科学探究的内涵实施与小学科学教师的培养.pdf

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2011年第1期（总第235期）EDUCATIONEXPLORATIONNo11,2011SerialNo1235/科学探究0的内涵、实施与小学科学教师的培养蒋璐敏,袁德润（杭州师范大学初等教育学院,杭州310036）摘要:

/科学探究0是一个结合实际问题动手与动脑相结合的过程。

引导学生进行/科学探究0,目的在于培养学生的科学方法和科学精神,促进学生理解科学的本质。

在/科学探究0中,教师要关注学生的科学前概念;在/科学探究0中,教师要持续观察学生的探究行为,并引导学生建构理论。

/科学探究0的方法与实施的要求,影响着小学科学教师培养的方法与要求。

关键词:

科学探究;内涵;实施;教师培养中图分类号:

G625文献标志码:

A文章编号:

1002-0845（2011）01-0101-03收稿日期:

2010-10-21基金项目:

浙江省科技厅软科学重点项目（2008C20029）作者简介:

蒋璐敏（1975-）,女,杭州人,讲师,硕士,从事初等教育与教学管理研究;袁德润（1968-）,女,河南南阳人,讲师,博士,从事基础教育改革与教育学基本理论研究。

/科学探究0既是当代小学科学教育的内容,也是当代小学科学教育的主要方法。

/科学探究0的目的在于培养学生的科学方法和科学精神,促进学生理解科学的本质。

/科学探究0的方法与实施的要求,影响着小学科学教师培养的方法与要求。

一、/科学探究0及其内涵/科学探究0既是当代小学科学教育的内容之一,也是当代小学科学教育的主要方法。

在国际范围内,小学科学教育经历了一个/实物观察法）发现法）探究法和科学探究0的变化过程。

始于20世纪50年代的小学科学课程改革,改变了人们对科学知识的传统认识,确立了科学教育的基本特征:

第一,它强调应引导学生从亲自动手实验的过程中来寻找答案;第二,所有实验课程都应以探究作为学生科学活动的过程;第三,要给学生提供机会使之能理解学科的结构;第四,所有的实验课程都应有助于学生拓宽其对环境的理解;第五,设法通过科学教育的改革以影响和改变学生的行为。

1与此相适应,/探究0也成为这一时期小学科学教育的主流2。

/探究0源于建构主义的一个基本观点,即知识是学习者在学习过程中结合自己的已有经验和体验而主动建构起来的。

以/探究0为基本方法的建构主义的科学教学观,珍视学生在课堂上表现出来的天生的好奇心的价值,因而把知识的建构归于每个个体与他人以及与现象的互动。

建构主义对科学教学的另一个重要意义是,它更关注科学与技术的历史,认为研究科学知识的产生和演变可以帮助学生了解科学中人性的一面3。

但是激进的建构主义因无限地夸大了学生在知识建构过程中的主观能动性,否认客观世界的可知性,因而在实践中导致了科学教育功能的下降。

在反思和批判激进的建构主义、检视科学教育功能下降的原因的过程中,/科学探究0就代替了激进的建构主义的/探究0成为科学教育过程中的基本的理念和基本的方法4。

/科学探究0与/探究0的本质区别在于,它强调在知识建构过程中要遵循科学家从事科学研究所遵循的基本规范。

美国的5国家科学教育标准6就指出,学生在/科学探究0的过程中要做以下几个方面的工作:

第一,提出关于物质、生命或周围世界的事件等问题,并且所提问题应该由学生在自己的研究过程中来解决;第二,订出研究计划并作简单的研究;第三,用适当的工具来收集和解释数据;第四,运用证据和科学知识来建构自己的解释;第五,与他人交流研究方法、数据和解释52223。

可以看出,/科学探究0强调的是,学生在/探究0的过程中应依照科学研究的基本程序和规范行事,应使自己经历一个真实的探究过程。

在小学的科学教育中,/科学探究0的内涵大致包括:

第一,/科学探究0是结合实际问题动手与动脑相结合的过程。

/科学探究0重在思考,重在对实际问题进行思考,这与传统科学教学中的/讲解）阅读）验证实验0中的动手存在着本质上的差异。

验证实验的目的在于通过动手进一步地理解和巩固自己已经了解了的概念和规律,学生要做的只是严格地按照已经知道的程序与要求去操作就行了,验证应得到的结果是早已知道的。

但/科学探究0的答案则潜藏在学生的探究之中,并且还可以根据探究的进展情况有相应的修正。

在/科学探究0中,学生不但要提出问题,而且要订出研究的方案,还要建构自己对所研究问题的解释。

在这个过程中,学生如同拓荒者,要在教师的指导下寻求解决问题的可能的途径。

这样,对于学生来说,一切都是未知的,他们需要用自己的智慧和双手完成探究的过程,才能提高自己探究的能力。

这正如美国5国家科学教育标准6中所说的:

/科学教育必须使学生投入到能与教师及同伴互动的探究性的调查研究中,动手做还不够,还必须有动脑做的经验。

06第二,/科学探究0的目的在于培养学生的科学方法和科学精神。

一个人的科学素质始于他幼年时建立和形成的）101）对科学的理解、态度及其价值观。

学生的/科学探究0不同于科学家的探究,他们以建构/自己的0概念和科学知识为目的。

在探究的过程中,重要的是培养学生的科学方法和科学精神以及他们对/科学探究0的兴趣。

科学方法和科学精神只能在实际的探究过程中形成。

让学生体验真实的探究过程,并在探究中培养学生尊重事实和证据、动手动脑相结合、诚实地对待探究结果等品质,是培养学生的科学方法和科学精神的重要途径。

法国教师在指导学生进行/科学探究0的过程中,要求学生要有三份记录:

一份是探究前的预想,一份是对探究的真实记载,另一份则是经集体讨论后形成的结论。

这三份记录记的就是一个完整的进行/科学探究0的过程,它可以强化学生对由实验产生的事实的认识,同时也可以培养学生的科学思维能力、表达能力以及与人交流的能力。

法国人认为,他们这样做并非是为了培养诺贝尔奖获得者,而是/为了开辟孩子们良好的思维0。

第三,/科学探究0的重点在于引导学生使之理解科学的本质。

/科学探究0的本质包括:

1）引导学生认识科学知识的本质）世界是可以认识的、科学观是可变的、科学不可能解决所有问题;2）引导学生认识科学研究的本质）科学讲究证据、科学知识是人的思维逻辑与想象相结合的产物、科学可用来作解释和预测、科学试图作确定或避免偏见、科学反对权威;3）引导学生认识科学事业的本质）科学是一种复杂的社会实践活动,科学被分成专门领域并在不同的情况下进行研究,科学研究中存在着普遍的伦理原则,科学家作为专家同时又作为公民来参加社会的公共事务7。

通过探究活动/能动地帮助学生理解科学0是美国科学教育文件所关注的问题,也是培养学生的科学素养从而使之形成普遍的科学文化的要求。

第四,教师是学生进行/科学探究0的引导者。

在小学的科学教育中,知识、过程与方法及情感、态度和价值观三维目标是一个整体,/科学探究0能把三者动态地联结起来:

以概念和过程体系为基础,促进学生理解科学概念、掌握进行探究的技能和养成科学的态度。

在学生进行/科学探究0的过程中,/教师就是科学界的代表0,所以他们自身的科学素养和恰当的指导,是保证学生的/科学探究0得以完成的关键因素。

/使科学探究适合儿童发展水平的关键是教师。

教师制订教学计划、准备材料、设置情境、进行引导、提出问题、提供信息、讲解、解释）教师要为儿童在真实世界里动手做科学探究进行各项准备。

这些是教师引导儿童进行科学探究时所应负的责任0512。

与讲授相比,探究不是弱化了教师的作用,而是在更高的层次上要求教师要为其教学过程和结果负责。

二、/科学探究0的实施科学家的探究一般遵循着一个/提出问题）收集证据）形成解释）预测、验证和修正0的过程;科学家的探究过程同样也构成了小学科学课堂教学的核心要求,不同的只是,所有这些活动都需要教师在场。

第一,教师首先要关注儿童的科学前概念,以便以此为据明确活动的目的、选择恰当的问题的呈现方式及学生学习体验的方式。

/儿童都是带着与他们观察到的现象有关的各种想法和解释进入科学课堂的,即使他们那时候还没有系统地学习过有关的学科知识0。

形成于儿童日常生活中的/科学前概念具有个体差异性、不连贯性和稳定性08。

这些源于他们生活的/图式0影响着他们从新的经验中获取信息的方式、程度和策略。

这样,教师如果事先知道学生的科学前概念,他就可以用一种与学生的期望相冲突的体验方式来挑战学生的前概念,以此促进学生重新思考,同时选择那些更可能使学生能感受到教师的期待的方式来给学生以解释的教学活动,引导他们形成合理的和可信的科学概念。

小学科学课堂中的探究,在一定的意义上就是要引导学生重组或重构他们的科学前概念。

第二,在学生的/科学探究0活动中,教师要持续地观察学生的探究行为,并适时引导学生选择高质量的、具有促进意义的活动。

在/科学探究0的过程中,教师需要通过正式或非正式的途径,对学生进行持续的观察,以便了解他们对当前探究活动的理解、兴趣和需要,从而适时地向他们提供帮助和指导。

观察是促进学生探究的重要方法。

在观察的基础上,教师应用适当的提问以启发和引导学生的自我导向性活动。

比如,当学生的探究活动陷入了困境而向教师求助时,教师就可以向他们提出适当的问题以引发他们进一步的思考;当他们的探究出现混乱时,教师可以通过提问来引发他们的观点采择,帮助他们找到可以接受的解决方案;当他们的探究出现了飞跃的/节点0时,教师则可以提出具有挑战性的问题为他们的思维飞跃助力。

第三,教师要引导学生建构理论。

/科学探究0要求学生要在对问题有理解的基础上,通过收集数据和资料形成自己对问题的解释或预测,并通过检验和交流,进一步完善和修正这种解释。

在学生进行/科学探究0的过程中,教师要指导学生理解他们自己的探究过程,要让学生不但动手动脑做,而且知道为什么要这样做;要让学生学会陈述自己的看法,记录自己获得的数据和结果,形成他们自己对问题的解释和判断。

在每一次探究活动结束的时候,教师都要安排学生进行交流,让学生告诉同伴自己是怎么做的,为什么要这样做,得出的结论是什么;要告诉学生,使之注意倾听同伴的关于解决问题的方法、途径和结果的说明,并在相互交流与沟通的基础上完善和修正自己的结论,或者在交流的过程中提出新的问题,以继续进行下一步的探究。

在引导学生进行/科学探究0的过程中,教师的工作既有高度的技术性,又有高超的艺术性,教师所从事的不是类似建筑师的工作,而是类似设计师的工作。

在制订教学计划和指导学生进行探究时,教师/必须凭着自己对学生的了解,凭着自己的科学知识的功底和学习科学的经验,决定如何吸引学生,如何设计鼓励学生的学习0。

在指导学生进行/科学探究0的过程中,教师同样需要不断地作出决定:

如何启动探究,如何鼓励学生讨论,什么时候从小组活动转到全班讨论,什么时候纠正学生的错误概念及怎样纠正,什么时候直接教授学生科学知识,如何提炼典型的科学技能并将它们模型化,等等57273。

在/科学探究0的过程中,教师不但要处理好知识与探究之间的关系,还要处理好把握教学进度与给学生以充分的探究时间之间的矛盾,更要处理好教师指导与学生自由探究之间的关系。

三、小学科学教师的培养在/科学探究0的过程中,教师是课堂上的/科学界的代表0。

要使教师能真正承担起这个重任,在小学科学教师的培养中应注意以下几个方面的问题:

第一,教师应有的学科知识:

由静到动。

掌握科学的相关概念、原理、原则和方法等,是从事小学科学教育的前提条件。

对于小学科学教师来说,重要的还不只是掌握结论性的知识,要了解相关学科的学科性质以及它们与人们的）102）生产、生活之间的关联方面的知识。

对科学的了解,需要教师在学习过程中去认识和体验,需要教师参与/科学探究0的实践,以使自己通过/科学探究0的学习过程,增强对/科学探究0的理解,掌握/科学探究0式教学的实质,具有一定的提出问题、观察实验、收集信息、形成猜想、技术设计、交流合作和科学思维的能力09,否则教师就很难将相关学科的知识与技能整合在特定的探究过程之中。

调查显示:

教师对科学性质的认识比其所具有的科学知识和科学方法更能影响他在教学中的表现10。

第二,教师应具有引导学生进行/科学探究0的能力。

学生进行/科学探究0不但要模仿科学家的探究过程和探究方法,更要用自己的已有知识和经验在思维和智慧的积极参与中