)探究中，各種方法都是前人在實(shí)踐中形成的。例如：“用樣方法調(diào)查草地中某種雙子葉植物的種群密度”，就強(qiáng)調(diào)取樣的隨機(jī)性，隨機(jī)不同于隨意或盲目。隨機(jī)也是有“譜”的，例如“五點(diǎn)取樣”“等距取樣”，樣方大小可根據(jù)調(diào)查對象適當(dāng)調(diào)整等。再有，學(xué)生在“進(jìn)一步探究”時(shí)，并不是所有問題在探究后就能得到正確結(jié)論。有時(shí)，由于探究課題選擇不當(dāng)，探究方案不夠完善，操作疏忽，觀察不仔細(xì)，收集資料不充分等原因，學(xué)生獲得的實(shí)驗(yàn)結(jié)果與預(yù)期往往不一樣，或者與書本知識不一致，此時(shí)，教師要求學(xué)生，首先要重新審視自己的方案是否科學(xué)合理，是否存在漏洞，是否要對實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行改進(jìn)或完善；其次，對實(shí)驗(yàn)過程進(jìn)行檢查，在確保無誤的情況下，進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)。若實(shí)驗(yàn)結(jié)果仍與預(yù)期結(jié)果或者與書本知識不一致，一定要求學(xué)生堅(jiān)持實(shí)事求是的態(tài)度，對相關(guān)知識提出質(zhì)疑，進(jìn)行“進(jìn)一步探究”，這樣，新的“進(jìn)一步探究”也就誕生了。長此以往，學(xué)生科學(xué)探究能力就不斷的得到挖掘和發(fā)展。

綜上所述，只要教師充分利用好“進(jìn)一步探究”，讓學(xué)生以實(shí)事求是的態(tài)度，堅(jiān)忍不拔的意志，不畏艱難的精神去進(jìn)行科學(xué)探究活動，學(xué)生就能深刻理解科學(xué)探究過程的實(shí)質(zhì)，熟練掌握科學(xué)探究的方法，從探究中不斷獲得新知，同時(shí)，他們的科學(xué)探究能力也能得到不斷地提升。