[摘要]科學(xué)探究作為一種個(gè)體通過(guò)自主地調(diào)查和研究來(lái)認(rèn)識(shí)和解釋自然的活動(dòng),是以自然界為對(duì)象的,它要遵循一定的研究程序,運(yùn)用各種科學(xué)方法,問(wèn)題性、建構(gòu)性、思維性和合作性是科學(xué)探究的基本特征,觀察和提出問(wèn)題、形成假設(shè)、檢驗(yàn)求證、得出和解釋結(jié)論、交流和應(yīng)用等共同構(gòu)成了科學(xué)探究的全過(guò)程。
[關(guān)鍵詞]科學(xué)探究;本質(zhì);特怔;過(guò)程
隨著基礎(chǔ)教育改革的不斷深入,人們的科學(xué)教育觀念也發(fā)生了很大轉(zhuǎn)變、人們?cè)絹?lái)越清楚地認(rèn)識(shí)到,科學(xué)教育的目的不是為了把少數(shù)人培養(yǎng)成科學(xué)家,而是要把所有的學(xué)生都培養(yǎng)成具有科學(xué)素養(yǎng)的人。正如《面向全體美國(guó)人的科學(xué)》中所指出的:“世界的發(fā)展要求每個(gè)人都必須具備科學(xué)素養(yǎng),而不僅僅是少數(shù)享有特權(quán)的人,科學(xué)教育將不得不使其成為現(xiàn)實(shí)[1]”,“人人具有科學(xué)素養(yǎng)”正日益成為世界各國(guó)一項(xiàng)重要的教育目標(biāo)、但要真正實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo),就必須對(duì)現(xiàn)有的科學(xué)教育體制進(jìn)行改革:改變過(guò)去單純注重知識(shí)傳授的傾向,加強(qiáng)對(duì)學(xué)生科學(xué)實(shí)踐能力,包括理解和運(yùn)用科學(xué)知識(shí)、掌握科學(xué)研究方法等的培養(yǎng);改變學(xué)生被動(dòng)接受的學(xué)習(xí)方式,加強(qiáng)學(xué)生的主體意識(shí),變被動(dòng)學(xué)習(xí)、機(jī)械模仿為主動(dòng)參與、自主探索;等等。“科學(xué)探究”觀念正是適應(yīng)這一改革需要而產(chǎn)生的。在當(dāng)代,世界各國(guó)都紛紛將“科學(xué)探究”作為科學(xué)教育的一個(gè)重要目標(biāo)和方法,美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)制定的《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》( 1996)明確提出:“科學(xué)探究”是學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)中“基本的、起支配作用的原則”,是科學(xué)教育的核心。為了促進(jìn)學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí),教師必須“鼓勵(lì)學(xué)生培養(yǎng)科學(xué)家的思維習(xí)慣、好奇心、興趣和創(chuàng)造性”,“使學(xué)生的學(xué)習(xí)集中于探究”。英國(guó)2002年頒布的《國(guó)家課程》中所提出的科學(xué)課程四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)中,第一個(gè)目標(biāo)就是“科學(xué)探究”,我國(guó)教育部2002年新頒布的《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》也將科學(xué)探究列為科學(xué)教育的第一目標(biāo)。可以說(shuō),“以科學(xué)探究為核心”己經(jīng)成為國(guó)際科學(xué)教育改革的共識(shí)。為了更好地理解和把握科學(xué)教育中的科學(xué)探究問(wèn)題,本文主要從本質(zhì)、特征與過(guò)程等三個(gè)方面對(duì)科學(xué)探究作一深入的探討和分析。
一、科學(xué)探究的本質(zhì)
要準(zhǔn)確地理解和把握科學(xué)探究的本質(zhì),首先必須搞清楚什么是探究。從語(yǔ)義上講,“探究(inqiry)”一詞源于拉丁文的 in或inward(在---中)和 quaerere(質(zhì)詢、尋找),在《牛津英語(yǔ)辭典》中,探究是指“求索知識(shí)或信息,特別是求真的活動(dòng);是搜尋、研究、調(diào)查、檢驗(yàn)的活動(dòng);是提問(wèn)和質(zhì)疑的活動(dòng)”,我國(guó)1989年版的《辭?!穼⑻骄拷缍?#8220;深入探討、反復(fù)研究”。1996年版的《現(xiàn)代漢語(yǔ)辭典》也將探究定義為“探索研究;探尋追究”,即努力尋找答案、解泱問(wèn)題。由此可見(jiàn),從基本含義上講,探究的目的是獲得知識(shí)、真理,探究的途徑或方法是搜尋、調(diào)查、研究、檢驗(yàn)。為了準(zhǔn)確、深入地理解和把握探究的本質(zhì),我們進(jìn)一步對(duì)不同領(lǐng)域中的探究概念及其理解進(jìn)行分析。
首先,我們來(lái)看社會(huì)學(xué)對(duì)于探究的理解和界定。在社會(huì)學(xué)領(lǐng)域中.直接的來(lái)講無(wú)“探究(inquiry)”一詞,社會(huì)學(xué)家主要是對(duì)與探究相關(guān)的“探索”(exploration)概念進(jìn)行了探討。在《社會(huì)學(xué)詞典》中提出,所謂探索性研究是指研究者在對(duì)研究題目的范圍和概念不甚清楚,對(duì)研究對(duì)象的內(nèi)在聯(lián)系不熟悉,不能確定假設(shè)和研究方向,井且缺乏前人的研究信息和理論的情況下,無(wú)法提出適合這類問(wèn)題的具體方法以進(jìn)行深入、細(xì)致研究時(shí)所采用的一種研究方法。[2]在社會(huì)學(xué)家看來(lái),探索的一個(gè)突出特點(diǎn)就是未知性。這種未知性不僅體現(xiàn)在對(duì)于研究問(wèn)題本身的認(rèn)識(shí)上,如對(duì)研究主題的范圍、研究對(duì)象的內(nèi)部關(guān)系等不甚了解,而且體現(xiàn)在整個(gè)研究進(jìn)程中,由于不能明確確定具體的研究方案,必須根據(jù)研究的進(jìn)展不斷地對(duì)方案進(jìn)行調(diào)整,正是由于這諸多的未知性使得整個(gè)探索也處于動(dòng)態(tài)的、不穩(wěn)定的摸索狀態(tài)。因此,社會(huì)學(xué)中的探索是對(duì)未知事實(shí)的一種摸索性的初步研究。
在心理學(xué)領(lǐng)域,研究者們主要是對(duì)個(gè)體的探索活動(dòng)及其行為( Exploratory behavior)進(jìn)訂了探討。如,在《簡(jiǎn)明心理學(xué)百科全書(shū)》中,探索(行為)是指動(dòng)物進(jìn)入新異環(huán)境中常常出現(xiàn)的行為,包括向各處探頭、嗅、窺看、輕輕地邁步、慢慢地游走等,這種探索行為可以使動(dòng)物獲得有關(guān)新環(huán)境的各種信息,緩解因新異環(huán)境而引起的緊張狀態(tài)[3]。我國(guó)臺(tái)灣心理學(xué)者張春興認(rèn)為,探索行為是個(gè)體在新的環(huán)境中面臨新的事物時(shí)企圖對(duì)其性質(zhì)獲得進(jìn)一步了解或控制時(shí)所引發(fā)的行為。探索是兒童主動(dòng)學(xué)習(xí)的方式之一,包括觀察、觸摸、搖動(dòng)、敲打等[4]。著名心理學(xué)家朱智賢( 1989)指出,探索是個(gè)體解決問(wèn)題時(shí)為搜索解決問(wèn)題空間的道路而使用的一種策略[5]。從上述定義中可以看到,盡管在心理學(xué)領(lǐng)域中研究者們對(duì)于探索的分析視角不同于社會(huì)學(xué)領(lǐng)域,但他們也指出,探索作為個(gè)體在面臨新環(huán)境時(shí)所表現(xiàn)出的試圖認(rèn)識(shí)、了解和控制環(huán)境的行為,其產(chǎn)生的一個(gè)基礎(chǔ)性前提就是問(wèn)題,于是問(wèn)題的存在使得個(gè)體必須通過(guò)不斷地探索來(lái)獲得有關(guān)新環(huán)境的各種信息,掌握解決問(wèn)題的新方法,以實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境的控制。因此,在心理學(xué)家看來(lái),問(wèn)題是探索產(chǎn)生的主要?jiǎng)右颉?br>
在教育學(xué)領(lǐng)域,研究者們主要是將探究作為個(gè)體的一種學(xué)習(xí)方式來(lái)進(jìn)行研究。例如,美國(guó)著名教育家施瓦布認(rèn)為,探究學(xué)習(xí)是兒童通過(guò)自主地參與獲得知識(shí)的過(guò)程,掌握研究自然所必須的探究能力;同時(shí),形成認(rèn)識(shí)自然的基礎(chǔ)——科學(xué)概念;進(jìn)而培養(yǎng)探索未知世界的積極態(tài)度[6]。我國(guó)一些學(xué)者提出,探究學(xué)習(xí)是“學(xué)生在教師指導(dǎo)下,為獲得科學(xué)素養(yǎng)以類似科學(xué)探究的方式所開(kāi)展的學(xué)習(xí)活動(dòng)[7];“是學(xué)生從問(wèn)題或任務(wù)出發(fā),通過(guò)形式多樣的探究活動(dòng),以獲得知識(shí)和技能、發(fā)展能力、培養(yǎng)倩感體驗(yàn)為目的的學(xué)習(xí)方式”[8];“是從學(xué)科領(lǐng)域或現(xiàn)實(shí)社會(huì)生活中選擇和確立研究主題,創(chuàng)設(shè)一種類似于科學(xué)研究的情境,通過(guò)學(xué)生自主、獨(dú)立地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、實(shí)驗(yàn)、操作、調(diào)查、信息搜集與處理、表達(dá)與交流等探索活動(dòng),獲得知識(shí)、技能、情感和態(tài)度的發(fā)展,特別是探索精神和創(chuàng)新能力發(fā)展的學(xué)習(xí)方式和學(xué)習(xí)過(guò)程”[9];等等。從上述定義中我們可以看到,盡管研究者們對(duì)于探究的表述有所不同,但大家普遍認(rèn)為,探究是個(gè)體圍繞著問(wèn)題或任務(wù)進(jìn)行的一種探索活動(dòng),因此,問(wèn)題是探究的起點(diǎn)。其次,探究作為一種類似于科學(xué)研究的活動(dòng),要經(jīng)歷科學(xué)研究的一般過(guò)程。同時(shí),探究是以問(wèn)題開(kāi)始的,但問(wèn)題的解決并不是探究的全部。通過(guò)探究,個(gè)體在知識(shí)、技能、情感和態(tài)度等各方面都獲得了發(fā)展和提高。
通過(guò)上述分析我們可以看到,盡管不同領(lǐng)域的研究者是從不同的視角來(lái)認(rèn)識(shí)和理解探究的,但彼此的理解間存在著共同之處,即,問(wèn)題是探究得以產(chǎn)生的最基本前提,也是探究的核心。探究的實(shí)質(zhì)就是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。因此,根據(jù)己有的研究、理論探討和我們自己的思考和分析,我們認(rèn)為,探究是個(gè)體在新的環(huán)境中通過(guò)自主的探索、調(diào)查和研究來(lái)發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)新事物、解決新問(wèn)題的活動(dòng)。探究有廣義和狹義之分。廣義的探究是指一切發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)活動(dòng)。人們通常所說(shuō)的追根究底、好奇、好問(wèn)、愛(ài)琢磨,實(shí)際上就是廣義探究的日常表現(xiàn)[10]。廣義探究強(qiáng)調(diào)的主要是一種主動(dòng)探索和發(fā)現(xiàn)的活動(dòng)趨向,而并不一定要圍繞一個(gè)明確的主題或經(jīng)歷一定的程序。因此,它既指科學(xué)家的專門研究,也指一般人解決問(wèn)題的活動(dòng);既包括成人深思熟慮式的“實(shí)驗(yàn)”,也包括兒童嘗試錯(cuò)誤性的摸索或探索。狹義的探究則是指?jìng)€(gè)體圍繞著一個(gè)明確的問(wèn)題或任務(wù),通過(guò)假設(shè)、推理、驗(yàn)證等一系列的探索過(guò)程而最終解決問(wèn)題或完成任務(wù)的各類活動(dòng)。狹義探究作為一種比較系統(tǒng)的研究活動(dòng),要求具有較廣泛的知識(shí)和較強(qiáng)的思維能力,并遵循一定的研究程序等、科學(xué)探究或科學(xué)研究就屬于狹義探究的范疇。
根據(jù)上述對(duì)于探究本質(zhì)的分析,我們認(rèn)為,所謂科學(xué)探究,簡(jiǎn)言之,就是個(gè)體通過(guò)自主地調(diào)查和研究來(lái)認(rèn)識(shí)和解釋自然的活動(dòng)、要準(zhǔn)確地理解和把握科學(xué)探究,我們必須明確如下方面:
首先,科學(xué)探究的對(duì)象是自然界,是對(duì)自然現(xiàn)象或問(wèn)題的一種調(diào)查和研究。通過(guò)科學(xué)探究,個(gè)體發(fā)現(xiàn)和揭示客觀事物的本質(zhì)及其相互關(guān)系,掌握自然發(fā)展的規(guī)律。正如美國(guó)學(xué)者韋爾奇所指出的:“科學(xué)探究是一般探究的子集,它的對(duì)象是自然界”[11]。其次,科學(xué)探究作為一種認(rèn)知活動(dòng),要經(jīng)歷一定的活動(dòng)程序或階段。盡管其研究問(wèn)題的方式、途徑和手段也各不相同,不存在絕對(duì)統(tǒng)一的模式,但無(wú)論是哪一類科學(xué)研究,從發(fā)現(xiàn)問(wèn)題到解決問(wèn)題,都要經(jīng)過(guò)一些類似的活動(dòng)過(guò)程或階段,如形成問(wèn)題、建立假設(shè)、制定研究方案、檢驗(yàn)假設(shè)、得出結(jié)論等。正是上述這些活動(dòng)過(guò)程構(gòu)成了被稱為探究的科學(xué)過(guò)程,進(jìn)而也成為判斷某種活動(dòng)是否是科學(xué)探究活動(dòng)的依據(jù)[12]。第三,在科學(xué)探究中,為了發(fā)現(xiàn)和認(rèn)識(shí)自然現(xiàn)象或事物的特征,揭示自然的發(fā)展規(guī)律,個(gè)體要運(yùn)用一系列的科學(xué)方法,包括觀察、比較、分類、測(cè)量、交流、預(yù)測(cè)、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)等來(lái)尋求對(duì)于自然問(wèn)題的答案,獲得對(duì)于自然世界的理解。因此,科學(xué)方法是科學(xué)探究的靈魂、當(dāng)然,在不同的研究領(lǐng)域,針對(duì)不同的問(wèn)題,可以運(yùn)用不同的研究方法,不存在固定或統(tǒng)一的模式。同時(shí),在不同發(fā)展階段,具有不同發(fā)展水平的個(gè)體可以運(yùn)用不同的方法來(lái)進(jìn)行探究、第四,科學(xué)探究作為一種探索活動(dòng),具有雙重的含義。它既可以指科學(xué)領(lǐng)域里的探究,即科學(xué)家所進(jìn)行的各種探索自然的活動(dòng),也可以是指?jìng)€(gè)體以一種類似于科學(xué)研究的方式進(jìn)行的各種科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)。美國(guó)的《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》就明確提出:“科學(xué)探究是指科學(xué)家們用來(lái)研究自然界井根據(jù)研究所獲事實(shí)證據(jù)做出解釋的各種方式,同時(shí),它也指學(xué)生構(gòu)建科學(xué)知識(shí)、形成科學(xué)觀念、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的各種活動(dòng)”[13]。
二、科學(xué)探究的特征
由于知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知水平等的差異,兒童與科學(xué)家的科學(xué)探究在具體的表現(xiàn)形式上必然存在著一定差異,但兩者在本質(zhì)上是相同的,都屬于科學(xué)探究的范疇,具有科學(xué)探究的基本特征。我們認(rèn)為,科學(xué)探究具有以下基本特征:
首先,科學(xué)探究是以問(wèn)題為核心的,具有問(wèn)題性特征??茖W(xué)探究作為一種個(gè)體認(rèn)識(shí)自然的活動(dòng),是以科學(xué)問(wèn)題為起點(diǎn)的。所謂科學(xué)問(wèn)題,是針對(duì)客觀世界中的物體或事件而提出的。在日常生活中,當(dāng)個(gè)體己有的科學(xué)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)不足以對(duì)當(dāng)前的客觀現(xiàn)象或問(wèn)題做出解釋時(shí),認(rèn)知沖突就產(chǎn)生了。這種認(rèn)知沖突促使個(gè)體產(chǎn)生探索的愿望和要求,引發(fā)其進(jìn)行科學(xué)探究。動(dòng)物學(xué)家康拉德•洛倫茨在其著作《灰雁的時(shí)代》中提供了一個(gè)典型的例證。他寫道:“當(dāng)我一連幾個(gè)小時(shí)坐在沙灘上---和我的鵝群呆在一起或坐在家里的熱帶魚(yú)缸前---幾乎每時(shí)每刻都有出乎我意料的現(xiàn)象發(fā)生。我不能馬上解釋這些新奇的現(xiàn)象,但他們確實(shí)引發(fā)我去進(jìn)行更加深入的觀察,同時(shí)更頻繁地著手進(jìn)行研究[14]”。因此,科學(xué)問(wèn)題是個(gè)體進(jìn)行科學(xué)探究的原動(dòng)力,它驅(qū)使個(gè)體為尋求答案而進(jìn)行科學(xué)探究。同時(shí),在整個(gè)科學(xué)探究過(guò)程中,尋求什么樣的假設(shè),收集哪些信息證據(jù),如何做出解釋等活動(dòng)都是緊緊圍繞著問(wèn)題來(lái)展開(kāi)的,是在問(wèn)題引導(dǎo)下做出的各種決策。因此,科學(xué)探究是以問(wèn)題為導(dǎo)向的,科學(xué)探究的過(guò)程也就是發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題的過(guò)程。盡管兒童的科學(xué)問(wèn)題與科學(xué)家相比在性質(zhì)上有所不同。兒童探究的問(wèn)題只是對(duì)于兒童個(gè)體來(lái)說(shuō)是未知的,而對(duì)于成人或整個(gè)人類而言這些問(wèn)題可能己經(jīng)不屬于未知領(lǐng)域,如:“地球是什么形狀的”、“為什么空中的物體會(huì)落回到地面”、“人為什么要呼吸”,等等,但正是這些問(wèn)題的存在,引發(fā)兒童去進(jìn)行探究,從而不斷地豐富和擴(kuò)展其對(duì)于客觀世界的認(rèn)識(shí)和理解,建立科學(xué)的世界觀。
其次,科學(xué)探究是一種主動(dòng)建構(gòu)的活動(dòng),具有建構(gòu)性特征??茖W(xué)探究作為一種認(rèn)知活動(dòng),是個(gè)體主動(dòng)地建構(gòu)對(duì)于客觀世界的理解的過(guò)程。在科學(xué)活動(dòng)中,當(dāng)個(gè)體已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)不足以對(duì)當(dāng)前的科學(xué)現(xiàn)象或問(wèn)題做出解釋時(shí),就會(huì)產(chǎn)生認(rèn)知沖突,為了解決沖突,實(shí)現(xiàn)認(rèn)知的平衡,個(gè)體必須不斷圍繞所面對(duì)的問(wèn)題進(jìn)行思考,做出計(jì)劃,通過(guò)各種途徑獲取有關(guān)信息,以自己的方式對(duì)問(wèn)題做出基于己有經(jīng)驗(yàn)的分析和推論、綜合和概括,將自己的發(fā)現(xiàn)與他人的發(fā)現(xiàn)進(jìn)行比較,據(jù)此對(duì)自己的看法和做法做出反思與評(píng)價(jià),井調(diào)節(jié)自己的活動(dòng)等。在這一過(guò)程中,一方面?zhèn)€體以原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ),通過(guò)將新知識(shí)與巳有的、適當(dāng)?shù)闹R(shí)經(jīng)驗(yàn)相聯(lián)系,主動(dòng)地建構(gòu)對(duì)于新知識(shí)的理解;另一方面,個(gè)體又需要依據(jù)新經(jīng)驗(yàn)對(duì)原有經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)本身也做出某種調(diào)整和改造,形成新的認(rèn)知結(jié)構(gòu),因此,科學(xué)探究既是一個(gè)對(duì)新信息的意義的建構(gòu)過(guò)程,同時(shí)又是由于新、舊經(jīng)驗(yàn)的沖突而引發(fā)的概念轉(zhuǎn)變和認(rèn)知結(jié)構(gòu)重組的過(guò)程,盡管與科學(xué)家相比,兒童的科學(xué)探究多傾向于以己有的理論為基礎(chǔ)來(lái)建構(gòu)對(duì)于新信息的理解,兒童只有在獲得了大量新的經(jīng)歷并且這些經(jīng)歷要求其做出改變的情況下,才會(huì)調(diào)整和改變?cè)瓉?lái)的理論;并且,當(dāng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)所得到的證據(jù)與兒童自己原來(lái)的想法相矛盾時(shí),他們經(jīng)?;蛘吆鲆暡灰恢碌淖C據(jù),或者通過(guò)調(diào)整證據(jù)以適合于他們的理論,認(rèn)知重組會(huì)相對(duì)較少,但正是這種以己有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)的探究,使得兒童不斷地形成和獲得對(duì)于客觀世界的新的認(rèn)識(shí),實(shí)現(xiàn)對(duì)于客觀世界的認(rèn)知建構(gòu)。
第三,科學(xué)探究是一種思維的過(guò)程,具有思維性特征??茖W(xué)探究作為一種科學(xué)研究,是一種多方面、多層次的活動(dòng),它需要做觀察,需要提出問(wèn)題,需要查閱書(shū)刊及其它信息源以便弄清楚什么情況己經(jīng)是為人所知的東西,需要提出假設(shè)和預(yù)測(cè),需要設(shè)計(jì)調(diào)研方案,需要進(jìn)行實(shí)驗(yàn),需要運(yùn)用各種手段來(lái)分析和解釋數(shù)據(jù),需要提出答案和解釋,需要把研究結(jié)果告之與人等。在這一過(guò)程中,個(gè)體不僅要使用觀察、分類、交流、測(cè)量、推論、預(yù)測(cè)、假設(shè)等一系列的科學(xué)方法,而且要使用概括、分析、類比、歸納、推理等思維方法來(lái)形成井修正科學(xué)解釋、識(shí)別和分析各種模型、交流和應(yīng)用得出的科學(xué)結(jié)論。因此,科學(xué)探究的過(guò)程也就是科學(xué)思維的過(guò)程。美國(guó)教育家杜威曾經(jīng)指出,探究是“對(duì)任何一種信念或假設(shè)的知識(shí)進(jìn)行的積極、持續(xù)、審慎的思考”,探究的目的是通過(guò)使用解釋、證據(jù)、推論和概括來(lái)證實(shí)信念。盡管與科學(xué)家相比,兒童的思維能力可能不足以闡明我們稱之為科學(xué)的理論。如,他們主要以直接經(jīng)驗(yàn)的感性認(rèn)識(shí)而不是理性認(rèn)識(shí)為基礎(chǔ)來(lái)形成關(guān)于自然現(xiàn)象的知識(shí),因此傾向于以自我為中心來(lái)看待世界;對(duì)于事物因果關(guān)系的思考表現(xiàn)出更多簡(jiǎn)單、表面化的特征,很難同時(shí)把握太多的因素等。但是兒童所建構(gòu)的思想、觀點(diǎn),無(wú)論對(duì)錯(cuò),都不是隨意的,它們往往具有基本的邏輯性,是兒童邏輯分析和推理——盡管與成年人相比這種邏輯分析和推理尚是簡(jiǎn)單的、粗淺的、不嚴(yán)密的——的結(jié)果,并建立在證據(jù)和經(jīng)歷的基礎(chǔ)之上[15]。
第四,科學(xué)探究重視交流與合作,具有合作性特征。一方面,科學(xué)探究作為一種建構(gòu)活動(dòng),每個(gè)人都以自己原有的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)為背景建構(gòu)對(duì)于事物的理解,由于不同個(gè)體己有的知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)以及對(duì)經(jīng)驗(yàn)的看法不同,不同人看到的是事物的不同側(cè)面,對(duì)同一個(gè)問(wèn)題常會(huì)表現(xiàn)出不同的理解,要使個(gè)體超越自己的認(rèn)識(shí),看到那些與自己不同的理解,看到事物另外的側(cè)面,使理解更加豐富和全面.就必須通過(guò)彼此間充分的合作和廣泛的討論。另一方面,科學(xué)研究的一個(gè)突出特點(diǎn)就是可重復(fù)驗(yàn)證性,這就要求個(gè)體能夠較清楚地說(shuō)明所研究的問(wèn)題、程序、證據(jù)、提出的解釋以及對(duì)不同解釋的考查,以使有疑問(wèn)者能夠進(jìn)一步核實(shí),或者他人將這一解釋用于新的研究??茖W(xué)發(fā)展的歷史表明,科學(xué)研究離不開(kāi)合作,與科學(xué)家相比,兒童由于知識(shí)經(jīng)驗(yàn)、認(rèn)知能力等的局限,其對(duì)于自然世界的認(rèn)識(shí)和理解常??赡苁瞧妗⒉煌耆?、不確切的。因此,兒童要形成對(duì)于自然現(xiàn)象或問(wèn)題的正確認(rèn)識(shí),建立正確的科學(xué)觀念,更需要合作。同時(shí),由于兒童在日常生活中己可能形成許多錯(cuò)誤概念且可能較頑固,合作探究則能夠促使兒童在表達(dá)自己的觀點(diǎn)、交流和討論不同意見(jiàn)的過(guò)程中轉(zhuǎn)變?cè)瓉?lái)不正確的看法,重構(gòu)新觀念,形成新的更為科學(xué)的理解。此外,對(duì)于兒童而言,合作探究不僅有助于豐富和深化其對(duì)于科學(xué)概念的理解,加深其對(duì)科學(xué)活動(dòng)性質(zhì)的認(rèn)識(shí),同時(shí)也有助于兒童科學(xué)探究所必需的思想方法、行為方式和價(jià)值觀念等多方面的培養(yǎng)、因此、合作是科學(xué)探究的一個(gè)重要特征。
三、科學(xué)探究的過(guò)程
對(duì)于科學(xué)探究的過(guò)程,國(guó)內(nèi)外的不少研究者都提出了各自的觀點(diǎn)、如,特羅布里奇、拜比爾和鮑威爾等人(1996)認(rèn)為.科學(xué)探究的基本程序包括形成問(wèn)題、建立假設(shè)、設(shè)計(jì)研究方案、檢驗(yàn)假設(shè)、表達(dá)或交流結(jié)果等?!睹绹?guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》提出,科學(xué)探究的過(guò)程主要包括:觀察;提出問(wèn)題;查閱書(shū)籍和其他信息資源來(lái)尋找己有知識(shí);利用各種工具搜集、分析并解釋數(shù)據(jù);做出答案、解釋或預(yù)言;交流結(jié)果。美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)(2000)認(rèn)為,科學(xué)探究包括形成科學(xué)研究問(wèn)題、收集數(shù)據(jù)、建立假設(shè)、檢驗(yàn)假設(shè)和交流結(jié)果?!队?guó)國(guó)家科學(xué)課程》將科學(xué)探究過(guò)程劃分為制定計(jì)劃、獲取并表達(dá)證據(jù)、思考證據(jù)、評(píng)價(jià)四步。我國(guó)《全日制義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)(實(shí)驗(yàn)稿)》( 2001)提出,科學(xué)探究包括提出科學(xué)問(wèn)題、進(jìn)行猜想和假設(shè)、制定計(jì)劃和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、獲得事實(shí)與證據(jù)、檢驗(yàn)與評(píng)價(jià)、表達(dá)與交流。此外,還有一些學(xué)者認(rèn)為,科學(xué)探究包括了猜想與解釋、實(shí)驗(yàn)與操作、明顯地看到操作結(jié)果、記錄獲得的信息、結(jié)論與交流等[16];或者認(rèn)為提出科學(xué)問(wèn)題、進(jìn)行假設(shè)或猜想、制定研究方案和收集數(shù)據(jù)、得出結(jié)論井做出解釋、對(duì)研究方案進(jìn)行評(píng)估、交流和推廣是科學(xué)探究的六個(gè)基本步驟[17]等等。
盡管對(duì)于科學(xué)探究過(guò)程的認(rèn)識(shí)仁者見(jiàn)仁、智者見(jiàn)智,研究者們依據(jù)不同標(biāo)準(zhǔn)對(duì)科學(xué)探究過(guò)程進(jìn)行了不同的劃分,但綜合而言,他們對(duì)于科學(xué)探究的一些基本過(guò)程,如提出或形成問(wèn)題、建立假設(shè)、制定研究方案檢驗(yàn)假設(shè)、得出結(jié)論、交流結(jié)果等的認(rèn)識(shí)卻較為一致。因此.根據(jù)己有研究成果,結(jié)合自己的研究,我們認(rèn)為,科學(xué)探究主要包括觀察和提出問(wèn)題、形成假設(shè)、檢驗(yàn)求證、得出和解釋結(jié)論、交流與應(yīng)用五個(gè)步驟(見(jiàn)圖1)。
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