關(guān)于新課程中科學(xué)探究問(wèn)題的幾點(diǎn)思考

隨著基礎(chǔ)教育新一輪課程改革的推進(jìn)，新課程所提出的新的教師教學(xué)方式和學(xué)生學(xué)習(xí)方法，以及由此引出的相關(guān)問(wèn)題成為教育工作者研究的熱點(diǎn)，其中有關(guān)學(xué)生對(duì)課程的科學(xué)探究問(wèn)題就是研究的重要課題之一。我國(guó)2001年新一輪基礎(chǔ)教育課程改革中頒布的《全日制義務(wù)教育科學(xué)(7～9年級(jí))課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》中明確提出：“探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。親身經(jīng)歷以探究為主的學(xué)習(xí)活動(dòng)是學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的主要途徑。”將科學(xué)探究列入標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容，旨在將學(xué)習(xí)重心從過(guò)分強(qiáng)調(diào)知識(shí)的傳承和積累向知識(shí)的探究過(guò)程轉(zhuǎn)化，從學(xué)生被動(dòng)接受知識(shí)向主動(dòng)獲取知識(shí)轉(zhuǎn)化，從而培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和敢于創(chuàng)新的探索精神，因此，加強(qiáng)對(duì)科學(xué)探究及其相關(guān)問(wèn)題的研究，真正把科學(xué)探究能力的培養(yǎng)落到實(shí)處，是當(dāng)前教育研究人員的重要課題。

一、科學(xué)探究概念和學(xué)生科學(xué)探究的特點(diǎn)

目前，國(guó)際上沒(méi)有統(tǒng)一的權(quán)威的關(guān)于科學(xué)探究的定義和解釋。從應(yīng)用的廣泛性和影響程度上來(lái)說(shuō)，大家較為認(rèn)同的科學(xué)探究概念是美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)在《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中所作的界定：“科學(xué)探究指的是科學(xué)家們用以研究自然界，以及基于此種研究所獲得的證據(jù)而提出種種解釋的多種不同途徑。科學(xué)探究也指學(xué)生們用以獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念，領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)。”

從上述的界定中我們可以知道，盡管科學(xué)探究都是研究者通過(guò)探索、調(diào)查和研究來(lái)發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)事物、解決問(wèn)題的活動(dòng)，學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)和科學(xué)家認(rèn)識(shí)和研究事物的過(guò)程也是一致的，但兩者又有所不同。一致性表現(xiàn)為學(xué)生在科學(xué)探究時(shí)經(jīng)歷與科學(xué)家相似的活動(dòng)及思維，學(xué)生同樣可以像科學(xué)家那樣，用科學(xué)研究的方法來(lái)進(jìn)行探究性學(xué)習(xí)。不同之處表現(xiàn)為科學(xué)家研究的對(duì)象是人類(lèi)未知的，而學(xué)生學(xué)習(xí)的對(duì)象大多數(shù)是人類(lèi)已經(jīng)認(rèn)識(shí)的，科學(xué)家是做真實(shí)的科學(xué)探究，其探究是開(kāi)放性的。而學(xué)生是學(xué)習(xí)如何做科學(xué)探究，其科學(xué)探究過(guò)程受認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)環(huán)境等內(nèi)外因素的制約。

學(xué)生科學(xué)探究的最顯著的特點(diǎn)是學(xué)生的科學(xué)研究活動(dòng)必然需要教師指導(dǎo)。在進(jìn)行科學(xué)探究時(shí)，教師可以根據(jù)學(xué)生發(fā)展水平、教學(xué)目標(biāo)等因素，調(diào)整學(xué)生自主程度和科學(xué)探究開(kāi)放程度。在實(shí)際的學(xué)生科學(xué)探究中，學(xué)生完全自主是極少見(jiàn)的，更多的是教師指導(dǎo)下的學(xué)生自主，至于教師指導(dǎo)的成分與學(xué)生的自主成分的比例大小，應(yīng)視具體情況而定。有關(guān)文獻(xiàn)闡述了Toh等人研究的關(guān)于學(xué)生自主程度在科學(xué)探究中的效果以及顯性知識(shí)和緘默知識(shí)在科學(xué)探究中的作用。在研究中，顯性知識(shí)對(duì)應(yīng)于教師的完全指導(dǎo)，緘默知識(shí)對(duì)應(yīng)于學(xué)生的完全自主。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，僅僅通過(guò)學(xué)生的完全自主或教師的完全指導(dǎo)，對(duì)探究學(xué)習(xí)效果影響不大，但兩者結(jié)合則大大改善了探究學(xué)習(xí)效果。該研究結(jié)果意味著：科學(xué)探究既有顯性一面，也有緘默性一面，而且它們的教學(xué)途徑不同，科學(xué)探究的顯性知識(shí)可以明確地教給學(xué)生，但其緘默性知識(shí)需要學(xué)生自主探究才能體會(huì)，兩者結(jié)合能更好地做科學(xué)探究。由于科學(xué)家的科學(xué)探究是開(kāi)放的，因此Toh等人的以上研究結(jié)果也意味著：學(xué)生的科學(xué)探究不等同于科學(xué)家的科學(xué)探究，它需要教師一定程度的指導(dǎo)。

我國(guó)推行新課程改革時(shí)間不長(zhǎng)，學(xué)生的科學(xué)探究的實(shí)踐活動(dòng)處于初始階段，由教師帶領(lǐng)學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)性的探究必然是探究學(xué)習(xí)的主流形式。盡管研究表明教師的指導(dǎo)越來(lái)越少，學(xué)生的自主越來(lái)越多，越來(lái)越接近科學(xué)家或真實(shí)的科學(xué)探究。但在推行科學(xué)探究學(xué)習(xí)的初始階段，指導(dǎo)性的探究性學(xué)習(xí)依然起著主導(dǎo)作用，但隨著教師指導(dǎo)經(jīng)驗(yàn)和水平的提高以及學(xué)生探究能力的增強(qiáng)，這種指導(dǎo)的作用應(yīng)逐漸減弱，學(xué)生的自主性探究的比例逐漸增強(qiáng)。

二、科學(xué)探究的過(guò)程

學(xué)生在科學(xué)探究過(guò)程中可以體驗(yàn)學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，增長(zhǎng)科學(xué)探究的能力，獲取科學(xué)知識(shí)，形成尊重事實(shí)善于質(zhì)疑的科學(xué)態(tài)度，從這個(gè)意義上說(shuō)，參與科學(xué)探究的過(guò)程比獲取科學(xué)探究的結(jié)果更為重要。科學(xué)探究過(guò)程包括如下五個(gè)方面：

1 收集資料，提出問(wèn)題

科學(xué)探究的前提和基礎(chǔ)就是提出問(wèn)題，對(duì)于處于基礎(chǔ)教育階段的學(xué)生來(lái)說(shuō)，提出問(wèn)題的最主要的途徑就是觀察和實(shí)驗(yàn)。通過(guò)觀察和實(shí)驗(yàn)等方法收集資料可以發(fā)現(xiàn)自然世界中未知的各種事物和現(xiàn)象，從而提出問(wèn)題，進(jìn)而對(duì)問(wèn)題進(jìn)行分析。提出問(wèn)題必須尊重事實(shí)，此外，提出問(wèn)題還包括能夠清晰地表達(dá)所提出的問(wèn)題，能條理清晰地陳述自己的觀點(diǎn)，并展示證明觀點(diǎn)的論據(jù)，闡明自己觀點(diǎn)的合理性。清晰表達(dá)問(wèn)題的手段多種多樣，包括用文字、圖表等方式來(lái)呈現(xiàn)收集到的證據(jù)，只有能夠清晰地表達(dá)問(wèn)題才能體現(xiàn)出學(xué)生對(duì)問(wèn)題的認(rèn)識(shí)的確有了一定的基礎(chǔ)，才能體現(xiàn)出學(xué)生觀察的深度。因此，提出問(wèn)題和清晰地表達(dá)問(wèn)題是科學(xué)探究的第一步。

2 分析問(wèn)題，形成猜想或假設(shè)

假設(shè)源于所提出的問(wèn)題，是對(duì)于問(wèn)題的發(fā)展趨勢(shì)或可能性的一種判斷，是研究者在已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上所提出的關(guān)于問(wèn)題的可能性解釋。假設(shè)是科學(xué)發(fā)展的必經(jīng)之路，是一種試驗(yàn)性的觀點(diǎn)，必須通過(guò)觀察或?qū)嶒?yàn)加以驗(yàn)證；具有合理性的假設(shè)，才有助于制定解決問(wèn)題的可行性方案。一旦形成假設(shè)，研究者下一步研究的方向就是驗(yàn)證假設(shè)正確與否，因此，研究者必須避免那些有可能局限于某種觀點(diǎn)的偏見(jiàn)的假設(shè)，從而保證研究的開(kāi)放性，以獲得客觀、真實(shí)的研究結(jié)果。避免錯(cuò)誤的或者有局限性的假設(shè)，要求研究者收集充分的證據(jù)和正確地提出問(wèn)題，同樣重要的是進(jìn)一步客觀地全面地分析問(wèn)題，才能形成具有研究?jī)r(jià)值的假設(shè)。

3 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)假設(shè)

設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，檢驗(yàn)假設(shè)是科學(xué)探究過(guò)程中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，對(duì)收集的資料進(jìn)行描述、比較、推理、分析，從現(xiàn)象和實(shí)驗(yàn)中分析和歸納科學(xué)規(guī)律，通過(guò)檢驗(yàn)對(duì)假設(shè)驗(yàn)證，進(jìn)而證實(shí)或推翻假設(shè)，檢驗(yàn)?zāi)軌蚴寡芯空咛讲樽匀皇澜缰心切╇[藏在自然現(xiàn)象和事物背后的奧秘，揭示自然的本質(zhì)。檢驗(yàn)的方式主要有兩種：一種是引證式，即根據(jù)已選擇的方案去收集支持假設(shè)所需要的事實(shí)和證據(jù)，經(jīng)分析、概括而得出結(jié)論，從而證明假設(shè)成立或者不成立；二是實(shí)驗(yàn)式，即個(gè)體親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，通過(guò)分析實(shí)驗(yàn)和總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)驗(yàn)證假設(shè)的正確性和有效性。通過(guò)檢驗(yàn)假設(shè)可以驗(yàn)證或發(fā)現(xiàn)如下一系列的問(wèn)題：探究假設(shè)是否與原有的知識(shí)相矛盾?探究假設(shè)是否和日常觀察到的自然現(xiàn)象沖突?探究形成假設(shè)的各因素之間的關(guān)系是否符合邏輯?探究假設(shè)是否與假設(shè)吻合?當(dāng)發(fā)現(xiàn)探究的結(jié)果和探究假設(shè)的差異以及發(fā)現(xiàn)探究過(guò)程中各因素與結(jié)論存在矛盾時(shí)，應(yīng)當(dāng)重新審視探究方案，這將可能引發(fā)出新的探究問(wèn)題和獲得新的發(fā)現(xiàn)。

4 形成結(jié)論，求證確認(rèn)

在驗(yàn)證了假設(shè)的合理性之后，還需要進(jìn)一步的求證，求證的途徑多種多樣，可以繼續(xù)收集論據(jù)，在驗(yàn)證了假設(shè)的合理性之后，收集證據(jù)也就有針對(duì)性了，有可能發(fā)現(xiàn)或收集到更加支持結(jié)論或推翻假設(shè)的證據(jù)，從而加強(qiáng)結(jié)論或者推翻假設(shè)，也可以與其他研究者進(jìn)行討論、辯證來(lái)求證結(jié)論；也可以通過(guò)研究者互相交流的方式，討論科學(xué)探究中存在的問(wèn)題，從而獲得發(fā)現(xiàn)和改進(jìn)的建議，在這種交流中，一方面，個(gè)體要準(zhǔn)確地向其他人闡明自己所探究的問(wèn)題、方法、探究過(guò)程以及結(jié)果，并傾聽(tīng)他人對(duì)證據(jù)和解釋的看法和態(tài)度；另一方面，他人也有機(jī)會(huì)就這些結(jié)論、解釋提出疑問(wèn)，指出其中有悖于事實(shí)證據(jù)的地方，或者就相同的觀察提出不同的解釋等。通過(guò)對(duì)科學(xué)探究過(guò)程結(jié)果的交流探討，從中揚(yáng)其所長(zhǎng)，克其所短。

5，總結(jié)評(píng)價(jià)

得出實(shí)驗(yàn)的結(jié)論不意味著科學(xué)探究的完成。對(duì)結(jié)果的評(píng)估、科學(xué)解釋、對(duì)實(shí)驗(yàn)的反思是必不可少的，對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行評(píng)價(jià)的目的不在于評(píng)定等級(jí)，而是通過(guò)評(píng)價(jià)發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的不足，評(píng)價(jià)不僅使探究課題的方案直接得到了改進(jìn)，而且在評(píng)價(jià)和改進(jìn)方案的過(guò)程中，增長(zhǎng)了知識(shí)，提高了相關(guān)技能，為今后對(duì)類(lèi)似課題探究方案的優(yōu)化奠定了較好的基礎(chǔ)。

三、科學(xué)探究需注意的幾個(gè)問(wèn)題

1 正確對(duì)待非科學(xué)性的猜想

科學(xué)探究需要大量科學(xué)而有價(jià)值的猜想，非科學(xué)的猜想和科學(xué)的猜想對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)并沒(méi)有一個(gè)清晰的界限，非科學(xué)的猜想對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探索能力同樣重要，不能認(rèn)為非科學(xué)的猜想就是將學(xué)生引入歧途，對(duì)于非科學(xué)性的問(wèn)題的探索同樣可以訓(xùn)練學(xué)生的思維判斷等各方面的能力。當(dāng)然，在科學(xué)探索的過(guò)程中，引導(dǎo)學(xué)生做出更科學(xué)的猜想，這是教師們所要做的工作，但沒(méi)有必要從學(xué)生的猜想中剔除非科學(xué)猜想，僅僅挑選出有價(jià)值的科學(xué)猜想。

2 過(guò)程和結(jié)論同樣重要，辯證處理結(jié)論與過(guò)程的關(guān)系

當(dāng)我們深入理解了科學(xué)探究的基本過(guò)程之后，或許我們就不會(huì)再有過(guò)程與結(jié)論誰(shuí)更重要的爭(zhēng)論，也不會(huì)再有探究是不是一定要有結(jié)論這樣的疑惑了。因?yàn)樵谔骄炕顒?dòng)中，結(jié)論和過(guò)程同樣重要，相輔相成，不可分割。科學(xué)研究的一般過(guò)程告訴我們：做出結(jié)論本身就是探究過(guò)程的一個(gè)重要部分，而結(jié)論則是探究活動(dòng)的成果。強(qiáng)調(diào)過(guò)程，就是在保證結(jié)論的科學(xué)性。

3 科學(xué)探究要循序漸進(jìn)

科學(xué)探究能力的發(fā)展不是只要記住有關(guān)探究的知識(shí)就能解決的，必須在探究實(shí)踐中不斷積累才行。為此，學(xué)生需要先經(jīng)歷一些簡(jiǎn)單的探究活動(dòng)，隨著能力的逐步提高，慢慢加大探究的難度，使探究活動(dòng)的水平循序漸進(jìn)。

四、結(jié)束語(yǔ)

在科學(xué)探究活動(dòng)中，學(xué)生能夠了解和學(xué)習(xí)假設(shè)、觀察、實(shí)驗(yàn)、分析、比較、判斷、歸納、概括等科學(xué)方法，學(xué)會(huì)在—個(gè)開(kāi)放環(huán)境中如何收集信息、加工和處理信息。當(dāng)然，主動(dòng)收集、加工、處理信息的過(guò)程也就是學(xué)生激活已有的知識(shí)儲(chǔ)存、學(xué)習(xí)和運(yùn)用科學(xué)探究方法，發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題的過(guò)程。學(xué)生通過(guò)科學(xué)探究一方面可以增長(zhǎng)知識(shí)和能力、掌握科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，另一方面可以通過(guò)科學(xué)探究的過(guò)程激發(fā)學(xué)習(xí)的興趣，培養(yǎng)實(shí)事求是的科學(xué)探究精神。