科學的歷史是人類對生命現(xiàn)象不斷探究的、充滿錯誤和艱辛的歷程。通過探究活動使學生真正理解科學，使科學探究的經歷內化為學科的科學素養(yǎng)。物理、化學、生物等學科課程標準均將科學探究作為重要的學習內容和學習方式?？茖W探究的主要目標是使學生領悟科學探究的思想，培養(yǎng)學生進行科學探究所需要的能力，增進對科學探究方法與過程的理解。

科學探究的方式是多種多樣的：通過對問題的討論來尋求答案、對資料的分析來提取信息，都是一種探究模式；從本質上說，愛因斯坦的思想實驗也屬于科學探究。但自然科學學科是以實驗為基礎的學科，實驗具有豐富的教學價值，在教學中創(chuàng)設以實驗為主的科學探究活動，有助于激發(fā)學生對科學的興趣，引導學生在觀察實驗現(xiàn)象和在實驗結論的交流討論中學習科學知識，提高學生的科學探究能力。因此，基于實驗的科學探究無疑是自然科學課程最重要的探究教學方式，學生具備基本的實驗技能是學習科學和進行探究活動的基礎和保證。在教學中創(chuàng)設以實驗為主的探究活動，有助于激發(fā)學生對科學的興趣，引導學生在觀察、實驗和交流討論中學習科學知識，提高學生的科學探究能力。

教師的教學理念、教學經驗是開展科學探究的最好資源。如何開展基于實驗的科學探究，這是最有價值的課題，也是一線教師最感興趣的問題，這正是本期專題討論的緣由。首先，我們從生活中看似很平常的現(xiàn)象說起：蠟燭的燃燒，這其中涉及很多物理和化學知識。早在1860年，英國著名科學家法拉第在為兒童舉辦科普講座時講的正是蠟燭的故事，他設計了很多生動具體的實驗，圍繞著蠟燭燃燒的化學過程，揭示和剖析了與燃燒相關的許多物理和化學知識，詳盡地闡述了氫、氧、碳、水、二氧化碳、空氣等這些日常生活中常見的物質，向兒童普及了科學知識，同時也給兒童示范了科學研究的方法和過程。“蠟燭的故事”因此成了探究活動的經典。最近，北師大的魏銳、河北師大的曹玉民等科學教育工作者重溫經典，對如何在實驗的基礎上開展科學探究，進行了較為深入的探討：“如何由實驗觀察提出科學問題——以蠟燭燃燒為例”，“簡談進行實驗改進的思維策略——以蠟燭燃燒為例”，“對蠟燭燃燒現(xiàn)象的追問與解釋”，“一個有趣的驅動性問題——蠟燭在太空中能否燃燒”，“淺談科學探究的寬度和深度——以蠟燭燃燒的化學教學探究為例”。他們的研究為教師開展科學探究拓展了思路，提供了借鑒，同時也為我們展示了科學探究的魅力和價值。

美國《國家科學教育標準》強調：“學習科學是學生要做的事，而不是為他們做好了的事?！苯處煈摳鶕?jù)學科要求，設計與學生的年齡特點、興趣特征、知識水平和現(xiàn)有技能相適應的探究計劃。實驗是開展科學探究的最好媒介，也是學生與生活和科學之間的橋梁。選取實驗時要考慮實驗內容與學科知識、學生認知水平之間的吻合，要考慮實驗方法與學生探究能力的匹配，還要把握好適宜的實驗時機和適合的探究尺度。適合的就是最好的。

科學探究活動強調學生的親身體驗，要求學生積極參與到各項活動中去，不僅要用眼睛看，用耳朵聽，用嘴說，用手做，即用自己的身體去親身經歷，而且要用自己的腦子去想，用自己的心靈去感悟。在“做”、“思考”、“實驗”、“探究”等一系列的活動中發(fā)現(xiàn)和解決問題，體驗和感受生活，發(fā)展實踐能力和創(chuàng)新能力。教師在指導學生開展科學探究時，不僅要注意學生實驗技能和探究技能的掌握，更要注重學科概念的建構及對科學本質的理解。不能將科學探究流于形式，不能看上去熱熱鬧鬧，實際上收獲甚小。教師在指導學生科學探究時應將重點放在以下幾個方面：通過探究滿足學生求知欲；通過探究培養(yǎng)科學思維能力，鍛煉問題解決能力、合作與交流能力；通過探究獲得關于身邊世界的理解，領悟科學研究的方法，樹立科學發(fā)展觀。

為使學生通過基于實驗的探究活動體驗科學探究的過程，增進對科學本質的理解，繼而能進一步獲得科學本質。在科學探究教學時，要注意以下幾點。

一是“科學”的認識探究過程。例如，我們在科學探究中強調比較多的是探究方案的科學嚴謹、觀察記錄的客觀準確，等等。但是，學會仔細地觀察只是一個重要的科學過程技能。觀察依賴已有的理論基礎，掌握這種技能不會自動導致理解，觀察必定受到我們的感覺器官的制約，掌握這種技能也不會自動引導概念建構。而這兩種理解都屬于科學本質領域。同樣，控制變量是進行探究活動基本的一個綜合的科學過程。然而，學習和實踐這個技能不一定是在學習屬于科學本質的實驗邏輯。因此，停留在學習一般科學方法和技能層次的探究性教學活動很容易形成一種“發(fā)現(xiàn)式”教學情節(jié)，學生會形成科學知識的產生是經過探究活動而發(fā)現(xiàn)的這種認識，這種認識的本質就是將科學認識活動認為是一個“拷貝”過程，屬于傳統(tǒng)科學本質認識范式。

二是注意學生的主動參與。學生應在“做”中學，如果只是照“菜譜”機械操作，“做”是做了，卻未必能學到什么。再說科學方法沒有萬能的，既應該讓學生通過科學探究活動了解科學探究的一般過程和基本方法，又不能讓學生誤認為這就是科學研究的唯一程式。不以獲得對科學本質的理解為目標特別容易將探究的一般過程僵化為唯一模式。

三是科學探究還應重視對探究結果的分析。目前的教學實際中，一些教師比較重視探究方案的設計及實施，卻往往輕視對探究結果的分析。對探究結果進行分析對于體現(xiàn)科學的本質是非常關鍵的：（1）對結果的分析和解釋需要創(chuàng)造性思維的作用；（2）對結果的分析同樣需要有嚴密的邏輯思維；（3）探究的結論需要用科學、準確的語言去表達和交流；（4）對結果的分析是一個復雜的過程，需要與已有的知識和經驗建立聯(lián)系；（5）未達到預期目的的探究活動能體現(xiàn)科學的試探性。因此，在科學探究過程中，如果離開了對結果的分析，這樣的“探究者”不過是事實的搜集者、半途而廢者。

四是探究活動要突出學科本質。如果只強調其中某些知識或對某些知識形成過程的體驗，則是只見樹木、不見森林。另外，已有研究表明，通過科學史的實驗方式教學科學本質的各個特征，對教師來講意味著，假如與科學內容融為一體則可以不需要花費另外的課堂時間，而同時更加促進了對科學本質的掌握。問題是只有為數(shù)不多的教師對實驗和科學史感興趣，從而使得以上的建議收效甚微。他們可能會把科學本質課程分裂成兩部分；更有甚者，科學史的實驗有時往往被另外一些結果是已知和可理解的實驗所代替，那就失去了科學史教育所具有的兩大益處了；更有可能的是，有些教師只對科學歷史的結果和找到它感興趣。我們的化學教師在職前師范教育中很少接受到有關科學本質的教育訓練，他們接受的教育中基本上沒有科學史、科學哲學和科學社會學等方面的課程。即使一些歷史和哲學系的學生上過科學的社會研究課程，但那些課程缺少與科學教學之間明顯的聯(lián)系。也有些師范生對科學本質有興趣，他們并非關注于它對科學教育的價值，也并不擁有整合到教學中的策略。大部分大學畢業(yè)的師范生并不想要正規(guī)地學習科學本質以及科學方法課程，尤其是，這些學生并不在意自己對科學本質的錯誤觀念，而且當接觸到關于學科的當代觀念時會顯得很無知。顯然，對于精確地描述科學本質，這些教師都沒能發(fā)展相應的策略。因此，期望他們在教學中重視科學本質的理解并非易事，需要作出更多的努力。

科學來源于生活，科學要走向社會。教師平時要多留意生活與科技資訊，留意與本學科有關的新的實驗創(chuàng)意與設計，留意學生無意中迸發(fā)的智慧火花，并以此不斷豐富實驗的內容，拓展探究的方法，這樣有助于學生理解科學本質、提升科學素養(yǎng)，這也正是基于實驗的科學探究的價值所在。

（作者系江蘇省教育科學研究院研究員、教育學博士、化學博士后）