日本探究式科学教学特点及其对我国的启示

1、日本探究式科学教学特点及其对我国的启示一、日本探究式科学教学的特点日本义务教育阶段的小学科学课程标准（小学校学习指导要领理科）、中学科学课程标准（中学校学习指导要领理科）中没有明确地提出科学探究的具体环节。角屋（日本目前正在实施的小学科学课程标准制定负责人）在科学课教学的创新模式中，总结了日本探究式科学教学的四个特点：（一）创设让学生能够产生探究真实问题的情景，并通过科学探究活动，解决真实问题在探究式科学教学中，要有目的地进行探究活动。这就要求学生有探究的问题意识，发现问题，提出可探究的真实问题。所谓可探究的真实问题就是要在提出问题的同时，还要思考为了解决提出的问题而进行有依据的假设，并且还要

2、求此假设具有被检验的可能性。并且，通过科学探究活动，在检验假设的同时，能够解决这个真实问题。这就要求教师在设计科学探究活动教学时，要考虑有利于学生进行探究真实问题活动的教学情景。这个情景最好是来源于学生熟悉的生活场景，同时，还要确保科学探究活动的可操作性。要把设计的科学探究活动与解决问题联系起来。最终是通过科学探究活动解决问题。(二)通过体验科学探究活动，让学生自己“悟出”有证据的、真正理解的结论在探究式科学教学中，要让学生自己在总结实验结果的基础之上，自己得出具有证据的结论。学生在体验探究活动的过程中，首先，从感性的、具体的认识开始，然后，在感性的、具体的认识基础之上建立抽象的、理性的认识。

3、抽象、理性的认识一定要有与其相应的具体、感性的认识发生联系时，才能使学生对得出的结论具有真正的理解。不要让教师替代学生总结结论，要让学生自己悟出有证据的、真正理解的结论。这就要求教师要选择适合开展科学探究活动的内容进行探究式教学，这也是进行探究式科学教学的一个值得思考的问题。并不是所有的科学教学内容都适合运用探究式教学方法进行。探究式科学教学不是科学学习的唯一方式。只有选择适合开展科学探究活动的内容开展探究式教学才能让学生在体验探究过程中，自己能够悟出有证据的、自己能够真正理解的结论。这才具有探究式科学教学的真味道。(三)通过表达与交流，完善自己得出的结论，并使其得到更多人的认可在探究式科学教

4、学中，要让学生能够把自己得出的结论准确地表达出来。同时，也能够理解与自己结论不同的结论，很好地同他人进行交流。在表达与交流的过程中，通过自己与他人的比较、对照，其结果可能是坚定了自己总结的结论，也可能是借鉴了他人的结论，修改了自己总结的结论或是改变了自己总结的结论等。总之，通过表达与交流可以检验、评价、反思自己得出的结论，使自己得出的结论合乎逻辑、更加合理、完善，得到更多人的认可。这就要求教师给学生创设一个能够积极、主动、自由发言的氛围，不要取笑发言错误的学生，所谓发言错误，也就是学生得出的结论不正确或不完全正确。教师注意要让发言错误的学生能够通过表达与交流，意识到自己得出结论的错误之处，并能

5、够通过把自己得出的结论与他人的比较、对照，自觉地意识到如何修改自己的错误，使自己能够悟出正确的结论。(四)要让学生在科学探究过程中，能够把日常生活中的认识转化、提升为科学的认识科学教学的目的是让学生能够科学地认识自然事物和现象，并能够从中发现它们之间的联系和规律，然后，才能按照规律与自然和谐相处。通过探究活动，能够更好地实现上述目的。学生在科学探究活动的过程中，只有自己亲身经历了，自己总结出规律，使学生能够真正懂得、理解、明白其中的道理，才能使学生的认知发生转变，才能使学生能够把学到的东西真正地整合到自己的认知结构体系当中，能够把日常生活中的认识转化、提升为科学的认识。才能使学生的认知结构得到

6、发展。探究活动的过程就是学生思维发展的过程。学生的思维没有参与到探究活动中来，科学探究活动就将失去它的价值。这就要求教师在设计科学探究活动时，要注意考虑和收集学生在日常生活中的认识，最好能够以学生日常生活中的错误认识为探究问题，才能具有针对性地开展科学探究活动，通过科学探究活动，把学生日常生活中的错误认识转化、提升为科学的认识，以增加探究式科学教学的有效性。二、日本探究式科学教学的案例分析以小学科学四年级“电池的作用”单元为例(一)单元介绍电池的作用单元是日本小学科学四年级的一个教学单元。这个单元共分为五个部分、设置了八个活动、课时安排为15课时。详细参考表1。“电池的作用单元教学目标：用电池

7、和光电池连接小灯泡和小电动机，调查小灯泡的亮度和小电动机的转向、转动快慢的不同与电池和光电池的作用之间的关系，对调查中发现的问题产生兴趣，并进行研究、制作活动，通过开展这样活动，对电池的作用形成科学的看法和观点。(二)案例介绍本文的案例是以电池的作用单元的第三部分（电池的节数和连接方式与小灯泡的亮度关系和小电动机转动快慢的关系）中的活动3（电池的节数和连接方式与小灯泡的亮度之间的关系），即单元15节课中的第5节课（使用两节电池连接一个小灯泡与使用一节电池连接一个小灯泡相比，哪种情况下的小灯泡更亮一些?）为例。从案例的课时目标、课堂教学过程及课堂教学评价三方面进行介绍。课时目标：能够使用2节电池

8、进行串联和并联的连接，改变小灯泡的亮度。课堂教学过程：即对探究式科学教学过程进行介绍。教师让学生做曾经在三年级做过的用一节电池连接一个小灯泡，使小灯泡发光的实验，学生做完实验，小灯泡都亮了。这时，教师提出问题：想什么办法能够使这个小灯泡更亮一些?对于教师出的问题，大多数学生的回答都是再增加一节电池，使用两节电池连接小灯泡。根据学生的回答，可以做出假设，即使用两节电池连接一个小灯泡比使用一节电池连接时，小灯泡会更亮一些。然后，学生进行分组实验。每组学生都能够连接一种或一种以上的情况，基本上不需要教师太多的具体指导。最终的实验结果大致有三种情况，使用两节电池连接比使用一节电池连接，第一种情况是小灯

9、泡更亮一些（两节电池串联连接）；第二种情况是小灯泡亮度不变（两节电池并联连接）；第三种情况是小灯泡不亮了（两节电池正极与正极连接或负极与负极连接）。学生根据各自的实验结果得出的结论有：1.使用两节电池连接的小灯泡不一定比使用一节电池连接时更亮一些；2.使用两节电池连接的小灯泡不比使用一节电池连接时亮；3.使用两节电池连接的小灯泡与使用一节电池连接时，小灯泡一样亮；4.使用两节电池连接小灯泡时，小灯泡不亮了；5.只有串联连接的两节电池与小灯泡连接时，才能够使小灯泡比使用一节电池时更亮等。之后，教师让学生把他们的所有连接方法都画在黑板上，并相互交流各自的得出的结论。这时，教师帮助学生对所有的连接方

10、法进行分类，最终只有三种不同的连接方法（即两节电池串联连接、两节电池并联连接、两节电池正极与正极连接或负极与负极连接）。通过大家的交流之后，教师让学生们再-次整理自己的实验结论。最后，大家都认同只有以下结论才是正确的结论：只有串联连接的两节电池才能使小灯泡更亮一些。课堂教学评价：评价标准就是本课的课时目标。评价指标分有a、b、c三个等级，a表示使用两节电池和一个小灯泡，自己能够连接出串并联的二种电路，并使小灯泡发光；b表示使用两节电池和一个小灯泡，自己只能连接出串联或并联的一种电路。在通过交流参考其他同学的情况之后，能够连接出另一种电路；c表示使用两节电池和一个小灯泡，自己不能够连接出电路，使

11、小灯泡发光。(三)案例分析从上述探究式科学教学特点的四个方面对案例进行分析。1探究式科学教学活动情景的创设本案例创设的教学情景是学生曾经做过的实验，所以，这个情景是学生非常熟悉的，提出的问题想什么办法能够使这个小灯泡更亮一些?也是真实问题，并且学生也很容易做出使用两节电池进行实验的假设，可以继续探究，具有可操作性，此假设可以通过实验进行检验。最终也解决了问题（即只有串联连接的两节电池才能使小灯泡更亮一些）。2探究式科学教学活动结论的得出本案例中，学生根据各自的实验结果得出具有各自证据的、自己能够理解的结论，如有上述案例介绍的1、2、3、4、5的几种结论。有能够得出正确结论5的；也有只能得出1、

12、或2、或3、或4这样不完全正确结论的。但是，可以说都是学生在总结自己的实验结果之上得出的，不是教师代替学生进行的。3探究式科学教学活动结论的完善通过表达与交流，最终大家都能够一致认同正确的结论5。对于最初总结得出不正确结论1、或2、或3、或4的学生来说，也能够通过交流很容易地意识到自己得出结论的不正确之处，有证据地、有理由地修改自己的结论，使自己的结论得到完善。这种结论的修改和完善不是教师直接告诉给学生的，而是由学生自己通过交流，自己意识到应该改，如何改，是自己能够理解的，向着大家都能够认同的正确结论进行修改和完善的。4探究式科学教学活动对日常生活中认识的转换在本案例中，使学生学习前使用两节电

13、池连接一个小灯泡比使用一节电池连接时，小灯泡会更亮一些。的日常生活中形成的认识（或想法、观点）通过体验探究式科学教学活动，向科学的认识只有串联连接的两节电池才能使小灯泡更亮一些。进行了转换。通过以上的案例分析可以看出本案例中的探究式科学教学活动很好地体现了上述总结的探究式科学教学的四个特点。三、日本探究式科学教学的特点对我国的启示在我国目前义务教育课程改革的科学（36年级）（以下称为小学科学）、科学（79年级）（以下称为中学科学）、物理、化学、生物的五个课程标准中都提到了科学探究，并对科学探究的过程规定了如下的环节，详细参考表2。从表2可以看出，在以上五个课程标准中对于科学探究的环节虽然不是完

14、全相同，但都在6-8个环节之内，对其中的提出问题、作出假设、制定计划、实施计划前四个环节与表达与交流最后一个环节是这五个课程标准中共同点。其中多数也提到得出结论和评价这两个环节。参考上述日本探究式科学教学的四个特点以及结合笔者参与的我国科学教学实践，认为科学探究的过程应该增设记录结果和完善结论这两个环节。其理由为：对于记录结果环节，可以说是等同于上述提到的收集资料或证据、整理信息、分析数据的环节，但是，又略有不同。增设记录结果环节，目的是强调结果与结论的不同，不要混淆二者。在探究式科学教学活动（观察、实验或收集信息）中，在结果和结论的环节上，首先，一定要事实求是地记录观察或搜集到的信息、证据或

15、实验数据，避免只是片面地收集支持假设方面的信息或证据。其次，在记录结果基础之上，通过整理信息、分析数据，再根据个人的经验、经历及认知结构等，得出符合个人所能理解的结论。结果应该是真实的、客观的、可以再现的。结果可能是支持假设的，也可能是否定假设的。结果直接影响结论的得出。而结论是带有主观意识的（与个人的经验、经历、认知结构有关系的）、抽象的。结论是在整理、分析结果的基础之上得出的。笔者在参与科学教学实践中，发现有的情况是学生记录的结果是正确的，结论是不完整的或不正确的。还有很多情况是学生把结果当做成结论，没有注意到二者的区别，有时甚至教师也没有意识到这一点。笔者认为整理信息、分析数据是为了从记

16、录结果中得出结论，应该属于得出结论这个环节，也就是记录结果环节，与收集资料或证据、整理信息、分析数据环节的略有不同之处。这也就是增加记录结果环节的理由。所以，在探究活动中，结果和结论是不同的，是需要区分清楚的。因此，有必要单独另设记录结果这个环节。它是探究式教学中不可缺少的环节之一。对于完善结论环节，它是对得出结论的评价、反思和修改，并且需要通过表达与交流的方式来进行。在表达与交流中，表达自己总结的结论的同时，还能够了解到他人总结的结论，通过自己与他人的比较、对照，来完善自己总结的结论等。增设完善结论环节的目的就是通过交流与表达来检验、评价、反思自己得出的结论，同时，使表达与交流更有意义，也使探究活动有一个完整的结局。在表2中我国的五个课程标准中都涉及到了表达与交流环节，但是都是以表达与交流为科学探究的最后一个