科学探究与国家科学教育标准---教与学的指南

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1、科学探究与国家科学教育标准---教与学的指南                           原著：[美]国家研究理事会、数学及技术教育中心                                《国家科学课程标准》科学探究附属读物编委会                                           翻译：罗星凯等                                           科学普及出版社 第一章：科学中的探究和科学课堂中的探究   一．科学探究

2、   ◆科学探究指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。（《国家科学教育标准》P23/30*）   ◆科学探究流程：进行观察----表现出好奇，从已有知识背景中提炼出问题----使用技术和数学方法收集证据----利用以前的研究----提出可能的解释----在证据的基础上发表自己的解释----考虑新的证据----添加解释---解释作为政策咨询。   ◆人类探究的

3、本质：天性，好奇心。科学发现越来越深刻地影响整个世界。提出问题---寻找证据---批判性推理。在《国家科学教育标准》中，探究处于核心地位，这一标准敦促教师根据孩子们天生的、人类共有的好奇心构建课程、教学和评估的模式。   二．科学课堂中的探究   ◆表现出好奇，从自己已有的知识出发提出问题；   ◆提出初步的解释或者假说；   ◆设计和实施简单的调查研究；   ◆通过观察，收集证据；   ◆根据证据进行解释；   ◆考虑其他解释；   ◆交流解释；   ◆检验解释。   课堂探究的形式多种多样。由教师严

4、格设计的课堂探究能够引导学生获取人类已有的知识成果。课堂探究还可以是学生自由探究一些未得到解释的现象。第二章：“《国家科学课程标准》中的探究”  《国家科学教育标准》中论述的探究内容：从事探究的能力；对探究本身的理解；探究何以导致科学发现。探究与科学发现紧密相连，学生需要运用他们已掌握的知识进行探究，并且在探究过程中增长知识。   《国家科学教育标准》指出：探究是一种复杂的学习活动。它涉及到观察现象；提出问题；查阅书刊及其他信息资源以便了解已有的知识；设计调查及研究方案；根据实验证据来核查已有的结论；运

5、用各种手段来搜集、分析和解释数据；得出答案、进行解释并做出预测；把结果告之于人。探究需要明确假设、运用批判性思维和逻辑思维、考虑各种可能的解释。（P23/30*）   理解和从事探究能力的发展，要求有直接经历探究和不间断的实践过程。   一．科学教育史中的探究：历史上的观点   探究进行科学教育课程的时间还不到一个世纪（BybeeandDebore,1993;Deboer,1991）。1900年以前，大多数教育工作者主要把科学看作是可以直接传授给学生一堆知识。   ◆1909年，教育家约翰·杜威（Joh

6、nduwey）在美国科学促进协会的一次报告中提到：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知态度却没有给予足够的重视；杜威指出：科学不仅是需要学习的一堆知识，而且是一种学习的过程或者方法（duwey，1910）。   ◆教育家约塞夫·施瓦布（Schwab,1960,1966）认为：科学应该被视作一种概念结构，它随时可能因发现新的证据而被修改。他的观点启示教师应该以探究的方式将科学呈现给学生，学生也应该用探究的方式学习科学知识。   他建议教师首先在实验室给学生亲身实验的机会，然后根据学生

7、的经验来组织教学。即在学习课本上的科学概念与原理的解释之前，学生应该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。   他还建议科学教师采用下面三种实验方式：①学生根据实验手册或者教材中提出的问题及研究方案进行实验以发现他们之间的未知的联系；②教材只提出问题，研究方案和问题答案留给学生自行提出；③学生在没有课本或实验室提供问题的情况下，直接面对现象提出问题、收集证据，并根据自己的研究提出科学的解释。   他还提出“探究的探究”的方法：教师提供给学生的是科学研究的读物和报告，学生就

8、其中的细节进行讨论，如研究的问题、收集的数据、所用的技术、对于数据的解释以及科学家在研究中得到的结论。学生阅读的材料包括各种可能的解释、不同或者是相矛盾的实验资料、对研究及使用证据所依赖的不同假设进行辩论的辩词以及科学探究中的其他问题。   ◆一种学习理论认为：在建立新的科学概念和对科学概念进一步的理解时，学生自己的观念及具体经验是居于中心地位的。   二．《国家科学教育标准》中的探究   作为学习目标又作为教学方式。内容标准中的探究：进行