芻談科學(xué)探究的過程和層次

張森

中圖分類號(hào)：G623.6

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1002-7661（2015）07-0020-01

學(xué)生在科學(xué)課的學(xué)習(xí)過程中，所經(jīng)歷的科學(xué)探究過程與科學(xué)家的探究過程有一定的區(qū)別。科學(xué)家的探究一般要經(jīng)歷復(fù)雜、曲折甚至是漫長的過程，而學(xué)生的科學(xué)探究過程則是根據(jù)教學(xué)需要精心設(shè)計(jì)和組織的，它對(duì)實(shí)際的探究過程進(jìn)行了篩選和重組，成為適合學(xué)生探究學(xué)習(xí)的典型化、簡約化了的活動(dòng)過程。但是學(xué)生的科學(xué)探究和科學(xué)家的探究都經(jīng)歷基本相同的幾個(gè)過程：

1.提出科學(xué)問題。提出科學(xué)問題是進(jìn)行科學(xué)探究的第一步，這個(gè)科學(xué)問題的提出，可以是教師在教學(xué)中設(shè)計(jì)的問題，也可以是學(xué)生在學(xué)習(xí)、生活中自己觀察到的問題。這些問題，應(yīng)該是學(xué)生感興趣的、有條件可研究的、有價(jià)值的。比如，學(xué)生發(fā)現(xiàn)并排長在校園里的三棵樹，一棵葉子掉光了，一棵葉子黃了，一棵樹葉卻茂盛蒼翠，于是提出問題：為什么三棵樹的生長情況大不相同？

2.選擇探究任務(wù)。

3.做出假設(shè)，制定調(diào)查方案。這個(gè)過程是讓學(xué)生能運(yùn)用已有知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)對(duì)所觀察的現(xiàn)象作假設(shè)性解釋，并能簡單地設(shè)計(jì)研究方案。這個(gè)研究方案可以是書面計(jì)劃，也可以是探究活動(dòng)的大致思路。在上面的例子中，學(xué)生發(fā)現(xiàn)問題后，做出了幾種假設(shè)：第一種假設(shè)是水太多或太少；第二種假設(shè)是有害蟲；第三種假設(shè)是秋天快到了；第四種假設(shè)是樹齡太大。然后，學(xué)生根據(jù)自己的假設(shè)分成幾個(gè)小組，制定相應(yīng)的探究計(jì)劃。

4.獲取證據(jù)。獲耿證據(jù)的過程也就是調(diào)查、觀察、實(shí)驗(yàn)的過程，這是整個(gè)科學(xué)探究過程的核心環(huán)節(jié)。要求學(xué)生能夠用各種感官或一些簡單的實(shí)驗(yàn)器材，進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)，搜集相應(yīng)的證據(jù)。在上面的例子中，“樹齡”組的學(xué)生找到了學(xué)校栽種三棵樹的原始單據(jù)，并與出售該樹苗的苗圃取得聯(lián)系，得知三棵樹的樹齡是相同的。而“水”組通過連續(xù)的觀察，發(fā)現(xiàn)掉光葉子的樹的樹根一直浸在水里，葉子發(fā)黃的那棵樹的樹根也時(shí)常浸在水里，而葉子蒼翠的那棵樹只是土壤濕潤。

5.組織解釋證據(jù)。也就是通過調(diào)查、觀察、實(shí)驗(yàn)后，對(duì)假設(shè)作出結(jié)論的過程。當(dāng)然，假設(shè)可能是正確的，也可能是錯(cuò)誤的。如“樹齡”組的學(xué)生通過調(diào)查后，就否定了自己的假設(shè)，而“水”小組通過觀察后，他們查了《栽培健康植物》一書，知道當(dāng)植物的根部被水包圍時(shí)，無法從周圍空間獲耿空氣。最后得出結(jié)論：綠化管理員開啟的灑水系統(tǒng)使水都匯集到了第三棵樹的周圍，導(dǎo)致這棵樹快被“淹死”了。

6，交流與分享結(jié)果。這個(gè)過程是自己成果的推廣過程，也是信息發(fā)布的過程。學(xué)生既可以口頭在全班交流，也可以書面的形式交流，主不可以用電腦制作成幻燈片進(jìn)行解釋。

科學(xué)探究過程中，學(xué)生的自主性是非常重要的?？茖W(xué)探究依據(jù)教師指導(dǎo)的程度和學(xué)生的自主程度可以分為以下三個(gè)層次：

1.結(jié)構(gòu)性的探究。它的問題來自教師或?qū)W習(xí)材料，而假設(shè)則通過教師提示得來的，學(xué)生的觀察、實(shí)驗(yàn)方法也是在教師指導(dǎo)下進(jìn)行的，或者實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)由教師直接給出，最后得出比較淺顯的結(jié)論。如在上《桔子》一課時(shí)，教師問學(xué)生，一個(gè)桔子有多少瓣？然后再問學(xué)生，平時(shí)吃桔子時(shí)有幾瓣？接著讓學(xué)生數(shù)一數(shù)一個(gè)桔子由幾瓣組成，并把自己的數(shù)據(jù)填到黑板上的表格中，最后通過觀察得出結(jié)論。

2.指導(dǎo)性的探究。它要求學(xué)生從教師提供的材料或給出的現(xiàn)象中提出一個(gè)問題，然后從教師和學(xué)生一起提出的假設(shè)中選擇可能的假設(shè)，并在教師的指導(dǎo)下進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，最后通過適當(dāng)?shù)姆绞奖磉_(dá)交流。如在執(zhí)教《水蒸氣》-課時(shí)，教師在課的一開始，打開一只剛泡好茶的茶杯蓋，并提醒學(xué)生注意觀察，學(xué)生馬上就發(fā)現(xiàn)有水滴從杯蓋上滴下來，于是引導(dǎo)學(xué)生提出了本節(jié)課研究的問題：水怎么跑到杯蓋上去了呢？再引導(dǎo)學(xué)生做出各種假設(shè)，并選擇最有可能的假設(shè)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。在下午實(shí)驗(yàn)的過程中，教師不僅提供給學(xué)生準(zhǔn)備好的實(shí)驗(yàn)器材，還指導(dǎo)學(xué)生的操作，直到最后得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，并進(jìn)行全班交流總結(jié)。

3.研究性的探究。它要求學(xué)生自己提出一個(gè)問題，并根據(jù)自己已有的知識(shí)作出各種可能的假設(shè)，再對(duì)各種假設(shè)搜集證據(jù)，進(jìn)行解釋，并能用較好的方法表達(dá)自己的解釋。在整個(gè)過程中，教師沒有直接參與指導(dǎo)工作，最多是充當(dāng)“協(xié)助者”和“引導(dǎo)者”的角色。例如，在對(duì)三棵樹的調(diào)查中，學(xué)生從發(fā)現(xiàn)問題，到做出各種假設(shè)，到觀察、調(diào)查、做出解釋、交流信息，都是學(xué)生自主完成的，教師的作用只是給學(xué)生分組，要求學(xué)生做出研究計(jì)劃，并且選擇合適的方式表達(dá)信息（給澆水管理員提出建議）。

以上的三個(gè)層次，學(xué)生自主探究的程度逐漸提高，教師的控制逐漸減少，以至達(dá)到完全自主的研究性探究。

（責(zé)任編輯 全玲）