课堂教学中如何建构双层次的科学探究教学模式？

实施新课程教学已有两年多了，在新课程标准和新教材内容的双重引领下，教师的教学方式正从传统的“灌输式”向适应时代要求的“启发式、引导式”转变，学生的学习方式也由被动地“接受性学习”转型到主动地“探究性学习”。走进新课程化学教学的课堂，会经常看到“焕然一新地新课导入”、“气氛热烈地交流讨论”、“富有探究地学生实验”和“师生互动地反思评价”等一些存在科学探究要素的教学现象。请看如下一个来自课堂的教学案例：
　　
　　[1]案
　　
　　例：教师在讲述第四章第二节《定量认识化学变化》的“质量守恒定律”知识点时，设计了如下一个教学片断：
　　
　　[探究内容]镁带在空气中燃烧，反应前后物质质量是否改变？
　　
　　[学生实验]在已平衡的天平两端各放一张大小等大的铝片和质量相同的镁带，取出左盘的镁带，在左盘上方燃烧镁带，并使燃烧的火焰位于手的下方。燃烧完全后，学生观察有关的实验现象，发现镁带燃烧产生白烟，同时放出大量的热，并生成了白色粉末，天平偏左。
　　
　　[提出问题]产生天平偏左的现象主要是什么原因？
　　
　　[学生回答]M(Mg)+M(O2)=M(MgO)，白色粉末为氧化
　　
　　镁，反应前后物质增重的质量为氧气的质量，天平偏左。
　　
　　以上教学案例的设计，从课程理念和教学目标上与传统的教学相比，都有着较为突出的优点。在完成相同教学知识点的基础上，上述教学案例，在课堂上通过设计学生进行实验、交流、讨论和自我评价等手段，提高自己的探究能力，获得知识与技能、情感与态度的发展，基本达到了利用“科
　　
　　学探究”进行教学的要求，[2]但美国《国家科学教育标
　　
　　准》对“科学探究”的表述是“科学探究指的是科学家们用以研究自然界，以及基于此种研究所获得的证明而提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指学生们用以获取知识、领悟科学的思想概念，领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。”基于对这个对“科学探究”概念的理解，笔者认为真正意义上的“科学探究”是基于“以学生发展为本”教育理念的一种新的学习方式，它不仅仅局限于学生获取知识能力和解决问题能力的培养，其更注重的是培养学生通过解决原有问题，在获得新知识的基础上再提出新问题的能力，并在培养学生能力的同时，也让学生体会获得探索精神和创新能力发展的学习过程，而这一点恰恰在现在的课堂教学中体现的非常少。回顾自己经历和感受过的课堂教学，发现大多数教师利用化学实验进行教学，无非就是为了对某一个知识点进行验证或让学生根据教师设计的实验思路完成探究的内容，最后得到某一个结论。这种探究只注重要得到最后的某些结果，对探究的过程没有给予学生发挥想象的空间，学生的操作完全按照教师预设的实验方案按部就班地进行，这样的情况下要使学生领悟到科学探究的真正意义，发展学生的问题意识，培养学生探索和创新能力，作用是微不足道的。
　　
　　[3]库恩在《科学革命的结构》一书中对化学史“氧气的发
　　
　　展观”的阐述中提到：发现氧气不是一个简单的事件，而是由事件构成的一个过程。从舌勒到普里斯特里再到拉瓦锡，这个过程是一个新范式取代旧范式的过程。这就暗示着人类要真正认识事物，不能停留于事物已知的层面上，在已知事物的背后，其实还有许多有待于人类探究的东西。因此在辩证唯物主义哲学提出的“人类认识事物的过程是变化的、发展的”理论依据指导下，人类如果要更深地了解该类事物，就必须在原有知识的基础上，继续发现问题和解决问题。而在现在的课堂教学中，科学探究的过程往往得到某一知识点后就被终止，教师不会指导学生对探究的过程和探究的结论继续发现问题，并解决问题，这样也就使得学生对所得到的知识仅能形成单一的认识，而不能实现知识的再现。
　　
　　问题解决方案
　　
　　针对现行课堂教学中实施科学探究存在的问题，笔者认为真正意义上的科学探究应包括“探究—认识—再探究”的教学过程。简单的叙述可表示为师生之间首先围绕某一问题进行科学探究，对探究的过程和结论形成一定的认识，然后在认识的基础上，再次提出和发现新的问题，并对新问题进行再一次的探究。这种双层次的探究过程，不仅让学生注重了探究的结果，也让学生体会了探究过程的乐趣，对学生有很强的驱动力，有利于激发学生的学习兴趣和创造性；同时通过两次连续的探究，实现了学生对事物认识、再认识的过程，使学生

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