周振杰

摘 要 探究教学是培养科学思维能力的重要方法。通过对探究活动与科学思维能力的关系以及高中化学探究教学的现状问题进行分析，提出进一步在化学探究教学中培养科学思维的方法策略——重视原始问题和策略性知识的探究教学。

关键词 高中化学；探究教学；科学思维能力；原始问题；策略性知识

引言

科学探究活动是科学教育中实现创新人才培养的重要手段。化学教育是科学教育的重要组成部分，应当承担起科学思维方法的传授和科学知识体系建立的责任。老一辈化学家、教育家戴安邦教授在1989年提出：“只传授化学知识和技术的化学教育是片面的，全面的化学教学要求既传授化学知识和技术，更训练科学方法和思维，还培养科学精神和品德。”[1]学生作为学习的主体，在教师指导下进行探究活动，训练由实验解决化学问题，使各项智力因素皆得以发展，是实施全面化学教育的一种最有效的教学形式。2001年开始的基础教育课程改革，倡导“通过以化学实验为主的多种探究活动，使学生体验科学研究的过程，激发学习化学的兴趣，强化科学探究的意识，促进学习方式的转变，培养学生的创新精神和实践能力。”[2]因此，了解化学探究的过程和方法，并能将化学学科思维能力的训练融于探究教学中，是每一位化学老师应尽的义务。

一、科学探究的一般过程

科学探究是认识世界、研究规律并用于指导解决问题的过程。化学是科学的组成部分，化学探究与其他学科一样，都必须遵循一定的科学探究途径。在化学课程的起始学段，就要了解科学探究的流程方法，并在后续的学习中进行应用。[3]其中，化学实验是整个探究活动的中心环节，是启迪思维和培养创新能力的基础。

戴安邦教授归纳了科学探究的过程主要包括五个步骤：收集事实、提出假说、进行验证、成立理论、持续发展。与九年级化学教科书略有不同的是，戴安邦教授认为由于事物不断发展变化和科学知识的增长，科学探究需要多轮次渐进式进行；而交流与表达则可以在探究过程的任何一个环节中随时进行。

尽管以学习或科研为目的的科学探究在形式上有所不同，但具备如下共同的特点：1、问题是科学探究的关键，决定了活动的方向；2、科学探究不是简单的推理预测，需要逻辑与想象的融合；3、科学是建立在真实证据的基础上；4、科学探究是连接已知和未知的桥梁；5、科学探究受到人为因素的影响而无法绝对客观，但应该尽可能地减少误差或偏见，需要自我检查和他人的帮助。

二、化学科学思维的形成

物质世界复杂多样，化学以实验为基础，从物质变化的表象中探索微观本质，归纳经验规律并用于解决实际问题。问题的起源是从物质表象及其变化过程现象的观察，获得感性认识而来，再运用概括、判断、推理等抽象思维获取本质的、微观的理性认识，提出概念假说。在收集证据对概念假说进行验证的过程中，去伪纯真，并确立概念理论。最后，在持续地运用概念理论解决问题和反思评价中，对概念理论进行完善。

化学中的概念是理性认识的初级产物，描述物质及反应的内在属性。如，元素、原子、纯净物、混合物、单质、化合物、电解质、氧化还原、离子反应等概念，就是从本质上对宏观的物质性质、反应进行概括。而由概念出发，对性质、反应的内在与外在联系进一步判断和推理，则可以得到定律和理论学说。例如，由单质、化合物、化学反应等概念，推理分析得到质量守恒定律；由极性分子、非极性分子等概念，对极性分子、非极性分子之间的联系进行分析，得出相似相溶规则（学说）等等。

可见，化学学科知识体系是，通过科学探究过程，由大量的化学实验事实和由事实分析归纳而来的化学理论共同构成的。化学教育要求学生能够具备化学科学思维能力，应当在化学探究教学中按照科学的过程和思路进行教学，在潜移默化的学习过程中得到科学思维和方法的训练。最终，学生能够独立获取新知识，具备分析问题、解决问题的能力。

三、重视策略性知识，提升科学思维能力

在现代认知心理学将知识分为：陈述性知识（是什么）、程序性知识（怎么办）和策略性知识（如何认识“是什么”和找到“怎么办”）。科学思维方法本质上属于策略性知识，对学习的过程起到监控和调节作用，指导学生如何学习，如何思考问题，是学生独立获取知识并能运用知识分析、解决问题的基础。重视探究活动中的策略性知识教学，能提升学生的科学思维能力。策略性知识内隐于陈述性知识和程序性知识的探究活动中，需要按照科学的思路和方法来进行教学。

首先，策略性知识的掌握需要三个阶段：了解阶段、转化阶段、策略熟练应用阶段。[3]对于有难度的探究活动，老师可以先示范探究活动的完整过程，特别是展示自己遇到问题的思维全过程——如何推理预测、设计方案、分析现象以及反思评价。例如，定量分析的滴定法。老师先以“如何测定氢氧化钠的物质的量浓度”为案例，推理分析测定氢氧化钠物质的量浓度的原理，设计方案并选择合适的仪器药品，根据现象进行定量分析，反思过程误差和评价方案的可靠性。那么学生在探究滴定法的迁移应用时，如“氢氧化钠滴定硫酸”、“高锰酸钾滴定草酸”、“碘量法测定SO32—浓度”等，就能模仿转化，从而最终掌握滴定法这种定量分析方法。

其次，在既要传授探究活动的大策略，也要关注每个环节的小策略（比格策略分类法）。上述的滴定法探究教学中，除了要遵循一般的探究活动流程（大策略）外，也要关注每一个步骤中具体问题的解决策略（小策略）。比如，如何选择滴定的原理、如何根据原理选择合适的指示剂、误差如何分析等等。

总结

“冰冻千里非一日之寒”，具有良好科学思维能力的人才不是一蹴而就的，需要在教学过程中不断训练和培育而来。利用探究教学来实现科学思维能力的培养是化学教育的一个重要教学目标。认清科學思维在化学探究活动中的形成过程，.在高中化学探究教学中如何渗透对科学思维能力的培养和科学知识体系的建立，仍需要我们不断努力，探索前行。

（作者单位：福建省长乐第一中学）