北京市十一学校　　刘世华

一、问题的提出

探究性学习是学习方式的根本变革──学生由过去从书本学习学科概念、规律的方式，变为通过各种事实来发现概念和规律的方式。当学生面临各种让他们困惑的问题的时候，他们就要想法寻找问题的答案，在解决问题的时候，要对问题进行推理、分析，找出问题解决的方向，然后通过观察、实验来收集事实。也可以通过其他方式得到第二手资料，如通过对获得的资料进行归纳、比较、统计分析，形成对问题的解释。最后通过讨论和交流，进一步澄清事实、发现新的问题，对问题进行更深入的研究。

探究性学习作为一种学习方式，它不同于科学家的探究活动，探究性学习必须让学生在短时期学到基本的科学知识和学科的结构。由于场地、条件、环境、时间等因素的制约，实际上不可能、也没有必要重复科学家的探究过程。如何将本来不可能实施的探究方案，换一种方式，让学生学习探究的方法，体验探究的兴趣，是组织探究性教学面临的主要难题之一。基于资料分析的探究性教学就是解决该问题的途径之一。

二、问题的解决

基于资料分析的探究性教学，由五个相互关联的有机部分组成：

（一）设置情境，激活问题

提出问题是科学探究的基础和关键，好的问题能激发人的探究欲望。当学生有足够的空间可以表现其标新立异的天性时，问题情境才能吸引并维持他们的学习兴趣并让他们积极去寻找解决问题的方案。正如加涅在论述“问题解决”学习时指出的那样：“教师的主要任务之一就是发现和组织当时的问题情境。”

情境的设置，要关注学生的生活经验、实际需要和兴趣点，这样才能在学生的经验世界里取得共鸣，激发学生积极思考、主动探究的欲望；情境的设置，应该是一个复杂的、充满矛盾的体系，要有足够的“煽动性”，这个矛盾体系的有机成分包括学生已有的知识和经验、朦胧的困惑、学生已知的与矛盾复杂体相关联的科学概念和原理、学生对于困惑的初步解释、揭开谜底的线索等。

精心设置的情境试图将学生带入一个似乎熟知而又充满矛盾的环境之中，激发学生对司空见惯的现象或者未知领域重新进行梳理，对其中结构不完整的问题进行思考，提出解决矛盾的关键环节，这样，一个能够激发人探究欲望的问题必然应运而生。例如，人每天都要吃饭，吃饭可以解决饥饿问题，可以带给人生命的动力，但食物是怎样变成动力的？这样的问题是学生熟悉但未曾深究的。如平时吃的蔬菜、水果或肉类中，因为担心里面含有激素而使这些美味在我们心目中大打折扣。激素到底是什么？还有，“多莉”羊从出生到死亡，一直备受关注，有关“多莉”羊“亲生母亲”到底是谁的话题学生也非常关心。诸如此类的问题都会激发学生探究的热情。

将学习置于复杂的、实际的问题情境中，有以下好处：若学习知识的情境与以后应用知识的情境相似，就可以促进知识的提取；在解决问题的过程中掌握概念、原理和策略可以促进学习在新问题中的迁移；另外，先前学习的实例可以应用到与此类似的问题解决中。

好的问题应该具备以下特征：

1. 具体化。空泛的问题，容易让人摸不着头脑，不知从何处入手，抓不住问题的核心，从而使问题得不得很好的解决。如探究食物进入人体之后发生什么样的变化，不如干脆探究一片奶油面包，一杯牛奶在体内的变化。

2. 可接受性，即要以其新奇性激发学生的兴趣，使他们有一种跃跃欲试的感觉。

3. 探究性，即问题要有一定的难度，使学生的最初尝试往往以失败告终，这样更有助于他们从失败中吸取教训，进行反思，重新探索并努力排除思维定势的影响，寻求新的解决问题的方案。

（二）根据已有的知识和经验，提出对该问题的可能的解释和假设

在一个崇尚个性和自由的时代，一种主体参与探究的教学，必然会使参与者对同一个问题产生不同见解。利用“头脑风暴法”，组织全体学生参与该问题的解决，让学生有足够的空间自由地思考，从而引发学生思考解决问题的可能方案或产生更多的相关问题。在讨论的过程中，一些不能很好解释问题的甚至是荒谬的观点，得到修正，一些能较好解释或者有助于解释问题的观点得到发展，去掉一些没必要花费时间和精力去深究的假设，确定与问题解决最为相近的假设，作为后续探究的焦点。

在学习“食物的消化和营养物质的吸收”时，通过创设情境提出“一片奶油面包，一杯牛奶进入人体到底发生怎样的变化”问题的同时，教师引导学生还要思考“生活中还有哪些现象可能与食物在人体内的变化有关”。学生围绕这两个问题展开了激烈的讨论，他们对于奶油面包和牛奶的变化是这样解释的：奶油面包要经过牙齿咀嚼使之变成更小的颗粒，然后才到胃内被消化，牛奶则直接进入胃内被吸收。所有的食物在胃内最终变成非常细微的颗粒，营养被胃吸收，进入血液，残渣经过肠和肛门排出体外。这样看似无懈可击的解释，着实让教师为难，直接点出其中科学的错误，当然非常必要，但是感觉上很突兀，又达不到预期的目标。怎么办？幽默是化解尴尬的灵丹妙药。“按照这种说法，我们就是很多鸡鸭鱼肉、面包、米饭的大拼盘了。”学生在爆笑中发现了推理中不攻自破的地方，于是更为积极地思考，更加热烈的讨论又开始了。这样的高潮，在教学活动中，教师要抓住契机，推动学生获得正确的结论。

有学生会根据奶油面包和牛奶的成分，想到这种变化不仅仅是大小变化，还包含有成分的变化。关于成分的变化，有哪些线索呢？学生已有的知识和经验这时又得到应用和发挥，小学关于馒头在口腔中变甜的实验，使学生知道馒头中没有甜味的淀粉在唾液的作用下变成带有甜味的糖。学生之间的讨论和交流，使某个或部分学生的经验让全体学生分享，使学生的思维的灵活性、独立性以及创新性解决问题的能力得到培养。

学生了解到的与食物在体内变化有关的现象和疑问还有很多：为什么肝脏患病的人，不喜欢吃油腻的食物？为什么肠胃功能不好的人，往往比较消瘦？为什么有时候会有酸水？为什么看见自己喜欢吃的东西会流口水？“拉稀”时间长，人会很虚弱，为什么医生常常建议补充盐水？为什么有的人吃很少东西也会发胖，而有的人“胃口”很好，却是“豆芽菜”？等等。对这些问题逐个解决，是了解消化全过程的重要环节。

当然也有很多班级或学生，需要在教师的启发和引导下，才能发现更深层的、更接近真实的疑问。教师在组织教学的时候，千万不能操之过急，要避免急功近利的做法，真正体现学生的主体性，放开手让学生自己去发现，并且鼓励和引导学生对问题作出合理的假设。

例如，在上激素一节课时，在教师设置的情境中，学生发现解决问题的关键是要对激素的本质，包括其生理作用和作用特点有一个全面的把握。激素到底是什么？面对学生的质疑，教师没有直接告诉学生答案，而是在了解激素产生的部位之后，让学生去假设：激素到底有什么作用呢？如果要你去研究某一种激素对人体的作用，你将采用什么样的方法来进行？针对该问题，学生展开丰富的联想和想象，结合自己已有的知识和经验，提出了独特的研究方案，然后再经过小组讨论，去掉一些不切合实际的成分，最后形成方案。这些可以让他们真正体会科学家在科学研究中可能遇到的各种问题，以及科学家怎样通过一次一次的尝试来解决问题，理解科学家探究的艰难和乐趣，体验成功的快乐。

（三）阅读资料，搜集证据，论证假设

探究式学习可区分为两大类：接受式探究与发现式探究。在接受式探究学习中，信息由学生主动从现有资源（如从图书馆、互联网、科技场馆等）中直接收集或向有关人士直接询问，所收集到的信息是现成的，顶多只需略加整理即可。学生带着问题和假设，一定希望知道自己关于该问题的假设到底是不是正确，带着这种期待的心情，阅读过程中信息的吸收肯定会大大增加。在该环节学习中，教师是一个帮助者的角色，教师将为学生提供学习材料，解释阅读材料中的问题，不要直接告诉学生答案，而要挑战学生，鼓励学生自己找到问题的答案。

例如在“激素调节”一节课的教学中，对于不同激素的生理作用的学习，不要直接告诉学生已有的研究结果，而应按照学生的认知规律，分步骤、有层次地将相关的科学研究资料呈现给学生，运用模拟探究法，让学生自主分析和探究，在培养学生资料分析能力的同时，帮助学生准确提炼资料中蕴涵的信息并体会科学研究的方法和过程。如对胰岛素的介绍，教师事先将阅读资料的顺序精心排列：

安排后的资料以期重现科学研究的历程，使得资料阅读和分析的过程本身成为一个发展、开放的动态探究过程，学生在阅读资料时，不是被动地接受他人的观点，而是不断地将阅读资料中的信息与原有的知识和经验进行整合，构建出新的知识体系，其中学生积极主动的参与，不断推出新的关注焦点，是推动问题得以解决的最终动力。这样的学习过程，参与主体在通过探究获得关于身边世界的理解的同时，理解和掌握了科学研究的一般方法和过程，逐步获得对科学探究本身及科学本质的理解，深刻理解探究是怎样导致科学发现的、人类憎爱分明的知识是如何获得的、我们是如何一步步加深对这个世界的认识的等一系列与科学的本质有关的问题。与此同时，参与者的科学思维能力、问题解决能力、合作交流能力可得到培养和强化。

（四）梳理知识，构建相关的知识体系

基于资料分析的探究性学习的过程，是经过阅读资料，提出并解决一系列相互关联的问题的过程。由于经验、知识背景和思维方式不同，学生在此过程中获得的知识是相对松散的、零碎的，必须经过梳理，将之内化到学生的知识体系中，才便于学生理解、记忆并使用。梳理的过程不是简单地罗列和堆积知识点，而是围绕一个明确的线索或规律来揭示相关的科学原理和知识。所以，该环节至关重要。

该环节的处理，有两种方式可以选择：其一，由教师与学生一起将知识按照相应的体系进行总结；其二，先由学生自己总结本节的收获，自己先进行梳理，然后教师适当地对重、难点进行点拨。第二种方式，有利于学生自主性的发挥，便于学生构建自己的知识体系。例如，讲完不同激素的产生、生理作用和作用特点之后，教师问：你们现在知道什么是激素了吗？学生实际上已经花费了很多时间来了解激素，但是用简练、准确的语言描述什么是激素，并不是一件简单的事，教师不妨引导和组织学生，群策群力将激素的特征表述下来：①是由内分泌腺等分泌的特殊物质；②通过血液运输发挥作用；③对生命活动有重要调节作用；④激素的作用不可替代；⑤在体内含量少，但可发挥大作用；⑥分泌过多或过少，能引起失调症；⑦可通过注射相关激素治疗内分泌失调症。这样，关于激素，关于激素调节，学生就有了清晰的认识。

（五）知识或理论的巩固和应用

《标准》倡导要打破课堂的封闭性，使课堂社会化、自然化，理论与实际相结合，也就是贯彻学以致用，引导学生善于用所学的知识分析、解释并解决实际问题。在理论指导下，对问题的思考、讨论、归纳、升华，既能提高认识，也能使学生扩大视野，获得直接经验，综合运用知识分析问题、解决问题，培养合作精神、实践能力，获得基础性学力、发展性学力和创造性学力的综合发展。

“在生活中自觉运用相关知识”是我们组织教学的落脚点。问题解决虽是小组探究的核心过程，但不是终极目标，我们的目标是在探究过程中激发学生的问题意识，让他们带着问题走进教室，带着更多的问题走出教室。

在“食物的消化和营养物质的吸收”一节课结束前，我让学生谈本节课的收获和体会，学生就很多问题提出了自己的看法和疑问：消化系统各器官工作繁忙，我们应该让它们有适当的休息时间，所以不能老吃零食，要给老人和小孩特殊的食谱，等等。上完“激素调节”的课后，学生表示，以后不会再对激素类药物有偏见了，但是还必须注意合适的用量。有学生还说，前几天报纸上说现在女同学过早发育，与食用含有激素的饲料喂养的家禽等有关；某地因为有人用瘦肉精喂猪，导致很多人中毒，这样做的人真不道德；目前很多蔬菜、水果用激素催长、催熟，过多地食用会不会对人体有不良影响？等等。我欣喜地看到，通过学习，学生懂得了很多健康生活的知识和积极的生活态度，并且知道怎样做不利于他人和社会，怎样做才能利己利人，使情感态度与价值观得到了升华。

三、基于资料分析的探究性教学的特点

1. 方式灵活自由。通过资料分析的模拟探究，不受时间、空间、研究手段等的限制，有更大的自由度。经典的科学实验、科学史的发展，先进的科学手段等等，只要是想到的、需要的，都可以让它们重现，使之为教学服务。

3. 探究中包含探究。一个大问题的解决，需要解决很多与之相关的系列问题，每一个问题解决的过程，都是相对独立的探究过程，所以这样的教学，对培养学生的科学方法等具有不可替代的作用。

4. 课堂密度增大。由于不必进行实际的操作，大大节约了时间，使得学生在短时间内不但获得了相对较多的知识信息，而且还有更多自由思考的空间，对发散性思考、逻辑思维以及学生的创造力、想象力等的培养和提高有非常重要的意义。

5. 巨大的迁移价值。通过资料分析获得对问题的解决或了解、判断的能力，在学生今后不同内容、学科的学习中以及以后的生活中也能有所启示和运用，是学生终生受用的能力，较之于其他方式，有更大的适应性和广泛性。

6. 更加重视个人的经验和体验。没有固定的问题，没有现成的研究方案，没有最终的效果，而是试图建构一种相对开放的学习环境，提供一种相对个性化、多渠道地获取知识的机会，形成主动积极的学习方式。每个人独特的个人体验，对于提出问题和解决问题都至关重要。

四、可能遇到的问题与相应的对策

1. 切忌教师引导过多、过死。有人说：“主体性探究的最高境界是自由。”这个自由既包括学生自由提出对某个领域的疑问、看法、解决思路，也包括自由选择构建知识。教师提供给学生的平台，也应该是自由的、宽松的。

2. 不必过于追求过程的完整和完美。基于资料分析的探究性教学，其有机组成部分之间，虽然有着必然的联系，但不是不可分割的，教师在不同的教学内容和教学情境中，选用其中合适的部分进行运用和练习，也能达到相应的目的。

3. 资料分析，不是简单的罗列，而是与已有知识和经验整合后的重新发现和创造。鉴于目前学生资料分析、信息处理能力普遍较差的现状，教师要在平常的教学中培养学生信息的整理和整合能力。