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小学科学科学探究过程的教学评价

科学探究教学的评价方法与传统的方法不一样，传统的评价关心的主要是识别和记忆，分辨事实和概念，而不是基础概念的认识和应用，因而它会对科学探究学习造成障碍。

而科学探究教学的评价则采取多种形式，以达到了解学生知道什么，理解什么，哪些模糊不清，哪些被遗漏的目的，同时还能测试学生能否提出问题或澄清问题、能否对问题形成科学的猜想和预测、能否设计方案并实施探究、能否利用调查数据作为支持自己观点的水平等等。

什么是探究？

在当今国际科学教育改革的热潮中，探究是出现频率最高的几个关键词之一。

按照《牛津英语词典》中的定义，探究是“求索知识或信息特别是求真的活动；是搜寻、研究、调查、检验的活动；是提问和质疑的活动。

”其相应的中文翻译有“探问”“质疑”“调查”及“探究”等多种译法。

就语义而言，据《辞海》（1989年版）的解释，“探究”指“深入探讨，反复研究”。

现在使用的科学探究具有双重含义：

一方面，指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式；另一方面科学探究指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。

在讨论科学教育的文献中，不管是使用探究，还是科学探究这个词，除特别注明外都是指探究式的学习活动而非科学家的探究。

科学探究不仅涉及提出问题、猜想结果、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，还涉及到对科学探究的认识，如科学探究的特征。

（一）在小学科学课程中强调科学探究

在小学课程与教学中，我们之所以强调在教师指导下，让学生继续开展他们自发状态下就一直热衷的探究活动，并不是因为这能把每个学生都培养成科学家，而主要是出于以下几方面的考虑：

以从中获得巨大的满足感、兴奋感和自信心，并焕发出内在的生命活力。

如果在进入学校后就宣布禁止儿童开展探究活动，不仅违背儿童的天性，而且不利于儿童身心健康发展。

儿童进入学校以后，不仅不应禁止他们探究，而且应该对他们的探究提供支持、鼓励和帮助（包括适时地提供工具，在必要的时候教给他们更有效地开展探究的过程与方法等），以引导他们最终能够找到他们感兴趣的那些现象和问题的解释或答案。

另外，探究也是人生主要乐趣之一，可以给儿童带来乐趣。

如果学生曾经有过沉醉于探究之中的经历、体验和印象深刻的回忆，那么，学生就更可能在现在和将来漫长的人生道路上，更好地享受探究这一人生乐趣，更敏锐地发现生活的美好，更充分地感受和珍爱生命之美，更深刻地体味人生的真谛和存在的价值。

一个懂得和感受过探究的幸福，有过探究中的高峰体验的人，无论在日常生活及旅游休闲中，还是在工作中，都会获得与众不同的发现和惊喜，解读出富有个性魅力的独特意义。

因此，如果学生非要打破砂锅问到底，如果他（她）“自讨苦吃”，一定要对某个问题追根究底，非弄个水落石出不行，教师不应嫌厌或禁止，而应接受、肯定，甚至鼓励、赞扬，并提供帮助和支持。

（2）探究是学生获得知识的重要途径。

第斯多惠就曾说过，要给予儿童真知，更要引导他们主动寻求真知。

正所谓授人以鱼不如教人以渔。

引导学生自主获取知识或信息，对于培养学生学会学习、终身学习亦具有重要意义。

另外，通过亲身探究获得的知识是儿童自己主动建构起来的，是儿童真正理解、真正相信的，是真正属于儿童的。

而且，实验已经证明，对于有些概念来说（如皮亚杰研究的数理知识），除非亲历探究过程来自主动建构，否则儿童无法真正理解和习得；只有通过亲身探究和实践，这些知识才在儿童心中真正获得新生和意义，获得“深层理解”。

（3）探究过程本身不仅可以使儿童的思维受到最好的锻炼，有利于学生解决问题能力的培养，而且是科学精神、科学态度、科学方法培养的主要途径。

这对于儿童科学素养的全面发展十分关键。

从中习得的科学过程与方法，对于儿童参与生活中与科学相关的问题解决与决策，是个重要的基础（与科学知识同样重要）。

从广泛迁移的角度来说：

，学会科学推理是大大提高孩子的智慧（思考力、明智的判断能力、批判性思维以及创造力）的最有效方法，这对于他们谋求进一步的生存与发展，，获得生活质量的提高至关重要。

（4）由于探究过程需要探究者综合运用自己的已有知识和经验，这对于增进和加深对已有知识的理解，将其融会贯通，十分关键。

我们常常有这样的体会：

在一个新的探究情境中，自己已有的知识和经验获得了新的理解，产生出新的意义，正所谓“温故知新”。

（5）探究过程中需要学生们合作、交流和各种协调一致的尝试，这些合作与交流的实践和经验，可以帮助儿童学习按照一定规则开展讨论（而不是争吵）的艺术，学会准确地与他人交流：

向别人解释自己的想法，倾听别人的想法，善待批评以审视自己的观点，获得更正确的认识，学会相互接纳、赞赏、分享、互助，等等。

这种客观开放精神的形成并非易事，要靠长久的教育才能得到。

而上述这一切，是我们几十年追求的科学与民主这一国民精神的基石。

这种思维与存在方式应当从孩童时代抓起，否则就只能产生出一批批盲从、独断、不宽容的人，他们在理智上必然缺乏独立性、自主性、批判性。

（6）在亲历探究过程中，学生经历挫折与失败、曲折与迂回、成功与兴奋，这其中的许多感受和体验是他们理解科学的本质、理解科学精神的意义与价值的基础。

即使在有些探究中，学生走了弯路，甚至没有找到问题的答案而不得不求助于教师直接给出解释，但此时学生对答案的渴求正好可以成为教师讲授的一个很好的前奏和准备。

而且，学生仍可以从这一亲历过程中学到不少东西。

另外，也只有在这样的亲历过程中，儿童才真情地感受到并由衷地赞叹科学概念原理比他们以前的个人见解有更为强大的说服力、迷人魅力和科学规律美的震撼力——“科学之美”。

（二）各种各样的科学探究过程

科学探究的基本涵义指科学家研究自然界并利用获得的证据提出种种解释的活动过程。

第一，古希腊哲学家亚里士多德提出的经验主义的研究方法是科学探究的基本方法。

这一方法的过程大致包括以下三个环节：

首先，通过对自然现象的观察，获得一些经验事实；其次，对这些经验事实进行归纳推理，概括出一般性的科学原理；接下来，利用这些科学原理去解释自然现象，即以科学原理为大前提，通过三段论推理，演绎出关于自然现象或经验事实的有关陈述。

由于归纳在前、演绎在后，这一研究方法被称为“归纳——演绎法”。

注：

图中标有序号的三个步骤是亚里士多德的研究方法。

图1经验主义的（即归纳——演绎法）科学探究过程

13世纪，英国哲学家培根认为科学家在对自然现象作观察的同时，还应主动进行科学实验，以便获得有关现象的更多经验事实。

因此，他在亚里士多德的研究方法中增加了“实验”这一环节。

培根还认为，通过归纳得出的科学原理还需接受进一步实验的检验，只有在经受住实验的检验之后，才可以用来解释自然现象。

亚里士多德的科学研究方法就变得更加完善（参见图1），这一方法也被称为经验主义的科学探究过程。

第二，在培根和伽利略等人的身体力行和大力提倡之下，经验主义的科学探究过程在近代科学家中得到普遍的使用，并使近代科学理论取得了一系列重要的研究成果。

著名科学家牛顿、波义耳以及当代众多的逻辑经验主义的科学家都认为他们自己的科学研究活动是符合经验主义的科学探究过程的。

经验主义的科学探究过程虽然是许多科学家在科学研究中遵循的路线，但并不是惟一的路线。

在这一过程之外，科学家还常常采用一种“理性主义的科学探究过程”。

十九世纪末，经典物理学的时空观遇到了迈克尔逊-莫雷实验事实的严重挑战，爱因斯坦对这一问题进行了深入的思考。

1905年前后，他首先站在已有的知识背景上，通过“思维的自由创造”，大胆提出两条假设，即“相对性原理”和“光速不变原理”。

然后以此为出发点，通过形式逻辑演绎地推出了如下著名的命题：

（1）运动物体长度会收缩；

（2）运动时钟会变慢；（3）物体的质量随其运动速度增长而增长；（4）质能公式E＝mc2（其中E是能量，M是质量，C是光速）。

上述两条假设和4条导出命题就构成了现代物理学上著名的“狭义相对论”。

后来，“运动时钟会变慢”的命题在μ子衰变实验中得到验证，质能公式在原子核裂变反应的试验中也得到验证。

于是狭义相对论经实验检验是正确的科学理论。

爱因斯坦在总结自己做出这一发现的认识过程时，把自己的科学探究过程表示为图（图2）。

第三，英国科学哲学家波普尔（K．Popper）在总结爱因斯坦科学研究经验的基础上，提出了建立科学理论的“假说-演绎法”。

他认为，科学研究活动起源于科学问题。

科学家首先依托已有的知识背景，通过自己的直觉、灵感等非逻辑活动进行大胆的猜想，提出假设或公理（这一步就是爱因斯坦所说的“思想的自由创造”）；然后再通过演绎方法，由假设或公理出发，推出许多定理，公理和定理的集合就是理论体系；最后，科

学家再通过观察或实验所取得的经验事实来检验定理集中的若干定理，若定理与经验事实相符合，则理论被确证；若定理与经验事实不相符合，则理论被证伪。

“假说——演绎法”的科学探究过程可以表示为图（图3）。

波普尔概括的“假说-演绎法”的科学探究过程得到科学界的广泛认可。

不过，“假说—演绎法”中的问题也是建立在经验事实的基础之上的，这些经验事实有可能来自与观察，也有可能来自于实验。

并且，并不是所有的经验事实都会导致问题，在经验事实比较明确和充分的情况下，也可以通过归纳直接得出科学理论。

不过，我们应该将由归纳得出的科学原理看成是需要进一步通过观察或实验验证的假说；利用这些假说，可以通过演绎的方法，推出各种解释现象或事实的定理。

基于以上分析，“归纳—演绎法”和“假说—演绎法”并不是绝对分离的。

实际上，在大部分科学家的实际研究工作中，通常都是将“归纳—演绎法”和“假说—演绎法”综合应用的，具体情况可用图（图4）描述出来。

（三）科学探究过程的评价内容

总目标：

通过科学课程的学习，知道与周围常见事物有关的浅显的科学知识，并能应用于日常生活，逐渐养成科学的行为习惯和生活习惯；了解科学探究的过程和方法，尝试应用于科学探究活动，逐步学会科学地看问题、想问题；保持和发展对周围世界的好奇心与求知欲，形成大胆想象、尊重证据、敢于创新的科学态度和爱科学、爱家乡、爱祖国的情感；亲近自然、欣赏自然、珍爱生命，积极参与资源和环境的保护，关心科技的新发展。

科学探究目标：

1.知道科学探究涉及的主要活动，理解科学探究的基本特征。

2.能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题。

3.能运用已有知识作出自己对问题的假想答案。

4.能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划。

5.能通过观察、实验、制作等活动进行探究。

6.会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料。

7.能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，作出自己的解释或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。

8.能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。

科学探究内容标准：

科学探究是科学学习的中心环节。

科学探究不仅可以使小学生体验到探究的乐趣，获得自信，形成正确的思维方式，而且可以使他们识别什么是科学，什么不是科学。

科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授教给学生。

在小学阶段，对科学探究能力的要求不能过高，必须符合小学生的年龄特点，由扶到放，逐步培养。

在具体的教学实施过程中，可以涉及科学探究的某一个或某几个环节，也可以是全过程。

科学探究内容标准框图

1认识科学探究

具体内容标准

活动建议

1.1知道科学探究涉及提出问题，解答问题，将自己的结果与已有的科学结论作比较。

比较探究月相变化规律和解暗箱过程中使用的不同方法。

1.2知道不同的问题要用不同的探究方法。

1.3知道为什么使用工具比感官更有效。

1.4体验科学探究中证据、逻辑推理及运用想象建立假设和理解的重要性。

1.5了解科学探究的结果应该是可以重复验证的。

1.6知道对其他探究结果提出质疑是科学探究的一部分，了解合理怀疑是科学进步的动力。

1.7懂得交流与讨论可以引发新的想法。

1.8知道科学探究可为进一步研究提供新经验、新现象、新方法、新技术。

2.提出问题

具体内容标准

活动建议

2.1能从“这是什么”“为什么会这样”等角度对周围事物提出问题。

·进行比较时，找出多数学生感兴趣的、有条件可研究的、有价值的问题。

2.2能选择适合自己探究的问题。

2.3能对所提出的问题进行比较和评价。

在教学活动起始阶段，安排学生进行发散性提问。

3.猜想与假设

具体内容标准

活动建议

3.1能应用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释。

见附录三：

关于科学探究的案例1.1。

·在动手实验之前，让学生对实验结果进行假设和预测。

如在做物体的沉浮实验之前，先让学生假设物体的沉浮与什么有关，然后对给出的几种物体的沉浮做出预测。

3.2能区分什么是假设，什么是事实。

4.制定计划

具体内容标准

活动建议

4.1能提出进行探究活动的大致思路。

4.2能对自己或小组提出的探究问题作出书面计划。

5.观察、实验、制作

具体内容标准

活动建议

5.1能用各种感官直接感知自然事物并用语言或图画描述所观察的事物的形态特征。

·对动物、植物、水、空气、岩石等外部形态特征进行观察与描述。

5.2能用简单的工具（放大镜、显微镜等）对物体进行较细致的观察，并能用图和文字表达。

·对花的构造、细胞等进行观察，并能画图和用文字说明。

5.3能用简单测量工具（尺、测力计、天平、量筒、温度计、秒表等）对物体进行定量观察，采集数据，并作简单记录。

·测量物体长度、重量、温度等，并用计量单位作记录。

5.4能用简单器材做简单的观察实验，并作实验记录。

·杠杆平衡实验、斜面省力实验、种子萌发条件对比实验等。

5.5能做控制变量的简单探究性实验，会设计简单的实验报告，绘制简单图表。

·探究小车运动速度与载重量的关系；探究电磁铁磁性大小与哪些因素有关系。

5.6能制作简易科学模型。

制作岩石标本，昆虫模型，火山、地层模型等。

·探究小车运动速度与载重量的关系；探究电磁铁磁性大小与哪些因素有关系。

5.7能综合运用所学知识，制作带有创造性的科技作品。

起重机模型、生态瓶能量转换装置等。

·探究小车运动速度与载重量的关系；探究电磁铁磁性大小与哪些因素有关系。

6.搜集整理信息

具体内容标准

活动建议

6.1会查阅书刊及其他信息源。

·见附录三：

关于科学探究的案例1.1。

6.2能利用简单表格、图形、统计等方法整理有关资料。

·测量一杯热水温度的变化，并画出曲线图。

7.思考与结论

具体内容标准

活动建议

7.1能尝试用不同的方式分析和解读数据，对现象作合理的解释。

·见附录三：

关于科学探究的案例1.1。

7.2能考虑对同一现象做不同的解释。

7.3能反思自己的探究过程，将探究的结果与假设相比较。

8.表达与交流

具体内容标准

活动建议

8.1能选择自己擅长的方式（语言、文字、图表、模型等）表述研究过程和结果。

8.2能倾听和尊重其他同学的不同观点和评议。

8.3能对研究过程和结果进行评议，并与他人交换意见。

（四）科学探究过程的评价方法

对科学探究的评价

科学探究的重要目标是体验科学过程，形成初步的科学探究能力，增进对科学探究的理解。

具体的评价目标主要包括：

提出科学问题，猜想和假设，制定计划、设计实验，获取事实与证据，解释、检验与评价，合作与交流等几个方面。

对于每一个具体的科学探究活动，可以全部或有重点地选择其中几项，有针对性地制定具体的评价标准。

（五）给教师的教学建议

教育评价的操作定义是指依据一定的标准，通过系统地收集信息，在对信息与标准进行比较的基础上作出价值判断。

因此教育评价的本质是一种价值判断。

怎样理解价值判断？

一是要进行价值标准研究，为评价对象提出一个合适的价值标准。

价值标准就是我们一般所说的判断事物好坏的标准。

对教育事物来说，有些对象的好坏标准比较明确，容易确立，如学校的校风学风，学校某些学科的教学质量，学生的学业水平，教师教学工作的努力程度等等。

有些对象的好坏标准有多种取向，不容易确立，如一个地区的整体教学质量，某所学校的办学水平，课堂教学质量，学生的写作能力等等。

因为这些对象的好坏标准往往不唯一，不同的人可以有不同的价值取向。

对这种多元价值取向的对象进行教育评价，就需要化一定的时间先进行价值标准的研究，确立一个符合评价宗旨的价值标准。

评价的价值标准一旦确立以后，还需要对它们进行分解，细化，使之便于操作、实施和检查，形成最后能被大家使用的指标体系。

二是要进行信息收集研究，提出一种既符合评价对象实际，又是评价者可以操作实施的办法。

评价信息一般可以分为定量与定性两种。

定量信息是指有现成数据可以备查，或者有测量工具可以检测的信息。

如学校的固定资产、学生基本情况、学业成绩、教师的年龄和学历组成等等。

收集定量信息的关键是测量工具的制定，要客观、正确。

定性信息是指用文字、以及现代音像技术等手段记录的信息。

教育中的许多事物无法用数据表示，因此教育评价中定性信息的收集是必须的。

收集定性信息的主要办法是资料查询、座谈、随访、现场考察、实录等等，定性信息的结果可以是原始记录，也可以转化成评定量表和等级。

三是进行价值判断方法研究，提出一种符合评价目的，能作出有意义的评价结果的价值判断办法。

最好的评价结果不一定都要量化。

量化的最大优点是用于比较。

假如评价的目的不是进行相互比较的话，一般不要用量化的结果，多用定性的结果更能给评价对象有价值的反馈。

评价是科学探究过程中不可分割的一部分

评价要基于学生在实际学习任务中表现的提问能力、寻求答案的能力、理解的能力、合作的能力、操作能力、动手实践能力、创新的能力（设计活动方案、设计实验、设计一个作品）、交流的能力和评价的能力（对一个问题的评价、一个猜想的评价、一个方案的评价、一个实验的评价、一个作品的评价），还必须对学生在探究过程中科学态度情感价值观的形成进行评价。

评价重点要放在如何使学生的这些能力以及情感价值观得到发展和提高上，而不仅仅是判断学生的能力如何。

评价是一个进行中的、嵌入式的过程，探究过程的每一个环节都离不开评价，因而是随时并频繁进行的，目的是衡量学生的表现与教学目标之间的差距，进而及时改变教学策略和要求学生调整学习方法或方向。

学生要发展自我评价能力，就需要有机会制定和使用评价标准，并使他们对评价的进程和质量承担责任。

互动对话

小学科学科学探究过程的教学评价

（一）科学探究过程的评价方法与手段的回顾

（二）科学探究的过程如何呈现

（三）科学探究过程中应该注意哪些问题