透視科學探究性學習

1、透視科學探究性學習新課程倡導學生主動參與、 樂于探究、 勤于動手， 科學課程標準更是把科學探究作為 科學學習的核心。但是，怎樣科學地理解探究性學習、正確地處理探究性學習中的各種關系， 如何設計有效的科學探究活動， 教師面臨許多困惑。 為此， 我們專門就科學學科背景下的探究 性學習問題， 采訪了有關專家。 由于實際上許多問題是共通的， 下面的內容相信對其他學科的 教師也同樣具有啟迪、借鑒作用。透視科學探究性學習記：我們知道，學生的科學學習要以探究為核心。那么，基于課堂的探究性學習區(qū)別于其他學 習方式，有哪些基本特征呢？羅：總的說來，探究性學習是一種在好奇心驅使下的、以問題為導向的、學生有高度智力

2、投入 且內容和形式都十分豐富的學習活動。其總的特征我認為可以概括為"活"和"動"兩個字。 "活"一方面表現(xiàn)為學生的積極性和主動性，另一方面表現(xiàn)為學習活動的生成性，教室里實際所發(fā)生的一切不可能完全 都由教師所預設，學生在思維和行動上常常迸發(fā)出令教師意想不到但卻充滿童趣的智慧火化；"動" 表現(xiàn)為學生真正的動手動腦。具體對于學生的科學學習來說，可以細化為如下五個方面的基本特征。首先，學生是圍繞科學性問題展開探究活動。這里的"問題" 要與學生必學的科學概念相聯(lián)系，并且能夠引發(fā)他們進行實驗研究、收集數(shù)據(jù)和

3、利用數(shù)據(jù)對科學現(xiàn)象做出解釋的活動。問題要有一定的難 度，否則引起不了學生的興趣，但又要能讓學生嘗到探究的成果、足以引發(fā)探索、求知的欲望，并能引 出另一些問題。其次，學生需要收集用于解釋和評判科學性問題的證據(jù)。比如，對月相進行觀察并繪制圖表說 明其變化情況，用不同的材料接入電路并記錄所引起電路中電流的變化。觀察、實驗是獲取科學事實和 證據(jù)的最基本的方法，但不是唯一的途徑，學生也可以從教師、教材、網絡或其他地方獲取證據(jù)，對他 們的探究進行補充。第三，學生要根據(jù)所收集到的事實證據(jù)形成解釋，對科學性問題做出回答。所謂解釋無非是將 所觀察到的事實與已有知識聯(lián)系起來，它就是我們學習新知識的方法，對學生來說

4、，這意味著對現(xiàn)有理 解的更新和知識的增長。比如，學生根據(jù)觀察到的實驗現(xiàn)象解釋受熱和遇冷時液體的變化及其原因。第四，學生通過比較其他可能的解釋、特別是那些體現(xiàn)出科學性理解的解釋，通過進一步觀察 和實驗等方法，對自己的解釋進行求證和評價。由于原因往往深藏于現(xiàn)象的背后，人們容易找到的是事 物間表層的、非本質的聯(lián)系，加上學生認識的差異，對同一個現(xiàn)象有不同的解釋是完全正常的。因此， 評價解釋并對解釋進行修正甚至是拋棄，是科學探究的本質特征之一。在真正的探究性學習中，學生需 要面對不同的解釋結果并展開討論，通過比較各自的結果，或者與教師、教材提供的結論相比較，學生 可以檢查自己提出的結論是否正確，推理過程

5、是否存在缺陷等，以保證學生在他們自己的結論與適合他 們發(fā)展水平的科學知識之間建立聯(lián)系。第五，學生要交流和進一步論證他們所提出的解釋。學生相互交流信息對建構個體和群體的理 解來說是至關重要的，當學生公布自己的解釋時，別的學生就有機會就這些解釋提岀疑問、審查證據(jù)、 挑岀邏輯錯誤、指岀解釋中有悖于事實證據(jù)的地方，或者就相同的觀察提岀不同的解釋。討論中，往往 引發(fā)新的問題，導致進一步的求證活動和最終的建立在實驗基礎上的共識。具有上述基本特征的探究性學習過程，將科學知識與科學方法以及科學本質的學習熔為一爐， 應該是探究式教學盡力追求的。記：一項科學學習活動是否必須包含上述全部五個基本特征才能稱得上是探究

6、性學習呢？羅：首先要說明的是，探究性學習并不是科學學習的惟一方式。盡管基于直接經驗的、探究式 的學習最有利于學生的全面發(fā)展，但間接學習在學生的學習活動中仍然大量存在。要組織起有效的探究 性學習活動，除了受教師、學生和教學設施條件等因素制約外，還與所學習的科學知識有關。有些知識 內容，由于各種原因，不易設計成通過探究性學習活動去獲取。有時，對特定的學生和學習內容，也許 直接學習會更好。對探究性學習而言，上述的這些特征都可以根據(jù)實際情況做岀調整。只要學生學習的過程是圍 繞科學性的、并能激發(fā)學生思維的問題展開，那么為特定的教學目標所做的任何調整，都是可以接受的。 比如，學生的學習始于教師或課本安排好

7、的實驗，那么探究的一個特征就不具備，但學生后續(xù)進行的完 全可以是探究特征明顯的學習活動。記：這樣說來，教師在活動中起組織作用的程度和學生自主設計進行探究的程度就可以各有不 同了。羅：對。在課堂教學中，特別是在對學生需要掌握的知識內容有明確要求的學科教學中，要組 織起在以上五個方面都具有高度探究性的活動是不容易的，也沒有必要刻意追求這樣的境界。美國國家 研究理事會2000年岀版的科學探究與國家科學教育標準中，對每一類活動中學生自主探究的程度分別進行了劃分和描述（如下表）。這對教師理解和在具體教學中把握探究性教學會很有裨益?；咎卣魈骄康牟煌潭?問題學習者探究科學性問題學習者自己提岀一個問題學習

8、者從所提供的問題中選擇、據(jù)此提出新的問題學習者探究的問題來 自教師、學習材料或 其他途經，但問題不 那么直接，需要有所 改變或自己體會其含 義學習者探究直 接來自教師、學習材料或其他途經的問題2.證據(jù)學習者針 對問題收集事實 證據(jù)學習者自己確定什么可作為證據(jù)并進行收集學習者在他人的指導下收集某些數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)直接給岀，學習者進行分析數(shù)據(jù)和分析方法都給了學習者3.解釋學習者從證據(jù)岀發(fā)形成解釋學習者總結事實證據(jù)之后做岀解釋學習者在得到指導的情況下收集證據(jù)形成解釋使用證據(jù)形成解釋的可能途徑已知證據(jù)已知4.評價學習者使解釋與科學知識相聯(lián)系學習者獨立地考察其他事實來源、建立事實與已有解釋學習者被引導到科學知識

9、的領域和來源可能的聯(lián)系被給岀的聯(lián)系5.發(fā)表學習者闡 述和論證自己的 解釋學習者用合理的、合乎邏輯的論據(jù)表達自己的解釋學習者闡述自己解釋的過程得到他人指導學習者闡述自己解釋的過程得到了廣泛的指導表達的步驟和程序都被給出多J 學習者自主探究的程度 -少少J 教師和學習材料指導的程度 -多就比如第一個特征：探究的問題要是完全由學生自己提岀來，當然很好。但這并不意味著我們一定要等到學生能夠自己提岀好的探究問題之后才能組織探究性學習活動。相反地，在學科課堂教學中，切實可行而且效果良好的方法是教師設置問題情境，并通過引導優(yōu)化和集中學生的問題，使得后續(xù)的探 究有明確的目標和內容，這樣的教學過程也可以培養(yǎng)學生

10、提岀問題的意識和能力。實際上，篩選岀那些 可能會引發(fā)富有成效的研究活動的問題，與提岀好的問題同等重要。如果這樣的程度也不容易達到，就完全可以由教師直接提岀探究的問題，根據(jù)別人提岀的問題，學生也完全可以進行有高度探究性的學習活動。而且，只要學生真正卷入了探究知識的過程，就會提岀 這樣那樣的問題。實際上，真正的學生探究活動整個地就是由問題引導的，培養(yǎng)學生提岀問題的能力可 以貫穿于探究活動的始終，自然地進行。所以，教師如果把握了探究性學習的本質，就能在具體的教學中靈活地設計和取舍，使探究性學習獲得真正的成效。記：在把科學探究性學習落實到教學實踐的時候，岀現(xiàn)的最大問題是什么？當前特別需要加強那些方面的

11、工作？羅：考察科學教學的現(xiàn)實，我們就會發(fā)現(xiàn)，其中最大的問題在于對證據(jù)收集、解釋形成和求證的處理方式上。如何根據(jù)有限的線索確定證據(jù)收集的方向，如何在不只一個可能合理的解釋面前做出決 策呢？對于科學探究來說，這些才是至關重要的內容?？墒?，它們往往由教科書或教師包辦代替了。學 生學阿基米德定律就是一個典型的例子。一般教科書對此的處理在表面上看仿佛是從事實得岀規(guī)律的， 但關鍵的問題是，人們一開始怎么會想到要設法去收集那一部分剛好由于物體的浸入而被排擠開的液體 呢？在科學發(fā)現(xiàn)的故事中，這才是最具奧妙、最有魅力的一段，而對于學生如果一旦把這變成了"陽關大道"，發(fā)現(xiàn)阿基米德定律就被等同于

12、幾步測量的操作了。因此，在我看來，要把科學探究性學習真正落實到教學實踐，首先是教師需要在知識結構上的更新。與發(fā)達國家相比，我國的理科教師特別是中學理科教師，在科學知識上是有優(yōu)勢的，這無疑是實 施科學探究性學習的有利條件。因為不可想象一個缺乏科學知識基礎的教師能有效地組織學生開展真正 有深度的科學探究性學習活動。但在對科學知識本質的理解上、在對科學知識發(fā)生發(fā)展規(guī)律的把握上， 我們急需更新觀念。因為考察科學教學的實踐，容易看到的往往是實證主義的科學哲學觀的影子。例如， 求證是科學研究過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。在科學探究性學習中，學生探究的是人類已經發(fā)現(xiàn)的、成 熟的知識內容，學習活動不易設計成真正具

13、有探究性的過程，甚至有可能成為目標和路線都明擺著的形 式化的探究，提岀假說的環(huán)節(jié)即使有也只是走過場，對假說的求證的過程則更是被誤導成了純粹的證實（而且用一兩個事實就給人以得到證實的印象），而更能反映科學研究活動真實的證偽則不見蹤影。這 樣的教學，不僅不利于培養(yǎng)學生的探究能力，反而會誤導學生對科學本質的理解，在其頭腦中形成不正 確的科學探究形象。其次，學生的科學探究性學習需要一個寬松民主、和諧互動的課堂環(huán)境。作為教師，必須要理解的是學生究竟是如何學習科學的，否則就不可能真正認識到營造這樣的環(huán)境的重要性。傳統(tǒng)的以" 教"為中心的教學行為是從這樣一種假設出發(fā)的，那就是離開了我們的

14、教，學生就無所適從。而事實上，主 動探究環(huán)境可以說是兒童的天性，他們一次次地遇到不解的現(xiàn)象、內心失去平衡而努力恢復平衡，而這 正是其知識結構不斷建構和豐富的最自然的過程。因此，兒童認識事物的過程，從本質上就是一個不斷 的探究過程。任何人只要反省自己認識事物的過程，就不難領會這樣的道理。然而，我們成年人很快就 忘記了做兒童是怎么一回事。在我們滔滔不絕的教導中，學生自己的理解根本就沒有表達的機會，久而 久之再有想法的頭腦也會變得僵化，我們因此也不知失去了多少真正讀懂兒童的機會。在科學探究性學 習課題研究和教學實驗的過程中，我們更加深切地體會到了教師角色和行為轉變的價值，在 " 亞里士多

15、德和伽俐略都不對！ "- 發(fā)自一個探究課堂里的聲音 一文（附后） 所述的一堂課中， 我最大的感觸就是， 只要我們的課堂能真正回歸學生作為學習主人的地位，他們就會回報給你驚喜。最后，也是最實際的，就是要對教師提供有效的專業(yè)支持。新課改的理念，點燃了廣大教師心 中的教育理想之火，極大地激發(fā)了他們的積極性和主動性。然而，在實施新課程特別是在將探究性學習 落實到自己的學科教學實踐的過程中，他們遇到了許多實際的困難，需要各方面的理解和有效的專業(yè)支 持。首先，是要營造一個有利于教學創(chuàng)新的課堂教學評價環(huán)境，特別是要改變那種刻板僵化、追求形式、 面面俱到的課堂教學評價模式，將課堂教學評價聚焦于學生實際的學習生活，教室里師生互動、生生互 動的質和量，同時淡化評價對教師的功利作用，強化其促進交流研討和專業(yè)發(fā)展的功能。其次，盡管科 學探究性教學中，不能老是牽著學生的思維沿著教師預設的軌道