引论：我们为您整理了13篇科学探究的步骤范文，供您借鉴以丰富您的创作。它们是您写作时的宝贵资源，期望它们能够激发您的创作灵感，让您的文章更具深度。
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3、然后开始制定计划与设计实验；
4、再进行实验与收集证据；
5、然后分析与论证，作出结论；
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一、实施探究性学习离不开相关资料的搜集整理
古语有云：“凡事预则立，不预则废。”这充分表明了前提准备之于后续活动的重要影响。也正因为如此，初中思想品德教师要想确保课堂上学生探究性学习活动有序、正常地进行，就必须在具体展开知识教学之前，组织学生进行有效的资料搜集、整理工作。如此，既能保证学生获得大量的一手资料，又能促使他们以此为基础提炼、归纳出某些初步观点，而这些很显然都将为他们有的放矢地进行真正的探究性学习奠定坚实的基础。
笔者就对这一理念进行了积极的落实与实践，教学反响异常良好。例如，在教学“感受法律的尊严”这一内容之前，笔者就提前一周向学生布置了一项资料搜集任务：在现实社会生活中，都存在哪些规矩呢？（并举例子进行详细说明）现实社会生活中不同的规则之间究竟有哪些相同点与不同点呢？法律有哪些显著特征呢？法律会对我们的现实生活产生哪些影响呢？由于与现实生活实际联系密切，学生搜集相关信息、资料的积极性格外高涨。他们利用课余时间及节假日时间，自主以小组为单位利用网络技术、图书查询等手段搜集到了大量的一手资料。这样，既大大增强了学生知识积累、信息归纳的学习能力，同时，又为他们在“感受法律的尊严”的课堂上进行更有针对性的探究性学习做好了充分的前提准备。由此，我们不难看出，提前搜集相关的资料、信息是初中思想品德课堂实施探究性必不可少的首要环节。
二、实施探究性学习离不开课堂上的积极讨论
学生是课堂探究性学习活动的真正主体，因此，学生在课堂学习活动中关于特定话题与内容的积极探讨便成为初中思想品德课程实施探究性学习方式的关键与精髓所在。这就要求初中思想品德教师在全面把控学生探究节奏的基础上给予其充足的自主探究学习时间与空间，并要给予其适时、恰当的帮助、指点与引导。这样才能避免学生的探究性学习流于形式。
因此，在学生掌握了丰富资料与信息的基础之上，笔者会充分信任学生并尽可能地引导他们针对特定的学习内容展开详尽的探讨活动。如，“学会拒绝不良诱惑”这一节内容涉及“联想后果抵制诱惑法”这一内容，在实践教学中，笔者首先为学生创设了一个与学生现实生活经验密切相关的情境：在超市购物时，你见到了梦寐以求的精美钢笔，可是，身上并没有带这么多钱，而且周围也没有其他顾客。在有效创设了情境之后，笔者还向学生设置了如下的关键问题：面对精美钢笔的诱惑，你是拿还是不拿呢？说服自己不拿的理由有哪些？可尝试联想偷拿了钢笔之后有可能诱发的严重后果。随后，便要求学生自由结合成学习小组，并以小组为单位展开自主探究活动。学生结合平时的生活经历以及之前所整理到的相关信息展开了激烈的探讨，他们踊跃发言、各抒己见，并依据关键性的问题自主得出了如下的探究性学习成果：即使周围没有其他顾客也不能拿。因为若是拿了，就构成了盗窃，而盗窃行为是违法的，也是不道德、不光彩的，被父母、老师、同学知道后他们很可能会对自己产生不好的影响或看法；不能拿，有了第一次成功偷窃的行为，很可能就会有第二次、第三次，长此以往，很可能会走上盗窃的违法犯罪之路……
如此一来，学生在合作交流与探讨中既受到了良好的自我教育，树立了坚定“避免偷盗诱惑”的意念；同时，凭借自身的自主探究活动，其对于“联想后果抵制诱惑法”这一内容形成了更为深刻的认知、理解与记忆；最为重要的一点是此番自主探究活动还使学生的自主探究学习能力与合作学习能力等都得到了很好的锻炼与发展，而这将为他们终身学习态度的确立以及形成协调的社会交际关系产生积极的推动意义与影响。此案例论证了学生在课堂上展开自主探究性学习活动的良好效应。
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教材安排的第一个探究性实验是“探究温度对霉菌生活的影响”，这个实验无论是知识背景，还是材料用具对七年级学生来说都没有难度，组织实验也不受实验器材和装备的影响，教师一定要组织学生亲自动手做。从实验设计本意理解，也并不是要求学生严格按科学探究的七个步骤去一一完成，而是让学生体验科学探究的基本过程，重点理解变量和初中阶段设计实验组和对照组只允许出现一个变量。个人认为，在实验中无论学生选择非生物因素(阳光、空气、水分、土壤、温度、湿度)中的哪一个因素进行探究都是可以的，设计的实验方案只要具有可操作性都应该鼓励学生大胆尝试。让不同的组探究不同的变量对霉菌生活的影响，不仅发展了学生的求异思维，更重要的是激发了学生的实验兴趣。这次活动需要近一个星期的观察时间，教师要有耐心，一定要再安排时间就实验现象和结论让学生交流。一则学生有成功感；二则让学生体验完整的探究过程，为后面的学习打下伏笔。
二、授人以渔，规范探究性实验的基本程序
无论学习什么，方法最重要，探究性实验亦如此。教材专门安排了《生物学研究的基本方法》这节内容，编排了“实验法研究的示例：响尾蛇是如何追寻放走的猎物的?”并归纳出实验法研究的七个步骤。在实际教学中，不少教师注重了七个步骤的记忆，忽略了七个步骤之间的因果关系和思维顺序；注重了探究过程的完整性，忽略了各步骤的独立性。也就是说，在教学中我们不应该急于求成让学生一下设计出完整的探究性实验，而应该重点结合已做过的探究性实验和教材示例让学生理解各步骤的意义和步骤之间的联系，从而建立完整的探究思维顺序。要实现这一点，教师还应该有意识地设计针对某一步骤的强化训练，这样不仅可以分散教学准点，而且可以排除学生的畏难情绪。
在实际教学中，教师都感觉到实验设计对于学生来说是最难的，所以不少教师在本节，乃至紧接其后的探究性实验――“探究影响鼠妇分布的环境因素”，一直将实验设计作为重点，想一举突破难点。但我认为，实验设计与学生拥有的知识背景关系很大，在这里对实验设计的教学重点应该在实验组与对照组的设计原理，即单因子实验。
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二、实验-探究教学模式的目的
实验和探究都是物理学习中的重要组成部分，同时在教学理论中又都有其理论依据.实验-探究教学模式是把两者有机结合，通过教师将物理现象和物理概念融合到物理教学中，激发学生探索物理规律.
这种教学模式的核心是“探究”，显然“探究”的行为主体是学生而不是教师.施瓦布提出了“探究学习”理论.他主张学生参与研究过程，通过实验研究掌握科学概念、科学方法以及科学的态度.“探究教学法”在美国教育界得到了普遍的运用，而且取得了良好的实际效果.实验-探究教学模式其主旨在于，让学生通过主动探索过程，培养其积极主动的学习态度，很自然地进入到概念学习的环节，认识到对现象研究重要性并不亚于掌握知识本身；探究教学的目的是让学生在“做”中掌握科学原理，并形成正确的科学概念和科学态度.
三、实验-探究教学模式的实施
与注意事项
在实验-探究物理教学模式中，教师应承担主要责任.教师要做的主要是以下几点.（1）明确即将进行的实验课程在年度物理教学中的地位，以便于合理安排课时；（2）明确教学目的，即要清楚地知道通过实验环节让学生掌握何种程度的物理概念和深度；（3）明确对学生的教学要求，即在实验开始之前就必须给学生布置实验任务，让学生知道本次实验要自己动手去了解的物理现象和物理规律；（4）重视探究环节的设计.探究环节是实验-探究教学模式的核心所在，教师需要精心设计这一环节.既要给学生设置难度适中的思考问题，又要激发学生的探究兴趣，并使学生掌握相应的物理概念.
在实施实验-探究教学模式时，需要给学生以必要的心理准备和预习方面的准备.在实验课程开始之前，让学生对即将进行的实验所涉及的原理和实验方法做必要的预习，避免出现实验中的盲目性.
四、案例分析
现以“物质的比热容”为例探讨实验-探究教学模式的实施.本课程在实验室中完成.在教学中，教师的任务是提出问题、猜想假设、制定计划、验证假设、交流提高.实验的目的是让学生联系实际生活经验和物理概念，大胆假设并用实验去求证，实现从感性认识到理性认识的升华.
步骤1：导入课程，在课前将和比热有关的物理现象向学生展示，激发学生的学习兴趣和探索热情，此处以沙滩和海水为例.同时，让学生分组实验.
步骤2：设置问题.让学生按照自己的理解，解释这些和比热有关的物理现象，即解释为什么在日落时海水和沙子的温度会有差异，并在后面的实验中验证自己的猜测.
步骤3：由实验引入理论讲述.通过在石棉网上加热烧杯中的水这一小实验来解释刚才展示物理现象的本质原因，提出比热容的概念.通过对单位质量的水升温1°吸收的热量定义出水的比热容，进而引申到其他物质单位质量温度升高（或者降低）1°吸收（或者放出）的热量就是该物质的比热容.让学生明白之所有前面的物理现象，是因为物质间的比热不同.
步骤4：安排学生实验任务，要求学生以实验数据来回答为什么沙子比水的温度变化要快.
步骤5：安排学生实验环节，并提供记录数据的表格，要求学生以实事求是的态度做实验记录.
步骤6：安排学生小组讨论环节.要求每个小组需要以实验数据为依据，给出为什么沙子和水温度上有差异的原因的讨论结果，并验证实验数据是否和自己的猜测一致.
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“科学过程技能”包括：观察、应用时空关系、分类、应用数字、测量、传达、预测、推理、控制变因、解释数据、形成假设、下操作型定义、进行实验十三项技能。
2.例谈科学过程技能在探究性实验中的应用
就实验教学中如何融入科学过程技能这个问题，这里以人教版高中生物必修1《分子与细胞》中“影响酶活性的条件”探究性实验为例，对科学过程技能进行探究。
2.1实验前的准备
实验前准备好所需要的材料和用具，同时教师提供材料，引发学生联想。比如加酶洗衣粉包装袋上的适用温度范围标注这类与学生的生活经验相关的材料容易引起学生的好奇心和探究动力，同时能作为探究实验课的绝佳导入。
2.2探究性实验的基本步骤
2.2.1发现问题、提出问题和作出假设
让学生阅读材料发现问题并提出问题，针对提出的问题作出假设，这两个基本步骤启动、激励了探究培养学生发散思维能力和提问能力，接下来小组交流要探究的问题和假设，问题如：“温度是否会影响酶的活性”；“pH值对酶的活性有没有影响”等。假设如：“温度会影响酶的活性”；“pH值对酶的活性有影响”等。
2.2.2设计实验
本次探究实验分为分实验一“探究温度对酶活性的影响”和分实验二“探究pH值对酶的活性的影响”。例如分实验一，首先，设计本实验的自变量为温度、因变量为碘液的颜色、对自变量控制和因变量的检测。其次，组织各组自主设计实验，应该选择哪一种酶和实验材料用具做这个实验，实验要分为几个步骤，根据本组的假设，你预期会看到怎样的实验现象。选择淀粉酶作为实验材料，而不选择过氧化氢酶，因为过氧化氢酶受温度影响会分解。设计三组实验：高温组、低温组和常温组。观察指标是看碘液是否变蓝。最后，看本实验设计中有无需要改进的地方，绘制出表格。
从表格中发现初步设计是否存在不合理的地方，比如加入的可溶性淀粉溶液是否遵循等量原则；考虑到酶是蛋白质这个性质，应该先加入冰水，后加入沸水分别进行现象观察。学生通过自主讨论发现并改进需要改进的地方，再形成小组的实验方案，进行表格再设计以便记录实验数据。在教师的引导下学生在自主交流讨论的过程中体验了实验设计的探究，同时语言表达、交流和评价能力也得到了很大提高。
2.2.3进行实验
这是决定探究性实验成功与否关键的一个环节，也是科学过程技能中的关键步骤。教师引导学生按照最终的实验方案进行操作。教师提出要求：实验探究组内要有明确分工，引导学生注意观察实验现象，是否与预测相符，做出的假设是否得到了验证，并认真记录。在这个过程中学生的实验操作和分析实验现象的能力都得到了增强。
2.2.4分析结果、表达和交流、进一步探究
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从实际应用出发，实验目的可以从两个不同角度分析确定。（1）可以从实验课题中分析实验目的。很多探究课题实验目的明确，不需要作进一步分析。但也有部分课题探究目标比较模糊。如，探究小麦生长中心与旗叶光合作用的关系。该课题既有可能是探究生长中心对旗叶光合速率的影响，也有可能是探究旗叶光合作用对生长中心生长速率的影响。因此，需要进一步细化，确定探究方向。（2）从实验步骤中归纳实验目的。从训练学生思维的角度出发，在某些情境下可能给定实验步骤，要求归纳实验目的。此种情境下的一般方法是：根据实验步骤找出实验中的自变量和因变量，将实验目的概括为“探究某因素（自变量）对某形态结构或生理功能（因变量）的影响”。
二、实验原理的分析和归纳
实验原理是对实验的理论基础、操作方法和目标指向的高度浓缩概括。其内容应包含四个方面的基本要素：实验的科学理论依据；操作过程要点；实验结果的检测方法和指标；实验的结论目标指向。
在独立设计实验时，确定实验原理的基本途径是：（1）从生物科学的基本理论出发，深入分析影响因素与作用对象之间的内在联系。（2）分析操控影响因素的具体方法，确定自变量。（3）分析实验对象受到影响后可能发生的反应，找出与这些反应相关的外在表现，确定观测指标。（4）概括说明该实验能达成的最终目标。
如果是在已有的实验方案基础上归纳实验原理，基本方法是：找出实验方案中的自变量和因变量，从理论上分析二者之间可能存在的联系；然后以方案中实验组为依据，描述对自变量的控制和对结果的检测方法，忽略掉对照组设置以及对无关变量的控制等细节，从而归纳出实验原理。
一个科学的实验原理可以对实验材料的选择、实验步骤的设计、观测指标的确定以及实验结果的预测分析都能起到有效的指导作用，是整个实验方案的纲领。
三、实验步骤设计的方法和原则
实验步骤是实验探究方案的主体内容。它直接决定实验过程能否实现以及实验目标能否达成。
实验步骤设计的一般思路是：首先要明确自变量和因变量，再结合探究目标确定变量控制方法和对照实验设置方法，最后确定对实验结果的检测方法和指标。如果是定性探究，则应该以被探究因素的有、无或者强、弱等典型条件设置对照；如果是定量探究，则应该以被探究因素的强弱程度设置一系列梯度实验进行探究。例如，若要探究“温度对植物光合作用的影响”就可作定性探究，此时只需要设置高温、常温、低温三个典型温度条件作对照实验即可。如果要求“探究植物光合作用的最适温度”，这就是一个定量探究课题。必须在一定温度范围内设置一系列温度由低到高的梯度实验进行对照。检测方法要有可行性，检测指标必须是实验对象受自变量影响后产生的必然预期结果。
实验步骤设计必须遵循的原则主要有：科学性原则；对照原则；单一变量原则；平行重复原则。
科学性原则的基本含义是：有确实的科学理论依据，逻辑推理严密，操作方法和顺序合理，变量控制可靠有效，观测手段简便易行。
对照原则：探究过程中要通过设置对照实验的方法来增强实验的说服力。可根据不同课题要求，在实验中设计空白对照、条件对照、相互对照和自身对照等不同的对照实验形式。
单一变量原则：实验组与对照组只能有一个变量差异。即除开自变量以外，实验组和对照组其他所有无关变量应保持相同且适宜。
平行重复原则有两层含义：一是指进行探究实验时对生理状况相同的多个实验对象同时进行相同的实验操作，以减少偶然因素或实验对象个体差异带来的误差；另一层含义是指控制自变量在相同的变化幅度下，以同样的条件进行重复实验，从而体现过程与结果之间联系的必然性。
在上述原则下，实验步骤的设计可以大致上分为三个要点：第一步，准备和分组。对实验材料要进行准备和预处理，使其初始状态相同并达到实验要求。然后，根据实验需要划分为不同组别，为后续的对照实验做好准备。第二步，对照处理和变量控制。将不同组别控制在自变量的不同变化幅度之下形成对照，其余条件控制到相同且适宜的状态，并给予充分的后续反应时间。第三步，实验现象的观测统计。选定适当的观察测量指标对不同组别分别进行观察和统计，以反映实验结果。
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一、探究性实验与验证性实验的区别
1.探究性实验：指实验者在不知晓实验结果的前提下，通过自己的实验，探究分析和研究得出的结论，从而形成科学概念的一种认识活动。
2.验证性实验：指实验者针对已知的实验结果而进行的以验证实验结果，巩固和加强有关知识内容，培养实验操作能力为目的的重复性实验。以下是两类实验比较的项目：
1）实验目的前者探索研究对象的未知属性，特征及其与其他因素的关系；后者验证已知对象的已知属性，特征及其与其他因素的关系
2）实验假设前者假设的形式表达，是根据现有科学理论事实，对所有要研究的对象设想出一种或几种可能性的答案解释设一般采用“如果A，则B”；后者因结论是已知的故不存在假设问题
3）实验原理前者因探究内容而异；后者因验证内容而异
4）实验步骤前者应有的实验步骤实际未完成，实验步骤要自己设计；后者应有的实验步骤，可以是曾经做过的或尚未做过的
5）实验现象和预期结果前者未知，应对应假设分类讨论；后者已知
6）实验结论前者对应实验目的作出探究结论；后者对应实验目的作出肯定结论
二、两类实验设计中遵循的原则
1.科学性原则。包括实验原理的科学性，实验材料的科学性，实验方法及实验结果处理的科学性。
2.对照性原则。生物学实验中为增强实验的可靠性与可信度，设置科学，合理的对照可以使实验方案简洁明了且使实验结论更有说服力。对照组类型如下:
1）空白对照:不给对照组以任何处理.
2）自身对照:实验组和对照组都在同一实验对象上进行.如植物细胞质壁分离和复原实验
3）条件对照：给实验对象施以某种实验处理，这种处理是作为对照意义的。或者说这种处理不是实验假设所给定的实验变量意义的。
4）相互对照：不单独设置对照组，而是几个实验相互对照。
3.单因子变量。要验证谁则把谁作为变量。
4.平行重复原则。在使用中可以通过在一组实验中同时处理多个材料来体现重复性原则。
5.随机性原则。被研究的样本是从总体中任意抽取的，可以消除或减少系统误差，平衡各种条件，避免实验结果中的偏差。
［1］实验设计的思路及方法
⒈了解题目要求，从题干中找答案。
⒉写出实验名称：指出是什么实验，判断是验证性还是探究性实验。一般有“验证，证明”等词为验证性实验；有“探究，能否，是否”等词为探究性实验。
⒊写出实验目的:在判断基础上，明确目的，一般在题干中有“验证……”，“证明……”，“探究……”其后内容就是实验目的，但有些要提炼要点。
⒋实验原理。这对所学知识运用要求较高，需多方考虑完成此实验的理论依据是什么。
⒌设计实验方案（步骤），一般情况要出现以下几点：
①．如果需要提取，配制，处理实验材料则把提取，配制等操作放在第一步。
②．分组编号。研究对象，器皿等要编组标号，设立实验组和对照组；注意控制无关变量，在措辞中往往有“相同”“一致”等字眼。如果有测量应测量记录初始值。
③．实验处理。分别对实验组和对照组施加单一变量；实验处理要遵循“单一变量和对照原则”。
④．培养（或饲养），观察，记录等。依然在措辞中体现对无关变量的控制，经常有“相同条件下”，以上条件满足后，要明确注明“其他条件适宜且相同。”
⒍通过对实验结果（现象）的处理，综合分析得出实验结论
实验结果即实验过程中观察到的实验现象或收集到的数据，实验结论则是通过对实验结果的分析得出的定性表述，结论要依据实验原理并与实验目的相对应。验证性实验一般有一种结论，而探究性实验可能有多种结论。
四、例题比较
以鉴定某人是否出现糖尿病为例对两种实验类型进行对比。两类实验的原理（斐林试剂与可溶性还原糖作用出现砖红色沉淀）、步骤相同（与教材同），不同表现如下：实验名称前者为鉴定某人是否出现糖尿；后者是验证某糖尿病患者尿液中含还原糖
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笔者在进行焦点团体访谈的前一周,在网络交流群中通知教师本次访谈的主要内容是大家对科学探究及其教学的看法,在实际访谈中,两位协调员中的提问包括:①请老师们谈谈对科学探究的认识,科学探究有哪些方面?②请老师们谈谈对探究教学的认识,探究教学有哪些要点,哪些教学方法等。
二、教师关于科学探究和探究教学的概念图
访谈中会形成大量的文本资料,研究者往往依靠个人对资料结果的理解和相对感性的思维来分析,从资料中发现有价值的信息和结论。图式分析是一种常用的方法,而其中的概念图是运用认知简化来确认参与者头脑中的复杂信息。[3]焦点团体访谈有12位教师参与,分别为小学和初中数学、科学教师,初高中物理、生物教师。笔者采用概念图的方法分析了8位教师的认识状况(见图1-图5),此概念图以科学探究或探究教学为核心,用箭头表示教师的核心话题和观点。经分析发现:有3位教师认为探究教学就是“做实验”,3位教师存在“形式认识”,2位教师对科学探究的认识比较平衡,其中一位教师注重结果取向,即知识的掌握,另一位教师注重探究教学的理念,不过没有谈到教学实践的做法。并且教师都未提及科学探究的基本原理,仅是谈及科学探究的理念,教师对科学探究和探究教学的认识存在缺失。
三、网络焦点团体访谈的热点问题
通过网络焦点团体访谈中教师个人观点的陈述和自由讨论,笔者发现他们讨论的热点集中在以下六个方面:①中小学探究教学的不同;②探究过程的动手和动脑;③科学家与学生探究的区别;④探究过程是否要有明显的套路;⑤科学探究是否就是实验;⑥探究的主题和教师引导。教师将其中的前两点合在一起讨论,以下是自由讨论记录和说明。
1.中小学探究教学的差异
有位教师认为小学阶段的科学应该注重动手能力,引起几位教师的争论,其他老师认为要关注学生的思考,需要动脑,这位教师则认为动脑与动手是相互依存的,动手自然就会动脑;教师们普遍认为小学阶段的探究重视过程,中学阶段的探究重视知识点。
2.科学家与学生探究的区别
教师们就探究的结果和过程哪个重要产生了争议,关于科学家与学生探究区别的争论分为两个阵营,一边认为科学家的探究与学生不同,科学家的探究注重成果,学生的探究注重过程、方法和能力;另一边则认为结果与过程在学生的探究中缺一不可。另外,教师中还出现与上一争论焦点中相似的问题,即认为动手实验就是实践,重视过程与方法和思维能力。
3.探究过程是否需要明显的套路
教师们对探究的步骤产生了争议。是否应该按照七个步骤进行探究,是否应该有一定的模式。多数教师已经将探究步骤的七个要素看成是探究活动的定型步骤。与前面分析的教师概念图相一致,很多教师对科学探究的认识停留在表面。
4.科学探究是否就是实验
多数教师认为科学探究即实验,更有教师认为探究就是动手做。他们对于实验没有深入的认识,仅仅停留在操作层面,而不是真正的理解。
5.探究的主题和教师的引导
多数教师认为探究的主题可以选取生活中熟悉的内容,教师在探究中应该给学生自主的空间。但是他们也提出目前有些学生的探究实验都是按照教师的预设进行,教师也不明确应该如何引导学生探究。
从教师的焦点团体访谈记录可知,大部分教师认为探究就是实验;实验中的动手与动脑相互依存,只要进行动手实验必然会动脑;探究既要注重过程还要关注结果,即知识的掌握;探究过程的定型和步骤化,教师的认识还处于操作层面;教师还不明确应该如何引导学生进行探究。
通过网络焦点团体访谈研究可以得出,中小学科学教师对科学探究的认识以“做实验”和“形式认识”为主,平衡深刻的不多;且他们不能清楚区分探究与实验、探究过程的动手和动脑;也不明确如何引导学生进行探究;对于探究本身存在不平衡认识和理解,不知道如何做探究,缺少对探究过程的实践认识。舒尔曼的学科教学知识涉及到教学的定位、学习者的知识、课程知识、教学策略知识和评价知识,并受到教学知识、情境知识和学科内容知识等影响;[4]德士美和康特提出了具体情境的教学知识这一概念来重新认识学科教学知识,他认为学科教学知识受到以下知识的影响和相互作用:教育目标和价值观、学习者和学习知识、课程知识、过程和结果评价以及学科内容知识。[5]探究教学知识包括探究教学和教师自身的定位、学生和探究学习的知识、探究课程的知识、探究教学的策略、探究教学的评价等几个要素。通过本研究可知,科学教师缺少探究情境的教学知识,还缺少探究教学的策略知识,并且对于科学学科的教学策略认识还不够,缺少基本的探究教学课程知识以及对学生探究学习的评价知识。教师对探究教学的认识与探究情境的教学知识、探究教学的策略知识、科学探究的课程知识和对学生的认识及探究学习评价关系密切,并且受到社会文化背景、科学教育目标、评价以及价值观等方面的综合影响。
参考文献:
[1]Krueger,R.A.&Casey,M.A.Focus Groups:A Practical Guide for Applied Research[M].3rd edition.CA:Sage,2000.
[2]Casson,R.W.Schemata in cognitive anthropology[J].1983,(12).Annual Review of Anthropology,1983,(12).
[3]克鲁杰,凯西.焦点团体:应用研究实践指南[M].重庆:重庆大学出版社,2007.
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情感态度与价值观是理科教学中较难达成的课程目标。本课的第三个亮点正是较好地达成这一目标。这得益于本课伊始的情境创设，即选取2010年上海世博会德国馆工作人员穿的T恤可降解的视频资料，产生耳目一新的视觉冲击，让学生从中提炼了高质量的问题，“我们能不能合成类似这样的环保材料呢？怎么合成？”显然，能有这样强烈的愿望，达成“认识到有机化合物在人类生活和社会经济发展中的重要意义”这一目标，围绕这一情感需求，全课的学习活动逐步展开，直至课堂的最后一个环节———借助网络学习聚乳酸的性质用途，结合第二个视频资料“我国聚乳酸材料应用”，学生这种积极的情感体验从容地升华为运用所学改善、提高人类生活质量。
三、驱动性的问题设计是推动探究教学的灵魂
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一、教学目标的细化和确定
探究实验教学作为一种有目的、有计划、有组织的实践活动，有着一定的目标。这些目标存在于教学活动开始之前，并贯穿整个教学过程。《课程标准》比较详细地叙述了学习初中生物学知识要达到的各种目标要求，主要分为知识、能力、情感态度与价值观三个维度。学生通过知识的学习提高自身能力，形成对世界的认识和观点，同时能力的提高和情感态度与价值观的建立又反过来影响知识的学习，所以知识、能力和情感态度与价值观这一三维目标是一个有机整体，应当贯穿整个学习过程的始终。因此《课程标准》对探究实验课的具体目标要求如下：
知识目标：获得生物学基本事实、概念、原理和规律等方面的基础知识，了解并关注这些知识在生活、生产和社会发展中的应用。
能力目标：能够正确使用显微镜等生物学实验中常用的仪器和用具，具备一定的实验操作能力和绘图能力。引导学生初步学会生物科学探究的一般方法，发展学生提出问题、做出假设、制订计划、实施计划、得出结论、表达和交流的科学探究能力，在科学探究中发展合作能力、实践能力和创新能力。引导学生在实验中设置对照，确认变量，能用准确的术语、图表介绍研究方法和结果，阐明观点；利用证据和逻辑对自己的结论进行辩护及必要的反思和修改。
情感态度与价值观目标：培养学生乐于探索生命的奥秘，实事求是的科学态度、探索精神和创新精神，使学生乐于学习生物科学，能正确理解科学、技术、社会之间的关系。
根据课程标准、考试说明及具体学情，可将“探究植物细胞的吸水和失水”的三维教学目标具体细化为以下内容：
知识目标：说出植物细胞吸水和失水的原理和现象，并能进一步解释原因及注意事项。
能力目标：能够正确使用实验器具，掌握处理实验材料和进行生物学实验操作的技能，根据多种实验材料设计可行的不同实验方案，并用准确的术语表述和评价结果。
情感态度与价值观目标：养成质疑、求实、创新及勇于实践的科学精神和科学态度，培养学生观察和小组合作能力。并通过设计不同实验方案，引导学生树立定量实验的意识。
二、教学目标的检验
教学目标确定后能否实现需要进行检验，通过对教学目标的检验预测确定的教学目标能否实现，怎样实现，如何实现。探究实验课的知识目标可通过提问学生、巩固达标题等手段检验。能力和情感目标则要在实验过程中通过教师的观察、指导和评价完成。例如：“能够正确使用实验器具―天平”这个能力目标，教师可在实验过程中观察学生操作是否规范，并进行及时指导和评价，从而培养学生求实、创新、勇于实践的科学精神及小组合作能力这一情感目标；“说出植物细胞吸水和失水的原理和现象”这一知识目标，教师可通过提问学生，让学生回答生活中与植物细胞吸水和失水有关的生活实例检验确定的知识目标。
三、教学目标的实现
根据教学目标的细化和检验方法，教师基本能确定课上的主要教学内容。如何具体实施教学目标则要在教学过程中根据学生的学情进一步确定，而教师首先要分析学生在实验课中往往会出现几种情况：例如：①七年级学生到实验室会感到很惊奇，对摆在实验桌上的器具会东摸西摸，无法集中精力听老师讲解实验步骤及注意事项；②对具体步骤缺乏统筹安排，缺乏统一协调，导致上课时部分学生手忙脚乱，耗时多，无法在规定时间内完成教学任务；③实验过程中对实验器具的操作不规范，从而影响实验结果，更不会评价实验结果。针对这些常见问题，教师在上探究实验课前要有针对性地进行教学设计，尽量避免这些问题的发生，从而实现实验课堂的高效性。
如“探究植物细胞的吸水和失水”这节探究实验课，教师上探究课前可先设计一个图表将实验原理、实验用具、实验步骤、实验现象一一对应起来，其中实验步骤环节中可适当留空，让学生动手写一写，帮助学生记忆和巩固知识，如表1，也可引导学生在实验课前设计一个图表用于记录实验数据，如表2。
第4步：将萝卜条取出，观察烧杯中溶液体积的变化，同时测量萝卜条的质量，将数据填在表格中。
第5步：用曲线图对实验数据进行处理。分析本组数据并得出结论，分析实验处理的时间长短对实验结果的影响。
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所谓探究式教学，就是要全体学生主动经历与科学工作者进行的科学探究相似的过程.在此过程中，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.
这种科学探究，一方面更有利于三维目标（尤其是过程和方法、科学态度与价值感）的达成，有利于面向全体学生；另一方面这种教学效果可以使得学生印象更深刻，影响更持久，甚至更能抵达科学学科教学的实质.也就是说，从全面看来、从长远看来、从实质来看，这种学生主动建构知识的学习更高效.但是，自主的探索行为，是变未知为已知的过程：一是要适当展示前辈科学家建立科学概念、发现科学规律的过程；二是要在学生自主学习中了解知识是怎样得来的.这近乎是从无到有的跨越，难度之大可想而知.
还有，探究式教学由于要学生更充分的参与活动，更充分的展开思维，且必有更多样的、难以预料的设计，因而看上去更耗时，在课堂实践中也更难驾驭.所以，教学实践中认真探索课堂上的高效探究模式很有必要.
2 教师的合理指导和学生的自主探究有机结合可以提高效率
学生要有自主性，教师就不宜过多指导；但是教师不指导，探究有时候就很难进行下去，这是一对矛盾.有效地解决这对矛盾，是高效率进行探究式教学的关键.
解决这一矛盾的方法是，具体分析和规划科学探究课题的过程目标，组合使用“定向探究”和“自由探究”.学生要在哪个要素上下功夫，或者说，本节课确立的主要能力目标是哪个要素，对此教师不仅要十分清楚，而且要进行规划.方便让学生独立探究的要素，应该充分发挥学生的自主性，让学生独立去完成；对于不适于或者不能够让学生在本节课探究的环节，就不宜设为本课题的过程目标，教师就可以详细指导，让学生把主要精力放在教师事先设计需要强化的要素上.不同的课题分别突出了不同的要素，学生所得到的是深入和全面发展.
3 建构课堂探究模式
通过实践和反复推敲，构建课堂高效探究模式的一般做法是：第一步，教师通过演示或者回顾旧知识，提出问题引入新课之后，组织学生应用已有的经验和知识对问题中的事实寻求可能解释，发表猜想；再通过问题引导，令学生对实验结果进行更加具体的预测；第二步，分析该探究活动可以大致设计哪几种解决方案框架（不需具体步骤）.这一步是从无到有的过程，所以往往需要用某些方式（如提示条件，增设台阶），作出适当的铺垫.根据学生提出的各种方案，教师把它们总结成几个模型令所有学生分析；第三步，根据现有的条件和探究的要求，确定针对其中某种方案进行深入探究；
第四步，最后针对所确定的方案从操作的角度把探究的猜想与假设具体化、程序化，制定计划与设计实验；
第五步，分组操作实验（或理论推导）.
这样综合运用“发散思维”与“收敛思维”，起始于联想各种可能，聚焦于某一具体方案，采用分层次递进探究模式，可以高效完成探究教学的三维目标.
下面就“实验探究”和“理论探究”两种情况分别举例说明.
例1 实验探究：探究功与速度变化的关系.
第一步，用演示引入课题.为引出“功与速度变化的关系”的话题，笔者设计如下三个演示实验：粉笔头自由落体、细绳拉动小车、弹弓弹出粉笔头.这一组演示不仅仅是引出话题、激起兴趣，同时它还概括了不同方向、变力和恒力拉动各种情况，具有明确的指向性和启发性.
学生据此想到他们熟悉的模型，加以定量考量，即可设计出靠谱的方案.
第二步，学生展示设计方案.不出意料，它们基本上可以归纳为如图1所示的模型，实际上学生还有提到使用传感器、数字计数器等，均应予以肯定.
之后借鉴CCTV2《鉴宝》节目的“夸宝”环节，请学生代表分别阐述自己所设计方案的理由和优点.
第三步，教师直陈理由导入所选方案.三种方案都应肯定，只是方案3的变力做功具有普遍性，且可以与下一节的恒力情况下理论推导相补充（反之则不宜理论推导变力情况），所以就选择它了.
第四步，学生针对方案3制定步骤及注意事项.某一（组）学生宣示自拟的实验步骤及注意事项，其他学生补充矫正.如果还有缺漏，教师可提出相关问题令学生讨论，如给出一条打点的纸带，问选哪一段计算速度？
第五步，分M操作实验.
……
例2 理论探究：理想气体的压强p、体积V和热力学温度T的关系.
第一步，回顾旧知识提出问题.根据前面所学气体实验定律可以猜想它们之间存在某种相关关系，甚至猜出其定量关系.那么，可以设计怎样的推导方案？
第二步，学生展示推导方案思路.要充分估计到学生自主推导的难度，所以可以用p-V图象等予以提示，且在此环节不需学生具体计算.总共可以得到如下6种地位均等的方案（图2板书）：
第三步，教师确定初末状态提示推导方案.设某一理想气体的初态参量为（p1、V1、T1），末态参量为（p2、V2、T2），任取一种如“先等温后等压”的过程，具体步骤该怎样？
第四步，针对此方案制定步骤及注意事项.某一（组）同学宣示推导过程，特别指出中间参量的设定和处理方法，其他同学补充矫正.如可以直接设中间状态参量为（p2、V′、T1），或者先设为（p′、V′、T′），再根据要求令T′=T1，p′=p2.实际上后者更容易想到.
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从教学角度来讲，探究性学习就是要把以往以结论为中心的教学模式转变到重视结论的形成过程，结论是学生在自主合作的探究过程中自己得到的，老师要从知识的圣坛上走下来，成为学生探究学习过程的参与者、指导者和促进者。这点也是新课改对教师提出的要求。
二探究性实验的重要性
新课标下高中物理探究式实验教学，是指在教师的指导下通过实验来探索物理规律，也可以是学生根据既有的知识和条件，自己创造性地设计实验（包括实验原理，实验器材，实验步骤），从而获得新知识的科学方法。因此，教师在高中物理探究式实验教学过程中要启发学生自主应用已经学过的知识进行探究实验，使学生充分发挥主观能动性，有思考、质疑、表述、探究、讨论问题的机会，让学生通过多种方式进行解难释疑的探究，在这过程中掌握知识、技能和方法。这无疑对学生以后的成长有着非常重要的影响。
（1） 新课标下高中物理探究式实验能激发学生探究兴趣，学习物理的主动性。
新课标下高中物理探究式实验充分发挥了学生的非智力因素，调动了学生学习的主动性和积极性。探究式实验具有趣味性,它能充分运用学生的各种感官,激发学习兴趣。现代认知心理学认为,兴趣是产生动机的重要条件,是人类认识客观世界的一种心理表现,是一个人获得知识、拓宽知识面、提高科学素质的动力.因此,在物理教学过程中,通过探究式实验将极大地吸引学生的注意力,有利于学生去研究物理现象,探索物理规律,激发学生的兴趣和求知欲。
（2） 新课标下高中物理探究式实验能培养学生逻辑思维能力和分析解决问题的能力。
旧教材对实验的原理、器材、实验步骤、注意事项和结论都作出了说明，学生只是简单的照抄或模仿。而新教材中没有给具体的实验仪器、操作步骤、实验结论，而是从提出问题——提出假设——设计实验——实验操作——记录数据——数据分析等环节要求学生逐一进行探究：讨论实验方案、选择实验器材、设计实验步骤、处理实验数据、归纳实验结论。在实验操作过程中出现的新问题，要通过讨论、交流等方式能得到很好的解决，达到培养学生分析问题、解决问题的能力。从而培养学生的创新精神和探究能力
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一、近几年生物科学探究试题的结构分析
1.探究试题的分值、形式和材料来源
（1）中考探究实验设计与分析题的分值有所增加。（2）科学探究题的形式已经从选择题向多种题型发展，对探究实验能力的考查形式也趋于多样化，但多年中考已经形成了比较稳定的结构，这也是经过验证比较科学的布局，各地在自主命题时不大可能轻易做出变化。（3）从统计表中可以看出，探究题的背景材料来源已不完全是教材中现存的探究材料了，也呈现多样化的趋势，更加与人们的生活实际相联系。
2.重视对学生获取知识能力、设计能力、分析能力和表达能力的考查
从近几年的中考生物试题不难看出，中考越来越重视对学生知识能力的考查，要求学生从题目给予的文字材料、图形图表中获取有用的信息，读懂题目给予的新情境后再运用所学的知识解决实际问题。例如，2010年江苏卷21题中的材料中提供了甲乙丙三组的对照实验，通过阅读材料、表格、直方图的信息，就能正确地作出假设，得出结论。2011福建福州卷35题中就有一道与实际相联系的试题，试题是有关“铅污染对人类的影响”，设计上把小白鼠分为三组，给予不同浓度的含铅注射剂，通过表格中现象的分析得出结论，该题也是从题目中给予的材料、信息，运用所学知识来解决问题。2012年湖南湘潭也出了一道类似的给予材料题，然后用材料中的信息解答问题，并深入研究，考查解决问题、分析问题、得出结论、交流的能力。这些试题都是考查学生获取知识的能力、识图能力和信息处理的能力，这些设计新颖的试题既来源于课本，又高于课本，考生从未见过，但考生只要具有一定的自学能力，就会领会题目的意思。
近几年，中考生物科学探究分析题多为探究实验设计与分析题型，这类题目的灵活性和开放性较大，但有不少考生大致明白题目的意思，而无法用简明扼要的文字或图表来正确表达探究过程、结果和结论等，例如：2012年浙江温州卷第32题就是这样，“验证玉米的茎具有背地生长的特性”，同学们都知道这个知识点，但是要设计方案来验证，学生又觉得有难度，很难用简明扼要的文字来正确表达探究步骤，这样的题对于学生来说很有难度。2010年福建龙岩卷的第40题也是这样的类型，内容是“淘米水对植物生长的影响”，这道题从我们平时常见的生活实际入手，感觉很简单，但是考查的是整个探究过程，包括提出问题，设计方案与实施控制变量以及得出结论，学生用自己的语言归纳总结，考查学生能用所学知识解决实际问题的能力，对于学生来说是较难的。
二、对中考生物科学探究复习教学的启示
1.按照新课标中课程内容的要求，确立有关科学探究的能力目标
内容解读：教材中涉及的探究活动：（1）光照对鼠妇生活的影响。（2）二氧化碳是光合作用的原料。（3）探究鲫鱼的觅食行为。（4）比较不同果蔬中维生素C的含量。（5）口腔对淀粉的消化作用。（6）探究不同食物的热价。（7）脉搏与运动的关系。（8）酒精对水蚤心率的影响。（9）探究果实发育过程中体积的变化。（10）探究种子萌发的条件。（11）探究根长长的主要部位。（12）探究果蝇的发育过程。（13）探究生男生女的比例。（14）探究制作酸奶需要的条件。（15）探究食品腐败的原因。
2.重视科学探究过程的操作
新课程标准针对提到的探究实验，教师应积极提供机会让学生亲自尝试和实践，引导学生参与科学探究活动时不仅应参加科学探究某些方面的活动，还应该让学生有机会参与若干完整的探究活动。因此，要安排一些可行性实验让学生在动手操作过程中感知探究的步骤，例如：（1）让学生在家里发次豆芽，探究种子萌发的条件。（2）测试酸对植物生长的影响。（3）什么样的马铃薯块能够萌发等。在这些实验探究过程中注意引导学生设置对照实验，注意实验过程，实验结论，遇到问题时如何解决等。
3.重视科学探究实验过程的思考
在生物科学探究复习时，要教会学生思考整个探究过程，包括实验原理、提问的问题、假设、实验设计、实验实施过程以及结论的得出。首先，要思考并理解实验原理中所包含的知识；其次要思考实验过程中出现的现象（结果），数据，问题并分析解释其原因，思考如果改变实验条件，变量将会出现什么结果（或现象）；最后对实验结果（或现象）进行总结分析并反思。对探究过程的思考以培养学生的思维能力，提高学生分析与解决问题的能力。
4.重视科学探究过程的表达
