第二章《国家科学教育标准》中的探究

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1、第二章《国家科学教育标准》中的探究教育工作者看到或听到“探究”这个词，人都会想到科学教育中一种特殊的教与学的方法。尽管这是探究的一种重要的应用，但《标准》中所论述的探究则更为基本。它的内容不仅包含从爭探究的能力，还包含如何理解探究木身以及探究何以能导致科学发现。鉴于探究的重要性，在描述所有学生需要掌握哪些知识与能力的内容标准中，自然包括了科学探究的标准。这些探究标准详细说明了进行探究所需要的能力与认识，这些认识将冇助于学生把探究理解为获取知识的途径。因此，《标准》旨在让学生懂得人类己有的知识是如何获得的以及什么样的证据能够支持我们的认识。探究的能力以及对探究的理解不町能凭空产生。探究与科学

2、问题紧密相联一学生需要运用他们已掌握的知识进行探究，并H在探究过程中增长知识。那位地质学家在调查造成太平洋沿岸西洋杉林枯死的原因时，就是运用自身的科学知识和探究能力对这一现象产生的原因作出了解释。格瑞哈姆女士所教的五年级学牛•通过观察植物和收集有关资料发现了校园屮影响树木牛长的因素，从而解决了“三棵树难题”。无论是科学家还是学生的探究活动都是探究与学科知识相互结合融为一体的。他们通过对自然世界的观察与研究，建立起新的理解从而深化了自身的科学知识。那么，探究在教育中是如何定义的呢？《标准》指出：“探究是一个多侧面的活动，盂要做观察；需要提问题；需要査阅书刊及其它信息源以便弄清什么情况已经是为

3、人所知的东西；需耍设计调研方案；需耍根据实验证据来检验己经为人所知的东西；需要运用各种手段來搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把结果告之于人。探究需要明确假设，需要运川判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解禅。”(P23/P30)发展理解和从事这种活动的能力，要求有直接参与探究的经验和连续的实践。简单地学习诸如“假设”、“推论”这样的术语或者记忆诸如“科学方法的步骤”这样的程序，学生不可能理解探究。他们必须从直接参与探究的体验中获得对探究特征的深刻认识。但是，光有体验是不够的。体验与理解要并行。这就要求教师向学生介绍探究的基本要素，并且在活动中引导学生思考探究活动的特征

4、。本章论述《国家科学教育标准》中有关探究的一些观点。首先，提供一些历史背景资料以说明探究在教育发展屮曾经扮演的角色；然后，给出《标准》屮舉为掾乡$的科学这一部分的内容标准，说明学生应该掌握哪些知识与能力。本章还论述以探究为导向的教与学的一系列基本要素和特征，旨在创造一种的氛围，讨论能够帮助教师组织探究活动培养学生探究能力的教学模式。最后，列举了在科学教育课程中一些关于探究的误解并进行澄清。科学教育中的探究：历史上的观点探究进入学校科学教育课程的时间述不到一个世纪(BybeeandDeboer,1993;Deboer,1991)o1900年以前，大多数的教冇者主要把科学看作一种可以通过直接的

5、灌输止学生学到的一堆知识。1909年出现了对这种教育观点的批评，批评来自教育家约翰•杜威在美国科学促进协会做的一次报告，报告中提到科学教育过于强调知识的积累而对科学作为一种思维方式和认识态度这些方血却没有给予足够的重视。约翰•杜威指出，科学不仅是需要学习的一堆知识，同时也是一种学习的过程或方法(Duwey,1910)。截止到五、六十年代，探究作为科学教学的一种方式，它的合理性越来越被人接受。学生如果要了解科学研究的方法，还有什么方法比积极参与探究更好的呢？教育家约塞夫•施瓦布(1960,1966)为科学教育中这一观念的树立起了很有影响的作丿IJ。施瓦布认为科学应该被视作概念的结构,这个结构

6、有可能因发现新的证据而被修改。例如，上一章提到的那个地质学家就是运用探究的方式对人面积西洋杉林枯死的现象作出了解释。施瓦布指出科学教育应该体现出这一科学的观念。对于那个时代，施瓦如提出的这些教育观念的意义是深远的。他的观点启示教师应该以探究的方式将科学呈现给学生，学生则应通过探究活动学习科学知识。为了实现这种转变，施瓦布(I960)建议教师首先着眼于实验，在知识的传授Z前而不是Z后利用实验来引导学牛学习。也就是说，在学习课本中科学概念与原理的止式的解释之前，学生应先在实验室进行实验，然后运用实验所得证据作出解释，最后对解释加以提炼。施瓦布还建议科学教师考虑下面的三种实验方式：第一种，学生根

7、据实验手册或课本教材中提出的问题及研究方案进行实验以发现他们未知的联系；第二种，教材只捉出问题，研究方案和问题答案留给学生自行提出；第三种，学牛在没有课本或实验室提供问题的情况下，直接血对现彖提出问题、收集证据，并根据自己的研究提出科学的解释，这是一种最开放的方式。施瓦布还提出了另一种他称之为“探究的探究”的方法。在这种方法中，教师提供给学牛的是科学研究的读物和报告。学牛就其中的细节进行讨论：研究的问题，收集的数据，所用