让科学探究能力在“进一步探究”中提升

顾良国 （江苏省白蒲高级中学 江苏南通 226511）

为了培养和发展学生的科学探究能力，新课程在教材中安排了大量的探究活动。不仅如此，在有些探究活动后还安排有“进一步探究”专题，其作用除了检查、巩固课堂训练的探究能力外，还要求学生要敢于面对新问题、新挑战，通过“进一步探究”提升科学探究能力。因此，“进一步探究”应该是检查、训练、巩固、提升学生科学探究能力的好素材。教师应充分加以利用，以促进学生科学探究能力进一步发展。

1 在“进一步探究”中，让学生深刻理解科学探究过程

深刻理解科学探究的过程，是学生科学探究能力形成和提升的基础。

学生通过多次参与探究实验和探究活动，对科学探究的一般过程——提出问题、猜想与假设、制定计划与设计实验、进行实验与收集数据、分析与论证、评估、交流与合作[1］等，还是比较清楚的，但是，这并不意味着他们理解了科学探究过程，掌握了科学探究的方法，充其量也只是知道了科学探究的一般历程。

要让学生熟悉并深刻理解科学探究过程，进行“进一步探究”是最好的选择之一。以“提出问题”过程为例，在教材第1个“探究”——“植物细胞的吸水和失水”最后，安排“进一步探究”——植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？面对这一问题，教师首先调查学生能否理解问题的含义，该问题探究目的和价值是什么？能否围绕“植物细胞的吸水和失水”提出进一步探究的问题？面对教师的调查提问，许多学生很茫然，也很紧张。为此，教师安排学习小组先行讨论，分析探究“植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？”这一问题的意义和价值。经过讨论后，很多学习小组不仅能围绕“植物细胞吸水和失水”实验进行思考，还能与“体验制备细胞膜的方法”实验相联系，能联系植物细胞的结构等知识，最后总结这一课题探究的价值在于：能进一步理解植物吸水的原理；认识植物细胞与动物细胞在结构上的区别之一——植物细胞细胞膜外还有细胞壁；理解制备细胞膜时为什么不选用植物细胞的原因等，并提出诸如：“未成熟的植物细胞会发生质壁分离吗？”“能用其他溶液代替蔗糖溶液做质壁分离实验吗？”等探究课题。通过这样的活动，学生不仅理解了爱因斯坦所说的那句话——“提出问题往往比解决问题更重要”，也让学生明白提出有意义、有价值探究问题的重要性。

再如，对于“猜想和假设”环节，要求学生猜想结果，再按照猜想结果进行合理假设，为后续设计实验和制定计划服务。实际操作中，学生面对这一环节，往往有畏惧心理，不敢大胆猜想，怕猜错了。究其原因，实质是学生没有理解和掌握“猜想”也是有“谱”的，这个“谱”就是运用已学习知识在逻辑思维基础上进行逻辑判断和推理。以“植物细胞会由于过多吸水而涨破吗？”为例，要先猜想出“会涨破”和“不会涨破”2种可能结果，然后，再推理什么情况下“会涨破”，什么情况下“不会涨破”。最后，再用假设关系复句予以表达。面对这一环节，教师首先介绍“猜想和假设”的方法，再让学习小组依据“植物细胞吸水和失水”原理进行讨论。在此基础上，大多数小组都能归纳得出“如果外界溶液浓度小于细胞液浓度时会涨破”（与实验结果发生冲突）和“如果外界溶液浓度大于或等于细胞液浓度时不会涨破”（与实验结果一致）的预测。通过这样的训练，学生逐渐能理解和掌握了“猜想和假设”可以与事实相符，也可能不相符，同时也明白了“猜想和假设”过程应该怎样做。

这样，经过 “进一步探究”，学生不仅熟悉科学探究的过程，对每一个探究过程也能深刻领会。

2 在“进一步探究”中，让学生熟练掌握科学探究方法

熟练掌握和运用科学探究方法，是学生形成和提升科学探究能力的关键。

科学探究的基本方法是观察法。常用方法还有调查法、实验法、测量法等。通过教材中一些探究课题、探究实验的教学，学生对这些科学探究方法有了初步认识，也初步知道面对不同探究课题应选择相应的科学探究方法进行探究活动。但这并不意味着学生已掌握这些科学探究方法。为此，在安排“进一步探究”时，教师通过有意安排不同类型的探究课题，让学生在不同阶段分别熟悉和演练各种科学探究方法。例如：在完成“植物细胞的吸水和失水”探究实验后，教师提出“通过实验法探究细胞液的浓度”的课题，要求学生先收集与课题相关的信息，设计实验方案并作出假设，再让学生依据实验方案，自主选择实验器具和材料实施实验，最后依据实验结果得出结论。而在完成“探究影响酶活性的条件”探究实验后，教师提出“通过查阅资料法探究影响酶活性的其他因素”等探究问题，让学生进行“进一步探究”。通过对这一课题的探究，学生熟悉和演练“收集和分析资料”这一科学探究方法，了解收集资料的途径（去图书管查阅书刊报纸，拜访有关人士，上网搜索，实地调查等），学会搜寻有用资料（文字、图片、数据及音像资料等），并对获得的资料进行整理和分析，从中寻找探究线索和答案。

3 在“进一步探究”中，让学生养成不畏艰难的科学探究精神

不畏艰难的科学探究精神，是学生形成、提升科学探究能力的动力。

科学探究充满着趣味，更充满着挑战。只凭一时之兴趣爱好，缺乏不畏劳苦、不畏艰难、坚忍不拔的意志，是不可能取得成就的。

普通高中生物学课程中，无论是探究性课题还是探究性实验，应该都有一定的趣味性和挑战性，但由于教材本身给出了提示，所以学生在教师引领下进行科学探究并不特别困难，而真正的挑战和考验来自于探究课题或探究实验后生成的“进一步探究”。从提出问题开始，到最后完成整个科学探究任务，每个环节都充满挑战。再加上这些“进一步探究”一般安排在课后进行，能否很好地完成科学探究任务，不仅是对学生自觉性的考验，也是对其意志品质的考验，更是对其是否具有科学探究精神的检测。

基于此，教师一般要求学生选择自己感兴趣且有意义的探究课题，实施进一步探究。例如：对于动手能力强的学生，通常建议从“实验探究”开始，而动手能力相对较弱的学生多进行“调查探究”。但不论选择什么探究方法，首先要确定好“进一步探究”的课题。一般要求课代表收集各小组提出的课题，经教师审核后再行探究，要求学生一旦选择了某一课题，就必须认真地进行科学探究，直到完成任务为止。在此过程中，教师始终鼓励学生既要量力而行，更要不畏艰难。大家深信，有了兴趣，就有了吸引力、向心力、亲和力，有了不畏艰难意志品质，就会自我控制、自我调节、自我约束。同时，教师会不断提醒学生要充分发挥团队（学习小组）力量，学会运用信息化工具，也可以邀请专家、教师给予指导。

4 在“进一步探究”中，让学生形成实事求是的科学态度

实事求是的科学态度，是学生科学探究能力向纵深发展的保证。

在“进一步探究”中，从提出课题、选择探究方法，到实施具体操作；从实验结果的记录、数据的收集，到对结果的分析和处理，教师始终要求学生从实际出发，以客观事实为依据，要尊重客观规律，要实事求是，不能主观臆造或想当然。

事实上，在科学探究中，各种方法都是前人在实践中形成的。例如：“用样方法调查草地中某种双子叶植物的种群密度”，就强调取样的随机性，随机不同于随意或盲目。随机也是有“谱”的，例如“五点取样”“等距取样”，样方大小可根据调查对象适当调整等。再有，学生在“进一步探究”时，并不是所有问题在探究后就能得到正确结论。有时，由于探究课题选择不当，探究方案不够完善，操作疏忽，观察不仔细，收集资料不充分等原因，学生获得的实验结果与预期往往不一样，或者与书本知识不一致，此时，教师要求学生，首先要重新审视自己的方案是否科学合理，是否存在漏洞，是否要对实验方案进行改进或完善；其次，对实验过程进行检查，在确保无误的情况下，进行重复实验。若实验结果仍与预期结果或者与书本知识不一致，一定要求学生坚持实事求是的态度，对相关知识提出质疑，进行“进一步探究”，这样，新的“进一步探究”也就诞生了。长此以往，学生科学探究能力就不断的得到挖掘和发展。

综上所述，只要教师充分利用好“进一步探究”，让学生以实事求是的态度，坚忍不拔的意志，不畏艰难的精神去进行科学探究活动，学生就能深刻理解科学探究过程的实质，熟练掌握科学探究的方法，从探究中不断获得新知，同时，他们的科学探究能力也能得到不断地提升。