科学探究的要素篇1
一、提出问题
用多媒体演示仪播放我国出现的一些干旱和洪涝灾害，城市缺水等电视新闻片段，学生讨论并提出如下问题：（1）水对生命活动及人类的生产和生活有什么作用？（2）地球上水的分布情况怎样？为什么有的地方干旱缺水，有的地方却洪涝成灾？（3）自然界中的水是否一样？（4）为什么城市要使用自来水？（5）水体的污染来自哪些方面？如何保护宝贵的水资源？
二、收集证据
途径一：回忆自己以前看过的有关水的报道.
途径二：网上搜索.
途径三：查阅报纸杂志等.
途径四：社会调查：调查自来水厂生产过程，化工生产中用水、污水的净化及排放情况，农业生产中农药和化肥的施用情况，城市河流的污染来源等.
途径五：实验探究
（一）猜想与假设
学生根据已有知识和平时积累的经验，认为自然界中的水是①一样②不一样③水相同，但水中还含有的其他相同的物质④水相同，但水中含有的其他不同的物质
（二）进行实验
1.分别采集江水、河水、井水、蒸馏水，观察发现江水浑浊，河水、井水、蒸馏水都澄清.
2.取江水两份，其中一份加入少量明矾，都静置，发现加明矾的很快变清，另一份长时间后变清，再进行过滤，滤液无色澄清，滤纸上有泥沙.
3.取部分滤液、河水、井水、蒸馏水分别加热煮沸，再静置冷却，发现井水有白色沉淀物.
4.取少量滤液、河水、井水、蒸馏水放在玻片上，分别加热蒸干，都产生水蒸气，水蒸气遇冷的烧杯底又凝聚成水，除蒸馏水外，其他在玻片上都留下痕迹.
5.在蒸馏水中加氯化钙、碳酸钙粉未、胆矾，搅拌后静置，观察现象.
6.在氯化钙溶液、井水和蒸馏水中分别加一些肥皂水，搅拌，发现井水和氯化钙溶液中泡沫很少，并形成白色垢状物.
7.将滤液、河水、井水、蒸馏水分别加入水的电解器中通电并观察现象，发现都有气体生成，电源正极放出的气体少，负极放出的气体多.
8.将负极气体点燃并在火焰上方罩一干冷的烧杯，正极气体用带火星的木条检验.
（三）解释和结论
由实验1、2发现江水中有不溶性杂质（泥沙），静置后会沉淀，且加入明矾时能加快沉淀的速度，用过滤的方法可除去不溶性泥砂；由实验3、4发现滤液、河水、井水中有不同的杂质而蒸馏水中没有，固蒸馏水应属纯净物，自然界中的水一般不是纯净物；由实验5、6可知，水中可溶解多种物质，而溶有其他物质后，其性质会有所改变；由实验7、8可知，水在电解时都产生了氢气和氧气，因此水是由氢氧两元素组成.综上所述，自然界中的水一样，但水中一般会含有不同其他物质.
三、获得结论
学生将搜集到的资料按下列分类进行汇总，交流讨论获取共识.（1）水是宝贵的自然资源.（2）水的存在.（3）水的污染.（4）防止水污染的措施和方法.（5）水的性质.（6）水的组成.
反思与评价：（1）如何用实验的方法测定物质的组成？（2）海水能否饮用？为什么？（3）如何保护宝贵的水资源？
评析：水的探究活动通过播放有关水的电视录相，激发学生的认知冲突，引导学生发现为什么许多地方缺水，水污染，自然界中的水是否相同等问题，从而为探究活动作准备，也培养了学生善于发现问题，寻找科研课题的能力.
水是我们熟悉的物质，但当我们研究它时，却发现许多新的问题，这些问题一般都来自于社会和自然，解决这些问题获得的知识最后又服务于社会和自然，从而激发了学生的求知欲，培养了学生的学习兴趣.
学生虽然对水比较熟悉，但其知识点比较多，且比较零散，因此，难形成全面的认识，实验的设计应将学生想到的和书本上的进行整合而得到，其他资料的搜集和整理也不可能由一个人来完成，因此该探究过程要分组进行，全体学生共同协作完成，培养学生的集体协作精神和分析整理能力.
环境保护是社会热点问题，学生通过调查研究，逐步树立珍惜资源、爱护环境、合理使用化学物质的观念，关注与化学有关的社会问题，初步形成主动参与社会决策的意识.
实验探究的设计思路是：通过自然界中的水因含有其他物质而具有一些不同的性质，我们用实验的方法分离出其中不溶和可溶的物质，再在蒸馏水中加入其他物质，使其具有不同的性质，最后通过化学方法证明他们具有相同的组成，由此得出水的组成相同，水中能溶解多种物质，自然界中的水一般都溶有许多物质而不纯等结论，从而培养学生的实验探究能力.
科学探究的要素篇2
【关键词】科学素养；探究性学习；课程改革；课程目标；教育理念；教学思想；学习方式等
新一轮基础教育课程改革从提高中华民族全体国民的科学素质这一基本目的出发，把从小培养学生的科学素养问题摆上了重要的位置。《化学课程标准》中明确指出：“科学探究成为化学课程改革的重要突破口，是培养学生科学素养的有效途径”。
一、学生科学素养概念的界定
1.英国牛津大学出版的《综合科学――化学》一书中强调了对学生科学素养的培养，要求在教学中要体现科学过程、培养科学方法、发展探索能力。科学过程就是提出问题和解决问题，就是通过实验检验假说，通过实验得出规律。总之，《综合科学――化学》是以直观性、趣味性、生活性、社会性、实践性、探究性、普及性来体现科学素养的内涵，从而达到培养学生的科学素养，发展探究能力的目的。
2.《面向全体美国人的科学》一书中对科学素养有了这样的定义：科学素养包括数学、技术、自然科学和社会科学等许多活动。这些方面包括：熟悉自然界，尊重自然界的统一性，懂得科学、数学和技术相互依赖的一些重要方法；了解科学的一些重大概念和原理；有科学思维能力，认识到科学、数学和技术是人类的共同事业，认识他们的长处和局限性，同时，还应该能够运用科学知识和思维方法处理个人和社会问题。
3.我国科学课程改革专家组参鉴国际科学教育界关于科学素养的界定，结合我国的实际情况，认为科学素养有四个基本维度：①科学探究（过程、方法与能力）；②科学知识与技能；③科学态度、情感与价值观：④科学、技术与社会的关系。北京师范大学化学系王磊教授在《展望21世纪中学化学教育改革的方向和重点》指出：在这一轮科学课程及教学内容改革中明确把培养和发展学生的科学素养作为核心目标，突出对科学探究、科学过程、科学方法的教育要求，强调对科学本质的认识，对科学现象和原理的理解，对科学的积极态度和情感，对科学历史、科学与技术、科学技术与社会、科学与文化等等更为重要、更为概括和深远的科学教育领域的教育教学目标要求。鲜明地体现出综合考虑科学、技术、社会与学生发展的各方面需要，尤其强调尊重学生的发展需要的现代课程理念。
从上述不同的国家以及各个学者对科学素养的描述可以看出科学素养的内涵是开放的、发展变化的，不同的时代、不同文化背景的人对其理解有所不同。在各种不同定义的后面和新的社会环境及新课程改革的背景下，学术界对科学素养的表述已有一个大致的共识，即科学素养指认识和理解一定的科学术语和概念的能力。
二、探究性学习的内涵研究
1.探究性学习的定义
既学生在教师指导下，以类似科学研究的方式去进行学习，在掌握知识内容的同时，让学生体验、理解和应用探究问题的方法，培养创新精神和实践能力。它的基本思想是让学生在“重新发现”和“重新组合”知识的过程中进行学习，鲜明地体现出“创新”和“创新学习”的本质。从定义中还可以看到，这种学习是“学生在教师指导下”进行的，它表明探究性学习是在学校教育和集体教学的环境中进行的，有别于个人在自学过程中自发的、个体的探究活动。在学习过程中，学生需要的是“指导”或“帮助”，不仅仅是“传授”或“教导”。在探究性学习中，教师将是学习活动的组织者、参与者和指导者，其主要职责是创设学习情境和学习途径。
2.在课程标准中的要求
新的化学课程标准明确指出：义务教育阶段的化学课程以提高学生的科学素养为主旨，激发学生学习化学的兴趣，帮助学生了解科学探究的基本过程和方法，培养学生的科学探究能力，是学生获得进一步学习和发展所需要的化学基础知识和基本技能；引导学生认识化学在促进社会发展和提高人类生活质量方面的重要作用，通过化学学习培养学生的合作精神和社会责任感，提高未来公民适应现代社会生活的能力。
三、如何通过探究性学习来培养学生的科学素养
1.通过探究性学习，培养学生收集信息和处理信息的能力。探究性学习围绕着一个需要探究、解决的问题展开，以解决问题和表达、交流为结束。在这个过程中，学生在一个开放性的环境中自主、主动收集和加工处理信息。学生开展探究性学习的过程，实质上就是信息处理的过程。
2.通过探究性学习，使学生获得亲身参与、寻求知识的体验。探究性学习让学生在开放的环境中自主地发现和提出问题，提出解决问题的设想，收集资料、分析资料和最终得出结论，强调学生通过自主参与类似于科学研究的学习活动，获得亲身体验，产生积极情感态度，逐步形成一种在日常学习与生活中喜爱质疑，积极探究、肯于创新、努力求知的习惯。
3.通过探究性学习，学会与同伴的交流与合作。社会的发展人类的进步离不开人和人之间的交流与合作，探究性学习的开放性提供了一个有利于人际沟通与合作的空间，学生要在探究的过程中开展团结协作，学会交流研究。探究性学习的过程，正是一个人际沟通与合作的过程。
4.通过探究性学习，养成实事求是的科学态度。创新精神培养只有同科学态度、科学道德的培养统一起来，才会真正形成对社会、对个人发展有价值的结果。学生在探究性学习的过程中，学会从实际出发，通过认真踏实的探究，实事求是地获得结论，并且形成尊重他人的想法和成果的正确态度，同时可以培养学生不懈追求的进取精神、努力探索的顽强毅力和严谨的科学态度。
5.通过探究性学习，增强对社会的责任心和使命感。联系社会实际开展探究活动，为学生的社会责任心和使命感的发展创造了有利条件。在探究性学习的过程中，学生不但要努力提高自己的创造性和认知能力，而且还要学会关心社会的进步、祖国的前途、人类的命运、经济的发展、环境的保护，争取使自己的精神境界得到升华。
6.通过探究性学习，激活知识储备训练综合运用。探究性学习的有些课题需要用到学生已有的各种知识和技能，并要将知识、技能、方法综合运用，这就有效地训练了学生的综合能力。
结合上述种种关于科学素养以及探究性学习的知识，我们再来看“科学探究成为化学课程改革的重要突破口，是培养学生科学素养的有效途径。”
【参考文献】
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[2]温润辉.《教学中如何培养学生的科学素质》.中学生物教学，2003（5）27―29
[3]李伟臣，邹秋菊.《自主探究教学模式初探》
[4]宋闯军.《化学“探究性学习”的探索与实践》
科学探究的要素篇3
在课堂教学中，由于受时间、器材、场地等条件的限制，科学探究活动受教师的主导作用影响较大，基本体现教师的教学计划（教师需准时下课并完成既定的教学目标）；学生虽然有参与，但自主式探究活动被削弱。为此，我们以小组合作学习的形式，开展了物理科学探究活动课（每周1节）。内容主要选取课本中相应的实验或制作作为科学探究活动的内容，学生以小组活动形式为主。
一、正确理解科学探究的意义
科学探究指的是学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。在物理教学中，学生通过科学探究活动，经历与科学家进行科学探究时的相似过程，可以学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想和精神。那么，新的物理课程标准为何把科学探究提到非常重要的地位呢？原因可以从两方面来分析：
1、从学习方式来看。传统的学习方式过于单一化，教师讲学生听的授受式、灌输式学习占统治地位。传统学习方式注重学生对物理知识的积累，忽视了知识的过程与方法和情感、态度、价值观的培养，不利于培养学生的知识运用、创新能力和良好的科学素养。当然，现在倡导探究式教学，并不意味着要完全否定以占主导地位的教师讲、学生听的接受学习，而是要改变以往单一的学习方式，实现教学方式的多样化。没有哪一种学习方式是最佳的学习方式，每种学习方式都有各自的优越之处。在对知识结构的理解、获得知识的效率上接受式学习优于探究式学习，在知识获得的过程体验、探究能力、创新能力的培养上探究式学习优于接受式学习，因此，探究式学习应该与接受式学习相结合，各取所长，实现学习方式的多样化，只有这样才有利于学生综合素质的提高。
2、从对科学探究的理解来看。首先，科学探究应当是科学的本质特征之一。物理学是一门科学，科学就其结果来说，是对自然界客观规律的反映的知识体系，就其认识过程来说，其基本特征应当是科学探究，这是因为，自然界的奥秘只有通过人们的不断探究活动，才能透过自然现象，进而揭示其本质，从而形成科学理论。其二，科学探究是促进学生学习科学的有效方式，这是因为注重创设学习科学的环境，提供学生自己动手、动脑去主动探究自然的环境、条件与机会，从而激发他们的好奇心与求知欲，使之在探究过程中体验学习科学的乐趣，也就促进了学生对科学的学习。其三，科学探究是培养学生创新精神与实践能力的有效途径。《物理课程标准》把科学探究分为七个要素，即提出问题，猜想与假设，制定计划与设计实验，进行实验与收集证据，分析论证，评估以及交流与合作。可见，科学探究不但是一个逻辑的实证的过程，同时还是一个充满创造性思维的过程，是一个发挥潜能、克服困难、艰辛探索、不断实践的过程。
二、对科学探究的理解
1、科学探究的意义：“学生在科学探究活动中，通过经历与科学工作者进行科学探究时的相似过程，学习物理知识与技能，体验科学探究的乐趣，学习学习科学家的科学探究方法，领悟科学的思想与精神。”（摘录自《课程标准》）
2、科学探究的要素：科学探究包括七个要素：提出问题猜想与假设制定计划与设计实验进行实验与收集证据分析与论证评估合作与交流。这只是科学探究的七个要素，并不是科学探究活动中必须经过的7个顺序环节。所以我们在开展科学探究活动中，根据学生的探究水平，只注重对某几个要素的过程经历与能力培养，并不强求每个科学探究活动都必须经过这七个环节。
3、科学探究的选题：“科学探究的问题可以是学生提出的，也可以是教师提出的，可以是《标准》所要求的科学内容，也可以是与《标准》科学内容有关的交*学科的内容。科学探究的形式有课堂内的探究性活动和课堂外的家庭实验、社会调查及其他学习活动。”（摘录自《课程标准》）
三、发挥在科学探究教学中的指导作用
探究学习强调学生的主动性、自主性，但并不能忽视教师的指导。科学探究学习承载着科学知识的掌握、科学探究能力的发展、科学态度的培养等多重任务。所以应该特别强调教师适时的、必要的、有效的指导，以追求真正从探究中有所收获。如果在科学探究活动中片面追求自主探究，那是很难完成任务的。例如，在学习《科学探究：摩擦力》时，一位教师通过创设情景，使学生发现滑动摩擦力在不同情况下大小不同之后，对如何测量滑动摩擦力、采用控制变量法设计实验等不做指导，就开始放手让学生自主探究“影响滑动摩擦力大小的因素”，结果探究活动只能停留在学生对这一现象的感性认识上，探究任务没有真正完成。因此，正确处理好学生自主与教师指导的关系，教师选择恰当的时机介入指导十分重要。对于一些探究主题、探究方法、探究过程复杂的探究活动，可以选择在探究之前进行指导，以便学生在探究过程中少走弯路，提高成功率；而对于一些比较简单的探究活动，教师适宜进行即时个别指导，如在巡视时发现一些能力较弱的小组加以指导，同时一定要掌握分寸，把握好学生的自主性。
科学探究的要素篇4
但是，科学信息素养是什么？有效地提高学生科学信息素养水平的途径与方法主要有哪些？诸如此类的问题是摆在人们面前迫切需要解决的问题，既关系到科学教育目的的有效实现问题，也关系到信息环境下有效教与学的途径和方法问题。因此解决好这些问题，对于构建新型课堂教学模式，建设“人人皆学、处处可学、时时能学”的学习型社会具有重大的现实意义。
科学信息素养是大数据时代人的科学素质进化的重要条件
素质与素养是两个密切相关的概念。素质主要是用来表征一个人的大脑或者中枢神经系统对于外界刺激的敏感性的概念；而素养是一个人的素质进化的必要内部刺激条件。大脑由很多的神经细胞组成，人刚出生时，神经细胞只有50%是连接的，到3岁时，人的记忆力、智商、信息处理能力都已经固定，大脑基本处于停止发育的状态。但大脑是一个适应性很强的器官，我们也许不能改变大脑的信息处理能力，却能够通过经验的输入来改变大脑的一些结构，促进神经元进一步生长。神经元具有可塑性，以便让大脑适应生命中新的刺激。科学教育本身就是提升大脑的可塑性的过程，我们需要对大脑进行不断的刺激，这种刺激保持每天几个小时，一周出现7天，就会产生有趣的变化。
人的科学素质在生活与生产实践中始终处于进化之中。如今的“数字一代”每天都会花很多时间使用数字化设备，等于大脑在不断地接受这种刺激，强化了某些神经连接，导致在视觉学习和视觉信息处理上有较强的神经元连接。这使得现代人更喜欢最新的在线视听觉信息来源，喜欢即时的、有趣的学习。
进入21世纪，基于自然界单一性的科学统一性被确认，纳米技术、生物技术、信息技术和认知科学走向聚合，加快了技术进步的速度，并且可能会再次改变我们的物种，其深远意义可以媲美人类数十万代以前人类学会口头语言。21世纪的结构正在形成一个由比特、基因、神经元和原子要素构成的立体图景，如图1所示，这种立体图景基于计算机手段整合而建构。科学探究出现了基于计算机手段的第三种形态――计算。
图121世纪的结构
随着计算形态成为科学探索的新常态。在某些问题中，虚拟仿真实验所产生的计算结果与真实现象能够很好地吻合。比如，图2-a是科学家采用计算机手段做的溃坝水流虚拟仿真实验，与图2-b的真实溃坝水流实验高度吻合。
a计算机虚拟仿真实验屏幕照片b真实实验照片
图2溃坝水流的计算机虚拟仿真实验与实物实验对比
当代科学家、工程师和普通民众生活在大数据环境之中，往往需要借助计算机手段协同攻关，通过计算的方式解决科学问题。这里的数据泛指能够被计算机识别与处理的信息，包括视频、音频和文档等信息，数据的单位是比特。一方面实验或实践会产生大量的数据，另一方面虚拟仿真也会产生大量的数据。虽然计算机处理数据的速度大约每18周翻1倍，其存储容量大约每9个月翻一番，但是实验、实践或虚拟仿真所产生的数据迅速占满存储空间。这些数据就像一个金矿，人们可以从中提取信息，再通过信息加工，形成科学知识。
现代具有良好科学素养的人不仅要具有理论素养和实验素养，而且要具有科学信息素养。所谓科学信息素养，是一种借助计算机或者信息技术手段，在海量的数据中探索与发现数据关联或者规律，解决科学问题的潜能。显然，科学信息素养是科学素养、信息素养和人文素养的交集，如图3所示。
针对科学信息素养的定义，可以构建出科学信息素养的观测模型，如图4所示。科学信息素养主要包括科学信息态度、科学信息知识、科学计算的典型经验、科学信息方法等维度，其核心是对科学信息的理解。
图4科学信息素养观测模型（项华，2014年）
其中，科学信息态度指对于科学信息的意识、兴趣和精神等；科学信息知识指关于科学的核心概念、核心历史和信息知识等；科学计算的典型经验指运用计算机手段解决科学问题的意识和基本能力；科学信息方法指常见的解决科学问题的计算机手段；最后，所谓的对科学信息的理解是测评科学信息素养的核心，指对科学本质、信息与媒介本质和人文本质的理解，它将决定对其他科学信息素养四个维度的理解深度。
由此可见，基于大数据时代对于核心素质的基本诉求，科学信息素养成为当代科学素质进化的重要条件。有必要探讨在课程标准、教材与教学评价之中有效实施科学信息素养教育的途径和方法。
数据探究是提高学生科学信息素养水平的直接手段
提高学生科学信息素养水平的关键在哪里？这个问题是大数据时代科学素质教育的首要问题。理论与实践表明，解决这个问题的关键是贯彻探究式学习。
探究作为一种现象，广泛存在于动物界。在地球的生态圈中，各种动物趋利避害，探究是一种本能，是一种能力，是一种广泛的现象。比如一只小鸡正在啄食，听到周边一个响声，它会警觉地抬起头，四处张望，它在探究。人有一个强大功能的大脑，人的探究主要表现在探究式学习方面。所谓探究式学习，是指像科学家一样探索、发现与解决问题。可以讲，相对于研究、探索等概念，探究更为基础，是人的素质的直接形成条件之一。
20世纪80年代中期，针对科技进步以及由此带来的社会重大问题，美国在哈雷彗星临近地球的时候，提出了“2061”计划，该计划围绕着科学素养（ScienceLiteracy），提出了在2061年哈雷彗星再次临近地球的时候，整体国民科学素养水平应该达到的程度及其实现途径。探究式学习被论证为实现该计划的主要手段。所谓探究式学习就是学生以类似或模仿科学家研究的方式所进行的学习。受此影响，全球教育掀起了提高科学素养水平的教育改革浪潮。
在此背景之下，我国于1986年以法律的形式做出了实施素质教育的科教兴国战略决定，素质教育直指培养创新意识与实践能力。中国科协于1999年向党中央、国务院提出了在我国“实施《全民科学素质行动计划》（2049计划）的建议”。该建议提出了近期、中期以及2049年建国100周年时使全体成年公民都达到基本具备科学素质（ScienceQuality）的远景目标，受到党和政府的高度重视，并正式启动了全民科学素质建设工程。素质与素养密切相关，素质是素养的作用结果，而素养是素质发展的必要条件。基于探究式学习对于提高科学素养水平具有特殊作用，在随后的基础教育课程改革之中，也将探究式学习列为重要的教学方式或者教学内容。
我国30多年来的素质教育实践取得了一定的成效，构建了相应的科学素质教育课程体系，接纳了探究式教学理念，也积累了大量的探究式教学经验。但是，毋庸置疑，实践中尚存在着肤浅探究和形式探究的现象。这种现象说明我们对于探究式学习的认识与实践仍然不够。
笔者在十多年的信息技术与科学课程整合的理论与实践研究之中，根据科学的三种形态，将探究梳理为基于真实实验手段的实验探究、基于数学与学科专业手段的理论探究和基于计算机手段的数据探究，并据此提出了数据探究教学理论。
数据探究在教师观、学生观、学习观和评价观上均具有新的内涵。简单介绍如下：（1）教师是数据探究的促进者与合作者。（2）学生是具有创造能力的学习主体。数据探究应该把学生置于一个有社会意义的团体中，培养“共生性”与“交互性”，体验创造的意义和价值。还应该体现StS教育，强调人对自然、社会、人生的责任和义务。（3）数据探究是一个建构的、社会化的综合体验过程。学习者总是依据已有经验、心理结构和信念来选择一些信息或者数据，从中经过数据挖掘得到推论，并根据推论来构建关于世界的认识。（4）评价是开放、多元的反馈过程。数据探究评价认为学习是一种建构独特意义的过程，注重对于探究过程的评价，关注评价的开放性与多元性。
这样的概念划分对于发挥探究在科学素质教育的作用方面具有重要的实践指导意义。
按照数据探究理论，实现科学素质教育的手段分成了三类：其一，基于实物实验的手段；其二，基于学科专业知识、经验和数学的手段；其三，基于计算机计算的手段。科学素质的有效提升应该综合应用三种途径和手段。其中基于计算机计算的手段主要有网络搜索引擎、图像分析技术、虚拟与编程技术以及传感器技术等等。这三类探究手段对于提高科学素质水平来讲地位是平等的，教学实践中轻视实物实验和计算机计算的做法都是片面的。有效提高科学素质水平需要重视三类探究手段的综合运用。现实中那些仅仅重视学科专业知识手段的做法是片面的。学科专业知识构成一个个专业符号体系和专业经验体系，具有引导师生从某个专业角度向纵深发展的功能，但是当代科学素质的标准要求具备的跨界的、综合的素质仅仅依靠有限的学科专业体系难以养成。
依据数据探究理论，在信息化的环境或者大数据的环境下，每个人面临着两个世界，一个是现实世界，另一个是和现实世界一一对应的大数据世界，科学问题及其解决的途径同样存在于大数据世界，因此贯彻数据探究教育理念，是信息时代提高科学素质水平的重要途径。
贯彻数据探究应该注意以下几方面问题：首先要激发学生对于大数据世界的好奇心。对数据和数据工具的好奇心是信息时代探究的新内涵。在贯彻数据探究理念的时候应该注意保护和激发学生的好奇心。其次，要培养学生使用当代的“瓶瓶罐罐”（手机、数码相机等设备）进行探究，这是提高学生科学信息素养的基本途径。再次，在各类课程与活动中注意混合使用传统的科学手段和信息技术手段，因为在探究过程之中善于混合使用各种工具或者手段是有效解决科学问题的重要能力，也是科学素质水平高的重要体现。
结束语
探讨破解大数据时代的科学教育难题的途径涉及大而复杂的社会问题，仅凭经验而没有理论的指导是难以理解与完成的。数据探究理论为有效提升科学信息素养水平的教学实践提供了理论框架。对于学科教学、综合活动教学的信息化提供了理论指导，也为信息技术与课程的深度融合提供了一种途径与方法。应该注意的是，数据探究、学科理论探究和实验探究是人为划分的，实际的问题解决过程应该是这三种探究的混合运用。当前数据探究理论主要在跨界的综合类课程与活动中进行了研究与实践，今后在学科专业课程中进行行动研究同样具有现实意义，因为数据探究与其说是一种适应大数据时代的手段和途径，不如说是大数据时代的一种生活理念和生活态度。
参考文献
项华.信息技术与中学物理教学整合[m].北京：北京师范大学出版社.2013，9.
项华，陶春.播种未来科学家的种子――北京市东城区青少年科学学院数码探科学大赛优秀案例集[m].北京：科学出版社.2015-5.
科学探究的要素篇5
[关键词]化学实验科学探究科学方法
化学是一门以实验为基础的科学,实验本身就是一种科学方法,同时,其它很多的科学方法都是与化学实验紧密联系、相互融合在一起的。因而,以化学实验为载体,开展科学探究活动,无疑是帮助学生体验探究过程,学习科学方法的重要有效途径。
一、化学实验是科学探究的构成要素之一
从构成要素看,“进行实验”是化学中的科学探究一个重要的基本构成要素,这是化学与其他学科中的科学探究的一个显著区别。探究问题的提出,离不开一定的问题情境,而化学实验能激发学生的探究兴趣、促进学生形成认知冲突、产生问题意识,进而提出有价值的探究问题。同时,化学实验可以为学生提出猜想与假设提供事实依据。假设的检验,需要收集证据,化学实验能为学生检验化学理论、验证化学假说提供化学实验事实。因此,化学实验既可以作为学生收集数据、检验假设的重要途径,同时也是学生提出探究问题或作出假设的一种依据。义务教育化学课程标准从三个方面对“进行实验”这一要素提出了要求,即“能积极参与做化学实验”,“能顺利地完成实验操作”,“能在实验操作中注意观察和思考相结合”。
二、化学实验是进行科学探究的主要方式
在中学化学教学中,科学探究活动的主要形式有:实验探究、调查访问、查阅资料、交流讨论、咨询辩论等。其中,实验探究是化学教学中最常见、最重要的探究活动形式,它的功能是其他教学形式所无法替代的。所谓“实验探究”是指通过实验来进行的一种探究活动,它是科学探究在化学实验教学中的具体化。作为科学探究的一种重要的表现形式,其构成要素也包括:提出问题、猜想与假设、制定计划、进行实验、收集证据、解释与结论、反思与评价、表达与交流等8个要素。在教学过程中,实验探究活动所包含的要素可多可少,探究的程度可强可弱,活动的场所既可在课内也可以在课外,探究问题的来源可以来自课本也可以源于现实生活,各要素的呈现顺序也是不固定的。值得提出的是,针对我国当前实验教学中过重于实验的验证性的现状,尤其要加强实验探究活动,增强验证性实验的探究性,以促使学生积极主动地学习,发展科学探究能力。
三、化学实验是“科学研究”主题中重要的学习内容
义务教育化学新课程标准不仅将“科学探究”作为一种重要而有效的学习方式,同时还作为义务教育阶段化学课程的重要学习内容。在内容标准中,“科学探究”单独设立为一级主题,并编排在各主题之首。科学探究主题下设三个二级主题,即“增进对科学探究的理解”、“发展科学探究能力”、“学习基本的实验技能”。其中,“学习基本的实验技能”是“科学探究”学习内容的重要组成部分,标准从以下几个方面对这一主题的内容和学习目标提出具体的要求:
1.能进行药品的取用、简单仪器的使用和连接、加热和冷却等基本的实验操作;
2.能在教师指导下根据实验目的选择实验药品和仪器,并能安全操作;
3.初步学会配制一定溶质质量分数的溶液;
4.初步学会根据某些性质检验和区分一些常见的物质;
5.初步学会使用过滤、蒸馏的方法对混合物进行分离;
6.初步学习运用简单的装置和方法制取某些气体。
从构成要素来看,化学实验是科学探究的构成要素之一;从活动形式看,化学实验是科学探究活动的主要方式;从学习内容看,化学实验是科学探究主题中重要的组成部分。显然,化学实验对有效开展科学探究活动、培养学生的科学探究能力、落实化学的科学素养教育目标都具有重要的意义和作用,在化学教学中,把握并处理好两者的关系至关重要。
四、化学实验中指导学生应注意的问题
1.要结合学生的特点,循序渐进
学生对科学方法的学习和掌握,是一个由简单到复杂、由低层次到高层次、循序渐进、不断深化的过程。初中阶段的学生,其思维发展特点是以“经验型思维”为主,应侧重对学生进行观察、测量、记录、表格化、表征性抽象等方法的教育。高中阶段的学生,其思维特点逐渐由“经验型思维”向“理论型思维”过渡,应在初中的基础上,侧重于对学生进行实验测定、复杂实验条件控制、线图化、原理性抽象、假说、模型化等方法的教育。科学方法教育切勿急于求成、一劳永逸,也不能只停留在低水平的机械训练上,这都不利于学生的发展,必须结合学生实际,循序渐进。
2.努力挖掘教育素材
科学学习方法知识在化学教材中并未直接给出,而是蕴含在教材的知识体系中。因此,教师应深入钻研教材,努力挖掘其中的科学方法论思想,在此基础上确定科学方法教育内容,并将科学方法教育有效渗透和贯穿于各个教学环节中,切忌牵强附会,也不可流于形式。
3.积极开展各种探究活动
科学方法教育需要一定的物质载体,不能单纯地传授知识、机械地训练、简单地重复。科学探究活动,尤其是实验探究活动,是学生体验科学方法、训练科学方法、熟练掌握科学方法的有效途径。教师在教学过程中,根据教学实际,充分利用微型化学实验的优势,组织丰富多样的课堂探究活动、学生自主探究活动、小组合作探究活动,并在活动过程中不失时机地引入科学方法教育,同时注意给予必要的、适当的引导。
参考文献:
[1]唐力.化学教育研究方法论.桂林:广西师范大学出版社,2003.
[2]高荐南,王祖浩.化学教育展望.上海:华东师范大学出版社,2001.
[3]勒玉乐.探究教学论.重庆:西南师范大学出版社,2001.
科学探究的要素篇6
首先，正确把握化学教育的特点:这是达到化学教育目的的前提．遵循化学学科教育的中心任务的要求，依据化学新课程的实施原理，化学学科的课堂教学中必须依据“探究型”化学教学新观念来构建化学教学的方法和教学基本模式，同时，要将“探究型”与“训诲———驯化型”、“传授———训练型”化学教学观念的区别与联系分析清楚，这样才能更为清晰地在课堂教学中合理地进行“探究型”的教学模式的自觉建构，使化学学科素质教育的基本任务得到落实．
其次，积极倡导自主、合作、探究的学习方式，这是达到化学教育目的的策略．让学生的化学学习在依据化学科学探究活动的基本原理:提出问题———猜想与假设———制订计划———进行实验———收集证据———解释与结论———反思与评价———表达与交流的全程中，发展自己的能力，健全自己的人格，使化学教育真正体现科学素养的核心目标，完成化学学科培养学生科学素养的任务．教师在实施探究教学中要成为探究教学的组织者、引导者重要在以下三个方面着力完善．其一，激发学生的探究兴趣，要通过创设情境，介绍背景、资料等一系列教学前提条件．其二，培养良好的探究态度和习惯．其三，在探究教学中，教师应努力帮助学生“找到自己”，有了独特的见解，才能展开探究．人教版九年级化学上册第七单元课题一《燃烧和灭火》一节的课堂教学流程是情景激趣导入新课———合作交流实验探究———群策群力探寻奥秘———实践应用火场逃生———趣味练习巩固新知———课堂小结认识升华———布置作业课外延伸．其中设计燃烧的探究实验，用蜡烛、火柴、烧杯等实验室较常见的物品引导学生参与探究，让学生亲身感受“燃烧”，通过科学探究得出可燃物与空气或氧气发生的一种发光、放热的剧烈的氧化反应叫做燃烧的定义描述．而在探究燃烧的条件实验时，白磷在空气中燃烧产生大量白烟五氧化二磷，对环境造成了严重污染，考虑该实验在班级进行，如何尽量做到实验“绿色化”，引导学生进行自主学习，合作探究在纸上设计实验方案，进行小组汇报交流，进行论证分析，进行实验，将教材中用红磷、白磷的进行探究实验的加以改进，收效很好．
第三，努力建设开放而有活力的化学课程，这是达到化学教育目的的保障．营造科学探究的环境，激发学生学习科学的兴趣，通过渗透情感、态度和价值观等教育因素，从而推动学生观察能力、操作能力、思维能力和创造能力的培养．在灭火的原理探究教学中使用教材，不拘于教材的内容，适时进行拓展，增加了火灾自救和安全防火的一些常识性知识，并及时进行情境再现教学，如在云南省的香格里拉县独克宗古城发生的火灾，造成了古城335户群众受灾，烧毁了房屋242栋，还造成了古城部分文物、唐卡等文化艺术品被烧毁的后果，引导学生分析讨论找到解决方案．又如根据我校教学楼的特点，设计预防火灾的方案(包括发生火灾时需采取的灭火和自救措施)等等．这些化学探究教学中设计的内容更加贴近学生的生活实际，充分体现了理解科学、技术与社会(即StS教育理念与科学素养的培养)的密切联系，通过学习学生能更好的认识化学学科的重要性，体会化学学科的实践性，为提高学生科学素养发挥重要作用．
科学探究的要素篇7
[关键词]生物学教学生物科学素养
在科学技术日新月异的今天，国民科学素质的高低直接影响着一个国家综合国力的强弱；公民科学素养的高低，直接影响到教育的发展和社会的进步。在新的课程改革的理念下，提高学生的生物科学素养，探讨培养学生生物科学素养的途径和方法是所有教育工作者的责任和义务，也是亟待广大教育工作者研究和解决的教育使命。
（一）生物科学素养的内涵
《全日制义务教育生物课程标准(实验稿)》和《普通高中生物课程标准(实验)》中提出，生物科学素养是公民科学素养构成中重要的组成部分，是指公民参加社会生活、经济活动、生产实践和个人决策所需的生物科学概念和科学探究能力，包括理解科学、技术、社会的相互关系，理解科学的本质以及形成科学的态度和价值观。它反映了一个人对生物科学领域中核心的基础内容的掌握和应用水平以及在已有基础上不断提高自身科学素养的能力。
（二）学生生物科学素养的培养途径
1.分析教材特点，落实科学探究活动，提升学生科学探索能力。生物新课程将陈述性知识、科学探究活动和小栏目作为教材内容体系的重要组成，在传统教材“实验”栏目的基础上增添了丰富的探究活动，并将其融合为“科学探究活动”。笔者发现，科学探究活动呈现出三个特点：一是数目明显增加。以中学阶段新课程教材中生态学内容为例，人教版有34个科学探究活动，苏教版有51个，中图版有32个，河北少儿版有82个，浙江科技版有37个。二是活动的类型呈现多样化。例如，人教版有“实验”、“探究”、“调查”、“模型制作”、“课外实践”、“思考与讨论”、“技能训练”等；河北少儿版有“探究竟”、“大家谈”、“亲自做”、“想一想”、“试试看”、“阅读与分析”；苏教版有“讨论”、“课外探究”、“积极思维”、“边做边学”、“继续探究”、“课题探究”；中图版有“探究活动”、“课外实践”等。三是不同类型的活动有不同能力目标的侧重点。例如，“实验”侧重培养操作技能和观察能力，“探究”强调学生自行制订探究方案，学生自主探究空间大，“资料搜集和分析”侧重培养信息搜集和处理能力，“模型建构”注重学生动手动脑建构模型，培养训练建构模型的方法和能力。
认识教材特点，组织好科学探究活动，有助于调动学生的学习兴趣，激发学习的主动性和积极性，使学生在活动体验的过程中促进发展；有助于实事求是的科学态度的形成及认识科学实验的基本方法；有助于提高学生实验能力、观察能力和思维能力；有助于培养学生的创新精神。
2.重视生物科学史教育，培养学生的科学品质。随着社会的发展，教育需要培养具备科学素养的合格公民，科学素养的组成包括科学知识、科学方法、科学技能、科学本质和StS。科学史内容就是培养学生科学素养的有效的途径之一。生物科学史记载了生物科学的产生、发展及规律，能够切实的反映生物科学探究的过程与方法、科学家进行科学研究时的情感与精神，反映科学技术与社会三者的关系。
新课程增加了科学史内容，将科学史教育列入学生科学素养的培养目标当中。如“达尔文生物进化理论”、“生长素发现过程”、“探求光合作用原理的实验”，对“Dna是遗传物质的实验证明过程”、“孟德尔遗传规律的发现过程”、“肺炎双球菌的转化试验”、“噬菌体侵染细菌的实验”等，都是学生理解科学产生和发展的重要资源，也是学习生物学知识的重要途径。教师应当认同和理解科学史对学生终身发展的作用，创造性的使用教材，引导学生通过体验科学家探索生物奥秘的艰辛历程，理解科学发展的本质，学习科学研究方法及科学家献身科学的精神，领悟到科学的发展需要人们不断的拼搏和前赴后继的努力，进而对学生生物科学素养的形成起到潜移默化的作用。
3.重视渗透StS教育，培养学生生物科学素养。StS指的是科学、技术、社会(Science＆technology＆Society)，强调的是科学、技术与社会三者的关系及科学技术在社会生产、生活和人类发展中的应用。了解科学、技术、社会的相互关系，关注和参加与生物科学技术有关的社会问题的讨论和决策，是生物科学素养的又一重要组成部分，也是学生情感发展的重要途径。
新课程在教材内容中渗透了StS教育，将生物学知识与学生的日常生活以及与人类社会的发展有机结合起来。通过教材中的各种素材、栏目及活动进行StS教育，不仅使学生得到了基础知识和基本技能，也使学生认识到这些知识对于自身乃至人类生存和发展的价值，使学生的情感得到升华。因此，在教学过程中，教师应将知识的传授同人类生存、社会发展、科技进步紧密联系起来，让学生认识到教材中学到的知识是能够在生活中运用的，一方面提高他们学习科学知识的兴趣，另一方面使他们意识到科学知识的重要性。例如，通过对个体、种群、群落、生态系统、生物圈的学习，结合现实生活中生物与环境的各种鲜活实例，使学生认识到人与自然和谐发展的重要意义；通过人体营养物质代谢的学习并结合现实生活中的疾病实例，使学生了解科学膳食以及保持身体健康的重要性；通过对克隆技术、器官移植等高科技生物技术的了解，使学生认识到科学研究的价值和意义，萌发对科学研究的热爱。
参考文献：
[1]教育部.全日制义务教育生物课程标准（实验稿）[S].北京:北京师范大学出版社,2001.
[2]教育部.普通高中生物课程标准（实验）[S].北京:人民教育出版社,2003.
科学探究的要素篇8
摘要：：培养小学生良好的学习兴趣和学习习惯，是全面实施素质教育的要求，是时代和民族发展、科学技术飞速发展对未来人才素质的需要，也是小学科学的根本任务。
关键词：培养；观察；探究；动手动脑；反思；素养；习惯
中图分类号：G620文献标识码：a文章编号：1002-7661（2012）09-099-01
科学是以培养学生科学素养为宗旨的科学启蒙课程，承担科学启蒙任务的这门课程，如何激发学生科学探究的情感，真正体验科学活动的过程与方法，用发展变化的视角去理解科学的成果，这是摆在每一个小学科学教育工作者面前的重要课题。
一、培养学生学会观察的素养
观察是科学探究的开始，是外界信息输入的窗口，也是学生最基本的一项科学素养。观察能力不是与生俱来的，学生良好的观察品质需要有意识的进行培养，“看见了”不等于“观察到了”。
1、培养观察兴趣
对于身边的事物和现象，儿童最熟悉，也最容易产生观察兴趣。如：人骑自行车上坡，怎样最省力？把一辆自行车装上大卡车，怎样最省力？人怎样爬坡比较容易爬上陡峭的上坡？斜面和螺旋有什么关系？生活中哪些地方应用了它？教学中师生共同探讨这些问题，教师再因势利导，让学生边观察边思考。
2、教会观察的方法
观察时，应该让学生按照一定的顺序，有条理的进行观察。对静态事物，可以指导学生循着观察点扩展。如教学《植物》一课，引导学生从外到内或者从内到外，从上到下或从下到上；可以从整体到局部，也可从局部到整体。对动态事物，可以指导学生按照事物发生发展的顺序去观察。另外，要使观察有顺序和有条理，还应指导学生事先要选定观察对象、确定观察内容、安排观察步骤、选择观察方法，做到“观而有法”、“察而有序”。
3、提高观察能力
学会比较，能使学生善于找出不同事物的共同点和相同事物的不同点，抓住事物的特点与本质特征。
4、培养全面细致观察事物的习惯
在实验中，要指导学生全面细致地观察，要引导学生多种感官同步进行。
二、培养主动探究的素养
爱因斯坦说过：兴趣是最好的老师。学生对事物有兴趣，才能全神贯注地学习，产生主动探究的兴趣。而兴趣也是学生科学素养的基本要求。
1、培养学生主动探究的兴趣
如教学《材料》时，教师首先拿出锦缎和绸绢各一段，让学生看看漂亮吗？摸摸有什么感觉？问他们谁知道它们是什么？是用什么材料织的？这些材料怎么来的？又如教学《岩石的认识》一课时，教师先让学生打开桌上的岩石标本盒，让学生先动手摆弄，看如何研究这些岩石。这样就渲染了气氛，创造了乐学的情趣。
2、培养学生主动探究的精神
小学科学教育的目的是培养学生的科学素养，探究又是科学学习的核心，科学教育只有引导学生通过科学探究来发展其科学素养，才能实现科学本质与教育宗旨的内在统一。所以，小学科学教育应首先培养学生主动探究的学习习惯，遇到问题，不依赖老师，自觉主动地去探究，自主去寻找问题的答案。如植物的根是否在喝水？怎样证明？物体的滚动摩擦大于还是小于滑动摩擦？怎样证明？遇到这些问题，学生首先想到的应该是如何设计实验去探究问题的答案，而不是寻求老师的帮助和解答。当然老师并不是要游离学生探究学习之外“袖手旁观”，教师的引领和指导作用是必不可少的。那么教师怎样适时适度地发挥作用，才能使学生养成主动探究的习惯，从而使探究活动持久、有效的进行下去？
三、培养学生动手又动脑的素养
新课程中小学科学教育倡导“做中学”，其实质是通过科学学习养成“动手动脑”的学习习惯，在“做”中发现，在“做”中体验，在“做”中感悟，“动手”只是一种手段，会“动脑”才是真正的目的。如：在探究《电磁铁》的性质时，首先教师可以引导学生提出他们对于电磁铁感兴趣的问题，诸如：电磁铁是由什么构成的？怎样制作电磁铁？电磁铁能吸哪些物品？电磁铁的磁性强弱与什么有关？电磁铁有没有南北极？若有极性与什么有关？电磁铁与磁铁有什么区别？然后，让每个研究小组对本组感兴趣的问题，先提出预测，再根据多种实验材料，提出实验方案，最后动手实验寻求问题的答案。这样才是真正意义的探究，才能切实有效地培养学生的科学素养。
四、培养学生总结反思的素养
科学探究的要素篇9
[关键词]课堂探究、探究式教学、自主探究、自主实验、科学素养
新课程标准明确指出:科学学习要以探究为核心；探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式；科学探究是科学学习的中心环节等等。新课程标准下的课堂教学，不是教给学生知识而是教给孩子如何用眼睛去观察世界，怎么用科学的方法去研究自己感兴趣的东西，教孩子怎样去表达他的认识与认识的结果。因此教师应树立新的教学理念，为学生创设自主探究的良好环境。下面结合教学实践，来谈谈自己的一点认识：
一、科学课堂探究的本质
《科学（3-6年级）课程标准》明确提出“科学学习要以探究为核心”。即科学课堂应向学生提供充分的科学探究机会，使学生在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实，善于质疑的科学态度。
科学探究涉及到提出问题、猜想交流、制定计划、观察、实验、制作、搜集证据、进行解释、表达与交流等活动，是通过“动手做科学”的方式来进行的。探究式学习是学生自己在各式各样的探究活动中亲自得出结论，并能参与并体验知识的获得过程，从而构建起对科学的新认识。在这一过程中，学生们就把科学知识与观察、推理和思维的技能结合起来，从而能动的获得对科学的理解，最终形成善于发现问题、寻找规律并找到解决问题的方法的探究能力。
总之，以探究式学习为基本特征的科学探究课，是以提高学生科学素养为宗旨，以探究科学问题的过程为中心，以主动参与、亲历过程、协同合作、发展个性(自主、合作、探究)为主要特征的综合实践性、开放性的科学课程。
二、当前科学课堂中对探究教学的偏解
在新课程标准的指导下，科学探究在学生科学素养养成中的作用越来越被人们重视，但在现实的科学课堂教学中，有些教师只是将一些简单的探究问题或素材进行机械无序的组合，探究环节缺乏联系，停留在非常肤浅的探究层面上。有人认为课堂上只要多问几个“为什么”，就能达到目的，其实大多数问题没有质量，不具备研究的价值。这种教学表面看热热闹闹，但学生却不对探究问题进行深入的理解和思考，即使是回答也是低质量的、浮于表面的。教师看起来给予了学生充分的自主探究的权利，学生说的、做的热火朝天，一节课下来，竟然让人不知道今天究竟学了什么。长此以往，学生就容易养成浮躁、浅尝辄止的不良学习习惯，更不用说培养学生的科学素养了。
同时，由于我国小学科学教育领域的理论与实践尚不成熟，一个时期以来，有人将探究性学习看成是科学教育中唯一至高无上的学习方式，不管教学内容是否适合探究，也不管学生认知水平是否适应探究，似乎一提到科学教学，就是探究式教学，以至于出现了教材中非探究不选，报告中非探究不讲，展示课中非探究不上的怪现象，好像不需要探究的东西就不能进人科学教育的殿堂。其实，这种思想是片面的、封闭式的、极端主义的，它不符合探究性教学的要求，有悖于小学科学课程是“培养小学生科学素养”的宗旨。
三、如何在科学课堂中进行有效的探究教学
1、创设探究情境，激发探究欲望
兴趣是最好的老师。在科学教学中，教师要从学生的生活实际和心理需求出发，通过多种途径用科学的方法去激发和培养学生的参与兴趣，创设情境是激发兴趣的一种有效的方式。科学探究总是在一定的情境中进行的，要让孩子真正参与到探究活动中来，就必须善于创设一个情境，让学生真正为探究所吸引，为活动所吸引。例如讲授《马铃薯在水中的沉与浮》时，教师先通过演示实验创设情境：小马铃薯在水中下沉，大马铃薯在“水”中却上浮。让学生通过推理、实验，排除很多的无关因素（如水槽的大小、水的多少、马铃薯的大小等），推测与两个杯子里的水有关，这两杯“水”到底有什么区别呢？接着用课件出示这样一幅情境：一把盛着“水”的不锈钢勺子放在蜡烛的火焰上烧，火焰不停地跳动着，一只聪明小猴子专心致志地拿着放大镜在旁边期待着，活动的标题――水里到底藏着什么？学生在这种氛围的影响下，孩子被吸引住了，他们的探究欲望被大大地激发了，每个孩子都期待着动手试一试，解开这个迷。
2、精心设计问题
发现问题和提出问题是探究的前提，问题的确立是学生探究的动因和目标，建构有价值的问题是深入开展探究性学习活动的有效保证。因此，教师应该精心设计问题，考虑问题的价值性，不做“无意义的探究活动”之课。
问题的设计应该带有趣味性和挑战性，要在真正需要提问的地方才问，例如在教学《物体在水中时沉还是浮》一课时，根据平时的经验，学生都知道，石头在水中是沉的，如果再问学生“石头在水中是沉还是浮时”就显得太没有意义，完全是为问而问，激不起学生的探究兴趣，而且过于简单明确的问题反而会约束学生的创造性思维。
3、鼓励大胆猜测，自主实验
牛顿说:“没有大胆的猜测，就作不出伟大的发现。”教学中要抓住有关内容或有利时机，给学生充分的时间，鼓励学生大胆猜测或假设，学生猜得越多，想得就越多，思路就越开阔，思考就愈合乎逻辑，学生进行猜测后，要求学生说出自己是怎样想的或猜测的理由，这样既可以培养学生的良好思维习惯，又使学生交流了提出假设的思维方法，相互之间受到启发，并使学生明白提出的假设不是凭空乱猜的。
科学探究的要素篇10
【关键词】高中生物核心素养个性化教学思维能力
高中生物学科中涉及到很多的科学知识，包括动物、植物、微生物以及人体等，其知识面非常广阔，能很好的补充学生的科学知识，培养学生的科学素养。在高中生物教学中，教师必须运用先进的教学模式，以提高学生的核心素养为目的，展开个性化教学。高中生物教材中的问题探究有助于提高学生自主探究能力，生物实验能培养学生的创新能力，同时，对教材的理解实质上就是探索科学的过程，对学生的科学思维能力培养有着极大的帮助。由此可见，在高中生物课堂中实行个性化教学旨在培养学生的核心素养。
一、传授学生科学研究的基本方法，培养学生的科学思维能力
在新人教版高中生物教材中，所涉及到的有关生物科学研究的过程和方法的内容非常丰富。通过引导学生学习这些研究过程和研究方法，能很好地培养学生的科学研究素养，比如教材中“生物膜流动镶嵌模型”探索历程、“生长素的发现”、“关于酶本质的探索”、“细胞学说”的建立过程、“Dna分子结构模型建立过程”、“探究酵母菌的呼吸方式”等等，都包含了完整的科学研究过程。学生通过认真分析和领悟其中的科学方法和科学思维，并最终掌握一套完整的科学研究方式，提高自身的科学思维能力。在高中生物日常教学中，教师要重视学生科学思维能力的培养，尤其是分析一些探索性的科学研究案例时，要强调科学思维的渗透[1]。
比如，在“生长素的发现”的教学中，教师可以利用多媒体信息技术将达尔文的胚芽鞘生长实验过程制作成动态课件在课堂教学中播放，引导学生用心观察其变化过程，自主推想，并与达尔文的推想进行对比，同时鼓励学生根据自己的理解自主设计实验来证明推想，当实验方案设计完成后，由师生共同探讨实验方案的可操作性。对于学生的实验设计方案，教师要做出肯定的评价，给学生积极的心理暗示，且让学生亲身体验了科学研究的过程以及方法，培养学生的科学思维能力，激发学生的探索欲望。
二、巧设问题，通过探究性学习提高学生自主探究能力
在高中生物教学中，教师通过设置问题来引导学生思考和探究，发散学生的思维，调动学生探索知识的欲望[2]。在高中生物教材中，也设计了很多探究性学习，这也体现了新课改背景下以教师为主导、学生为主体的教育理念。在教师的引导下，由学生亲自参与整个探究过程的设计、操作和总结，明显提升学生的综合能力。当然，在学生自主探究的过程中，教师必须做好指导工作，例如可以创设问题情境，通过问题来引导学生观察、交流、讨论，从而保证探究性学习的顺利开展。
例如，在学习“影响酶活性的条件”的过程中，教师通过设置问题的方式引导学生进行自主性探究。首先，教师向学生提问：“你们觉得影响酶活性的条件因素有哪些？”很多学生纷纷做出回答，包括温度、溶液浓度、酶的加入量、溶液的酸碱性等。教师再利用学生的答案引导学生纷纷对这些可能对酶活性产生影响的因素进行自主探究，可以设计为一个实验，以小组为单位，分配不同的任务。让各个小组针对本小组的探究主题共同探讨出一个完整的探究方案，若是设计探究性实验，则需要有完整的实验方案，最终由教师审核通过后才能进行实验操作。对于学生提出的问题，教师首先引导学生用心观察、认真思考，再对此加以指点和解答。运用这种教学方式，以问题引导出学生设计自主探究的方向，然后在探究过程中运用问题设置层层激发学生的思维，逐步提高学生的独立思考能力和自主探究能力。
三、重视生物实验的开展，提高学生的创新能力
在学生的核心素养中，创新能力是非常重要的一项能力。创新能力对学生的科学探究有着至关重要的作用，创新是生物科学研究的源动力。在生物教学中，教师要鼓励学生敢于质疑，大胆想象，大胆提出新问题，尤其在生物实验操作中，要鼓励学生进行大胆创新，用不同的实验方案验证现有的结论，开拓学生的思维[3-4]。在新人教版高中生物教材中，有些实验设计也是要求由学生独立完成的，比如“植物向性运动的实验设计和观察”、“植物细胞吸水和失水的实验设计”、“设计并制作小生态瓶”等等。教师指导学生设计实验方案，然后让学生以小组为单位进行实验操作，并且鼓励学生提出新问题，大胆假设，认真观察实验现象，不断地思考和总结，找到多种创新的实验方法来证明自己的猜想和假设。在实验中培养学生的观察能力、数据记录和分析能力、总结和归纳能力，重点强调实验方案的新颖和独特之处，鼓励学生创新意识。例如，在尝试“设计并制作小生态瓶”时，师生共同探讨出营造生态环境所必须的几大要素，然后引导学生进行自主设计，学生根据自己的个人喜爱挑选小植物，并通过自己的创新能力制作出精美的、满足要求的小生态瓶。
四、结语
高中生物的知识结构虽复杂科学性较强，但是其规律性也很强，只有培养学生的科学思维、自主探究能力和创新能力，才能真正激发学生熟练掌握各个知识结构之间的联系以及自身的特点，进而引导学生通过科学有效的学习方法学好生物。核心素养所涵盖的内容有很多，思维能力、自主探究能力和创新能力等都是非常重要的素质，高中生物教师一定要充分挖掘教材信息，落实新的教育理念，切实培养学生的核心素养。
【参考文献】
[1]李志明.重视高中生物教学培养学生生物科学素养[J].中学教学参考2015（22）
[2]戴英操.生物教学中学生生物科学素养培养研究分析[J].中国校外教育2014（35）