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科学探究的思维过程概括起来就是:发现问题──大胆猜想;设计方案──小心求证;解释结论──质疑反思;评价交流──新的发现。真正的科学探究应是建立在思维的逻辑性和科学性基础上的有效探究。而有效探究的实施前提是必须建立在提出符合逻辑性和科学性的合理猜想的基础之上。综观我们的学生在面对探究题时,往往在提出问题、进行猜想这一环节上,或望而却步、缺少方法,或没有思路、缺少章法,或生搬硬套、走入歧途,以至不能科学地定位探究思路,无法组织起真正的有效探究。如何挖掘有价值的问题,并提出合理的猜想,如何对科学探究中问题本体进行解剖及谋求相应的思维策略已成为教师务必思索的首要问题。笔者通过一年的实践,觉得可从以下几方面切入。

思维策略一:把握问题本体的条件因素。如2003年无锡市化学中考试题中的一道探究题:“碳酸钙在高温下煅烧一段时间后得到白色固体。试对此白色固体的成分进行猜想,并试以验证。”不难看出此问题本体的条件因素是“高温下煅烧一段时间”。如何把握这一条件因素,需要充分挖掘内含的两个显性要素:①高温;②一段时间。“高温”说明反应已发生了。“一段时间”揭示了反应的进程,预示着此反应可能存在两种结果,要么已完全反应,要么部分反应。因此依据此问题本体的条件因素可提出两种合理的猜想:第一种是“白色固体全部是CaO。”;第二种是“白色固体是CaCO3与CaO的混合物。”除此之外的任何猜想都属于对问题本体的条件因素理解模糊、把握不到位所致的不合理猜想,也就不能进行有效探究,会导致毫无生成价值的盲目探究。

思维策略二:把握问题本体的逻辑对象。如2002年南京市化学中考试题中的一道探究题:“著名化学家罗伯特·波义耳在一次实验中,不小心将盐酸溅到紫罗兰花瓣上,过一会儿,他惊奇地发现,紫色的花瓣上出现了红点。波义耳对这一意外的发现作出了各种猜想假设……对紫罗兰花瓣遇盐酸变红的现象,你有哪些猜想假设?并试以验证。”若留心剖析明辨的话,我们将不难看出,此问题本体中涉及了两个有着主动与被动关系的逻辑对象,分别是“盐酸”与“紫罗兰花瓣”,它们相互作用的外显结果为花瓣变红色的现象。因此在逻辑对象的把握上我们可以运用类比思考、替换思考,通过追问策略去挖掘出有价值的问题,从而提出合理的猜想假设。将主动逻辑对象“盐酸”作为猜想依托,我们发现它是酸类物质中的一种,是属于酸中的“个别”,普通中的“特殊”,那么其他的酸是否也有盐酸这样的作用效果呢?因而合乎情理的其他猜想假设应运而生了。猜想之一:“其他酸也能使紫罗兰花瓣变红吗?”这是从同类物质的类比思考角度作出的猜想。运用追问策略,从盐酸的异类物质角度考虑,又可以得出合乎情理的两种猜想假设。猜想之二:“碱溶液能使紫罗兰花瓣变色吗?”猜想之三:“中性溶液能使紫罗兰花瓣变色吗?”同理,将被动逻辑对象“紫罗兰花瓣”作为猜想依托,通过替换思考,不难得出猜想之四:“盐酸能使其他种类的花瓣变色吗?”

思维策略三:把握问题本体的物质现象。如(2003年厦门市化学中考试题中的一道探究题)小明在研究某气体(纯净物)的性质时做了以下实验:“将铜丝绕成螺旋状放在酒精灯火焰上加热,铜丝表面由光亮的红色变为黑色,趁热将表面变黑的铜丝放入盛有这种气体的集气瓶中并密闭集气瓶,观察到铜丝表面的黑色又变为光亮的红色。”上述变化中的黑色物质是(写名称)________,根据实验现象推断这种气体可能是(要求写一种)________。如果要验证你的推断,在上述密闭的集气瓶中,还需继续进行的实验是(步骤、现象、结论)________。通过以上探究,该气体具有的化学性质是________。很显然,此探究题的前提是首先要对该气体进行合理的猜想,否则以后的所做就会变成无本之木,无源之水。而综观该探究题的问题本体,突破点恰恰是要把握物质在变化中的现象。铜丝加热由“红”变“黑”(生成氧化铜),经气体又由“黑”变“红”(又生成铜),说明氧化铜一定是遇到了一种还原性的气体,因此不难推定该气体是氢气或一氧化碳。

科学探究的内容、方法、形式等具有多样性,呈现的问题本体也不相同,因而猜想假设也各不相同,在此不能一一例析。那么,我们如何把握问题本体,培养问题意识,发展问题思维呢?笔者认为追问是一种较为可行的思维策略。在探究教学活动中,多问几个为什么,多进行替换思考、比较思考,多“挑剔”一点,多“批判”一点,我们就会面临千奇百怪的问题,努力学会两问,第一问:我们有没有发现问题?第二问:我们的问题是否有价值?即提出的猜想假设是否合理、有意义?只有这样,我们才能把持有效探究的方向,组织起符合逻辑性和科学性的探究。研究性学习:预期目标与实施情况

研究性学习,广义的理解泛指学生探究问题的学习活动、学习方式,它可以渗透于学生学习的所有学科、所有活动之中。

    
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