說起“探究”,我們會(huì)條件反射地認(rèn)為這是一個(gè)“外來詞”,其實(shí)不然。在百度中,可以搜索到“探究”這個(gè)詞語的古文出處。
唐·元行沖《釋疑論》
康成於竄伏之中,
理紛挐之典,
志存探究,
靡所咨謀。
宋·蘇軾《寄周安孺茶》
高人固多暇,探究亦頗熟。
探究,可以探究問題、理念、數(shù)據(jù)、現(xiàn)象……在具體使用過程中,更多的是把“探究”作為一種活動(dòng)方式,如:探究性學(xué)習(xí)。
探究性學(xué)習(xí)是指學(xué)生在學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)或現(xiàn)實(shí)生活情境中選取某個(gè)問題作為實(shí)破點(diǎn),通過質(zhì)疑、發(fā)現(xiàn)問題;調(diào)查研究、分析研討,解決問題;表達(dá)與交流等探究學(xué)習(xí)活動(dòng),獲得知識(shí),掌握方法。
其特點(diǎn)是:主動(dòng)性、實(shí)踐性、過程性、開放性。
其核心是:學(xué)習(xí)者要有問題意識(shí)。
探究學(xué)習(xí)必須遵循科學(xué)的研究方法。這可能就是廣義“科學(xué)探究”的意思吧!
科學(xué)探究活動(dòng)又可以區(qū)分為科學(xué)家(泛指一切科學(xué)工作者)的科學(xué)探究活動(dòng)和學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)。兩者在對(duì)象、方法和結(jié)果上存在差異。
科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)的對(duì)象是人類未知的領(lǐng)域,方法既規(guī)范嚴(yán)謹(jǐn)又富于創(chuàng)新,結(jié)果往往可以深化人類對(duì)客觀現(xiàn)實(shí)的認(rèn)知并改善人類的生活質(zhì)量。雜交水稻之父袁隆平教授的工作就是科學(xué)家的科學(xué)探究活動(dòng)的典型。
學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng)的對(duì)象通常只是學(xué)生自己未知的,方法比較簡單,而且需要教師的幫助,結(jié)果一般只能提高學(xué)生對(duì)某個(gè)事物、某種現(xiàn)象的認(rèn)識(shí)。
例如,像“聲音的傳播和噪音的控制”這樣的學(xué)生科學(xué)探究活動(dòng),其結(jié)果對(duì)學(xué)生而言是新穎的,但卻是人類早已知曉的。
學(xué)生的科學(xué)探究活動(dòng)與科學(xué)家的科學(xué)探究活動(dòng)又有其共同之處:兩者在過程或程序上是一致的,其探究都要經(jīng)歷這樣的一般過程:
提出問題、猜測(cè)假設(shè)、制訂計(jì)劃、收集數(shù)據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評(píng)價(jià)。
需要注意的是,這一過程并不是一個(gè)有固定順序的過程,而是一個(gè)能動(dòng)、多樣、多層面、循環(huán)發(fā)展的過程。
科學(xué)探究活動(dòng)要經(jīng)歷怎樣的過程?
接下來,我們就分別理清過程中的幾個(gè)層級(jí)吧!
提出問題:
層級(jí)1:從具體現(xiàn)象與事物的觀察、比較中提出感興趣的問題
層級(jí)2:從具體現(xiàn)象與事物的觀察、比較中,提出可探究的科學(xué)問題
層級(jí)3:從事物的結(jié)構(gòu)功能、變化及相互關(guān)系等角度提出可探究的科學(xué)問題
可以看出,提出問題,需要有一個(gè)出發(fā)點(diǎn)——基于基本事實(shí)與現(xiàn)象。
猜測(cè)假設(shè):
層級(jí)1:依據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn),對(duì)問題作出假設(shè)性解釋。
層級(jí)2:能區(qū)分事實(shí)與假設(shè),基于已有經(jīng)驗(yàn)和所學(xué)知識(shí),從現(xiàn)象和事件發(fā)生的條件、過程、原因等方面提出假設(shè)。
層級(jí)3:基于所學(xué)的知識(shí),從事物的結(jié)構(gòu)功能、變化及相互關(guān)系等角度提出有針對(duì)性的假設(shè),并能說明假設(shè)的依據(jù)。
猜測(cè)與假設(shè),有兩個(gè)方面需要注意,一是基于已有的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí),二是提出猜測(cè)是有方向的。
制訂(實(shí)驗(yàn))計(jì)劃:
層級(jí)1:明確科學(xué)探究需要制訂計(jì)劃。
層級(jí)2:能基于所學(xué)知識(shí),制訂簡單的探究計(jì)劃。
層級(jí)3:基于所學(xué)的知識(shí),制訂比較完整的探究計(jì)劃,初步具備實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的能力和控制變量的意識(shí),并能設(shè)計(jì)單一變量的實(shí)驗(yàn)方案。
制訂(實(shí)驗(yàn))計(jì)劃,很重要的方面是:根據(jù)目的因地制宜選擇實(shí)驗(yàn)材料,并逐漸具備“控制變量”的意識(shí)。
收集信息:
層級(jí)1:能利用多種感官或者簡單的工具,觀察對(duì)象的外部形態(tài)特征及現(xiàn)象。
層級(jí)2:能運(yùn)用感官和選擇恰當(dāng)?shù)墓ぞ摺x器,觀察并描述對(duì)象的外部形態(tài)特征及現(xiàn)象。
層級(jí)3:能基于所學(xué)的知識(shí),通過觀察、實(shí)驗(yàn)、查閱資料、調(diào)查、案例分析等方式獲取事物的信息。
收集信息,最重要的是根據(jù)需要客觀全面地獲取信息。
處理信息:
層級(jí)1:能用語言初步描述信息。
層級(jí)2:能用比較科學(xué)的詞匯、圖示符號(hào)、統(tǒng)計(jì)圖表等方式記錄整理信息,陳述證據(jù)和結(jié)果。
層級(jí)3:能基于所學(xué)的知識(shí),用科學(xué)語言、概念圖、統(tǒng)計(jì)圖表等方式記錄整理信息,表述探究結(jié)果。
處理信息方面,需要注意的是客觀直觀呈現(xiàn)信息。
得出結(jié)論:
層級(jí)1:有運(yùn)用觀察與描述、比較與分類等方法得出結(jié)論的意識(shí)。
層級(jí)2:能依據(jù)證據(jù)運(yùn)用分析、比較、推理、 概括等方法,分析結(jié)果,得出結(jié)論。
層級(jí)3:能基于所學(xué)的知識(shí),運(yùn)用分析、比較、推理、概括等方法得出科學(xué)探究的結(jié)論,判斷結(jié)論與假設(shè)是否一致。
得出結(jié)論,需要運(yùn)用科學(xué)的思維進(jìn)行概括、推理。
表達(dá)交流:
層級(jí)1:能簡要講述探究過程與結(jié)論,并與同學(xué)討論、交流。
層級(jí)2:能正確講述自己的探究過程與結(jié)論, 能傾聽別人的意見,并與之交流。
層級(jí)3:能基于所學(xué)的知識(shí),采用不同的表述方式,如科學(xué)小論文、調(diào)查報(bào)告等方式,呈現(xiàn)探究的過程與結(jié)論(能基于證據(jù)質(zhì)疑并評(píng)價(jià)別人的探究報(bào)告。
表達(dá)交流,是總結(jié)、檢驗(yàn)自己結(jié)論的好方法,一方面是要清楚表達(dá)自己的觀點(diǎn),另一方面是要傾聽別人的觀點(diǎn),雙方就問題進(jìn)行交流對(duì)話。
反思與評(píng)價(jià)
層級(jí)1:具有對(duì)探究過程、 方法和結(jié)果進(jìn)行反思、評(píng)價(jià)與改進(jìn)的意識(shí)。
層級(jí)2:能對(duì)自己的探究過程、方法和結(jié)果進(jìn)行反思,作出自我評(píng)價(jià)與調(diào)整。
層級(jí)3:能對(duì)探究活動(dòng)進(jìn)行過程性反思,及時(shí)調(diào)整,并對(duì)探究活動(dòng)進(jìn)行總結(jié)性評(píng)價(jià),完善探究報(bào)告。
需要注意的是,反思評(píng)價(jià)不僅僅是對(duì)結(jié)論進(jìn)行反思,還需要對(duì)過程、方法以及表現(xiàn)進(jìn)行反思。
“科學(xué)探究”與其他學(xué)科的關(guān)聯(lián)
科學(xué)探究不僅僅是科學(xué)學(xué)科相關(guān),數(shù)學(xué)、語文、音樂、美術(shù)等學(xué)科以及綜合實(shí)踐活動(dòng)等課程,都可以采用“科學(xué)探究”的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)??茖W(xué)學(xué)科的學(xué)習(xí),也需要這些學(xué)科的參與,如:
1.與數(shù)學(xué)的關(guān)聯(lián)與互動(dòng)。科學(xué)探究中的數(shù)據(jù)處理、模型建立都離不開數(shù)學(xué)。學(xué)生在探究的過程中, 應(yīng)用數(shù)學(xué)知識(shí)和數(shù)學(xué)思維方式。例如,通過連續(xù)測(cè)量一杯熱水的溫度,繪制曲線圖。
2.與語文的關(guān)聯(lián)與互動(dòng)。科學(xué)探究的表達(dá)交流也有很多聽、說、讀、寫的機(jī)會(huì),多提供這些機(jī)會(huì),并設(shè)法使之帶有科學(xué)色彩。例如,讓學(xué)生撰寫觀察日記,閱讀科普書籍,按科學(xué)探究的線索重組科學(xué)家傳記中的信息,撰寫科學(xué)小論文, 編寫與表演科普劇等。
3.與綜合實(shí)踐活動(dòng)的關(guān)聯(lián)與互動(dòng)。科學(xué)探究的許多課題可以成為研究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容,對(duì)這些課題的研究可因其情境的真實(shí)性和時(shí)間的機(jī)動(dòng)性而使學(xué)生獲益;綜合實(shí)踐活動(dòng)也會(huì)因科學(xué)與社會(huì)問題的交織而相得益彰。與環(huán)境保護(hù)、 可持續(xù)發(fā)展有關(guān)的議題較為容易實(shí)現(xiàn)兩者的互動(dòng)與整合。
4.倡導(dǎo)跨學(xué)科學(xué)習(xí)方式。科學(xué)(science)、技術(shù)(technology)、工程(engineering)與數(shù)學(xué)(mathematics),即STEM,是一種以項(xiàng)目學(xué)習(xí)、問題解決為導(dǎo)向的課程組織方式,它將科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)有機(jī)地融為一體,有利于學(xué)生創(chuàng)新能力的培養(yǎng)。
▲學(xué)思維活動(dòng)課程-科學(xué)探究
“學(xué)思維”活動(dòng)課程從小學(xué)三年級(jí)開始就針對(duì)“科學(xué)探究”一般過程中的問題提出、猜測(cè)假設(shè)、制定實(shí)驗(yàn)計(jì)劃等專項(xiàng)能力,設(shè)計(jì)了不同領(lǐng)域的探究活動(dòng)。
讓孩子們不僅僅是親歷了這些活動(dòng),更從“學(xué)思維”的角度去理解:科學(xué)探究過程中的比較分析、推理、概括等。
生活中如何進(jìn)行“科學(xué)探究”?
在生活中,我們?cè)趺垂膭?lì)孩子更多地采用“科學(xué)探究”的方式來學(xué)習(xí)呢?
第一, 在生活中發(fā)現(xiàn)科學(xué)探究的問題。所有的探究都開始于問題,在飯后散步、假期踏青過程中,都可以去發(fā)現(xiàn)一些問題,哪怕是一些微不足道的問題。如:螞蟻為什么有黑色和黃色的?天上的月亮為什么有時(shí)大(圓)有時(shí)?。ㄈ保??
第二,提供“科學(xué)探究”所需物質(zhì)資料。要進(jìn)行探究總是需要物質(zhì)材料的,父母?jìng)兛梢愿鶕?jù)孩子提出的需求,購置一些小材料、小工具。
第三,加入孩子,一起完成最后的成果。孩子不可能一開始就能獨(dú)立完成一個(gè)探究,父母?jìng)冃枰皶r(shí)發(fā)現(xiàn)孩子的困難,主動(dòng)提出幫助,最后能促成科學(xué)探究的完成。
最后,我們需要明確的是:科學(xué)探究并不是唯一的科學(xué)學(xué)習(xí)方式,只要能激發(fā)學(xué)生興趣、符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律,能充分調(diào)動(dòng)學(xué)生積極性的教學(xué)方法和教學(xué)策略,如:戲劇表演、科學(xué)游戲、模型制作、現(xiàn)場(chǎng)考察、 科學(xué)辯論會(huì)等,都是科學(xué)學(xué)習(xí)的有效方式。
張蕾
《“學(xué)思維”活動(dòng)課程》副主編,現(xiàn)代教學(xué)技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室思維型教學(xué)基地教學(xué)總監(jiān)、學(xué)優(yōu)雙創(chuàng)教育研究院STEAM+教學(xué)專家。2017年被授予全國第二屆“課改優(yōu)秀校長”。
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