淺談初中科學探究之“深”與“淺”

葉春花

科學探究是人們獲取科學知識，認識自然的重要途徑，它既是新課標理念實施中的一種全新的學習方法，也是科學學習的重要內容?？茖W探究活動能有效激發學生對科學學習的興趣，能讓學生學會從日常生活、工農業生產、科學研究的實際情景中，發現有探究價值的問題?？茖W探究活動可有效培養學生的實驗能力、探究能力、創新能力。因而科學探究也就理所當然成為中考考查的重點和熱點。關于科學探究淺談三點其“深”與“淺”。

一、地位“深”，起點“淺”

《義務教育初中科學課程標準》在總體上把科學課程的內容劃分為五大部分：“科學探究”、“生命科學”、“物質科學”、“地球和宇宙”和“科學、技術、社會、環境”?？茖W探究在科學教育中，既是科學教育的目標，也是科學課程內容整合和呈現的主要方式。以科學探究作為課程內容的整合方式，體現了科學教育的本質。下圖所示為以科學探究作為整合方式的科學課程的結構。

可見，科學探究處于相當重要的位置——地位“深”，但是對科學探究的設計需提高學生的科學素養，體現學生的主體作用，符合學生的認知規律，從學生身邊熟悉的事物出發，圍繞各部分的具體內容和目標，設計各種形式的、為學生所喜愛的探究活動，并使之在要求上各有側重、相互補充。

二、科學探究之方法 “深”

《新課程標準》要求，在突出科學探究內容的同時，也要重視研究方法的指導，使學生在進行科學探究的過程中，逐漸拓寬視野，初步領悟到科學研究方法的真諦。在初中科學探究中常用到的方法有控制變量法、轉換法、模型法、類比法、等效替代法、圖像法等等。

初中科學學習中涉及到的方法廣而多，對學生來說有一定的深度與難度——方法“深”，但在探究過程中步驟明確，緊緊圍繞科學探究的六個方面（如圖）——步驟“淺”。

三、能力“深”，知識“淺”

中考科學探究的考查形式多樣化，涉及每一種題型，需要學生具備一定的考試能力，比如：①科學探究中文字信息和圖表信息的理解能力；②科學探究中提出問題及作出假設的能力；③科學探究中的實驗方案設計的能力；④科學探究中的數據處理及得出結論的能力；⑤科學探究中的評價、表達、交流等能力。

例1：農業生產中為了獲得高產，就要設法提高作物的光合作用強度。為此，某興趣小組開展了“探究影響光合作用強度的環境因素”實驗研究。

實驗原理：植物光合作用的強度可以通過檢測氧氣的釋放速率來測定，產生的氧氣滯留在葉片，會使葉片在液體中上浮。

實驗器材：長勢相似的綠蘿葉片、不同濃度NaHCO3溶液（可分解釋放CO2 ）、注射器、打孔器、如圖所示的實驗臺（不同高度放有三組燒杯）等.

實驗步驟：

①用打孔器在綠蘿葉片上取大小相同的小圓葉片若干，用注射器排出葉片細胞間隙的氣體，使葉片在蒸餾水中都能下沉；

②在每組的三個燒杯中分別加入體積相同、濃度不同的NaHCO3溶液（不考慮溶液密度差異），然后用鑷子將小圓葉片放入燒杯中，每個燒杯10片；

③點亮LED燈帶，記錄每個燒杯中8個葉片上浮到水面所需的時間。

實驗結果：葉片上浮的平均時間記錄如表. （單位：秒）

實驗結論：在其他條件相同時，光照越強、二氧化碳濃度越大，光合作用越強。

評價反思：

①本實驗的重要改進是用LED冷光源代替傳統的白熾燈，這一改進對該探究的主要意義是____________________。

②實驗中每個燒杯放10個小圓葉片，而統計時只選取前8個小圓葉片上浮的平均時間，這樣做的目的是____________________。

解析：

（1）信息獲取的能力：實驗步驟③植物光合作用的強度可以通過檢測氧氣的釋放速率來測定；產生的氧氣滯留在葉片 ，會使葉片在液體中上浮。

（2）解決問題的能力：點亮LED燈帶，記錄每個燒杯中8個葉片上浮到水面所需的時間，時間越長，表示光合作用強度越弱。觀察實驗裝置可以知道，該生物興趣小組是以二氧化碳（濃度不同的NaHCO3溶液）和光照強度（不同高度放有三組燒杯：距離光源的遠近）為變量設置的實驗來驗證光合作用的強弱。

（3）遷移知識的能力：① 本實驗的重要改進是用LED冷光源代替傳統的白熾燈，這一改進對該探究的主要意義是減小白熾燈發熱造成不同的溫度條件。 ②實驗中每個燒杯放10個小圓葉片，而統計時只選取前8個小圓葉片上浮的平均時間，這樣做的目的是排除偶然性，使實驗結果更可靠。

在實驗探究中考查的能力有一定的深度——能力“深”，學生需要初中三年中持續的培養，但考查的知識緊緊圍繞課本——知識“淺”，聯系生活實際，不斷提高學生運用基礎知識解決問題的能力。

科學探究在初中科學學習中處于一個相當重要的位置， 其地位“深”——是初中科學課程的首要內容；其方法“深”——種類多樣，抽象難理解； 其能力“深”——能獲取信息，會解決問題。但初中科學探究所面臨的對象是初中生，必須符合初中生的認知發展規律，所以其起點“淺”——來源于生活實際；其步驟“淺”——緊緊圍繞七年級教材的六個探究步驟；其知識“淺”——涉及面廣，但都從基礎開始。初中科學探究雖“深”“淺”不一，但培養學生卻腳踏實地。