“實踐”與“科學(xué)探究”

◆采有余 倪 平

(南京市長城中學(xué)；南京市化工園區(qū)教師發(fā)展中心)

“實踐”與“科學(xué)探究”

◆采有余 倪 平

(南京市長城中學(xué)；南京市化工園區(qū)教師發(fā)展中心)

2011年美國國家研究理事會頒布了《K-12科學(xué)教育的框架》作為新一代科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)制定的基礎(chǔ)文件。同年，我國教育部制定了《義務(wù)教育初中化學(xué)學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(2011年版)》。

實踐 科學(xué) 探究 解讀

本文從“科學(xué)與工程的實踐”和“探究”的維度出發(fā)比較兩國的課程標(biāo)準(zhǔn)“定義”和“教學(xué)環(huán)節(jié)”兩方面的差異，進(jìn)而談一談理解和比較兩國課程標(biāo)準(zhǔn)后在教育教學(xué)方面獲得的一些啟示。

一、對“科學(xué)與工程實踐”維度的解讀

“科學(xué)與工程的實踐”這一維度明確了實踐應(yīng)具有五個基本特征：①問題；②證據(jù)；③解釋；④評價；⑤表達(dá)。根據(jù)實踐是否包含五個基本特征，可以將其分為“完全”實踐和“部分”實踐。根據(jù)教師和學(xué)習(xí)材料在實踐活動中對學(xué)生行為的指導(dǎo)的多少，可以將實踐活動分為“指導(dǎo)”型實踐和“開放”型實踐。從內(nèi)容上看，這些實踐既是活動(如：建立和使用模型)，同時它們也是如何進(jìn)行實踐的知識(如：在科學(xué)上對于尚無法直接觀察的事物，可以通過模型來揭示其特征和本質(zhì))。《框架》所強(qiáng)調(diào)的：科學(xué)不僅僅是理解世界的知識體系，也是建立、拓展和精練知識的一系列實踐。人們在實踐中獲取與應(yīng)用知識，同時實踐也需要相關(guān)的知識。理解關(guān)于科學(xué)與工程的實踐與理解科學(xué)的知識內(nèi)容是同等重要的兩方面。但要避免把“實踐”理解為機(jī)械的程序或儀式化的“科學(xué)方法”，要讓學(xué)生通過真正的科學(xué)實踐理解知識的發(fā)展與應(yīng)用，增強(qiáng)學(xué)習(xí)的動力與知識的運用能力。

二、新標(biāo)準(zhǔn)中“探究”與框架中“實踐”的比較

新課標(biāo)基本理念要求：面向全體學(xué)生、提高化學(xué)素養(yǎng)、倡導(dǎo)科學(xué)探究。《框架》所設(shè)定的課程內(nèi)容可以歸為兩類：實踐(科學(xué)與工程實踐)和概念(交叉概念和學(xué)科核心概念)。兩者在“科學(xué)探究”和“實踐”上是有重合的，同時也具備者一定的差異。

在新課標(biāo)中將“科學(xué)探究”定義為：學(xué)生經(jīng)歷與科學(xué)家相似的探究過程，為獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、學(xué)習(xí)和掌握方法而進(jìn)行的各種活動。以科學(xué)探究的實踐來實現(xiàn)“做科學(xué)”，以此真正提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。《框架》則使用了“實踐”這一概念，既包含了“科學(xué)探究的實踐”，也包含了“工程設(shè)計的實踐”。科學(xué)探究的實踐幫助學(xué)生理解科學(xué)知識是如何發(fā)展的，提供機(jī)會讓學(xué)生了解用來調(diào)查、建立模型、解釋世界的多種方式；工程設(shè)計的實踐讓學(xué)生了解工程師的工作，以及工程和科學(xué)之間的聯(lián)系。這樣加深了學(xué)生對學(xué)科概念的理解，使得學(xué)生所學(xué)的科學(xué)知識更有現(xiàn)實意義，賦予了“做科學(xué)”更豐富的含義。

三、初中化學(xué)探究活動中“提出問題”的方法例談

比較新課標(biāo)中“探究”與框架中“實踐”發(fā)現(xiàn)兩者的第一步都是“提出問題”。

在初中化學(xué)課堂中，教師在引導(dǎo)學(xué)生提出問題應(yīng)該注意以下幾個問題：

問題應(yīng)該是真科學(xué)問題。科學(xué)必須是以自然界為研究對象，探究必須以認(rèn)識和解釋已有的世界為目的，科學(xué)問題應(yīng)該是來自對自然界產(chǎn)生的疑惑。如：“我們?nèi)绾伪Ｗo(hù)環(huán)境”，這是一個涉及社會、道德、文化、科學(xué)等多個層面的“怎么做”的問題，而不是一個單純的科學(xué)問題。與其相對的真科學(xué)問題是“減少化石燃料使用和新能源開發(fā)”。化學(xué)課程的性質(zhì)，決定了它所探究的問題必須是真科學(xué)問題。

問題不能過于開放。科學(xué)問題宜小不宜大。而封閉性的問題往往指向確定的答案，能通過收集數(shù)據(jù)回答。開放性的問題往往暗含多個變量，而封閉的問題只有兩個以下的變量。如“鐵的生銹與水和氧氣有關(guān)系嗎?”就是一個封閉的問題，它只包含“水”與“氧氣”兩個變量；“鐵生銹的環(huán)境條件是什么”的問題則要開放一些，它包含水分、溫度、空氣、鐵的種類、鐵中碳含量的高低等多個變量，不過由于其包含的變量是有限的，因而仍屬于可以探究的問題；而“鐵為什么會生銹”的問題包含無數(shù)變量，對于學(xué)生來說就很難探究了。

問題要具有適合學(xué)生探究的價值。問題也不能過于簡單，應(yīng)具有一定的探究價值。以“金屬的化學(xué)性質(zhì)”活動為例，探究“金屬與氧氣反應(yīng)”，問題則過于簡單。因為學(xué)生已經(jīng)有了“氧氣的性質(zhì)”的認(rèn)知基礎(chǔ)。而“金屬與酸和鹽的置換反應(yīng)”，對學(xué)生來說結(jié)論更加未知，對學(xué)生的挑戰(zhàn)性和吸引力也就更大，通過探究可以得出結(jié)論。

問題的提出應(yīng)提前設(shè)置情境。問題情境要緊密聯(lián)系學(xué)生生活，要利用學(xué)生的直接經(jīng)驗或間接經(jīng)驗幫助學(xué)生提出問題。問題情境可以包含一定的矛盾沖突，只有當(dāng)現(xiàn)實情境與學(xué)生已有的知識和經(jīng)驗發(fā)生沖突時，學(xué)生才可能產(chǎn)生困惑、產(chǎn)生疑問。問題情境可通過具有結(jié)構(gòu)性的研究材料設(shè)置，有結(jié)構(gòu)的研究材料可以暗示出需探究的科學(xué)問題，從而激發(fā)學(xué)生產(chǎn)生自主探究的沖動。例如，“探究燃燒的條件”活動，為學(xué)生準(zhǔn)備的材料器具包括：燒杯、鑷子、酒精燈、三腳架、薄銅片、酒精、棉花、乒乓球、濾紙、蠟燭和坩堝鉗。根據(jù)這些材料，學(xué)生很容易提出“燃燒需要氧氣、燃燒需要達(dá)到可燃物的著火點”的問題，也就可以達(dá)到“探究燃燒需要三個條件”的活動目的。

提出問題不管是在“科學(xué)探究”中，還是在“實踐”中具有重要的地位，它是探究和實踐開展的前提。引導(dǎo)學(xué)生提出問題的過程是一個復(fù)雜的過程，培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力需要教師的耐心和策略。

[1]美國家研究理事會.科學(xué)探究與國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[M].羅星凱等譯.北京：科學(xué)普及出版社，2004.28-30.

[2]周玉芝.美國新版K-12科學(xué)教育框架對我國基礎(chǔ)教育階段科學(xué)教育的啟示[J].課程教材教法，2012，(6)：120.