探究性學(xué)習(xí)
上海市教育科學(xué)研究院智力開(kāi)發(fā)研究所 陸璟
施瓦布對(duì)教材和實(shí)驗(yàn)手冊(cè)的編寫(xiě)提供了三種建議。1.實(shí)驗(yàn)手冊(cè)或教學(xué)材料只提出問(wèn)題和描述研究問(wèn)題的方法而不告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，這樣能夠讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)他們事先不知道的關(guān)系。2.教學(xué)材料可以提出問(wèn)題，但是研究方法和結(jié)論可以是開(kāi)放的，讓學(xué)生們根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)做出判斷。3.最為開(kāi)放的設(shè)計(jì)是，學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以不限于教材或?qū)嶒?yàn)手冊(cè)中指定的問(wèn)題，而是自己提出要研究的問(wèn)題，收集證據(jù)，根據(jù)他們自己的實(shí)驗(yàn)提出科學(xué)的解釋。
施瓦布還提出了一種基于閱讀文獻(xiàn)資料而不是實(shí)驗(yàn)的探究性學(xué)習(xí)方法，他將之稱(chēng)為“對(duì)探究的探究”（“enquiry into enquiry”）。具體做法是，教師向?qū)W生提供關(guān)于科學(xué)研究的閱讀材料和報(bào)告，師生共同討論研究的細(xì)節(jié)：?jiǎn)栴}、數(shù)據(jù)、技術(shù)的作用、對(duì)數(shù)據(jù)的解釋?zhuān)约翱茖W(xué)家得出的結(jié)論?？赡艿脑?，學(xué)生們閱讀的材料會(huì)包括幾種不同的可供選擇的解釋?zhuān)榻B不同的、甚至可能矛盾的實(shí)驗(yàn)，以及對(duì)假設(shè)的爭(zhēng)論等。通過(guò)這種討論可以讓學(xué)生們了解科學(xué)知識(shí)是怎樣產(chǎn)生的、科學(xué)知識(shí)有哪些基本的要素。
施瓦布、杜威等人的研究，包括布魯納和皮亞杰在五十年代和六十年代的研究，影響了從五十年代直至七十年代早期的課程教材。俄羅斯1957年發(fā)射了人造地球衛(wèi)星激發(fā)了新課程新教材的開(kāi)發(fā)，許多課程教材編制得到了美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金會(huì)和其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)以及私立基金會(huì)的資助。這些教學(xué)材料的一個(gè)共同點(diǎn)是使學(xué)生參與到做中去而不僅僅是被動(dòng)地聽(tīng)講或只是閱讀有關(guān)科學(xué)的材料，對(duì)學(xué)習(xí)科學(xué)的過(guò)程比掌握科學(xué)知識(shí)給予了更多的重視。五十到七十年代的改革使發(fā)展學(xué)生的探究能力以及把科學(xué)理解為探究的過(guò)程這種觀點(diǎn)得到廣泛的傳播。
四、探究性學(xué)習(xí)的特征
因?yàn)樘骄康挠梅ǚ浅V泛，所以研究者們提出了一個(gè)工作定義將以探究為本的教學(xué)和學(xué)習(xí)與一般意義上的探究區(qū)分開(kāi)來(lái)，也與科學(xué)家從事的探究區(qū)分開(kāi)來(lái)。根據(jù)對(duì)探究和探究性學(xué)習(xí)過(guò)程的分析，探究性教學(xué)和學(xué)習(xí)在五個(gè)方面與科學(xué)探究有聯(lián)系又有區(qū)別，這五個(gè)方面的特征構(gòu)成了探究性學(xué)習(xí)的五個(gè)基本特征[9]：
1.提出問(wèn)題：學(xué)習(xí)者投入到對(duì)科學(xué)型問(wèn)題的探索中
科學(xué)型問(wèn)題以物體、有機(jī)體和自然界的事件為中心，與學(xué)?？茖W(xué)教育內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中描述的那些科學(xué)概念聯(lián)系在一起，這些問(wèn)題能引導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)行實(shí)證調(diào)查研究，通過(guò)收集和利用數(shù)據(jù)來(lái)形成對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的解釋?？茖W(xué)型問(wèn)題與科學(xué)問(wèn)題（scientific questions）在深度和廣度上有所不同，提出問(wèn)題的過(guò)程中接受的指導(dǎo)程度也不同。在課堂里，提出對(duì)學(xué)生有意義的有針對(duì)性的問(wèn)題能夠豐富學(xué)生的探究活動(dòng)，但是它們不能是深不可測(cè)的，而必須能夠通過(guò)學(xué)生的觀察和從可靠的渠道獲得的科學(xué)知識(shí)來(lái)解決。學(xué)生必須掌握解答問(wèn)題的基本知識(shí)和步驟，這些知識(shí)與步驟必須是便于檢索和利用的，必須適合學(xué)生的發(fā)展水平。一開(kāi)始提出的問(wèn)題可以來(lái)自于學(xué)習(xí)者、教師、教材、網(wǎng)絡(luò)、其他一些資源，或結(jié)合起來(lái)產(chǎn)生。教師在引導(dǎo)識(shí)別這些問(wèn)題上起著關(guān)鍵的作用，熟練的教師能夠幫助學(xué)生，使他們研究的問(wèn)題更為集中深入。例如學(xué)生們常常問(wèn)“為什么”的問(wèn)題，其中有些問(wèn)題太大，教師可以把其中許多問(wèn)題轉(zhuǎn)變?yōu)?#8220;怎么樣”的問(wèn)題，這種改變使探究的問(wèn)題更為集中、更深入、更加接近科學(xué)，從而把學(xué)生導(dǎo)向科學(xué)探究，使學(xué)生能夠體驗(yàn)到又有趣又豐富的調(diào)查研究結(jié)果。
對(duì)于低齡學(xué)生來(lái)說(shuō)，符合這一要求的問(wèn)題例如，生于谷類(lèi),、面粉中的甲蟲(chóng)之幼蟲(chóng)對(duì)光有怎么樣的反應(yīng)？對(duì)于高年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，例如：基因?qū)ρ劬Φ念伾惺裁从绊?？不符合這一標(biāo)準(zhǔn)的問(wèn)題例如，對(duì)低年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，為什么人們要做他們做的那種行為？這一問(wèn)題太大了，難以作科學(xué)的界定。對(duì)高年級(jí)學(xué)生來(lái)說(shuō)，不符合這一要求的問(wèn)題例如，100年后全球的氣候?qū)?huì)怎樣？這一問(wèn)題是科學(xué)的，但是也是非常復(fù)雜的。要回答這個(gè)問(wèn)題要求幾乎考慮到各種各樣觀點(diǎn)和所有的實(shí)證材料，然后才能做出預(yù)測(cè)。學(xué)生們所能做的只是思考其中個(gè)別的因素，例如，云層的增加如何影響氣候的變化？或者他們可以思考其中的因果關(guān)系，例如，使溫度升高（或降低）5度會(huì)對(duì)植物產(chǎn)生什么影響？對(duì)氣流、氣候產(chǎn)生什么影響？
2.收集數(shù)據(jù)：學(xué)習(xí)者重視實(shí)證（evidence）在解釋與評(píng)價(jià)科學(xué)型問(wèn)題中的作用
實(shí)證是科學(xué)與其他知識(shí)的區(qū)別?？茖W(xué)家用感覺(jué)器官或借助工具、儀器，通過(guò)自然情境下的觀察和測(cè)量以及在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)和測(cè)量來(lái)收集實(shí)證資料。在某些情況下，科學(xué)家能夠控制條件以獲得實(shí)證資料和結(jié)果；在另一些情況下，他們不能控制條件或控制會(huì)歪曲現(xiàn)象，他們則通過(guò)對(duì)自然發(fā)生的情況進(jìn)行大范圍的觀察來(lái)收集數(shù)據(jù)或通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的觀察來(lái)收集數(shù)據(jù)。科學(xué)家基于實(shí)證資料推斷不同因素可能的影響。實(shí)證資料的正確性則通過(guò)檢驗(yàn)性的測(cè)量、重復(fù)觀察，或收集與同一現(xiàn)象有關(guān)的不同種類(lèi)的數(shù)據(jù)來(lái)驗(yàn)證，并且要經(jīng)受來(lái)自各方面的質(zhì)疑和進(jìn)一步的調(diào)查研究。
上面一段解釋了什么是科學(xué)中的實(shí)證。在探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生也要根據(jù)實(shí)證資料作出對(duì)科學(xué)現(xiàn)象的解釋。一是觀察，觀察植物、動(dòng)物和石頭，描述他們的特征；二是測(cè)量，測(cè)量溫度、 距離和時(shí)間，認(rèn)真地做記錄；三是實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)、觀察和測(cè)量，包括在控制條件下的化學(xué)反應(yīng)、物理變化、生物反射等，將實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的變化和發(fā)展情況記錄在報(bào)告和表格中；四是從教師、教學(xué)材料、網(wǎng)絡(luò)或其他途徑獲得實(shí)證資料，來(lái)使他們的探究進(jìn)行下去。與科學(xué)探究不同的是，探究性學(xué)習(xí)中收集實(shí)證資料的過(guò)程能夠更多地獲得和利用他人的幫助。
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