倡导科学素养培养：探究性学习的重要性

进入20世纪90年代以后，一些国家相继制定了面向21世纪的科学课程标准（或教学大纲），把科学探究作为科学课程的基本要求，科学探究能力作为构成学生科学素养的一个重要方面。在国内，近几年来有关创新精神和创新能力培养的问题引起了教育界和全社会的广泛关注，并成为当前基础教育改革的一个热点。探究性学习作为一种能够有效培养学生科学素养的教学方法，受到极大重视，成为新一轮理科课程改革中转变学生学习方式的一个突破点。教育部2000年7月颁布的《全日制普通高级中学生物教学大纲（试验修订版）》指出，高中生物课程要让学生初步学会生物科学探究的一般方法，具有较强的生物学基本操作技能、收集和处理信息的能力、观察能力、实验能力、思维能力和解决实际问题的能力。这标志着我国高中生物课程已经注重了对学生进行科学过程与技能等高层次认知能力的培养。在《标准》制定的过程中，标准组成员分析了我国理科课程改革的基础，借鉴了世界各国科学课程标准及教学改革的实践经验，提出了“倡导探究性学习”的理念，以期将我国生物课程改革推向纵深。

（一）关于探究性学习

自然科学发展的历史就是一部科学探究的历史。科学是一个探究的过程，这是自然科学的本质和特征之一。这一特点也应该体现在科学课程中的教与学之中。

探究性学习是指学生通过类似于科学家科学探究活动的方式获取科学知识，并在这个过程中学会科学的方法和技能、科学的思维方式，形成科学观点、树立科学精神。探究性学习是对传统教学方式的一种改革：学生将从教师讲什么就听什么，教师让做什么就做什么的被动学习者，变为主动参与的学习者；学生由过去从学科的概念、规律开始学习的方式变为学生通过各种事实来发现概念和规律的学习方式；教学模式也将发生根本的改变，生物课更多的将是学生的实验、讨论、交流等活动。

生物课程中的科学探究是学生积极主动地获取生物科学知识、领悟科学研究方法而进行的各种活动。当学生面临各种让他们困惑的问题时，教师要引导学生想办法寻找问题的答案，在解决问题的时候，要对问题进行推论、分析，找出问题解决的方向，然后通过观察、实验来收集事实；也可以通过其他方式得到第二手的资料，对获得的资料进行归纳、比较、统计、分析，形成对问题的解释或结论，并通过讨论和交流，进一步澄清事实、发现新的问题，对问题进行更深入的研究。通过这样的学习活动，大多数的学生可以在知识、技能、情感态度与价值观方面得到较快的发展。经过几十年的实践与反思，探究性学习也在不断地演变和发展，并更加成熟，已经成为许多国家科学课程设计和实施中的重要指导思想和教学策略。

（二）探究性学习与科学探究能力

科学探究是人们获取科学知识、认识世界的重要途径。在生物课程的探究性学习过程中应该逐步让学生理解科学探究的过程，学习科学探究的方法和技能。科学探究活动通常包括：提出问题、作出假设、制定计划、实施计划、得出结论和表达、交流等步骤。在这些步骤中需要运用到多种科学工作的技能。例如：观察、测量、收集数据、分析和解释实验数据、分类、比较、概括、描述、鉴别差异、分析、确定相互关系、计算、排序、绘制图表、解读图表、提出假设、作出预见、设计实验（包括对照实验）、评价假设、评价实验、运用推理解决问题、建立模型，等等。有些探究活动要综合运用到上述几项技能。

发展学生的科学探究能力即是教给学生自主探索自然界和现实生活中科学问题的方法和技能。教师在组织研究性学习的过程中应该注意落实对学生科学探究能力的培养，而不应该仅仅是为了完成探究的任务或是追求这种教学形式本身。从最简单的观察、测量到探讨较深人问题的全程探究活动，对学生探究能力训练的侧重点是不同的，既要安排一些有针对性的单项技能训练，也要通过循序渐进的学习使学生达到综合运用多种技能解决问题的能力。因此在教学活动中，教师应该选择、组织不同类型的探究活动，全面培养学生的科学探究能力。(www.xing528.com)

（三）探究有不同的层次和活动形式

许多科学家认为科学研究中并不存在固定的、一成不变的研究方法或模式。但在科学教育中，为了便于中小学学生了解科学过程，便于制定教学目标和设计教学活动，科学教育人员常常将科学探究的一般过程概括为若干个步骤，如提出问题、作出假设（猜想）、制定计划、实施计划、得出结论、表达和交流。如果一个探究活动从提出问题到表达交流的多个环节都是开放的，是由学生自己决定探究的问题和方法，最后得出结论，给学生留出充分的机会发挥他们的想像力和创造性，这样的教学活动称之为完全探究（或全程探究）。出于教学时间、学生基础、教学条件等因素的考虑，课程人员常常设计一些只含有上述部分步骤的活动，而将其余的环节作为已知的条件给出，以缩短活动的时间或降低难度要求。例如某个探究活动的问题已经给出，甚至探究的计划已经制定好，学生只需完成收集数据的工作，并对数据进行概括和推理。这一类探究活动叫做部分探究活动，生物学教科书中大多数的学生活动属于这一类，例如突出培养学生观察、测量或资料分析技能等。

根据探究活动的难易程度以及学生参与探究程度的不同，一些学者将探究性实验划分成不同的层次（表2－1）。其中，零级水平的探究实验指的是活动的各个步骤在活动之前就已经呈现给学生。这种探究活动通常用于验证先前已学习和讨论过的知识和概念，即我们通常所说的验证性实验。

表2－1　探究活动的层次（PaulJ.Germann；1996）

注：“＋”表示活动设计中已提供，“一”表示活动设计中未提供，需学生自己完成。

在实际教学中，由于课时的限制，教材中（或教师）不可能安排大量高层次的、完全探究活动。学生在更多的时候需要从多种多样的不同层次的探究活动中学习各种科学探究方法和科学探究技能。在不同年龄阶段，形式不同的探究活动会起到不同的作用。例如对于低年级的学生来说，由老师指导的分阶段进行的活动更有利于学生的学习。再如，有关探究教学的研究表明，指导型的探究和部分探究适合于学习概念和原理，而开放型的探究则有利于培养探究能力。

在一些教育发达的国家，探究式教学的思想和策略已经在高中生物课程中被广泛地采用，在全面实现课程目标上具有良好的教学效果。在我国过去的近十年间，许多高中生物学教师在教学改革中运用探究式教学方法，也取得了令人满意的成果，为新课程推广探究式教学奠定了基础，积累了经验。《标准》将“倡导探究性学习”作为课程理念，必将有力地推进教师教学行为的改变，使“以探究为核心的、多样化的教学方式”成为今后生物课程改革中新的亮点。