培养科学探究能力的教学思考
人类是天生的探险家。当婴儿出生时，他们使用所有的感官来感受和理解周围的环境。当孩子发现令他们困惑或引起他们兴趣和好奇心的物体和现象时，他们会提出问题，并尽力寻找答案。然而，长期的应试教育抹杀了大部分学生的探究兴趣。
“探究教学实际上是一种精心设计的教学活动”。本文试图通过教师精心的教学设计，以课堂为主阵地，以学生为主体，把学生培养成懂得思考的人，从而全面发展学生的探究能力:能抓住问题的本质，善于提问，对问题提出各种有价值的猜测，考虑解决问题的各种方法，从各种途径收集和判断证据，应用科学概念并检验其正确性，与同学和老师分享成果。让学生有机会体验发现的乐趣，养成坚持、冒险、好奇、创新的科学态度。当你将来长大后，你会在工作和生活中继续运用这些探究技巧。
第一，培养学生提问的能力
伟大作家巴尔扎克曾说过“问号是任何科学的钥匙”。善于发现问题，质疑解惑，是批判性思维高的重要表现。质疑不仅是思考的开始，正确的质疑往往是成功的开始。纵观科学发展史，几乎每一个进步阶段都是从质疑开始的。爱因斯坦指出:“提出一个问题往往比解决一个问题更重要。因为解决一个问题可能只是数学或实验技能，但提出新问题需要创造性的想象力，标志着科学的真正进步。”海森堡曾说:“提出正确的问题往往等于解决了大部分问题。”中国物理学家李政道对此也深有体会。“对于科研人员来说，最重要的是能不能提出问题。”
(1)，理解“问题”的价值是培养探究能力的宝贵前提。
胡适曾对北大毕业生说:“问题是学问的祖先，一切知识自古以来都是因为回答问题而产生和积累的。”我们的思维受到先入为主的影响，容易陷入停滞和休眠；问题的出现往往会导致一些不确定性，使思维活跃，从而打破思维定势。当学生遇到一个让他感到困难的问题时，他会受到刺激。布鲁纳的研究表明，难度适中、富有挑战性的问题足以激励学生向下一阶段发展，促进学生的“反思性”探究，使其思维从“前反思状态”向“后反思状态”转变。在这种状态变化的过程中，智力活动总是尝试性和探索性的，从问题开始，最终解决问题。
(2)创设各种教学情境是培养学生提问能力的关键。
促进学生有效探究的基本条件之一是将学生置于有意义的情境中，引导他们提出问题或向他们提出适当的探究任务。[4]教育心理学认为，兴趣是一个人倾向于认识、学习和获取某种知识的心理特征，是推动人们求知的一种内在力量。兴趣必然会导致追求，追求和研究会导致对事物的深入了解和认识。创设情境的目的是使学生已有的知识与未知的知识发生冲突，激化学生意识中的矛盾，从而激发学生发现问题、探索问题的欲望，产生问题意识，提出有价值的探究问题。教师以积极的态度为学生创造良好、轻松的提问环境，善于利用各种渠道，如实验、多媒体技术、化学史、生产生活中的实际问题等。，为学生创设发现和提问的场景，逐步引导和启发学生提问，激发学生产生强烈的探究动机。
①启发学生根据日常生活经验提出问题。
陆九渊曾说:“学而优则仕，怀疑则进步。”学生要有问题，要有问题，要敢问，要善于问，要会问。要让学生认识到不问就学不会，会问是学习的重要标志。
在传统的化学教学设计中，教师往往重视如何在课堂上向学生提问，而忽视了让学生自己去发现和提问。学生把课本和老师当成权威和真理，学生很少质疑课本或老师，很少认真思考一个问题。新课程背景下的化学教学，要求教师在创设问题情境的基础上，鼓励学生大胆想象、质疑，勇于求异，主动发现问题、提出问题。在教学过程中，教师可以在学生日常生活真实体验的前提下，围绕某一化学知识点设置教学情境，启发学生寻找与该化学知识点相关的问题。然后让学生带着问题学习，从而激发学生的创造欲望。教师对敢于提问、善于提问的学生给予及时充分的肯定和表扬，努力建立平等互信的新型师生关系，营造民主和谐、轻松自由的课堂教学氛围，让学生消除思想障碍。让问题成为学生感知和思考的对象，让学生在问题中学习，在问题中发展，不断提高发现问题和提出问题的能力。
②从学生的认知规律出发，立足学生提问。
教师根据学生已有的认知结构和思维水平，在探索化学规律的过程中，设置一系列相互联系、循序渐进的探索性问题。通过不断提问，诱导学生创造性地发现问题、分析问题、解决问题。这样，教师以问题为导入，让学生带着问题学习，从而激发学生的创造欲望。
③留给学生思考的时间和空间。
在教学大纲背景下，化学实验分为教师演示实验和学生分组实验。通常是老师示范学生看，老师讲给学生听，而学生分组实验是学生按照教材循序渐进，按处方服药，在教材中重现既定的实验现象和结果。学生不需要思考和提问，学生几乎没有思考和提问的时间和空间。新课程理念下，化学实验的探究教学是以一个问题或主题为中心的。教师启发学生质疑、提问，学生自主思考、发现、提问。实验方案多样，结果不唯一，学生有足够的思考时间和空间。
④引导学生口头和书面表达问题。
学生提问的能力是逐渐发展起来的。学生发现问题后，教师要启发学生以问题的形式表达自己的发现。之后，教师根据学生的认知情况，鼓励学生对发现的问题进行进一步的思考加工，形成有价值的探究问题，并用口头或书面语言表达出来。对于学生表达的化学实验问题，教师应给予及时的引导:正确的表达应得到充分的肯定和鼓励；不恰当的说法要及时纠正。经过多次的经验积累，随着化学知识和技能的提高，学生可以逐渐培养发现和提出实验问题的能力。
第二，培养学生的猜测和假设能力。
牛顿对投机作出了精辟的判断。“没有大胆的推测，就不可能有伟大的发现。”推测和假设是科学发展的必由之路。没有猜测和假设，就没有研究方向，更谈不上科学发现。
(1)通过具体的实验探究活动，让学生知道推测和假设的重要性。
化学探究过程中学生猜测和假设能力的发展离不开具体的实验探究活动。为了培养学生的猜测和假设能力而孤立地训练这方面的学生是不可取的。训练应该是学生的主动发展。因此，教师应注意通过具体的实验探究活动，让学生理解猜测和假设在发展实验探究能力、培养创新精神、提高科学素养中的重要性。同时，使学生认识到猜测和假设是化学实验中一种重要而具体的学习方式，是否敢于对所要解决的问题进行猜测和假设是衡量学生学习是主动还是被动的重要标准。
(2)创设生动活泼的情景，引导学生对积极大胆探索的问题进行猜测和假设。
对于长期习惯被动学习的学生来说，要让他们马上形成一定的猜测和假设能力是不现实的。因此，在化学教学中，教师一方面要有计划地培养学生的猜测和假设能力，让学生通过一段时间的学习和体验，逐渐改变被动接受学习的习惯；另一方面，也要注意创设生动活泼的教学场景，在探究学习的氛围中自然激发学生的想象力，这在猜测假设能力发展的初级阶段尤为重要。同时，也要肯定和欣赏学生做出的猜测和假设，加强学生积极大胆地做出猜测和假设的积极性。
(3)发挥小组合作学习的作用，引导学生积极交流，讨论猜测和假设。
由于每个学生的生活经历、知识基础、学习习惯和实验探究能力不同，他们猜测和假设的方式、角度和深度也有较大差异。如何消除或削弱这种差异？在化学教学过程中，教师应重视小组合作学习的作用，让每个学生都有机会在小组中进行猜测和假设，并能对他人的猜测和假设发表个人看法。事实上，小组内部或小组之间的积极交流对发展学生的猜测和假设能力起着非常重要的作用。
虽然猜测和假设不一定是最终的科学结论，但猜测不是胡乱猜测，假设也不是胡说八道。因此，在化学教学过程中，教师要注意启发学生进行猜测和假设，并根据已有的经验和知识从不同侧面进行论证。小组讨论更有助于学生互相学习，开阔思路。
第三，培养学生的实验操作能力
实验是培养学生能力、提高学生综合素质的熔炉。在实施新课程标准中，教师要大胆转变教学观念，大胆开展各种实验教学，培养学生学习的积极性和主动性，进一步发展和提高学生的智力和思维的深刻性、严密性、广泛性、创造性和敏捷性，让学生有动机、有方法、有创造性、有个性地学习，把学生培养成具有自主学习能力的人。
(1)，学生自己动手实验，加强对化学知识的感性认识。
动手能力是学生创新能力最直接的体现。一个连基本操作都不会的学生，很难想象自己的创新能力有多强。提高学生的实验能力，加强对化学的感性认识。在传统教学中，教师非常重视实验操作的规范化和技能的培养。学生来实验室做实验时，往往按照实验平台上实验用品和教材的步骤，以“按方抓药”的方式进行实验操作。除了操作技能的练习，化学实验和其他重要的功能仅仅停留在表面。而新课标教材在实验中取消了传统的教学模式，要求学生通过学习来完成。这样，教师要精心设计化学教学的实验活动和学生参与活动的方式，加强学习方法的指导，让学生通过实验体验实验过程，让学生在实验中清晰地观察现象，在实验后分析实验现象，形成思路，得出结论，并能就实验和结论与同学进行交流和讨论。分析实验中的误差和偏差，找出原因。
通过学生有目的地参与实验，增强感性认识和体验，体验实验过程中蕴含的乐趣。这样，学生一方面可以在快乐中增强对所学知识的理解，另一方面也可以通过交流学习掌握处理信息的技术和方法。比如在讲授“空气成分的测定”实验时，我设计了三组实验(每组请三名学生上台演示)。实验用的装置是一样的，但药物不一样——A组是红磷和水；b组是木炭和水；C组:木炭和石灰水。实验现象是A组和C组学生基本能看到烧杯中的液体能回流到气体容器中，液体的体积约占气体容器总体积的1/5，从而探究空气中O2的体积含量。B组学生几乎看不到水回流到气体容器中。根据这些实验，教师引导学生及时思考问题，让学生自由讨论，找出原因。最后老师总结，得出结论。最后让学生回去思考，做作业:如果你能通过点蜡烛得出正确的实验结论，为什么？通过这种对比实验，激发了学生的学习兴趣，培养了他们学习化学严谨的科学态度和思考问题的能力。
(2)积极开展探索性实验实践活动。
现代科学观点认为，科学应该包括科学知识和理解科学知识的过程和方法。因此，在化学教学中，我们不仅要向学生提供已获得的系统知识，而且要有效地教授探索和检验这些知识的方法。实验是一种探究活动。实施探究式化学实验教学，不仅能充分发挥学生实验的主动性，还能让学生体验科学发现的过程，了解知识的全貌，同时培养学生的创新精神和实践能力。
传统的化学实验是验证性的，可以用“读课本”和“听课本”来代替。在新教材的实验教学中，要充分发挥实验的探究性，让学生了解科学探究的方法和过程，丰富他们在探究活动中的亲身体验。探究性实验强调学生的主体作用，但并不忽视教师的主体作用。相反，它要求教师帮助学生设计方案，启发学生综合考虑问题，建议学生对某些问题进行解释或讨论，或改变实验方法使实验探究更深入，引导学生用文字或图表完成探究的过程和结论，在动手探究的过程中提高学生的探究水平。教师在教学生如何阅读化学材料，如何描述宏观化学物质、元素和微观粒子运动，如何定量揭示化学变化规律的同时，更要注重学生的动手实践，尽可能让学生在展示的世界中亲身观察事物，体验事物的变化过程、条件和结果，体会这些变化对人们生产生活的影响。
比如在燃烧的条件和灭火原理的实验探索中，先让学生接触日常生活中常见的燃烧和灭火方法，猜测燃烧所需的条件和能灭火的原因；然后引导学生进行实验和研究:将一小块白磷放入盛有热水的烧杯中，用薄铜片盖住烧杯，在铜片两侧放一小堆干燥的红磷和白磷，观察现象，然后向烧杯中的白磷通入氧气，再观察现象。实验结束后，引导学生讨论，得出燃烧条件。结合课本内容，老师设计了一些实验让学生在课堂上探究，如:①点燃水和酒精，看哪种物质能被点燃；(2)在相同条件下，点燃木头、木炭、煤的小木棒，比较哪种物质容易点燃；让学生了解燃烧的条件，得出不同物质有不同燃点的结论；(3)分别在空气和氧气中点燃铁丝，观察不同的燃烧情况，得出物质燃烧的剧烈程度与氧气的浓度有关的结论。再比如让学生进行不同方式熄灭蜡烛的实验，结合生活中常见的灭火方法，得出灭火原理。通过这些实验的比较，加强了学生对本节课知识的理解和掌握。探究实验可以让学生体验和理解科学探究的方法和过程，丰富他们对探究活动的亲身体验，让学生在实践中学会交流和合作，让学生在与同学的交流中享受成功的喜悦，在交流中学习他人的经验，反思自己的不足，在交流中争论和质疑，让学生在交流中收获收益和提高。这样可以有效地发展学生的思维能力，提高学生的科学素养，培养学生的创新精神。
(3)课堂设计的实验要贴近社会生产生活。
新的化学课程标准着眼于社会现实，结合学生熟悉的生活场景和已有的实践经验提炼学习材料，从丰富生动的生活中寻找学习主题，要求学生了解化学与生活的密切关系，让学生逐步了解和感受化学对日常生活和社会发展的重要影响。在课程标准中明确提出:保持和增强对生活和自然中化学现象的好奇心和探究欲望，培养学生学习化学的兴趣。作为化学教师，要发挥化学的优势，通过化学实验拉近学生与化学的距离，让学生体验知识的用途和价值。
在平时的教学中，教师要选择设计一些课外实验和家庭实验，让学生自己完成，比如用醋去除热水瓶上的水垢；用肥皂水测试硬水和软水；用PH试纸测定柑橘、苹果、香蕉、番茄、可口可乐等常见水果的PH值；铁钉生锈；在树叶上做漂亮的书签等实验，让学生感受到化学在生活中无处不在，化学就在我们身边。学化学有用。只要勤于思考，敢于尝试，就能创新发明一些东西，进一步激发学生学习化学的兴趣和求知欲望，体验化学带来的乐趣。
第四，培养学生得出结论的能力
化学教学中得出结论的方法可以归纳为比较法、分类法、归纳概括法和经验法。通过课堂上得出结论的具体过程，使学生认识到证据对得出结论的重要性；通过积极的情感体验，使学生了解思想、情感态度和价值观，也是结论的重要内容；通过具体的科学探究活动，学习得出结论的方法，培养学生得出结论的能力。
在通过实验观察获得的实验事实、通过查阅调查获得的证据、整理收集到的事实和证据的基础上，运用比较、分类、归纳、概括等科学逻辑方法，将获得的证据与问题联系起来，提出现象或结果的原因，进而得出结论。在得出结论的过程中，将观察到的现象与已有的知识联系起来，必然会产生新的知识，提出新的见解。对于科学家来说，这意味着新的发现；对于课堂上的学生来说，意味着更新已有知识，获取新知识。所以得出结论是探究过程中的超前思维，是能力和知识双丰收的重要环节。
第五，培养学生的反思和评价能力
科学探究作为一种学习方式，以及学习的内容和目标，必须落实到其他课题的学习中，孤立地训练探究方法是不合适的。科学探究学习的评价应着眼于学生在探究活动中的实际表现。
不同知识背景的学生，思考问题的方式可能不同，对同一问题的理解角度和层次也不同。在探究式教学中，教师要有目的地组织学生相互交流和讨论，这不仅有利于培养学生的交流合作能力，也有利于发展学生的评价能力。提倡以小组为单位的探究活动是必要的。
反思与评价是从严格的角度重新审视探究行为和结果的可靠性和科学性的过程。通过反思和评价，学生可以发现实验探究中存在的问题，扬长避短，获得新的发现和改进建议，发展批判性思维，体验实验探究活动的乐趣和学习成功的喜悦。
(1)培养学生评价探究结果的意识。
评价探究结果的意识是指评价探究结果的科学性和可靠性的愿望和意图，通常表现为积极地分析和思考实验探究结果是否圆满地解决了提出的探究问题，探究结果是否与书本上的结论一致，探究结果是否与日常经验或现象相矛盾，探究结果中各要素之间的关系是否符合逻辑等等。教师应从实验方案设计、实验条件控制(包括化学药品的纯度、试剂用量、实验操作)等方面启发学生思考实验结果的可靠性。比如，学生在用实验解决一个有关物质的鉴别问题时，如果现象不明显或操作复杂，就要考虑实验操作、药物剂量控制，甚至实验方案设计中可能出现的问题，再次进行实验探索，直到得到满意的结果。
(2)培养学生反思实验探究过程的意识。
学生对实验探究学习活动的反思意识是指在教师的指导下或通过与他人的讨论对实验探究过程进行反思后，与他人一起发现自己的长处和不足，并有进一步改进的愿望和要求。比如“我这次实验很成功，关键在于实验方案的合理设计和实验药物剂量的良好控制和操作，我以后一定要继续发扬光大”；“我的实验失败了，主要是我操作不当”；“其他同学的实验很明显，装置简单反应快，而我的实验耗时太长，装置复杂。可能是实验设计方案有问题。我仔细分析了原因，重新设计了新的实验方案。通过实验，证明该方案确实得到了很大的改进。“在实验探究教学中，通过小组交流或班级交流，学生可以反思自己在实验探究过程中的行为，学习他人的长处，改进自己的不足，提出新的修改措施，尝试新的探究方案。
总之，在教师精心设计探究内容、耐心帮助和正确引导的指导下，学生积极参与科学探究的全过程，可以达到预期的效果，学生的科学探究能力将得到充分发展，学生对科学探究方法和过程的理解将得到增强，科学态度、情感和价值观将得到形成，学生的科学素养将得到提高。