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解读“做中学”探究式科学教育的基本步骤  

2010-09-11 20:45:09|  分类: 默认分类 |  标签: |举报 |字号 订阅

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作者:叶兆宁

        在我国,小学科学课程标准中已经明确了小学的科学教育要以探究为核心。而在“做中学”科学教育实验项目中则更加明确地提出:“做中学”科学教育就足在巾国幼儿园和小学中进行的基于实践的探究式科学教育,它的形式可以是多种多样的.但它的根本特征却不能模糊,即不能脱离探究式教育的本质。
    那么什么才是探究呢?探究式教育的本质又是什么呢?这是进行探究式科学教育的教师应该弄清楚的首要问题。什么是探究呢?美国国家研究理事会在美国国家科学教育标准中给出如下的定义:探究是一种多层面的活动,它包括进行观察:提出问题;通过浏览书籍和其他信息资源来了解什么是已经知道的知识;制定调查研究计划;根据实验方面的证据,评价已经知道的知识;用多种手段来搜集、分析和解释数据;提出解答、阐述和预测;交流结果。探究需要对假设进行证明,需要运用批判和逻辑思维,并考虑其他可供选择的解释。因此,探究式科学教育是在教师和学生共同组成的学习环境中,让儿童亲历科学探究的学习过程。并在这个过程中在教师的积极引导下让儿童一步步学习逻辑思考、学习对问题的分析、学习运用已有的知识,并不断地构建自身的知识体系。
    根据探究的定义,我们大致可以列出探究过程所包含的步骤:
    ◆提出问题
    ◆推测和假设
    ◆设计实验
    ◆寻求证实
    ◆信息和数据处理
    ◆获得结论和表达
    根据这样的6个步骤,我们可以用图1更好的表述。这是我国刚引进探究式科学教育时所用的一张图)
    在上图中我们将上述的6个步骤制作成一个循环的过程。首先根据已有的信息和观察的结果提出出问题,然后通过讨论推测该问题的解答,再根据推测讨论设计验证推测的探究实验.再进一步通过实际的实验过程来寻求证实,并记录实验的数据和现象,再对实验的数据进行分析和处理,来验证先前的推测.并得出对问题的结论和科学的表述和记录,最后再讨沦提出新的探究问题。
    仔细分析这张图,我们觉得它更符合科学家对一个未定问题的探究过程,同时科学家在这个过程中一定会进行反复的修正,比如在实验的过程中发现先前的推测有误,就得重新回到推测解答重新进行推测;又如在处理数据的时候发现实验设计有不正确的地方,就得重新返回设计实验这个步骤。因此,在这张图中其实还隐藏了许多细致的小循环的过程。
    如果我们从儿童实践探究过程的角度来分析这张图,我们会发现:
    l、儿童在没有教师指导的情况_卜,很难顺利进行探究的整个过程。那么教师该如何引导呢?
    2、儿童对某个问题的看法往往是基于他原有的知识.这些知识很可能本身就存在问题,就会影响到整个探究过程的正确性,或是根本没有办法进行整个探究过程,这又该怎样处理呢?
    让我们看看发达国家对这螬问题的思考吧。
    经历了二十年的实践,发达国家,特别是美阳和加拿大的教育学家们重新审视了探究的步骤和过程,将上图做了修改.形成了一张新的探究过程的步骤图(见图2)。
    从图1改变成图2,反映了发达国家的教育家们对探究式科学教育的经验总结和改进的历程。在六十年代,美国的科学教育主要强调的是探究的过程,又受到皮亚杰儿童发展理论的影响,认为儿童科学概念的建立是一个自然发展的过程,不受外界的影响。因而,在当时的探究式科学教育中,主要强调了儿童主动的发现过程,被称为是“发现式”的科:学教育。经过一段科学教育的实践,加上接受了社会建构主义的理论和吸收了认知科学研究的成果,美国等国的科学教育界提出了新的改革方案,他们主张探究式科学教育应该是教师指导下的学生主动的建构过程,既强调过程也强调探究的内容,既强调在探究的过程中要“动手”,更强调要“动脑”,这种改进明显提高了探究式科学教育的效率。也更说明了探究式科学教育应注重(上接第53页)  过程背后所隐藏的认知改变的有效过程,而不能仅仅看到表面上的过程本身。
    比较图2和图1.我们不难发现其中的不同之处:
    第一.图2强调了要从儿童原有的概念(或想法)出发来提出问题,儿童原有的概念无论是正确的还是错误的,都是教师进行科学教育的前提。如果在不了解儿童想法的基础上就进行教学,孩子是无法正确经历探究过程的,因为他对这个问题的想法可能从一开始就不正确。科学教育就是要让孩子形成正确的概念和知识。
    在传统的灌输式教学中,教师可以不考虑儿童的想法,一味进行知识的传授,儿童能接受多少,真正理解多少要靠儿童自己的努力。而在探究式科学教育中,这种做法是行不通的。要想使探究继续进行下去,一个问题一个问题地探究,那么首先必须有正确的前知识,如果前概念就不正确就不能进行下面的探究,或者对于不正确的前概念就必须有相应的教学过程来纠正,这样才能保证探究式教育的顺利进行,这和传统的教学是截然不同的。也就是说,探究的内容足围绕有组织有体系的知识概念来进行的,围绕儿童科学概念的建立和改善来进行的。有些探究的问题可能就是针对孩子错误概念而提出的,帮助儿童经过探究形成正确的概念。
    第二,图2强调了儿童在经历了整个探究过程后应该能修改其原来的概念,建立其改进后的概念,如果其原来的概念是对问题错误的认识,那么其改进后的概念应该是对问题正确的认识:如果其原来的概念是正确的,只是没有形成对所提问题正确的认识和对问题中所涉及的概念没有正确的认识,那么其改进后的概念就应该是形成正确的新概念和对问题的正确理解和认识:如果其原来的概念是模糊不清的,或不能正确表达的,那么其改进后的概念就应该是形成对概念正确清晰的认识和正确科学的表达。
    第三,图2更突出了儿童在经历整个探究过程后能建立原有概念和改进后概念之间的联系,正确认识这两个问题,在图2中用双箭头表示出了这个过程。在探究式科学教育中这是很容易忽视的一步。教师往往注重让儿童经历探究的整个过程,注重让儿童形成正确的概念,其实这点是很不够的。科学家在进行科学研究时,在确定问题,寻找解决问题的方法,以及进行实验的过程中常常要进行知识的梳理,要弄清各个问题、概念、变量之间的关系,找出它们的联系和区别,往往解决问题的方法就在这些联系和区别中隐藏着。因此,探究式科学教育中有一个很重要的教育内容就是让儿童学习建立各个问题、概念之间的联系,学习分析它们的不同,并在此基础上更有效的构建自身的知识体系。
    应该指出,图2中所示的步骤,只是为新涉足探究式科学教育的教师进行探究式教学过程提供的一个好的参考。在图2中同样隐藏了许多过程中的小循环,隐藏了许多过程背后教师应该起到的引导作用。探究式科学教育的教师应该认真思考其中的每一个环节,当然当教师熟悉了探究式科学教育的教学方式以后,就不必拘泥于这些步骤,可以灵活地运用,自然地衔接,但从这两张图的比较中,尤其是对图2的分析中我们可以更深刻地认识到探究式科学教育的本质和精髓。
  (作者单位:江苏汉博教育培训中心东南大学物理系)

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