周仕东
（东北师范大学化学教育研究所 吉林长春　130024）

  当前世界范围的理科课程改革都非常强调科学探究。我国《全日制义务教育化学课程标准（实验稿）》把科学探究作为课程改革的突破口。并指出：“义务教育阶段的化学课程中的科学探究，是学生积极主动地获取化学知识、认识和解决化学问题的重要实践活动” 。同时，又指出:“科学探究既作为学习的方式，又作为学习的内容和目标，必须落实到其他主题的学习中，不宜孤立地进行探究方法的训练” 。所以，为了在化学教学中有效地实施科学探究，就应该有相应的教学内容与之相匹配。
  把科学探究作为化学教学的重要目标和内容，就需要对化学教学内容进行较大的变革。我们认为，改革或选择化学教学内容以适应学生探究学习的需要 ,应从以下几个方面入手。
  1 　要增强学生对化学学科内容的理解能力
  从20 世纪50 年代以来，国际理科（化学）教育改革的核心毫无疑问是科学探究。但是，强调科学探究不能为了探究而探究，也不是任何内容都需要通过探究来完成，而是应强调围绕化学核心概念来进行探究。科学探究活动应该是强调过程和结果同样重要的教育活动。
  当前，在中小学要积极开展探究活动，同时国家规定的化学教学活动时间又有所减少，为了在有限的教学时间内取得最大的教学效果，其中一个重要策略就是选择化学学科的核心概念来进行教学，让学生在这些核心概念的学习过程中进行探究。
  表 1 是化学学科内容的选择应遵循的规则及 4 种水平。水平 4 是我们期望的最终目标。

  2 　要有助于学生理解科学家是如何研究自然界的
  人物传记和案例研究的化学教学内容对于学生理解科学家是如何研究自然界的会有很大的帮助。学生通过参与适当水平的科学探究活动，可以把他们自己的探究经历和科学家探究进行比较。
  在化学教学中，往往需要教材或教师展现科学家进行科学探究的历程。一般要注意以下几个基本问题：
  （1）要为学生提供科学问题是如何发展的信息，揭示科学理论当初为什么被发现，是如何被发现的。这样既有利于启发学生的思维，加深学生对所学知识的理解能力；同时又给学生一个典型的科学探究的案例教育。
  （2）要为学生提供机会来学习科学家为了多种原因而展开科学研究工作，并且所提供的案例应该能与学生的当前学习联系在一起。例如，许多科学理论都与科学家对科学研究工作的兴趣密不可分。在学习气体摩尔体积时，可以把阿伏加德罗通过提出分子这个概念对化学科学发展的贡献引入到教学内容中来。阿伏加德罗的祖先在 12 世纪就开始从事律师（到他这代已经有 500 多年的历史），他按照父亲的意愿获得法学博士学位并做了3年的律师。但是，他对律师始终缺乏热情却对自然科学有着浓厚的兴趣。因此，1800 年他背叛了祖先的职业把研究自然界的奥秘作为自己的职业。1811 年，他为了解释“半个原子”的问题而提出了的分子概念。阿伏加德罗之所以能够取得这样大的成就，核心动力是他对自然科学的兴趣。他从事自然科学研究仅仅用了 11 年时间就提出了对化学科学发展起着重要作用的分子概念。
  （3）要为学生提供机会学习科学家是如何利用各种工具、技术和方法等来拓展判断能力的，并要把这些内容和学生当前的学习联系在一起。例如，在学习质量守恒定律时，可把拉瓦锡是如何在化学实验中利用天平进行科学研究的内容纳入到教学内容中来。他“是明确提出把量作为衡量尺度对化学现象进行实验证明的第一位化学家” 。拉瓦锡通过一系列的定量实验否定了统治化学百余年的“燃素说”，建立了氧化学说，并确立了“质量守恒定律”，从而大大推动了化学科学的发展。
  （4）要揭示科学理论的形成是一个不断探究、深化和修改的过程。通过化学教学中的具体事例可以使学生深刻理解变化和发展的观点，把哲学思想在化学教学中具体化。例如， 在学习原子结构时，通过介绍道尔顿原子模型、汤姆生原子模型、卢瑟福原子模型、玻尔原子模型和电子云模型来揭示科学理论不是一成不变的，而是随着科学技术的发展和人们认识水平的提高，科学理论会逐步得到完善，甚至变更。
  3 　要致力于培养学生的调查能力
  教师应变化地选择化学教学内容与学生的能力和兴趣相匹配，或与教学计划以及标准相一致。学校长期实施的化学教学内容中的探究应该呈现出由简到繁的递进过程。
  在化学教学中不能把科学知识当做绝对的真理教给学生，而应看做是有证据的结论。在科学研究中，科学家在探究时要花费大量的精力收集证据，并以此为基础解释自然界的运动规律。同时，在科学探究教学中，通过证据的收集、从证据中提炼解释、将解释与已有的知识相联系等过程，可锻炼学生的推理及批判思维能力，也使他们懂得科学是如何发展的。这部分包括：提出科学方面的问题、设计和进行科学调查、寻求答案、利用当前的科学知识对解释进行比较、交流和评价结果等过程。具体要求是：
  （1）提出问题　为学生通过科学调查解决问题提供机会。要允许学生对与他们理解能力（兴趣）相关的科学调查提出新的问题。
  （2）设计和进行科学调查　在设计和进行科学调查中，要使学生在科学调查中为回答问题而收集证据。在收集证据的过程中，探究活动可以通过实验、调查、讨论、角色扮演等形式来完成。教师要为学生设计和进行科学调查提供机会和物质保障。
  在探究活动中，化学实验是进行收集证据的重要方式。通过设计和进行科学调查的活动来培养学生的实验技能、掌握实验条件控制的方式、实验方法论等内容（即这些内容的学习和掌握是在完成一定的任务中进行的，使他们的学习更有针对性，而不是单纯地进行实验技能训练等内容）。简言之，当前化学实验教学的功能主要是在科学探究背景下发挥其作用。

  （3）寻求答案　要求学生分析和使用收集来的证据去寻求调查中出现的问题的答案。
  （4）确定和分析变化的解释　通过评价当前的科学知识、比较证据和检查逻辑性、强调分析证据的批判能力，来揭示哪些解释更好些，并展示可能存在几个近乎合理的解释。在这个过程中，要让学生思考可变的解释，独立地检查历史的和当前的科学知识和解释联结的形式，根据不同的价值判断标准来决定哪个为最好。
  （5）交流和评价结果　为学生通过各种方式 语言、图表、统计结果等 清楚地交流他们探究工作中（包括问题、程序、证据、进行解释等）所有方面的内容提供机会。让学生对批评性评论作出合理的反应。要提到解释的公正性和鼓励批判。为学生自己形成合理、逻辑的论断以及交流对批判的反应提供机会。同时，在活动中，让学生在获得新证据的基础上，精练探究并提出更多问题的机会。
  4 　要注重学生科学思维的培养
  科学思维习惯的培养导致学生一组价值观和态度的变化。在《科学素质的基准》中的这些特性包括好奇、诚实、公开和怀疑等 。
  思维习惯对教学来说是一个难题，但是，如果将它们作为化学教学的要素并通过教学活动表现出来的话，则它们应发展成为一个持久的形式。当学生经历了调查的角色并发展他们探究技能的过程中，应该鼓励他们实践科学思维习惯。当他们研究科学家工作的方式以便更好地理解科学中探究的角色时，他们将清楚地认识到科学家如何演示科学价值观和科学思维。这些价值观作为探究的结果是相互作用的并非互相排斥。因为这些内容是探究学习的重要内容，所以在这里将它们作些讨论。
  （1）教学内容要激发学生的求知欲和理解欲（好奇）　提供进一步调查的问题如何起源于探究或来源于有兴趣的观察的解释和案例，来促进学生在调查中考虑他们自己观念的发展。
  （2）教学内容要促进学生对信息的尊重（诚实）　通过描述在科学调查中诚实和不诚实资料的使用提供案例，来鼓励学生分析在调查中数据的有效性，或者考虑科学研究中使用不诚实资料所造成的后果。使学生考虑汇报和准确记录观察结果的重要性，并清晰地表达资料的倾向性和局限性。
  （3）教学内容要支持学生的怀疑精神，促进他们对结论的设问（怀疑）　教学内容应提供与教学内容有关的科学研究中的假设的解释或案例，促进学生结合科学调查中的假设来考虑，或考虑科学调查中缺乏怀疑的后果。在教学活动中，要促进学生用口头或书面等形式来反映以他们的调查和结论为基础的假设，并支持他们的思考过程。
  （4）教学内容要以科学知识和方法为基础，把科学表述为开放的变化的系统（开放）　通过检查以前的科学概念，并提供演示新信息怎样才能改变为目前可接受的科学知识的解释或案例，以促进学生使用调查来分析结论的倾向性，或考虑科学知识变更过程中缺乏开放性的后果。