1、科學課“探究”新解摘要：科學課程標準中提到科學學習要以探究為核 心。文章主要從四個方面介紹科學探究，即方法論方面、概 念方面、認識論方面和社會方面。方法論方面涉及了實驗設 計、儀器的使用、數據的記錄和圖表的建立；概念方面要求 科學探究應該是教授更多的基礎知識，而不是通過實踐教授 事實和原則；認識論方面包括了探究是如何產生的，即學生 是怎么樣理解自然科學；社會方面涉及了科學觀點的交流。關鍵詞：科學探究；探究方法論；探究認識論中圖分類號： G623.6 文獻標識碼： A 文章編號： 1671-0568（2011）15-0035-03自 2001 年基礎教育課程改革綱要（試行） 頒布與實 施以來，我

2、國教育界開始進行基礎教育課程改革。其中科 學（3-6 年級）課程標準中提到“科學學習要以探究為核 心。探究既是科學學習的目標，又是科學學習的方式。 ”也 就是說探究既是科學學習的核心，又是科學學習的目標和方 式。由此可見，探究對于科學學習來說是十分重要的。本文 主要從四個方面介紹科學探究，即方法論方面、概念方面、 認識論方面和社會方面。、探究及探究式教學的涵義1.探究的定義。根據美國科學委員會在美國國家科學 教育標準中給出的定義： “我們從兩個方面來看探究' 一方面，探究是科學家在研究自然界的過程中用到的多種方 法；另一方面，探究也是一種教學方法，能使學生增加科 學知識，獲得對科學觀點

3、的理解，理解科學家是怎樣研究自 然界的'。”2.探究式教學。（ 1）涵義。以下介紹幾種國內學者對于探究教學的定 義，靳玉樂教授認為所謂探究教學，就是指教師在教學過程 中以提出問題、收集證據、提出解釋、評價解釋、交流和論 證解釋等科學研究的形式來組織教學活動，以訓練學生的科 學思維、發展學生的科學操作能力、建構學生的科學知識、 培養學生的科學精神的過程。而柴西琴認為探究教學實質上 是“將科學領域的探究引入課堂，使學生通過類似科學家的 探究過程理解科學概念和科學探究的本質，并培養科學探究 能力的一種特殊的教學方法。 ”徐學福教授認為： “探究教學 是指在教師的指導下，為獲得科學素養以類似科

4、學探索的方 式所開展的學習活動” 。（ 2）提出的背景和原因。 20 世紀五十年代以來，美國 人一直關注科學教育的質量，這些關注的最初刺激來自于 1957 年蘇聯人造衛星的成功發射。 之后，美國開始反思過去 的科學教育。作為對蘇聯人造衛星成功發射的回應，美國政 府開始承諾把越來越多的稅收用于具有可推廣性的科學教 育計劃的發展。當局還投資了上百萬美元建立新課程和培養 下一代科學家使美國重返世界科技的領先地位。二、科學探究的方法論科學探究的方法論包括科學實驗的非直線的、相互作用 的過程，更接近于真正科學家的實踐，涉及了實驗設計、儀 器的使用、數據的記錄和圖表的建立。通常來說，我們認為 科學方法是嚴

5、格的一個步驟，但是科學探究的方法論告訴我 們科學方法不僅僅是一個嚴格的步驟，還應該是一個更加靈 活的概念。科學是一個非直線的過程，如果將科學看作是直線的步 驟，那么，就會將科學無意識地簡化為 “步驟一問題一解決” 的模式。換句話說，這種模式就是當我們有關于某個問題的 步驟時，那么解決方案就獲得了。正因為無意識產生的這種 科學模式，恰恰使我們不明白科學家對其工作和工作方式的 報告所說的是什么。所以，當學生遇到一個新問題的時候，他們應該使用科 學探究的過程。學生們將被給予通過系統數據收集、文獻收 集和理論建立來解決自己的科學問題的機會。發現將是偶然 的，而不是假設的直接結果；在詳細分析之前，步驟里

6、應該 有多種數據收集方式。學生通過一系列的系統觀察設計出所 需要的方法，清楚在理想環境下區別什么是需要觀察的，什 么是需要關聯、發明、解釋的，最后通過測試得出推理的結 論。在科學探究的方法論方面，教師應該幫助學生了解科學 研究的設計和過程。更具體地來說，這就需要幫助學生發展 一種科學的定向問題和怎樣認識和通過哪些問題的排列來 執行步驟，以及怎么樣減少實驗的錯誤。最重要的是，教師 需要幫助學生認識到科學研究并不是一個直線的步驟，而涉 及了更多的數據收集和分析的相互作用。三、科學探究的概念概念體系存在于一個學科的實質結構里，并且可以用來 指導學生的探究。正如科學探索的目標是擴展我們對自然界 的知識

7、一樣，科學探究教學的目標是擴展學生對于自然界概 念的理解。科學探究應該是教授更多的基礎知識，而不是通過實踐 教授事實和原則。因為科學的過程伴隨著其內容的豐富和精 煉，而不是被學習和提煉到其它內容領域。學生如果沒有學 習內容框架，而只學習了問題一解決的方法步驟，他們仍然 可以通過執行實驗知道一個問題的解決方法，這就造成了學 生心中只有方法而沒有內容的缺失。所以，科學探究教學應 該幫助學生構造他們自己對于科學重要知識的理解，這樣一 來，學生不僅僅學會了學科的基礎知識，還學會了發現這些 知識的方法。另一種觀點認為應該在學生進行科學活動以前就學習 和掌握學科的重要概念。一個人不可能通過假裝自己是科學

8、家而學習成為一個科學家并且欣賞科學。這些內容不能被科 學探究所提取，但卻是科學探究的前提。科學探究的概念要求科學教師必須找到一種方法幫助 學生去通過個人的經驗來提取概念知識和科學探究的各個 方面。這就包括幫助學生選擇科學調查而不僅僅是實驗設計， 讓學生深入地理解科學而不僅僅是記憶，學生在教師的指導 下將這些概念同之前的理解聯系起來。更重要的是，學生要 在接受科學事實、原則、理論的基礎上進行概念的理解，并 且將科學和教育聯系起來，相信學習科學對他們來說是十分 重要的。四、科學探究的認識論科學探究的認識論或者說是對于科學理論和原則的理 解包括了探究是如何產生的，即學生是怎么樣理解自然科學 的。科學

9、是動態的，一直在變化，由于所有的科學理論都依 賴于實驗和觀察證據，所有的科學知識都可能由于新證據的 產生而發生變化。科學知識不是固定的、從來不會有止境， 科學會因為新的證據而修正。正因為科學知識是易變的，第一，科學探究教學就要幫 助學生理解科學是探究的、會改變的，學生應該有自己的研 究。同樣的，學生可以通過科學探究批判分析、解釋和評價 報告獲得主觀學習。第二，學生在科學探究教學里不是獲得 信息而是獲得一種探究的能力。因此，課堂和實驗活動就應 該以一種讓學生處于一種不知道最后結論的方式來進行：舉 例來說，課本的編寫就應該將事實表現為不確定，得到最后 結論也不是實驗活動的主要作用。如上表所示，這幾

10、個必要特性都關注到了證據在科學研 究里的作用。通過探究式教學來學習就必須對證據進行排列 和轉化，證據就可以成為學生理解科學從何而來這一問題的 重要角色。這樣一來，它作為學與教探究式教學的最重要的 基本元素還在美國國家科學教育標準中保留著。必要特性里有三個重要的轉化：數據向證據的轉化，即 決定數據是否有效；證據向方式的轉化，即搜索方式并為了 數據而產生方式；方式向解釋的轉化，即在證據篩選的基礎 上進行解釋。科學教育的原則性目標是發展思維、推理和問 題一解決技巧來為學生產生和評價科學知識、解釋、模式和 實驗設計做準備。探究式教學的教師必須讓學生由證據進行解釋，并學習 科學探究的“元課程”。這就包括

11、了數據的評估、搜索數據 的方式、成列和解釋科學的證據和修改現有的理論。不僅如 此，教師還必須關注學生對于自然科學的理解。五、科學探究的社會方面社會方面作為探究式教學四個方面中的一個，涉及了交 流科學的觀點。通過在科學調查中的合作，學生可以通過組 員所交流的知識獲利，合作比自己獨自一個人學習能獲得更 多。通過討論，學生對于科學的理解可以通過不同的老師和 學生的理解被構建起來。小組討論和以整個班的形式來交流是探究式教學交流 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。教育的討論發生在 當學生合作學習一個有挑戰的問題時，并有潛力增加和加深 學習的持久力。這種學習的好處是讓學習的過程變為可能、 增加小組合作的情感、營造了一種形成教師和學生的正確關 系的氛圍。科學探究式教學需要教師營造一種學生感覺能夠自由 分享他們觀點和同他人辯論的課堂氛圍。這包括了給課堂定 制標準、小組討論、以一種可以接受的方式傾聽所有學生的 觀點，并確保所有學生的聲音都能被聽到。不僅如此，教師 還必須幫助學生了解科學交流的標準，包括怎樣撰寫實驗報 告、怎樣演示數據和怎樣同其他人交流觀點等。參考文獻：1 （美）阿瑟？A?卡琳.教作為一種探究的