2023年,教育部等十八部門聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加強(qiáng)新時代中小學(xué)科學(xué)教育工作的意見》,指出要“加強(qiáng)師資隊(duì)伍建設(shè),開展科學(xué)研究,提高學(xué)生科學(xué)素質(zhì),培育具備科學(xué)家潛質(zhì)、愿意獻(xiàn)身科學(xué)研究事業(yè)的青少年群體”。中小學(xué)科學(xué)教育應(yīng)立足科學(xué)問題及其解決,并以此為主線來開展科學(xué)探究學(xué)習(xí),在科學(xué)探究學(xué)習(xí)中通過進(jìn)行科學(xué)觀察和運(yùn)用科學(xué)推理來提升學(xué)生解決實(shí)際問題的能力,進(jìn)而在解決問題的過程中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力,提升其科學(xué)素養(yǎng)。
“科學(xué)問題”“科學(xué)探究”“科學(xué)觀察”“科學(xué)推理”是科學(xué)教育過程中不可或缺的部分,需要我們把握好其間的關(guān)系。
科學(xué)問題是科學(xué)探究活動的起點(diǎn)。科學(xué)研究始于問題,問題是貫穿科學(xué)探究活動的主線。學(xué)生可在科學(xué)探究活動中,通過對科學(xué)問題的分析、觀察,獲取系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)證據(jù)資料,并據(jù)此進(jìn)行推理論證乃至解決問題,進(jìn)而提升科學(xué)探究能力。可以說,沒有問題就沒有探究,更沒有所謂的探究能力。
科學(xué)探究是科學(xué)課程學(xué)習(xí)的重要途徑。科學(xué)探究活動的過程主要包括提出問題、作出假設(shè)、制定計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評價(jià)。科學(xué)探究是獲取科學(xué)知識的主要途徑,是通過多種方法尋找證據(jù)、運(yùn)用創(chuàng)造性思維和邏輯推理解決問題的過程。因此,指導(dǎo)學(xué)生通過科學(xué)探究來解決日常生活中的科學(xué)問題應(yīng)是科學(xué)教育的重要路徑。
科學(xué)觀察是科學(xué)探究的基本方法。觀察是科學(xué)研究和學(xué)習(xí)的基本方法,不僅體現(xiàn)在科學(xué)觀察方面,而且也體現(xiàn)在觀測、實(shí)驗(yàn)、模擬等具體探究方法中。科學(xué)教育的主要任務(wù)之一就是促使學(xué)生掌握基本的科學(xué)觀察方法。通過科學(xué)觀察可獲得第一手資料并依此來為現(xiàn)象建構(gòu)基于證據(jù)的解釋。故掌握科學(xué)觀察方法應(yīng)是形成科學(xué)探究意識,理解“科學(xué)探究就是探索科學(xué)現(xiàn)象、獲得科學(xué)知識、解決科學(xué)問題”的主要依據(jù)。
科學(xué)推理是科學(xué)探究的目標(biāo)之一。科學(xué)推理是利用原有認(rèn)知進(jìn)行合理推理得到新結(jié)論的過程,是根據(jù)若干已有判斷得出新判斷的思維形式。科學(xué)探究的任務(wù)就在于探明現(xiàn)象間的因果關(guān)系即自然因果律,而科學(xué)歸納法正是完成這種任務(wù)的工具。穆勒五法(契合法、差異法、契合差異并用法、剩余法和共變法)是科學(xué)探究活動中常用的科學(xué)推理方法。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)推理意識與能力,可以在科學(xué)探究活動中引導(dǎo)其學(xué)習(xí)并具體運(yùn)用穆勒五法來分析現(xiàn)象間的因果關(guān)系。
另外,教師是教學(xué)活動的核心組織者和領(lǐng)導(dǎo)者,要培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力并提升其科學(xué)素養(yǎng),要求科學(xué)教師要經(jīng)歷科學(xué)探究、科學(xué)觀察和科學(xué)推理的完整過程,親自參與學(xué)生的科學(xué)探究活動,據(jù)此不斷提升自身的科學(xué)探究能力、科學(xué)素養(yǎng)水平以及科學(xué)教育教學(xué)的技藝與機(jī)智。