科学探究的技巧与步骤

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1、创意教学实践：在小学教育中运用科学探究教学内容·导论 ·本教学设计的理论背景 ·实践篇 ·反思篇 ·总结篇 ·参考资料导论：科学探究过程与小学科学教育不少人提起科学，多是从知识内容去看，但可能同样重要的，是科学亦是一个求知的探究过程，两者中谁较重要，学者时有争论。但无论如何，在小学科学教学中运用科学探究过程，却日渐成为一个热门课题。本文透过个案研究的方式，以小四科学作教学情景，去运用科学探究教学法。一方面尝试去改进教与学，亦藉此尝试突破一般以「教师为经，课本为纬」的教学框架﹙苏咏梅，2000;王美芬和熊召弟，1995﹚。在理论部分之前，笔者

2、首先想澄清，本教学设计所运用的科学探究过程(ScientificInvestigation)乃源自科学科的一种求知过程，并非其它科目所指的探究教学法(InquiryTeachingMethod)，两者虽有相似，但却有不同之处。当然，有时"Inquiry"一词有时亦会用作形用科学探究教学法，但其主要泛指其它非科学科的探究教学法(林宝山，1995;Joyce&Weil,1996;Kellough&Roberts,1998;Starko,2001)。 本教学设计的理论背景科学探究的技巧与步骤运用科学探究过程教学，当中主要包括科学探究的技巧与步骤。

3、首先让我们了解甚幺是科学探究过程的技巧。根据香港课程发展议会的《小学课程指引》，探究技能包括搜集资料、观察﹙运用五官﹚、辨别、分辨事物的异同、分类、假设、设计及进行简单的实验/测试、应用简单的科学概念、推理。﹙香港课程发展议会，1993﹚，这些技能在层次上有高低之分。钟圣校所综合的比以上更全面，当中包括观察、应用时空或时间关系、分类、应用数字、测量、传意、预测、推理、控制变因、解释资料、形成假设、下操作型定义、实验，当中的技巧亦有高低层次之分(钟圣校，1995)。(见图一)图一：科学探究的技巧从技巧的角度，本文第二部分的实践篇当中的教学设计

4、则重了训练学生的观察、分类、假设及进行实验等能力。除了探究过程的各项技巧，我们还需探讨科学探究的步骤，以下便是应用科学探究步骤去处理小学科学课题的例子(见图二)。图二：应用科学探究步骤去处理小学科学课题的例子要特别注意的是探究技巧和步骤并非两个完全独立的系统，反之两者却起着密切的关系。在小学科学教学运用科学探究过程时，教师应在不同的探究步骤中，训练学童不同的探究技巧，例如魏明通曾引述美国科学促进会公布的「科学-活动过程教学」，其中提倡的实验探究解决问题程序便是好例子，见图三。图三：探究技巧和步骤并非两个完全独立的系统例如在以上的「绿豆萌芽」

5、探究步骤中，可训练学童的探究技巧包括观察、应用时间或空间的关系、传意、推理、形成假设、控制变因等，视乎整个实验如何设计。而整套探究步骤本身便为整个科学探究过程提供解决问题的思考方法。所以科学探究过程有助小学科学的学习。在香港的情况，更直接地将科学探究过程和小学科学教育拉上关系，要算是《小学课程纲要-常识科》的面世。当中，探究技能被规范在科学及科技学习的范畴之内，反映了小学科学教育为科学探究过程提供了一个重要的学习情境，此教学设计选了小四科学课题去实践科学探究过程，而当中学生的实验设计亦会循以上的科学探究步骤。情意学习笔者认为学生要学好科学这

6、门学问，不单只如上所提及的要掌握科学探究过程的知识内容及技能运用，同等重要的是有关的情意学习﹙affectivedomain﹚，即对学生的科学态度及有关价值观的培养，这其实与学生的学习动机和意欲有着密切的关系，这亦正配合常识科的综合学习精神。笔者发现，大部分讨论科学教育的专着或研究亦多集中在科学作为知识内容层面的讨论，但笔者认为这其实是科学教学中非常重要的一环，教师在小学科学教学可透过应用科学探究过程去培养学生有关的科学精神、态度和价值观，当中包括坚毅、谦虚、关切、求真、精确、客观、谨慎、好奇、独立思考、怀疑等等。综合来说，小学科学教育不只

7、应为科学探究的知识和技能提供了一个理想又具体的学习环境，亦有利于进行情意学习，因他们正是科学探究及科学知识来源背后的灵魂和生命力，长期运用科学探究过程学习，更有助这些价值观能在学生心里内化。而课程发展议会最新的课程改革咨询文件，对此亦有作出鼓励(Pang,1992；Slavin,1991；香港课程发展议会，2000年11月；余民宁，1997；郑燕祥，1995)。从情意学习学的角度，本文第二部分的实践篇当中的教学设计旨在培养学生求真、客观、谨慎、好奇、独立思考、怀疑等态度。当然，除了运用「科学探究」外，笔者在设计本教学计划时，还兼顾其它的教学

8、理念，其中以创意教学为核心部分。其实这种「科学探究」教学法本质上已具创意教学的一些基本元素，但为求清晰，笔者将他们分开讨论。藉鼓励自由创作发挥其独创力独创力是指反应的独特性，即想