科學(xué)課“探究”新解

1、科學(xué)課“探究”新解摘要：科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)中提到科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核 心。文章主要從四個(gè)方面介紹科學(xué)探究，即方法論方面、概 念方面、認(rèn)識(shí)論方面和社會(huì)方面。方法論方面涉及了實(shí)驗(yàn)設(shè) 計(jì)、儀器的使用、數(shù)據(jù)的記錄和圖表的建立；概念方面要求 科學(xué)探究應(yīng)該是教授更多的基礎(chǔ)知識(shí)，而不是通過實(shí)踐教授 事實(shí)和原則；認(rèn)識(shí)論方面包括了探究是如何產(chǎn)生的，即學(xué)生 是怎么樣理解自然科學(xué)；社會(huì)方面涉及了科學(xué)觀點(diǎn)的交流。關(guān)鍵詞：科學(xué)探究；探究方法論；探究認(rèn)識(shí)論中圖分類號(hào)： G623.6 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)： 1671-0568（2011）15-0035-03自 2001 年基礎(chǔ)教育課程改革綱要（試行） 頒布與實(shí) 施以來，我

2、國(guó)教育界開始進(jìn)行基礎(chǔ)教育課程改革。其中科 學(xué)（3-6 年級(jí)）課程標(biāo)準(zhǔn)中提到“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核 心。探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。 ”也 就是說探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的核心，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)和方 式。由此可見，探究對(duì)于科學(xué)學(xué)習(xí)來說是十分重要的。本文 主要從四個(gè)方面介紹科學(xué)探究，即方法論方面、概念方面、 認(rèn)識(shí)論方面和社會(huì)方面。、探究及探究式教學(xué)的涵義1.探究的定義。根據(jù)美國(guó)科學(xué)委員會(huì)在美國(guó)國(guó)家科學(xué) 教育標(biāo)準(zhǔn)中給出的定義： “我們從兩個(gè)方面來看探究' 一方面，探究是科學(xué)家在研究自然界的過程中用到的多種方 法；另一方面，探究也是一種教學(xué)方法，能使學(xué)生增加科 學(xué)知識(shí)，獲得對(duì)科學(xué)觀點(diǎn)

3、的理解，理解科學(xué)家是怎樣研究自 然界的'。”2.探究式教學(xué)。（ 1）涵義。以下介紹幾種國(guó)內(nèi)學(xué)者對(duì)于探究教學(xué)的定 義，靳玉樂教授認(rèn)為所謂探究教學(xué)，就是指教師在教學(xué)過程 中以提出問題、收集證據(jù)、提出解釋、評(píng)價(jià)解釋、交流和論 證解釋等科學(xué)研究的形式來組織教學(xué)活動(dòng)，以訓(xùn)練學(xué)生的科 學(xué)思維、發(fā)展學(xué)生的科學(xué)操作能力、建構(gòu)學(xué)生的科學(xué)知識(shí)、 培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)精神的過程。而柴西琴認(rèn)為探究教學(xué)實(shí)質(zhì)上 是“將科學(xué)領(lǐng)域的探究引入課堂，使學(xué)生通過類似科學(xué)家的 探究過程理解科學(xué)概念和科學(xué)探究的本質(zhì)，并培養(yǎng)科學(xué)探究 能力的一種特殊的教學(xué)方法。 ”徐學(xué)福教授認(rèn)為： “探究教學(xué) 是指在教師的指導(dǎo)下，為獲得科學(xué)素養(yǎng)以類似科

4、學(xué)探索的方 式所開展的學(xué)習(xí)活動(dòng)” 。（ 2）提出的背景和原因。 20 世紀(jì)五十年代以來，美國(guó) 人一直關(guān)注科學(xué)教育的質(zhì)量，這些關(guān)注的最初刺激來自于 1957 年蘇聯(lián)人造衛(wèi)星的成功發(fā)射。 之后，美國(guó)開始反思過去 的科學(xué)教育。作為對(duì)蘇聯(lián)人造衛(wèi)星成功發(fā)射的回應(yīng)，美國(guó)政 府開始承諾把越來越多的稅收用于具有可推廣性的科學(xué)教 育計(jì)劃的發(fā)展。當(dāng)局還投資了上百萬美元建立新課程和培養(yǎng) 下一代科學(xué)家使美國(guó)重返世界科技的領(lǐng)先地位。二、科學(xué)探究的方法論科學(xué)探究的方法論包括科學(xué)實(shí)驗(yàn)的非直線的、相互作用 的過程，更接近于真正科學(xué)家的實(shí)踐，涉及了實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)、儀 器的使用、數(shù)據(jù)的記錄和圖表的建立。通常來說，我們認(rèn)為 科學(xué)方法是嚴(yán)

5、格的一個(gè)步驟，但是科學(xué)探究的方法論告訴我 們科學(xué)方法不僅僅是一個(gè)嚴(yán)格的步驟，還應(yīng)該是一個(gè)更加靈 活的概念。科學(xué)是一個(gè)非直線的過程，如果將科學(xué)看作是直線的步 驟，那么，就會(huì)將科學(xué)無意識(shí)地簡(jiǎn)化為 “步驟一問題一解決” 的模式。換句話說，這種模式就是當(dāng)我們有關(guān)于某個(gè)問題的 步驟時(shí)，那么解決方案就獲得了。正因?yàn)闊o意識(shí)產(chǎn)生的這種 科學(xué)模式，恰恰使我們不明白科學(xué)家對(duì)其工作和工作方式的 報(bào)告所說的是什么。所以，當(dāng)學(xué)生遇到一個(gè)新問題的時(shí)候，他們應(yīng)該使用科 學(xué)探究的過程。學(xué)生們將被給予通過系統(tǒng)數(shù)據(jù)收集、文獻(xiàn)收 集和理論建立來解決自己的科學(xué)問題的機(jī)會(huì)。發(fā)現(xiàn)將是偶然 的，而不是假設(shè)的直接結(jié)果；在詳細(xì)分析之前，步驟里

6、應(yīng)該 有多種數(shù)據(jù)收集方式。學(xué)生通過一系列的系統(tǒng)觀察設(shè)計(jì)出所 需要的方法，清楚在理想環(huán)境下區(qū)別什么是需要觀察的，什 么是需要關(guān)聯(lián)、發(fā)明、解釋的，最后通過測(cè)試得出推理的結(jié) 論。在科學(xué)探究的方法論方面，教師應(yīng)該幫助學(xué)生了解科學(xué) 研究的設(shè)計(jì)和過程。更具體地來說，這就需要幫助學(xué)生發(fā)展 一種科學(xué)的定向問題和怎樣認(rèn)識(shí)和通過哪些問題的排列來 執(zhí)行步驟，以及怎么樣減少實(shí)驗(yàn)的錯(cuò)誤。最重要的是，教師 需要幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)到科學(xué)研究并不是一個(gè)直線的步驟，而涉 及了更多的數(shù)據(jù)收集和分析的相互作用。三、科學(xué)探究的概念概念體系存在于一個(gè)學(xué)科的實(shí)質(zhì)結(jié)構(gòu)里，并且可以用來 指導(dǎo)學(xué)生的探究。正如科學(xué)探索的目標(biāo)是擴(kuò)展我們對(duì)自然界 的知識(shí)

7、一樣，科學(xué)探究教學(xué)的目標(biāo)是擴(kuò)展學(xué)生對(duì)于自然界概 念的理解?？茖W(xué)探究應(yīng)該是教授更多的基礎(chǔ)知識(shí)，而不是通過實(shí)踐 教授事實(shí)和原則。因?yàn)榭茖W(xué)的過程伴隨著其內(nèi)容的豐富和精 煉，而不是被學(xué)習(xí)和提煉到其它內(nèi)容領(lǐng)域。學(xué)生如果沒有學(xué) 習(xí)內(nèi)容框架，而只學(xué)習(xí)了問題一解決的方法步驟，他們?nèi)匀?可以通過執(zhí)行實(shí)驗(yàn)知道一個(gè)問題的解決方法，這就造成了學(xué) 生心中只有方法而沒有內(nèi)容的缺失。所以，科學(xué)探究教學(xué)應(yīng) 該幫助學(xué)生構(gòu)造他們自己對(duì)于科學(xué)重要知識(shí)的理解，這樣一 來，學(xué)生不僅僅學(xué)會(huì)了學(xué)科的基礎(chǔ)知識(shí)，還學(xué)會(huì)了發(fā)現(xiàn)這些 知識(shí)的方法。另一種觀點(diǎn)認(rèn)為應(yīng)該在學(xué)生進(jìn)行科學(xué)活動(dòng)以前就學(xué)習(xí) 和掌握學(xué)科的重要概念。一個(gè)人不可能通過假裝自己是科學(xué)

8、家而學(xué)習(xí)成為一個(gè)科學(xué)家并且欣賞科學(xué)。這些內(nèi)容不能被科 學(xué)探究所提取，但卻是科學(xué)探究的前提。科學(xué)探究的概念要求科學(xué)教師必須找到一種方法幫助 學(xué)生去通過個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)來提取概念知識(shí)和科學(xué)探究的各個(gè) 方面。這就包括幫助學(xué)生選擇科學(xué)調(diào)查而不僅僅是實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)， 讓學(xué)生深入地理解科學(xué)而不僅僅是記憶，學(xué)生在教師的指導(dǎo) 下將這些概念同之前的理解聯(lián)系起來。更重要的是，學(xué)生要 在接受科學(xué)事實(shí)、原則、理論的基礎(chǔ)上進(jìn)行概念的理解，并 且將科學(xué)和教育聯(lián)系起來，相信學(xué)習(xí)科學(xué)對(duì)他們來說是十分 重要的。四、科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)論科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)論或者說是對(duì)于科學(xué)理論和原則的理 解包括了探究是如何產(chǎn)生的，即學(xué)生是怎么樣理解自然科學(xué) 的。科學(xué)

9、是動(dòng)態(tài)的，一直在變化，由于所有的科學(xué)理論都依 賴于實(shí)驗(yàn)和觀察證據(jù)，所有的科學(xué)知識(shí)都可能由于新證據(jù)的 產(chǎn)生而發(fā)生變化。科學(xué)知識(shí)不是固定的、從來不會(huì)有止境， 科學(xué)會(huì)因?yàn)樾碌淖C據(jù)而修正。正因?yàn)榭茖W(xué)知識(shí)是易變的，第一，科學(xué)探究教學(xué)就要幫 助學(xué)生理解科學(xué)是探究的、會(huì)改變的，學(xué)生應(yīng)該有自己的研 究。同樣的，學(xué)生可以通過科學(xué)探究批判分析、解釋和評(píng)價(jià) 報(bào)告獲得主觀學(xué)習(xí)。第二，學(xué)生在科學(xué)探究教學(xué)里不是獲得 信息而是獲得一種探究的能力。因此，課堂和實(shí)驗(yàn)活動(dòng)就應(yīng) 該以一種讓學(xué)生處于一種不知道最后結(jié)論的方式來進(jìn)行：舉 例來說，課本的編寫就應(yīng)該將事實(shí)表現(xiàn)為不確定，得到最后 結(jié)論也不是實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的主要作用。如上表所示，這幾

10、個(gè)必要特性都關(guān)注到了證據(jù)在科學(xué)研 究里的作用。通過探究式教學(xué)來學(xué)習(xí)就必須對(duì)證據(jù)進(jìn)行排列 和轉(zhuǎn)化，證據(jù)就可以成為學(xué)生理解科學(xué)從何而來這一問題的 重要角色。這樣一來，它作為學(xué)與教探究式教學(xué)的最重要的 基本元素還在美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中保留著。必要特性里有三個(gè)重要的轉(zhuǎn)化：數(shù)據(jù)向證據(jù)的轉(zhuǎn)化，即 決定數(shù)據(jù)是否有效；證據(jù)向方式的轉(zhuǎn)化，即搜索方式并為了 數(shù)據(jù)而產(chǎn)生方式；方式向解釋的轉(zhuǎn)化，即在證據(jù)篩選的基礎(chǔ) 上進(jìn)行解釋?？茖W(xué)教育的原則性目標(biāo)是發(fā)展思維、推理和問 題一解決技巧來為學(xué)生產(chǎn)生和評(píng)價(jià)科學(xué)知識(shí)、解釋、模式和 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)做準(zhǔn)備。探究式教學(xué)的教師必須讓學(xué)生由證據(jù)進(jìn)行解釋，并學(xué)習(xí) 科學(xué)探究的“元課程”。這就包括

11、了數(shù)據(jù)的評(píng)估、搜索數(shù)據(jù) 的方式、成列和解釋科學(xué)的證據(jù)和修改現(xiàn)有的理論。不僅如 此，教師還必須關(guān)注學(xué)生對(duì)于自然科學(xué)的理解。五、科學(xué)探究的社會(huì)方面社會(huì)方面作為探究式教學(xué)四個(gè)方面中的一個(gè)，涉及了交 流科學(xué)的觀點(diǎn)。通過在科學(xué)調(diào)查中的合作，學(xué)生可以通過組 員所交流的知識(shí)獲利，合作比自己獨(dú)自一個(gè)人學(xué)習(xí)能獲得更 多。通過討論，學(xué)生對(duì)于科學(xué)的理解可以通過不同的老師和 學(xué)生的理解被構(gòu)建起來。小組討論和以整個(gè)班的形式來交流是探究式教學(xué)交流 所必須的。通過討論，從探究到探究的技巧可以被傳送，討 論是一種將交流最大化的人類交流形式。教育的討論發(fā)生在 當(dāng)學(xué)生合作學(xué)習(xí)一個(gè)有挑戰(zhàn)的問題時(shí)，并有潛力增加和加深 學(xué)習(xí)的持久力。這種學(xué)習(xí)的好處是讓學(xué)習(xí)的過程變?yōu)榭赡堋?增加小組合作的情感、營(yíng)造了一種形成教師和學(xué)生的正確關(guān) 系的氛圍?？茖W(xué)探究式教學(xué)需要教師營(yíng)造一種學(xué)生感覺能夠自由 分享他們觀點(diǎn)和同他人辯論的課堂氛圍。這包括了給課堂定 制標(biāo)準(zhǔn)、小組討論、以一種可以接受的方式傾聽所有學(xué)生的 觀點(diǎn)，并確保所有學(xué)生的聲音都能被聽到。不僅如此，教師 還必須幫助學(xué)生了解科學(xué)交流的標(biāo)準(zhǔn)，包括怎樣撰寫實(shí)驗(yàn)報(bào) 告、怎樣演示數(shù)據(jù)和怎樣同其他人交流觀點(diǎn)等。參考文獻(xiàn)：1 （美）阿瑟？A?卡琳.教作為一種探究的