科学探究式教学与科学过程技能八个环节教程文件

科学探究式教学与科学过程技能

第一讲科学探究式教学

在我国目前的科学教育课程改革中，提倡运用探究式科学教学方法学习科学，为了有效地贯彻和落实探究式科学教学的理念，本讲从三个角度谈了对探究式教学的认识：什么是探究、探究的核心要素有哪些、怎样进行探究。期望能够对有效实施新课程所提倡的探究式科学教学有更深入的思考，并提高我们的科学教学质量。

一、什么是探究

探究不仅指科学家们用以研究自然并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。也指学生用以获取知识、领悟科学的概念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。科学教育中，关于“探究”争论问题：探究是帮助学生学习科学的方法还是科学课程的目标？

教育部《课程标准》明确指出：探究既是科学学习的目的，又是科学学习的方式。给我们的启示：在小学科学教学中既要学习探究过程，又要学习科学知识和概念。科学探究的基石是活动的设计：

误区：只会动手做、不会动脑想。课堂热热闹闹，却陷入了教学的浅薄与贫乏。

二、探究的核心要素

在我国目前义务教育课程改革的科学（3~6年级）（以下称为小学科学）、科学（7~9年级）（以下称为中学科学）、物理、化学、生物的五个课程标准中都提到了科学探究，并对科学探究的过程规定了如下的环节，详细参考表1。

表1 我国义务教育的科学课程标准对科学探究环节的界定

环节小学科学中学科学物

理化学生物

1 提出问题提出科学问题提出问

题提出问题提出问题

2 猜想与假设进行猜想和假设猜想与假设猜想与假设作出假设

3 制定计划制定计划，

设计实验制定计划与设计实验制定计划制定计划

4 观察、实验、

制作观察与实验，

获取事实与证据进行实验与收集证据进行实验实施计划

5 搜集整理信息检验与评价分析与论

证收集证据得出结论

6 思考与结论表达与交流评估解释与结论表达、交流

7 表达与交流交流与合作反思与评价

8 表达与交流

从表1可以看出，在以上五个课程标准中对于科学探究的环节虽然不是完全相同，但都在6-8个环节之内，对其中的“提出问题”、“作出假设”、“制定计划”、“实施计划”、“表达与交流”这五个环节是这五个课程标准中共同提到的。其中多数也提到“得出结论”这个环节。

在小学科学教学实践基础上，我们把科学探究的过程梳理为以下8个环节，界定为本文的探究式科学教学的环节。即1、提出问题；2、作出假设；3、制定计划；4、实施计划；5、记录结果；6、得出结论；7、表达与交流；8、完善结论。

对于上述探究式科学教学过程的8个环节中，“提出问题”、“作出假设”、“制定计划”、“实施计划”、“得出结论”、“表达与交流”的6个环节在我国的有关科学课程标准中都是提到过的，所以，应该是没有异议的。至于为什么要增设“记录结果”和“完善结论”这两个环节？其理由为：

对于“记录结果”环节，可以说是等同于上述提到的“收集资料或证据、整理信息、分析数据”的环节，但是，又略有不同。增设“记录结果”环节，目的是强调结果与结论的不同，不要混淆二者。

在探究式科学教学活动（观察、实验或收集信息）中，在结果和结论的环节上，首先，一定要事实求实地记录观察或搜集到的信息、证据或实验数据，避免只是片面地收集支持假设方面的信息或证据。其次，在“记录结果”基础之上，通过“整理信息、分析数据”，再根据个人的经验、经历及认知结构等，得出符合个人所能理解的结论。结果应该是真实的、客观的、可以再现的。结果可能是

支持假设的，也可能是否定假设的。结果直接影响结论的得出。而结论是带有“主观”意识的（与个人的经验、经历、认知结构有关系的）、抽象的。结论是在整理、分析结果的基础之上得出的。

在参与科学教学实践中，发现有的情况是学生记录的结果是正确的，结论是不完整的或不正确的。还有很多情况是学生把结果当做成结论，没有注意到二者的区别，有时甚至教师也没有意识到这一点。

我们认为“整理信息、分析数据”是为了从“记录结果”中得出结论，应该属于“得出结论”这个环节，也就是“记录结果”环节，与“收集资料或证据、整理信息、分析数据”环节的略有不同之处。这也就是增加“记录结果”环节的理由。

所以，在探究活动中，结果和结论是不同的，是需要区分清楚的。因此，有必要单独另设“记录结果”这个环节。它是探究式教学中不可缺少的环节之一。

对于“完善结论”环节，“完善结论”就是对“得出结论”的评价、反思和修改，并且需要通过“表达与交流”的方式来进行。在“表达与交流”中，表达自己总结的结论的同时，还能够了解到他人总结的结论，通过自己与他人的比较、对照，其结果可能是坚定了自己总结的结论，也可能是借鉴了他人的结论，修改了自己总结的结论或是改变了自己总结的结论等。增设“完善结论”环节的目的就是通过“交流与表达”来检验、评价、反思自己得出的结论，同时，使“表达与交流”更有意义，也使探究活动有一个“完整”的结局。

在表1中我国的五个课程标准中都涉及到了“结论”、“表达与交流”环节，并以“表达与交流”为探究活动的最后一个环节。与日本和美国的科学教科书中提到的相同。在中国的中学科学、物理和化学三个课程标准中虽然分别提到了“检验与评价”、“评估”和“反思与评价”环节，但是，都是设置在“表达与交流”环节之前。与“完善结论”略有不同。笔者认为设置在“表达与交流”之后，才能使交流更具有目的性，使评价、反思更具有针对性。这样才能使探究式科学教学的各个环节紧密相连，环环相扣，使学生能够经历、体验到一个完整的探究活动过程。

以上8个环节是本文对探究式科学教学的一种“界定”。下面，将按照上述“界定”的探究式科学教学的8个环节对具体的单元教学案例进行具体、详细分析。

三、怎样进行探究

案例分析：美国FOSS“生命的结构”单元的探究活动设计

美国FOSS（Full Option Science System,FOSS）是在美国国家科学基金会的资助下，由美国加州大学劳伦斯科学馆（Lawrence Hall of Science）依据《美国国家科学教育标准（NSES）编制的一套科学课程体系[1]。其核心理念是在“活动”中建构科学概念。FOSS科学课程体系在小学阶段（小学科学）共设