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《科学探究过程技能》单元的设计与思考

苏教版小学《科学》教材编写组

科学是一种知识体系。它是以确切的事实为依据、提出能对事实加以合理诠释的“想法与理论”。这些想法及理论之间经逻辑思考，建立起协同一致的、不相互矛盾的、可以相互援引的知识体系。

某一知识是否被视为“科学”，不仅要从知识的确实性、一致性、逻辑性去考核，也可从获得知识的“过程与方法”上去检验。因此，如何去获得知识的“方法和过程”也常成为检验“此一知识是否为科学”的依据。科学教冇一种重要的目标就是培养学生在科学探究过稈屮所需运用的乞项技能；设想学生一旦拥有这些技能，便可凭借这些技能来探究周围的世界，并且所获得的知识也就能具有“科学”的特质。

基于以上的考虑，苏教版小学科学教材特别突出了科学探究过程技能方面的训练，并为此特别安排了一个序列，来系统地训练儿童科学探究能力。木文将系统地介绍苏教办小学科学教材的过程技能单元的编排思路及特色。

一、国际科学教育领域中对科学探究过程技能的研究

美国在六I•年代兴起改进“科学教育”的热潮，美国科学促进会(AAAS：American Association for the Advancement of Science)自一九六一年开始考杏及分析科学家进行科学研究工作的过程及行为，并设法将科学工作过程所运用的技能纳入自然科学的课程及教学活动屮。经过九年的研究与发展，提出一套称Z为SAPA (Science-A Process Approach) 课稈。

这一课稈的教学(或学习)活动就是仿照科学家在实验室中的研究工作所为，期望学童经过这样的教学模式，能熟练科学研究过程屮所运用的各项技能。即使在他长大成人Z后，在处理事情及解决问题时，能够像科学家一般地思考一般地做。

SAPA课稈屮的“科学过程技能”首先考虑的是科学家在实验室或野外从事科学研究工作时，他们做些什么？怎么做？研发者将这些科学工作过稈加以解析，共标示出：观察、应用时空关系、分类、应用数字、测量、传达、预测、推理、控制变因、解释数据、形成假设、下操作型定义、进行实验等十三项技能。

科学SAPA课程研制者将“科学家的过程技能”探究与发现过稈加以解析Z后，把这些操作融入科学教学活动之屮，形成了特别的“SAPA课程”的过程技能。在SAPA课程屮, “科学探究过稈技能”和“科学知识”一样都是列为学生所应学习的内容。这种“以科学探究活动过程来进行教学”的课稈，迅速流传到世界各国，并相继纳入白然科学的教学活动中加以培养；我国新课程改革以来的科学教冇理念也吸收了SAPA的过程技能的序列，苏教版小学科学教材也以此为依据之一来设计教材。

二、苏教版关于科学探究过程的表述

科学探究的过稈：

提岀问题

•能提出与科学有关的问题。

•能清晰表达自己的问题。

•能够从问题屮筛选出自己能够研究的问题。

收集证据

•能针对问题，通过观察、实验等方法收集证据。

•尊重事实，对收集到的证据能做好原始记录，并注意保留且不随便涂改原始数据。

•能对收集到的证据用文字、图表等方式來呈现。

•能根据需耍，从更多渠道杳阅有关资料。

分析与解释

•能对收集到的证据进行比较、分类。

•能在总结证据的基础上，做出合理的解释。

•能对数据整理过程屮发现的冲突或矛盾Z处进行分析和判断。

交流与质疑

•能条理清晰地陈述自己的观点，并为自己的观点辩护，阐明自己观点的合理性。

•能对研究过程和结果、对证据和解释Z间的逻辑关系，提出H己的看法和评论, 并与他人交流。

•能倾听和尊重其他同学的不同观点、评议或质疑，并反思和改进自己的研究。

结论与拓展

•能对探究的问题做出初步的结论。

•能运用语言、图、表等多种方式表述研究的过程和结论。

•能把探究过程中习得的知识、过程与方法运用于新的情境中。

三、苏教版教材学探究过程的自定义及其说明

提出问题

指提出①与科学有关的问题，②通过观察、调查、实验等探究活动可以获得答案的问题, ③不复杂（不需要丰富的知识、身边就能获得探究必需的材料）的问题，④道徳的问题。威尼■哈恩［英］认为儿童的问题有4类：①表现兴趣的问题；②获取信息的问题；③具有复杂性和哲学性的问题；④儿童可进行调查的问题，即科学教厅屮战具有价值的问题。而学生可能提

岀的问题的类型：①描述性问题。例如：什么物质在水里溶解？我的心跳有多快？②关联性问题。例如：盐比糖溶解得更快吗？谁具有更高的心率——男孩还是女孩？③因果问题。例如：水的温度影响糖的溶解速度吗？人受到突然的惊吓时心率会增加吗？

观察与测量

•观察是一种收集证据的方法，当我们想要了解身边的物体或者现象的时候，就会运用白己的感官或借助仪器，来收集有关的证据。

•许多证据的表现形式是数据，测量就是将收集到的数据信息，同一单位标准, 进行比较。

［说明］

最简单的观察就是用眼睛看，然后是运用多种感官去感知，再后是使用仪器来进行，最麻，它被扩展为-•种综合的收集证据的方法，既存在于调杳、实验Z中，也独立地应对当前的、正在发生变化的事物或现象。

测量是具体的技术技能，既如影随形于观察，又一丝不苟于精确。它测长度、面积、体积、温度、重量、质量等物质特性。测量的两个基木条件是：有统一的测量单位，会使用测量工具。

排序与分类

•排序是一种整理资料（数据，证据）的方法。探究者根据物体的同一种特征（如物体的轻重、软硬、厚薄、快慢）进行排列，以发现其屮的规律。

•分类也是整理资料的一种方法。探究者把具有相同或相似特征的事物组合在一起，找到其屮的共同点。

［说明］

排序、分类好彖是一个完整工作连续体上的不同位置。儿童天生有排序的热情，只要他们认准一个特征，就会展开这样的活动。因为他们是比试和不服输的高手。“去找一找，哪一种树叶最宽大？”“去采几根草茎，哪一种最经得住拉拽？”

调查与预测

•调杳是一种收集证据的方法。如果不是事物正在变化或者将要变化，而是己经发生了变化，就需要我们明确问题后制订专门的计划，从不同的途径来收集该事物相对于当前变化的事实和证据。

•预测是我们根据现有证据和已有的经验对事物的未来变化做出的推论。

［说明］

调杳作为一种收集证据的方法，主要以时间为向度，与观察、实验相互区分。如果我们想要了解周围的生活，如果我们想要了解过去的情况，如果我们想知道发生在其他地方的现彖与事件，我们必须从不同的途径同时进行有效的“调杳”，科学的调杏就是要养成尊重事实的素养。

习惯经验的觉醒，对变化迹象的识别，对发展趋势的觉察，对一般规律的掌握，会形成指引方向的判断，这就是预测。尽管预测也会出错，比如天气预报，但预测就是预测，它培养了科学的直觉思维。

解释与建立模型

•经过分析、比较等思考示，对事实发展变化的原因、事实之间的关系等情况做出的说明，这就是解释：

•建立模型是我们用来解释白己的思想和发现的方法么一,模型可以直观地表达白己的想法，方便我们解释那些难以肓接观察到的事物、事物的变化以及事物之间的联系。

模型包括图呵图表模型、物理模型、数学模型等。

［说明］