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3、然后開始制定計劃與設計實驗；

4、再進行實驗與收集證據；

5、然后分析與論證，作出結論；

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一、實施探究性學習離不開相關資料的搜集整理

古語有云：“凡事預則立，不預則廢。”這充分表明了前提準備之于后續活動的重要影響。也正因為如此，初中思想品德教師要想確保課堂上學生探究性學習活動有序、正常地進行，就必須在具體展開知識教學之前，組織學生進行有效的資料搜集、整理工作。如此，既能保證學生獲得大量的一手資料，又能促使他們以此為基礎提煉、歸納出某些初步觀點，而這些很顯然都將為他們有的放矢地進行真正的探究性學習奠定堅實的基礎。

筆者就對這一理念進行了積極的落實與實踐，教學反響異常良好。例如，在教學“感受法律的尊嚴”這一內容之前，筆者就提前一周向學生布置了一項資料搜集任務：在現實社會生活中，都存在哪些規矩呢？（并舉例子進行詳細說明）現實社會生活中不同的規則之間究竟有哪些相同點與不同點呢？法律有哪些顯著特征呢？法律會對我們的現實生活產生哪些影響呢？由于與現實生活實際聯系密切，學生搜集相關信息、資料的積極性格外高漲。他們利用課余時間及節假日時間，自主以小組為單位利用網絡技術、圖書查詢等手段搜集到了大量的一手資料。這樣，既大大增強了學生知識積累、信息歸納的學習能力，同時，又為他們在“感受法律的尊嚴”的課堂上進行更有針對性的探究性學習做好了充分的前提準備。由此，我們不難看出，提前搜集相關的資料、信息是初中思想品德課堂實施探究性必不可少的首要環節。

二、實施探究性學習離不開課堂上的積極討論

學生是課堂探究性學習活動的真正主體，因此，學生在課堂學習活動中關于特定話題與內容的積極探討便成為初中思想品德課程實施探究性學習方式的關鍵與精髓所在。這就要求初中思想品德教師在全面把控學生探究節奏的基礎上給予其充足的自主探究學習時間與空間，并要給予其適時、恰當的幫助、指點與引導。這樣才能避免學生的探究性學習流于形式。

因此，在學生掌握了豐富資料與信息的基礎之上，筆者會充分信任學生并盡可能地引導他們針對特定的學習內容展開詳盡的探討活動。如，“學會拒絕不良誘惑”這一節內容涉及“聯想后果抵制誘惑法”這一內容，在實踐教學中，筆者首先為學生創設了一個與學生現實生活經驗密切相關的情境：在超市購物時，你見到了夢寐以求的精美鋼筆，可是，身上并沒有帶這么多錢，而且周圍也沒有其他顧客。在有效創設了情境之后，筆者還向學生設置了如下的關鍵問題：面對精美鋼筆的誘惑，你是拿還是不拿呢？說服自己不拿的理由有哪些？可嘗試聯想偷拿了鋼筆之后有可能誘發的嚴重后果。隨后，便要求學生自由結合成學習小組，并以小組為單位展開自主探究活動。學生結合平時的生活經歷以及之前所整理到的相關信息展開了激烈的探討，他們踴躍發言、各抒己見，并依據關鍵性的問題自主得出了如下的探究性學習成果：即使周圍沒有其他顧客也不能拿。因為若是拿了，就構成了盜竊，而盜竊行為是違法的，也是不道德、不光彩的，被父母、老師、同學知道后他們很可能會對自己產生不好的影響或看法；不能拿，有了第一次成功偷竊的行為，很可能就會有第二次、第三次，長此以往，很可能會走上盜竊的違法犯罪之路……

如此一來，學生在合作交流與探討中既受到了良好的自我教育，樹立了堅定“避免偷盜誘惑”的意念；同時，憑借自身的自主探究活動，其對于“聯想后果抵制誘惑法”這一內容形成了更為深刻的認知、理解與記憶；最為重要的一點是此番自主探究活動還使學生的自主探究學習能力與合作學習能力等都得到了很好的鍛煉與發展，而這將為他們終身學習態度的確立以及形成協調的社會交際關系產生積極的推動意義與影響。此案例論證了學生在課堂上展開自主探究性學習活動的良好效應。

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教材安排的第一個探究性實驗是“探究溫度對霉菌生活的影響”，這個實驗無論是知識背景，還是材料用具對七年級學生來說都沒有難度，組織實驗也不受實驗器材和裝備的影響，教師一定要組織學生親自動手做。從實驗設計本意理解，也并不是要求學生嚴格按科學探究的七個步驟去一一完成，而是讓學生體驗科學探究的基本過程，重點理解變量和初中階段設計實驗組和對照組只允許出現一個變量。個人認為，在實驗中無論學生選擇非生物因素(陽光、空氣、水分、土壤、溫度、濕度)中的哪一個因素進行探究都是可以的，設計的實驗方案只要具有可操作性都應該鼓勵學生大膽嘗試。讓不同的組探究不同的變量對霉菌生活的影響，不僅發展了學生的求異思維，更重要的是激發了學生的實驗興趣。這次活動需要近一個星期的觀察時間，教師要有耐心，一定要再安排時間就實驗現象和結論讓學生交流。一則學生有成功感；二則讓學生體驗完整的探究過程，為后面的學習打下伏筆。

二、授人以漁，規范探究性實驗的基本程序

無論學習什么，方法最重要，探究性實驗亦如此。教材專門安排了《生物學研究的基本方法》這節內容，編排了“實驗法研究的示例：響尾蛇是如何追尋放走的獵物的?”并歸納出實驗法研究的七個步驟。在實際教學中，不少教師注重了七個步驟的記憶，忽略了七個步驟之間的因果關系和思維順序；注重了探究過程的完整性，忽略了各步驟的獨立性。也就是說，在教學中我們不應該急于求成讓學生一下設計出完整的探究性實驗，而應該重點結合已做過的探究性實驗和教材示例讓學生理解各步驟的意義和步驟之間的聯系，從而建立完整的探究思維順序。要實現這一點，教師還應該有意識地設計針對某一步驟的強化訓練，這樣不僅可以分散教學準點，而且可以排除學生的畏難情緒。

在實際教學中，教師都感覺到實驗設計對于學生來說是最難的，所以不少教師在本節，乃至緊接其后的探究性實驗――“探究影響鼠婦分布的環境因素”，一直將實驗設計作為重點，想一舉突破難點。但我認為，實驗設計與學生擁有的知識背景關系很大，在這里對實驗設計的教學重點應該在實驗組與對照組的設計原理，即單因子實驗。

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二、實驗-探究教學模式的目的

實驗和探究都是物理學習中的重要組成部分，同時在教學理論中又都有其理論依據.實驗-探究教學模式是把兩者有機結合，通過教師將物理現象和物理概念融合到物理教學中，激發學生探索物理規律.

這種教學模式的核心是“探究”，顯然“探究”的行為主體是學生而不是教師.施瓦布提出了“探究學習”理論.他主張學生參與研究過程，通過實驗研究掌握科學概念、科學方法以及科學的態度.“探究教學法”在美國教育界得到了普遍的運用，而且取得了良好的實際效果.實驗-探究教學模式其主旨在于，讓學生通過主動探索過程，培養其積極主動的學習態度，很自然地進入到概念學習的環節，認識到對現象研究重要性并不亞于掌握知識本身；探究教學的目的是讓學生在“做”中掌握科學原理，并形成正確的科學概念和科學態度.

三、實驗-探究教學模式的實施

與注意事項

在實驗-探究物理教學模式中，教師應承擔主要責任.教師要做的主要是以下幾點.（1）明確即將進行的實驗課程在年度物理教學中的地位，以便于合理安排課時；（2）明確教學目的，即要清楚地知道通過實驗環節讓學生掌握何種程度的物理概念和深度；（3）明確對學生的教學要求，即在實驗開始之前就必須給學生布置實驗任務，讓學生知道本次實驗要自己動手去了解的物理現象和物理規律；（4）重視探究環節的設計.探究環節是實驗-探究教學模式的核心所在，教師需要精心設計這一環節.既要給學生設置難度適中的思考問題，又要激發學生的探究興趣，并使學生掌握相應的物理概念.

在實施實驗-探究教學模式時，需要給學生以必要的心理準備和預習方面的準備.在實驗課程開始之前，讓學生對即將進行的實驗所涉及的原理和實驗方法做必要的預習，避免出現實驗中的盲目性.

四、案例分析

現以“物質的比熱容”為例探討實驗-探究教學模式的實施.本課程在實驗室中完成.在教學中，教師的任務是提出問題、猜想假設、制定計劃、驗證假設、交流提高.實驗的目的是讓學生聯系實際生活經驗和物理概念，大膽假設并用實驗去求證，實現從感性認識到理性認識的升華.

步驟1：導入課程，在課前將和比熱有關的物理現象向學生展示，激發學生的學習興趣和探索熱情，此處以沙灘和海水為例.同時，讓學生分組實驗.

步驟2：設置問題.讓學生按照自己的理解，解釋這些和比熱有關的物理現象，即解釋為什么在日落時海水和沙子的溫度會有差異，并在后面的實驗中驗證自己的猜測.

步驟3：由實驗引入理論講述.通過在石棉網上加熱燒杯中的水這一小實驗來解釋剛才展示物理現象的本質原因，提出比熱容的概念.通過對單位質量的水升溫1°吸收的熱量定義出水的比熱容，進而引申到其他物質單位質量溫度升高（或者降低）1°吸收（或者放出）的熱量就是該物質的比熱容.讓學生明白之所有前面的物理現象，是因為物質間的比熱不同.

步驟4：安排學生實驗任務，要求學生以實驗數據來回答為什么沙子比水的溫度變化要快.

步驟5：安排學生實驗環節，并提供記錄數據的表格，要求學生以實事求是的態度做實驗記錄.

步驟6：安排學生小組討論環節.要求每個小組需要以實驗數據為依據，給出為什么沙子和水溫度上有差異的原因的討論結果，并驗證實驗數據是否和自己的猜測一致.

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“科學過程技能”包括：觀察、應用時空關系、分類、應用數字、測量、傳達、預測、推理、控制變因、解釋數據、形成假設、下操作型定義、進行實驗十三項技能。

2.例談科學過程技能在探究性實驗中的應用

就實驗教學中如何融入科學過程技能這個問題，這里以人教版高中生物必修1《分子與細胞》中“影響酶活性的條件”探究性實驗為例，對科學過程技能進行探究。

2.1實驗前的準備

實驗前準備好所需要的材料和用具，同時教師提供材料，引發學生聯想。比如加酶洗衣粉包裝袋上的適用溫度范圍標注這類與學生的生活經驗相關的材料容易引起學生的好奇心和探究動力，同時能作為探究實驗課的絕佳導入。

2.2探究性實驗的基本步驟

2.2.1發現問題、提出問題和作出假設

讓學生閱讀材料發現問題并提出問題，針對提出的問題作出假設，這兩個基本步驟啟動、激勵了探究培養學生發散思維能力和提問能力，接下來小組交流要探究的問題和假設，問題如：“溫度是否會影響酶的活性”；“pH值對酶的活性有沒有影響”等。假設如：“溫度會影響酶的活性”；“pH值對酶的活性有影響”等。

2.2.2設計實驗

本次探究實驗分為分實驗一“探究溫度對酶活性的影響”和分實驗二“探究pH值對酶的活性的影響”。例如分實驗一，首先，設計本實驗的自變量為溫度、因變量為碘液的顏色、對自變量控制和因變量的檢測。其次，組織各組自主設計實驗，應該選擇哪一種酶和實驗材料用具做這個實驗，實驗要分為幾個步驟，根據本組的假設，你預期會看到怎樣的實驗現象。選擇淀粉酶作為實驗材料，而不選擇過氧化氫酶，因為過氧化氫酶受溫度影響會分解。設計三組實驗：高溫組、低溫組和常溫組。觀察指標是看碘液是否變藍。最后，看本實驗設計中有無需要改進的地方，繪制出表格。

從表格中發現初步設計是否存在不合理的地方，比如加入的可溶性淀粉溶液是否遵循等量原則；考慮到酶是蛋白質這個性質，應該先加入冰水，后加入沸水分別進行現象觀察。學生通過自主討論發現并改進需要改進的地方，再形成小組的實驗方案，進行表格再設計以便記錄實驗數據。在教師的引導下學生在自主交流討論的過程中體驗了實驗設計的探究，同時語言表達、交流和評價能力也得到了很大提高。

2.2.3進行實驗

這是決定探究性實驗成功與否關鍵的一個環節，也是科學過程技能中的關鍵步驟。教師引導學生按照最終的實驗方案進行操作。教師提出要求：實驗探究組內要有明確分工，引導學生注意觀察實驗現象，是否與預測相符，做出的假設是否得到了驗證，并認真記錄。在這個過程中學生的實驗操作和分析實驗現象的能力都得到了增強。

2.2.4分析結果、表達和交流、進一步探究

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從實際應用出發，實驗目的可以從兩個不同角度分析確定。（1）可以從實驗課題中分析實驗目的。很多探究課題實驗目的明確，不需要作進一步分析。但也有部分課題探究目標比較模糊。如，探究小麥生長中心與旗葉光合作用的關系。該課題既有可能是探究生長中心對旗葉光合速率的影響，也有可能是探究旗葉光合作用對生長中心生長速率的影響。因此，需要進一步細化，確定探究方向。（2）從實驗步驟中歸納實驗目的。從訓練學生思維的角度出發，在某些情境下可能給定實驗步驟，要求歸納實驗目的。此種情境下的一般方法是：根據實驗步驟找出實驗中的自變量和因變量，將實驗目的概括為“探究某因素（自變量）對某形態結構或生理功能（因變量）的影響”。

二、實驗原理的分析和歸納

實驗原理是對實驗的理論基礎、操作方法和目標指向的高度濃縮概括。其內容應包含四個方面的基本要素：實驗的科學理論依據；操作過程要點；實驗結果的檢測方法和指標；實驗的結論目標指向。

在獨立設計實驗時，確定實驗原理的基本途徑是：（1）從生物科學的基本理論出發，深入分析影響因素與作用對象之間的內在聯系。（2）分析操控影響因素的具體方法，確定自變量。（3）分析實驗對象受到影響后可能發生的反應，找出與這些反應相關的外在表現，確定觀測指標。（4）概括說明該實驗能達成的最終目標。

如果是在已有的實驗方案基礎上歸納實驗原理，基本方法是：找出實驗方案中的自變量和因變量，從理論上分析二者之間可能存在的聯系；然后以方案中實驗組為依據，描述對自變量的控制和對結果的檢測方法，忽略掉對照組設置以及對無關變量的控制等細節，從而歸納出實驗原理。

一個科學的實驗原理可以對實驗材料的選擇、實驗步驟的設計、觀測指標的確定以及實驗結果的預測分析都能起到有效的指導作用，是整個實驗方案的綱領。

三、實驗步驟設計的方法和原則

實驗步驟是實驗探究方案的主體內容。它直接決定實驗過程能否實現以及實驗目標能否達成。

實驗步驟設計的一般思路是：首先要明確自變量和因變量，再結合探究目標確定變量控制方法和對照實驗設置方法，最后確定對實驗結果的檢測方法和指標。如果是定性探究，則應該以被探究因素的有、無或者強、弱等典型條件設置對照；如果是定量探究，則應該以被探究因素的強弱程度設置一系列梯度實驗進行探究。例如，若要探究“溫度對植物光合作用的影響”就可作定性探究，此時只需要設置高溫、常溫、低溫三個典型溫度條件作對照實驗即可。如果要求“探究植物光合作用的最適溫度”，這就是一個定量探究課題。必須在一定溫度范圍內設置一系列溫度由低到高的梯度實驗進行對照。檢測方法要有可行性，檢測指標必須是實驗對象受自變量影響后產生的必然預期結果。

實驗步驟設計必須遵循的原則主要有：科學性原則；對照原則；單一變量原則；平行重復原則。

科學性原則的基本含義是：有確實的科學理論依據，邏輯推理嚴密，操作方法和順序合理，變量控制可靠有效，觀測手段簡便易行。

對照原則：探究過程中要通過設置對照實驗的方法來增強實驗的說服力。可根據不同課題要求，在實驗中設計空白對照、條件對照、相互對照和自身對照等不同的對照實驗形式。

單一變量原則：實驗組與對照組只能有一個變量差異。即除開自變量以外，實驗組和對照組其他所有無關變量應保持相同且適宜。

平行重復原則有兩層含義：一是指進行探究實驗時對生理狀況相同的多個實驗對象同時進行相同的實驗操作，以減少偶然因素或實驗對象個體差異帶來的誤差；另一層含義是指控制自變量在相同的變化幅度下，以同樣的條件進行重復實驗，從而體現過程與結果之間聯系的必然性。

在上述原則下，實驗步驟的設計可以大致上分為三個要點：第一步，準備和分組。對實驗材料要進行準備和預處理，使其初始狀態相同并達到實驗要求。然后，根據實驗需要劃分為不同組別，為后續的對照實驗做好準備。第二步，對照處理和變量控制。將不同組別控制在自變量的不同變化幅度之下形成對照，其余條件控制到相同且適宜的狀態，并給予充分的后續反應時間。第三步，實驗現象的觀測統計。選定適當的觀察測量指標對不同組別分別進行觀察和統計，以反映實驗結果。

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一、探究性實驗與驗證性實驗的區別

1.探究性實驗：指實驗者在不知曉實驗結果的前提下，通過自己的實驗，探究分析和研究得出的結論，從而形成科學概念的一種認識活動。

2.驗證性實驗：指實驗者針對已知的實驗結果而進行的以驗證實驗結果，鞏固和加強有關知識內容，培養實驗操作能力為目的的重復性實驗。以下是兩類實驗比較的項目：

1）實驗目的前者探索研究對象的未知屬性，特征及其與其他因素的關系；后者驗證已知對象的已知屬性，特征及其與其他因素的關系

2）實驗假設前者假設的形式表達，是根據現有科學理論事實，對所有要研究的對象設想出一種或幾種可能性的答案解釋設一般采用“如果A，則B”；后者因結論是已知的故不存在假設問題

3）實驗原理前者因探究內容而異；后者因驗證內容而異

4）實驗步驟前者應有的實驗步驟實際未完成，實驗步驟要自己設計；后者應有的實驗步驟，可以是曾經做過的或尚未做過的

5）實驗現象和預期結果前者未知，應對應假設分類討論；后者已知

6）實驗結論前者對應實驗目的作出探究結論；后者對應實驗目的作出肯定結論

二、兩類實驗設計中遵循的原則

1.科學性原則。包括實驗原理的科學性，實驗材料的科學性，實驗方法及實驗結果處理的科學性。

2.對照性原則。生物學實驗中為增強實驗的可靠性與可信度，設置科學，合理的對照可以使實驗方案簡潔明了且使實驗結論更有說服力。對照組類型如下:

1）空白對照:不給對照組以任何處理.

2）自身對照:實驗組和對照組都在同一實驗對象上進行.如植物細胞質壁分離和復原實驗

3）條件對照：給實驗對象施以某種實驗處理，這種處理是作為對照意義的。或者說這種處理不是實驗假設所給定的實驗變量意義的。

4）相互對照：不單獨設置對照組，而是幾個實驗相互對照。

3.單因子變量。要驗證誰則把誰作為變量。

4.平行重復原則。在使用中可以通過在一組實驗中同時處理多個材料來體現重復性原則。

5.隨機性原則。被研究的樣本是從總體中任意抽取的，可以消除或減少系統誤差，平衡各種條件，避免實驗結果中的偏差。

［1］實驗設計的思路及方法

⒈了解題目要求，從題干中找答案。

⒉寫出實驗名稱：指出是什么實驗，判斷是驗證性還是探究性實驗。一般有“驗證，證明”等詞為驗證性實驗；有“探究，能否，是否”等詞為探究性實驗。

⒊寫出實驗目的:在判斷基礎上，明確目的，一般在題干中有“驗證……”，“證明……”，“探究……”其后內容就是實驗目的，但有些要提煉要點。

⒋實驗原理。這對所學知識運用要求較高，需多方考慮完成此實驗的理論依據是什么。

⒌設計實驗方案（步驟），一般情況要出現以下幾點：

①．如果需要提取，配制，處理實驗材料則把提取，配制等操作放在第一步。

②．分組編號。研究對象，器皿等要編組標號，設立實驗組和對照組；注意控制無關變量，在措辭中往往有“相同”“一致”等字眼。如果有測量應測量記錄初始值。

③．實驗處理。分別對實驗組和對照組施加單一變量；實驗處理要遵循“單一變量和對照原則”。

④．培養（或飼養），觀察，記錄等。依然在措辭中體現對無關變量的控制，經常有“相同條件下”，以上條件滿足后，要明確注明“其他條件適宜且相同。”

⒍通過對實驗結果（現象）的處理，綜合分析得出實驗結論

實驗結果即實驗過程中觀察到的實驗現象或收集到的數據，實驗結論則是通過對實驗結果的分析得出的定性表述，結論要依據實驗原理并與實驗目的相對應。驗證性實驗一般有一種結論，而探究性實驗可能有多種結論。

四、例題比較

以鑒定某人是否出現糖尿病為例對兩種實驗類型進行對比。兩類實驗的原理（斐林試劑與可溶性還原糖作用出現磚紅色沉淀）、步驟相同（與教材同），不同表現如下：實驗名稱前者為鑒定某人是否出現糖尿；后者是驗證某糖尿病患者尿液中含還原糖

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筆者在進行焦點團體訪談的前一周,在網絡交流群中通知教師本次訪談的主要內容是大家對科學探究及其教學的看法,在實際訪談中,兩位協調員中的提問包括:①請老師們談談對科學探究的認識,科學探究有哪些方面?②請老師們談談對探究教學的認識,探究教學有哪些要點,哪些教學方法等。

二、教師關于科學探究和探究教學的概念圖

訪談中會形成大量的文本資料,研究者往往依靠個人對資料結果的理解和相對感性的思維來分析,從資料中發現有價值的信息和結論。圖式分析是一種常用的方法,而其中的概念圖是運用認知簡化來確認參與者頭腦中的復雜信息。[3]焦點團體訪談有12位教師參與,分別為小學和初中數學、科學教師,初高中物理、生物教師。筆者采用概念圖的方法分析了8位教師的認識狀況(見圖1-圖5),此概念圖以科學探究或探究教學為核心,用箭頭表示教師的核心話題和觀點。經分析發現:有3位教師認為探究教學就是“做實驗”,3位教師存在“形式認識”,2位教師對科學探究的認識比較平衡,其中一位教師注重結果取向,即知識的掌握,另一位教師注重探究教學的理念,不過沒有談到教學實踐的做法。并且教師都未提及科學探究的基本原理,僅是談及科學探究的理念,教師對科學探究和探究教學的認識存在缺失。

三、網絡焦點團體訪談的熱點問題

通過網絡焦點團體訪談中教師個人觀點的陳述和自由討論,筆者發現他們討論的熱點集中在以下六個方面:①中小學探究教學的不同;②探究過程的動手和動腦;③科學家與學生探究的區別;④探究過程是否要有明顯的套路;⑤科學探究是否就是實驗;⑥探究的主題和教師引導。教師將其中的前兩點合在一起討論,以下是自由討論記錄和說明。

1.中小學探究教學的差異

有位教師認為小學階段的科學應該注重動手能力,引起幾位教師的爭論,其他老師認為要關注學生的思考,需要動腦,這位教師則認為動腦與動手是相互依存的,動手自然就會動腦;教師們普遍認為小學階段的探究重視過程,中學階段的探究重視知識點。

2.科學家與學生探究的區別

教師們就探究的結果和過程哪個重要產生了爭議,關于科學家與學生探究區別的爭論分為兩個陣營,一邊認為科學家的探究與學生不同,科學家的探究注重成果,學生的探究注重過程、方法和能力;另一邊則認為結果與過程在學生的探究中缺一不可。另外,教師中還出現與上一爭論焦點中相似的問題,即認為動手實驗就是實踐,重視過程與方法和思維能力。

3.探究過程是否需要明顯的套路

教師們對探究的步驟產生了爭議。是否應該按照七個步驟進行探究,是否應該有一定的模式。多數教師已經將探究步驟的七個要素看成是探究活動的定型步驟。與前面分析的教師概念圖相一致,很多教師對科學探究的認識停留在表面。

4.科學探究是否就是實驗

多數教師認為科學探究即實驗,更有教師認為探究就是動手做。他們對于實驗沒有深入的認識,僅僅停留在操作層面,而不是真正的理解。

5.探究的主題和教師的引導

多數教師認為探究的主題可以選取生活中熟悉的內容,教師在探究中應該給學生自主的空間。但是他們也提出目前有些學生的探究實驗都是按照教師的預設進行,教師也不明確應該如何引導學生探究。

從教師的焦點團體訪談記錄可知,大部分教師認為探究就是實驗;實驗中的動手與動腦相互依存,只要進行動手實驗必然會動腦;探究既要注重過程還要關注結果,即知識的掌握;探究過程的定型和步驟化,教師的認識還處于操作層面;教師還不明確應該如何引導學生進行探究。

通過網絡焦點團體訪談研究可以得出,中小學科學教師對科學探究的認識以“做實驗”和“形式認識”為主,平衡深刻的不多;且他們不能清楚區分探究與實驗、探究過程的動手和動腦;也不明確如何引導學生進行探究;對于探究本身存在不平衡認識和理解,不知道如何做探究,缺少對探究過程的實踐認識。舒爾曼的學科教學知識涉及到教學的定位、學習者的知識、課程知識、教學策略知識和評價知識,并受到教學知識、情境知識和學科內容知識等影響;[4]德士美和康特提出了具體情境的教學知識這一概念來重新認識學科教學知識,他認為學科教學知識受到以下知識的影響和相互作用:教育目標和價值觀、學習者和學習知識、課程知識、過程和結果評價以及學科內容知識。[5]探究教學知識包括探究教學和教師自身的定位、學生和探究學習的知識、探究課程的知識、探究教學的策略、探究教學的評價等幾個要素。通過本研究可知,科學教師缺少探究情境的教學知識,還缺少探究教學的策略知識,并且對于科學學科的教學策略認識還不夠,缺少基本的探究教學課程知識以及對學生探究學習的評價知識。教師對探究教學的認識與探究情境的教學知識、探究教學的策略知識、科學探究的課程知識和對學生的認識及探究學習評價關系密切,并且受到社會文化背景、科學教育目標、評價以及價值觀等方面的綜合影響。

參考文獻:

[1]Krueger,R.A.&Casey,M.A.Focus Groups:A Practical Guide for Applied Research[M].3rd edition.CA:Sage,2000.

[2]Casson,R.W.Schemata in cognitive anthropology[J].1983,(12).Annual Review of Anthropology,1983,(12).

[3]克魯杰,凱西.焦點團體:應用研究實踐指南[M].重慶:重慶大學出版社,2007.

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情感態度與價值觀是理科教學中較難達成的課程目標。本課的第三個亮點正是較好地達成這一目標。這得益于本課伊始的情境創設，即選取2010年上海世博會德國館工作人員穿的T恤可降解的視頻資料，產生耳目一新的視覺沖擊，讓學生從中提煉了高質量的問題，“我們能不能合成類似這樣的環保材料呢？怎么合成？”顯然，能有這樣強烈的愿望，達成“認識到有機化合物在人類生活和社會經濟發展中的重要意義”這一目標，圍繞這一情感需求，全課的學習活動逐步展開，直至課堂的最后一個環節———借助網絡學習聚乳酸的性質用途，結合第二個視頻資料“我國聚乳酸材料應用”，學生這種積極的情感體驗從容地升華為運用所學改善、提高人類生活質量。

三、驅動性的問題設計是推動探究教學的靈魂

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一、教學目標的細化和確定

探究實驗教學作為一種有目的、有計劃、有組織的實踐活動，有著一定的目標。這些目標存在于教學活動開始之前，并貫穿整個教學過程。《課程標準》比較詳細地敘述了學習初中生物學知識要達到的各種目標要求，主要分為知識、能力、情感態度與價值觀三個維度。學生通過知識的學習提高自身能力，形成對世界的認識和觀點，同時能力的提高和情感態度與價值觀的建立又反過來影響知識的學習，所以知識、能力和情感態度與價值觀這一三維目標是一個有機整體，應當貫穿整個學習過程的始終。因此《課程標準》對探究實驗課的具體目標要求如下：

知識目標：獲得生物學基本事實、概念、原理和規律等方面的基礎知識，了解并關注這些知識在生活、生產和社會發展中的應用。

能力目標：能夠正確使用顯微鏡等生物學實驗中常用的儀器和用具，具備一定的實驗操作能力和繪圖能力。引導學生初步學會生物科學探究的一般方法，發展學生提出問題、做出假設、制訂計劃、實施計劃、得出結論、表達和交流的科學探究能力，在科學探究中發展合作能力、實踐能力和創新能力。引導學生在實驗中設置對照，確認變量，能用準確的術語、圖表介紹研究方法和結果，闡明觀點；利用證據和邏輯對自己的結論進行辯護及必要的反思和修改。

情感態度與價值觀目標：培養學生樂于探索生命的奧秘，實事求是的科學態度、探索精神和創新精神，使學生樂于學習生物科學，能正確理解科學、技術、社會之間的關系。

根據課程標準、考試說明及具體學情，可將“探究植物細胞的吸水和失水”的三維教學目標具體細化為以下內容：

知識目標：說出植物細胞吸水和失水的原理和現象，并能進一步解釋原因及注意事項。

能力目標：能夠正確使用實驗器具，掌握處理實驗材料和進行生物學實驗操作的技能，根據多種實驗材料設計可行的不同實驗方案，并用準確的術語表述和評價結果。

情感態度與價值觀目標：養成質疑、求實、創新及勇于實踐的科學精神和科學態度，培養學生觀察和小組合作能力。并通過設計不同實驗方案，引導學生樹立定量實驗的意識。

二、教學目標的檢驗

教學目標確定后能否實現需要進行檢驗，通過對教學目標的檢驗預測確定的教學目標能否實現，怎樣實現，如何實現。探究實驗課的知識目標可通過提問學生、鞏固達標題等手段檢驗。能力和情感目標則要在實驗過程中通過教師的觀察、指導和評價完成。例如：“能夠正確使用實驗器具―天平”這個能力目標，教師可在實驗過程中觀察學生操作是否規范，并進行及時指導和評價，從而培養學生求實、創新、勇于實踐的科學精神及小組合作能力這一情感目標；“說出植物細胞吸水和失水的原理和現象”這一知識目標，教師可通過提問學生，讓學生回答生活中與植物細胞吸水和失水有關的生活實例檢驗確定的知識目標。

三、教學目標的實現

根據教學目標的細化和檢驗方法，教師基本能確定課上的主要教學內容。如何具體實施教學目標則要在教學過程中根據學生的學情進一步確定，而教師首先要分析學生在實驗課中往往會出現幾種情況：例如：①七年級學生到實驗室會感到很驚奇，對擺在實驗桌上的器具會東摸西摸，無法集中精力聽老師講解實驗步驟及注意事項；②對具體步驟缺乏統籌安排，缺乏統一協調，導致上課時部分學生手忙腳亂，耗時多，無法在規定時間內完成教學任務；③實驗過程中對實驗器具的操作不規范，從而影響實驗結果，更不會評價實驗結果。針對這些常見問題，教師在上探究實驗課前要有針對性地進行教學設計，盡量避免這些問題的發生，從而實現實驗課堂的高效性。

如“探究植物細胞的吸水和失水”這節探究實驗課，教師上探究課前可先設計一個圖表將實驗原理、實驗用具、實驗步驟、實驗現象一一對應起來，其中實驗步驟環節中可適當留空，讓學生動手寫一寫，幫助學生記憶和鞏固知識，如表1，也可引導學生在實驗課前設計一個圖表用于記錄實驗數據，如表2。

第4步：將蘿卜條取出，觀察燒杯中溶液體積的變化，同時測量蘿卜條的質量，將數據填在表格中。

第5步：用曲線圖對實驗數據進行處理。分析本組數據并得出結論，分析實驗處理的時間長短對實驗結果的影響。

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所謂探究式教學，就是要全體學生主動經歷與科學工作者進行的科學探究相似的過程.在此過程中，體驗科學探究的樂趣，學習科學家的科學探究方法，領悟科學的思想和精神.

這種科學探究，一方面更有利于三維目標（尤其是過程和方法、科學態度與價值感）的達成，有利于面向全體學生；另一方面這種教學效果可以使得學生印象更深刻，影響更持久，甚至更能抵達科學學科教學的實質.也就是說，從全面看來、從長遠看來、從實質來看，這種學生主動建構知識的學習更高效.但是，自主的探索行為，是變未知為已知的過程：一是要適當展示前輩科學家建立科學概念、發現科學規律的過程；二是要在學生自主學習中了解知識是怎樣得來的.這近乎是從無到有的跨越，難度之大可想而知.

還有，探究式教學由于要學生更充分的參與活動，更充分的展開思維，且必有更多樣的、難以預料的設計，因而看上去更耗時，在課堂實踐中也更難駕馭.所以，教學實踐中認真探索課堂上的高效探究模式很有必要.

2 教師的合理指導和學生的自主探究有機結合可以提高效率

學生要有自主性，教師就不宜過多指導；但是教師不指導，探究有時候就很難進行下去，這是一對矛盾.有效地解決這對矛盾，是高效率進行探究式教學的關鍵.

解決這一矛盾的方法是，具體分析和規劃科學探究課題的過程目標，組合使用“定向探究”和“自由探究”.學生要在哪個要素上下功夫，或者說，本節課確立的主要能力目標是哪個要素，對此教師不僅要十分清楚，而且要進行規劃.方便讓學生獨立探究的要素，應該充分發揮學生的自主性，讓學生獨立去完成；對于不適于或者不能夠讓學生在本節課探究的環節，就不宜設為本課題的過程目標，教師就可以詳細指導，讓學生把主要精力放在教師事先設計需要強化的要素上.不同的課題分別突出了不同的要素，學生所得到的是深入和全面發展.

3 建構課堂探究模式

通過實踐和反復推敲，構建課堂高效探究模式的一般做法是：第一步，教師通過演示或者回顧舊知識，提出問題引入新課之后，組織學生應用已有的經驗和知識對問題中的事實尋求可能解釋，發表猜想；再通過問題引導，令學生對實驗結果進行更加具體的預測；第二步，分析該探究活動可以大致設計哪幾種解決方案框架（不需具體步驟）.這一步是從無到有的過程，所以往往需要用某些方式（如提示條件，增設臺階），作出適當的鋪墊.根據學生提出的各種方案，教師把它們總結成幾個模型令所有學生分析；第三步，根據現有的條件和探究的要求，確定針對其中某種方案進行深入探究；

第四步，最后針對所確定的方案從操作的角度把探究的猜想與假設具體化、程序化，制定計劃與設計實驗；

第五步，分組操作實驗（或理論推導）.

這樣綜合運用“發散思維”與“收斂思維”，起始于聯想各種可能，聚焦于某一具體方案，采用分層次遞進探究模式，可以高效完成探究教學的三維目標.

下面就“實驗探究”和“理論探究”兩種情況分別舉例說明.

例1 實驗探究：探究功與速度變化的關系.

第一步，用演示引入課題.為引出“功與速度變化的關系”的話題，筆者設計如下三個演示實驗：粉筆頭自由落體、細繩拉動小車、彈弓彈出粉筆頭.這一組演示不僅僅是引出話題、激起興趣，同時它還概括了不同方向、變力和恒力拉動各種情況，具有明確的指向性和啟發性.

學生據此想到他們熟悉的模型，加以定量考量，即可設計出靠譜的方案.

第二步，學生展示設計方案.不出意料，它們基本上可以歸納為如圖1所示的模型，實際上學生還有提到使用傳感器、數字計數器等，均應予以肯定.

之后借鑒CCTV2《鑒寶》節目的“夸寶”環節，請學生代表分別闡述自己所設計方案的理由和優點.

第三步，教師直陳理由導入所選方案.三種方案都應肯定，只是方案3的變力做功具有普遍性，且可以與下一節的恒力情況下理論推導相補充（反之則不宜理論推導變力情況），所以就選擇它了.

第四步，學生針對方案3制定步驟及注意事項.某一（組）學生宣示自擬的實驗步驟及注意事項，其他學生補充矯正.如果還有缺漏，教師可提出相關問題令學生討論，如給出一條打點的紙帶，問選哪一段計算速度？

第五步，分M操作實驗.

……

例2 理論探究：理想氣體的壓強p、體積V和熱力學溫度T的關系.

第一步，回顧舊知識提出問題.根據前面所學氣體實驗定律可以猜想它們之間存在某種相關關系，甚至猜出其定量關系.那么，可以設計怎樣的推導方案？

第二步，學生展示推導方案思路.要充分估計到學生自主推導的難度，所以可以用p-V圖象等予以提示，且在此環節不需學生具體計算.總共可以得到如下6種地位均等的方案（圖2板書）：

第三步，教師確定初末狀態提示推導方案.設某一理想氣體的初態參量為（p1、V1、T1），末態參量為（p2、V2、T2），任取一種如“先等溫后等壓”的過程，具體步驟該怎樣？

第四步，針對此方案制定步驟及注意事項.某一（組）同學宣示推導過程，特別指出中間參量的設定和處理方法，其他同學補充矯正.如可以直接設中間狀態參量為（p2、V′、T1），或者先設為（p′、V′、T′），再根據要求令T′=T1，p′=p2.實際上后者更容易想到.

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從教學角度來講，探究性學習就是要把以往以結論為中心的教學模式轉變到重視結論的形成過程，結論是學生在自主合作的探究過程中自己得到的，老師要從知識的圣壇上走下來，成為學生探究學習過程的參與者、指導者和促進者。這點也是新課改對教師提出的要求。

二探究性實驗的重要性

新課標下高中物理探究式實驗教學，是指在教師的指導下通過實驗來探索物理規律，也可以是學生根據既有的知識和條件，自己創造性地設計實驗（包括實驗原理，實驗器材，實驗步驟），從而獲得新知識的科學方法。因此，教師在高中物理探究式實驗教學過程中要啟發學生自主應用已經學過的知識進行探究實驗，使學生充分發揮主觀能動性，有思考、質疑、表述、探究、討論問題的機會，讓學生通過多種方式進行解難釋疑的探究，在這過程中掌握知識、技能和方法。這無疑對學生以后的成長有著非常重要的影響。

（1） 新課標下高中物理探究式實驗能激發學生探究興趣，學習物理的主動性。

新課標下高中物理探究式實驗充分發揮了學生的非智力因素，調動了學生學習的主動性和積極性。探究式實驗具有趣味性,它能充分運用學生的各種感官,激發學習興趣。現代認知心理學認為,興趣是產生動機的重要條件,是人類認識客觀世界的一種心理表現,是一個人獲得知識、拓寬知識面、提高科學素質的動力.因此,在物理教學過程中,通過探究式實驗將極大地吸引學生的注意力,有利于學生去研究物理現象,探索物理規律,激發學生的興趣和求知欲。

（2） 新課標下高中物理探究式實驗能培養學生邏輯思維能力和分析解決問題的能力。

舊教材對實驗的原理、器材、實驗步驟、注意事項和結論都作出了說明，學生只是簡單的照抄或模仿。而新教材中沒有給具體的實驗儀器、操作步驟、實驗結論，而是從提出問題——提出假設——設計實驗——實驗操作——記錄數據——數據分析等環節要求學生逐一進行探究：討論實驗方案、選擇實驗器材、設計實驗步驟、處理實驗數據、歸納實驗結論。在實驗操作過程中出現的新問題，要通過討論、交流等方式能得到很好的解決，達到培養學生分析問題、解決問題的能力。從而培養學生的創新精神和探究能力

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一、近幾年生物科學探究試題的結構分析

1.探究試題的分值、形式和材料來源

（1）中考探究實驗設計與分析題的分值有所增加。（2）科學探究題的形式已經從選擇題向多種題型發展，對探究實驗能力的考查形式也趨于多樣化，但多年中考已經形成了比較穩定的結構，這也是經過驗證比較科學的布局，各地在自主命題時不大可能輕易做出變化。（3）從統計表中可以看出，探究題的背景材料來源已不完全是教材中現存的探究材料了，也呈現多樣化的趨勢，更加與人們的生活實際相聯系。

2.重視對學生獲取知識能力、設計能力、分析能力和表達能力的考查

從近幾年的中考生物試題不難看出，中考越來越重視對學生知識能力的考查，要求學生從題目給予的文字材料、圖形圖表中獲取有用的信息，讀懂題目給予的新情境后再運用所學的知識解決實際問題。例如，2010年江蘇卷21題中的材料中提供了甲乙丙三組的對照實驗，通過閱讀材料、表格、直方圖的信息，就能正確地作出假設，得出結論。2011福建福州卷35題中就有一道與實際相聯系的試題，試題是有關“鉛污染對人類的影響”，設計上把小白鼠分為三組，給予不同濃度的含鉛注射劑，通過表格中現象的分析得出結論，該題也是從題目中給予的材料、信息，運用所學知識來解決問題。2012年湖南湘潭也出了一道類似的給予材料題，然后用材料中的信息解答問題，并深入研究，考查解決問題、分析問題、得出結論、交流的能力。這些試題都是考查學生獲取知識的能力、識圖能力和信息處理的能力，這些設計新穎的試題既來源于課本，又高于課本，考生從未見過，但考生只要具有一定的自學能力，就會領會題目的意思。

近幾年，中考生物科學探究分析題多為探究實驗設計與分析題型，這類題目的靈活性和開放性較大，但有不少考生大致明白題目的意思，而無法用簡明扼要的文字或圖表來正確表達探究過程、結果和結論等，例如：2012年浙江溫州卷第32題就是這樣，“驗證玉米的莖具有背地生長的特性”，同學們都知道這個知識點，但是要設計方案來驗證，學生又覺得有難度，很難用簡明扼要的文字來正確表達探究步驟，這樣的題對于學生來說很有難度。2010年福建龍巖卷的第40題也是這樣的類型，內容是“淘米水對植物生長的影響”，這道題從我們平時常見的生活實際入手，感覺很簡單，但是考查的是整個探究過程，包括提出問題，設計方案與實施控制變量以及得出結論，學生用自己的語言歸納總結，考查學生能用所學知識解決實際問題的能力，對于學生來說是較難的。

二、對中考生物科學探究復習教學的啟示

1.按照新課標中課程內容的要求，確立有關科學探究的能力目標

內容解讀：教材中涉及的探究活動：（1）光照對鼠婦生活的影響。（2）二氧化碳是光合作用的原料。（3）探究鯽魚的覓食行為。（4）比較不同果蔬中維生素C的含量。（5）口腔對淀粉的消化作用。（6）探究不同食物的熱價。（7）脈搏與運動的關系。（8）酒精對水蚤心率的影響。（9）探究果實發育過程中體積的變化。（10）探究種子萌發的條件。（11）探究根長長的主要部位。（12）探究果蠅的發育過程。（13）探究生男生女的比例。（14）探究制作酸奶需要的條件。（15）探究食品腐敗的原因。

2.重視科學探究過程的操作

新課程標準針對提到的探究實驗，教師應積極提供機會讓學生親自嘗試和實踐，引導學生參與科學探究活動時不僅應參加科學探究某些方面的活動，還應該讓學生有機會參與若干完整的探究活動。因此，要安排一些可行性實驗讓學生在動手操作過程中感知探究的步驟，例如：（1）讓學生在家里發次豆芽，探究種子萌發的條件。（2）測試酸對植物生長的影響。（3）什么樣的馬鈴薯塊能夠萌發等。在這些實驗探究過程中注意引導學生設置對照實驗，注意實驗過程，實驗結論，遇到問題時如何解決等。

3.重視科學探究實驗過程的思考

在生物科學探究復習時，要教會學生思考整個探究過程，包括實驗原理、提問的問題、假設、實驗設計、實驗實施過程以及結論的得出。首先，要思考并理解實驗原理中所包含的知識；其次要思考實驗過程中出現的現象（結果），數據，問題并分析解釋其原因，思考如果改變實驗條件，變量將會出現什么結果（或現象）；最后對實驗結果（或現象）進行總結分析并反思。對探究過程的思考以培養學生的思維能力，提高學生分析與解決問題的能力。

4.重視科學探究過程的表達