差异发展理念下的科学探究实践与思考

1、差异发展理念下的科学探究实践与思考周秀聪 陈剑和 云和三中 323600 内容摘要学生的差异是客观存在的。差异教学所实施的学习策略，是以自学尝试探究和合作讨论发现为主，分组研学是主要的组织形式。在科学探究活动中，面对有差异的学生，教师根据差异发展策略在探究活动中从设计个性目标，分层体验成功；回归“生活世界”，学会自主探究；巧用思维差异，生成探究问题；关注学生差异，实施差异评价等方面进行科学的分析和设计，在科学探究中最大限度地利用学生的潜能,满足学生个性差异发展中对因材施教的需求,实施有差异的教学，发挥学生在个性差异中的独特性，使每个学生在科学探究中都得到有效发展。 关键词 差异发展 科学探究

2、所谓差异是指学生个体之间稳定不同的个性特点。差异是客观存在的，一个班级中的学生，在学习习惯、行为方式、思维品质和兴趣爱好等方面都存在不同，表现在学习需求和能力发展上也不尽一致。不同学生有不同的成就感、学习能力倾向、学习方式、兴趣爱好及生活经验。然而，传统教育所实施的“齐步走”的教学模式，“一刀切”的教学要求，“大一统”的教学进度和“同一标准”的教学评价却无视学生个性差异对教学的不同需要，使“吃不饱”、“吃不了”、“吃不好”的现象随处可见。体现主体教育的发展性教学，正是针对传统教育中严重忽视“人”的个性发展这一问题提出来的，是在现代教育观念指导下，以学生为主体，通过学生主动学习促进主体性发展的一

3、种教学思想和教学方式。它旨在尊重学生的主体地位和主体人格，培养学生的自主性、主动性和创造性，使他们在掌握人类优秀科学文化知识基础上，学会学习，学会创造，使每个有鲜活个性的学生在自主、合作、探究过程中都得到充分的发展。这就是在差异发展理念指导下的新型教学。在新的科学课程标准中明确提出了“科学课程要以探究为核心”的基本课程理念。探究既是学生科学学习的主要方式，也是科学学习的目标。科学课程改变了过于注重传授知识的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得知识与技能的过程，成为学会学习和形成正确价值观的过程。科学探究活动能使知识与技能、过程与方法、情感态度价值观等目标较好地融合。差异教学所实施的主体参与

4、、合作学习、差异发展和体验成功这四个构成发展性教学的基本学习策略，正是以自学尝试探究和合作讨论发现为主，以分组研学为主要的组织形式的探究式学习策略。在科学探究活动中，教师根据差异发展策略对探究活动的安排和开展进行科学的分析和设计，以提高学生探究活动的有效性就显得更为重要。因此，教师应该在科学探究中最大限度地利用学生的潜能,满足学生个性差异发展中对因材施教的需求,实施有差异的教学，促进学生良好个性的发展，使每个学生在科学探究中都得到有效发展。 一、设计个性目标，分层体验成功有效的探究学习应该是学习个体主动选择、调节、控制自己的学习的过程。因为，如果个体不能比较自己的当前行为状态和预想状态的话，就

5、不可能对自己的行为进行调节，要对自己的学习进行自我调节，就必须有用于引导行为的参照点。目标在个体学习过程中就充当着参照点的作用，个体正是在既定学习目标的引导下，不断调控着自己的学习过程和学习策略。同时，目标由个体自己选择或设置，还是由他人指定或分配，也对他们的学习具有一定的影响。目标会通过影响个体对学习任务的承诺进而影响行为表现，而增强目标承诺的方法是参与目标选择过程。研究表明，那些被用言语鼓励并为自己确定学习目标的学生，感觉到自信心、能力和对目标实现的承诺都在增强。当个体选择而不是被指定、分配学习目标时，他们更加会接受、承诺并相信自己有能力完成这些目标。另外，目标意识对人的成长起到重要作用。

6、有关学者对智力、学历、环境等条件都差不多的年轻人进行了长达25年的跟踪调查。主题是：目标对人生有什么影响。结果发现，27%的人没有目标，60%的人目标模糊，10%的人有清晰而短期的目标，只有3%的人有清晰而长期的目标。那些有清晰而长期目标的人，朝着同一个方向不懈地奋斗，25年后几乎都成了社会各界的顶尖人物。那些有清晰而短期目标的人，大多生活在社会的中层。那些目标模糊的人，一般生活在社会的中下层，他们能安稳地生活，但是没有突出的业绩。那些没有目标的人，有的还常常失业。据此，教师在探究教学设计中设计不同层次的探究目标供不同类型成就目标的学生选择，就能较好地激发他们的探究动机，提高探究效率。在科学探

7、究实验设计时，充分地考虑学生在探究能力上存在的差异，设计不同的目标层次，让每位学生都能根据自己的能力，确定自己的目标，积极主动地投入到探究活动中，体验探究过程中的乐趣，收获探究过程中的成果，培养并强化目标意识，实现学生潜能的可持续发展。比如，在观察蚯蚓这节的探究教学学习目标设计过程中，教师考虑到初一学生第一次被要求系统而科学地观察、探究蚯蚓的外型和生活习性，而他们对蚯蚓的原有认知肯定存在很大的差异：生活在农村的部分男生已经接触过蚯蚓，会比较熟悉蚯蚓的外型和部分生活习性；大部分的女生可能从来都没接触过蚯蚓；而有一部分学生可能只是看见过有关的一些图片等。另外，有些学生观察细心、有些粗心；有些动手能

8、力特强，有些逻辑思维特严谨等等。面对这样的差异，教师将知识、技能、策略和情感四种学习目标都设计成为具有递进层次关系的三种类型供学生选择，并向每个学生说明他们可以根据自己对蚯蚓的了解程度以及自己的思维特点、动手能力的来选择自己的探究目标，并根据自己的弱项来选择自己的合作伙伴进行自主探究，最终目标是每个学生在自己原有基础上有一定的提高，并能体验到探究过程中的快乐。（供选择的层次目标见后面附表一：）上述学习目标的设计，充分体现了现代教学所强调的学生的经历、经验和体验，尤其是引导和帮助学生获得成功的积极情感体验，促进学生良好个性的发展，实现认知与情感、逻辑思维与形象思维以及真、善、美的统一。每个学生都

9、是特殊的个体，需要充分信任、尊重和关怀，在尊重差异的前提下，引导学生体验成功；给每个学生提供了思考、创造、表现及成功的机会，引导学生在主动参与中自主地体验成功；相信所有学生都能学习，都会学习；创设良好的环境，引导学生在合作与竞争中体验成功。在菜单中的每一层次里，都有充分展示学生自己的广阔空间，在这个空间里学生不会为基础差跟不上而产生自卑感，相反，每个人都能找到属于自己的那片天空，与同学共享成功的喜悦，他们不再是旁观者；在这个空间里学有余力学生可以选择第三层次目标，施展自己 的才干，发挥自己的潜能。这样，既建立了师生平等对话的沟通渠道，又让老师进一步了解学生在自主学习时存在的问题与困难，实现了师

10、生之间良好的互动关系。这种基于学生个性差异的探究菜单的设计，使不同层次的学生都有相应层次的成功体验；同时，在学习过程中，也强化了学生自主学习的目标意识，有利于学生今后学习的可持续发展。二、回归“生活世界”， 学会自主探究就教学与发展问题，维果斯基提出了著名的“最近发展区”理论。他认为，儿童的发展可以区分为两种水平，第一种水平是现有发展水平，由已经完成的发展顺序的结果而形成，表现为儿童凭借自己的能力独立地解决智力任务。第二种水平表现为儿童还不能独立地解决某些问题，但是在成人或高水平同伴的帮助下可以成功地解决这些问题。儿童独立解决问题时的实际水平（第一发展水平）与教师指导下解决问题时的潜在水平（第

11、二发展水平）之间的距离，就是“最近发展区”。儿童的第一发展水平和第二发展水平之间的状态是由教学决定的，即教学可以创造最近发展区。多姿多彩的自然现象和生动活泼的生活经验可被采纳为重要的课程资源，获取这些现象和生活经验知识属于儿童的第一发展水平，利用这些现象和知识来理解所包含的科学原理并获取相应的学习策略等知识属于第二发展水平，而教师利用多媒体等多种手段为学生创设生动活泼的学习情景，有利于学生更快地理解掌握科学知识，教师的这种设计就是在为学生创造最近发展区。作为新课程的重要载体教材，选材于生活，但从生活到教材是一个“由繁到简，提炼生活”的过程，必须透过纷繁、复杂的生活现象，提炼出清晰、简约的文字和

12、图片，对人类知识与智慧进行提升和概括。假如人在课程中要获得理智方面的发展，就只有回溯到现实的生活世界中才能被赋予其人生的意义，并且只有回溯到现实的生活世界中，理性才能作为理性而显现出来。只有感性的、生动的、丰富的生活世界，才能满足人在理智、情感、意志等多方面发展的基本需要。在回归“生活世界”的学习情景中，在教师的指导和帮助下，学生更容易走进科学世界，更容易激活他们的探究欲望，发挥他们的创造力，使他们学会自主探究。因此，为了个性化发展的需要，针对抽象的科学知识，利用一切可能的手段设计生活化的探究情景是十分必要的。例如，在月相这一课中，让学生去观察和描述“月亮在空中位置的变化以及在一个月里月亮形状

13、的变化”这一知识点属于学生的“第一发展水平”，教师只要提前布置他们去观察并作好记录就能达成目标。而要学生根据观察归纳总结出“月亮形状和空间位置的变化规律并用以理解古诗词和名画中月亮的有关知识”属于他们的“第二发展水平”。为了学生通过学习达到“第二发展水平”，教师通过以下设计和处理为学生创造了“最近发展区”：首先，设计了有关月相变化的教学软件，把整个月相变化的过程，分成上半个月和下半个月的变化。其次，教学中把学生分成若干个小组，以小组形式开展自主活动，即学生以小组为单位带着学习的问题，看着电脑屏幕的变化，共同讨论寻找变化规律，在此基础上，教师组织全体学生讨论并得出结论。由于学生之间存在着差异，为

14、避免重群体轻个体的现象，在软件中特意设置了一个重复按纽，只要学生用鼠标点击月亮后，屏幕上就会模拟出月亮位置变化，学生可以根据自己的实际情况反复观察、推敲，直至理解。学生在分组观察和讨论后就比较容易得出月亮在空中位置变化的规律了。最后，呈现一组有关月亮的古诗词及相应的画面，充分体验月相所带来的美，感受生活的乐趣。上述教学设计，每一层次的学生在生活化的学习情景中，都能自主地探究，在分组研讨中主动地参与讨论、分析，积极地发表自己的观点，与同学分享探究中成功的体验，并将学到的知识用以解释生活中的月相，将月相与美妙的古诗词巧妙结合，在这种“学”、“习”、“用”三者统一为一体时，学习内容对学生发展的促进作

15、用将是全面的、有效的、持续的，因学生差异所造成的不均衡发展也将是最少的。三、巧用思维差异，生成探究问题学生是富有个性的独立体，他们遇到问题时的思维方式和处理问题的方法、途径是千差万别的。根据多年的教学经验，本人姑且将学生处理问题时的思维方法分为两种类型：一种是生活经验型，即主要以生活经验为判断、解决问题的依据；第二种是知识积累型，即在遇到问题时能根据大脑储存的知识进行有效的筛选和提取，进行综合判断后再来确定解决问题的策略和途径。显然，我们更欣赏第二种思维类型，但更不能忽视第一种思维类型，因为，具有第一种思维类型的人数相对会更多一些，如果能巧妙地利用学生的经验及时地生成一些探究问题，并进行积极、

16、有效的引导，就能使探究过程取得异想不到的效果。因此，为保证探究学习的有效性，不仅需要充分关注探究学习时目标设计的个性化、合理化及探究内容的生活化问题，还需要特别注意预设一些本身具有生成力的探究内容和问题。所谓具有生成力的探究内容和问题，是指含有导向发现魅力的，具有进一步刺激、诱发探究活动的内容及呈现方式。面对具有生成力的探究内容，在认知风格上存在明显差异的学习者会有不同的处理信息方式，教师在教学中了解和尊重学习者的认知风格，设计并引导学生探究具有生成力的学习内容，便能有效地激发学习者的学习兴趣，并促使学习者在积极主动的参与学习过程中不断迸发出创新思维的火花，进一步生成新的探究问题，促使探究向更

17、深、更广的方向进行，这样的探究，学习者思维的深度和广度都得到提高，学习者进行科学探究的思维方法得到很好的训练，这样的探究才是最有效的，是教师们所期望的。如在初中科学教材中，安排有“物质的燃烧”一课。在引课时，教师向学生展示实验情景：在一块玻璃板上安置了一长一短的两支蜡烛，蜡烛点燃后，又用透明塑料罩子将它们罩了起来。然后，向同学们提出了一个问题：罩子里面的蜡烛哪支先熄灭？问题提出后，学生反应热烈。我将学生的猜测归纳为两种：绝大多数学生认为短的蜡烛先熄灭，少数学生认为长的那支先熄灭。绝大多数认为“短蜡烛先熄灭”的学生作出判断的出发点是：蜡烛燃烧需要氧气，二氧化碳气体不支持燃烧，燃烧的蜡烛会产生二氧

18、化碳，二氧化碳气体不支持燃烧，且密度比氧气大，因此二氧化碳气体要下沉，由此得出了“短的蜡烛先熄灭”的结论。（生活经验型的思维类型）而认为“长的蜡烛先熄灭”的学生判断的依据是：蜡烛燃烧过程中，罩子里的二氧化碳气体是上升的。（知识积累型的思维类型）两种类型的思维冲突使课堂内展开了激烈的争论。此时，教师用实验的来表明结果是长的那支蜡烛先熄灭了。那么第一类同学究竟错在哪里呢？于是，教师进一步组织学生对“为什么长的蜡烛先熄灭”这个问题展开了讨论。在讨论中，同学们一致认为：关键的问题在于，蜡烛燃烧过程中，罩子里的二氧化碳气体究竟是上升还是下降的？于是，他们利用教材中所附的“气体密度表”做了进一步的研究。在

19、教师的指导下，同学们自己得出了下述结论：（1）在常规情况下，二氧化碳比氧气的密度大。（2）气体的密度因温度条件的变化而变化，蜡烛燃烧时所产生的二氧化碳气体，其温度比周围空气的温度高许多。由此，学生们理解了“长蜡烛先熄灭”的原因。此时，有学生提出了一个新问题：罩子的大小和蜡烛的长短的程度是否会影响问题的答案？教师当即表扬了这位学生，同时要求学生就此问题在课后探究，并根据探究结果完善课上得到的结论。上述教学，学习内容是以一个实验情景的形式展开的，由于教师选择、确定的实验内容情景，包含有一系列能使学生产生浓厚兴趣和探究欲望的探究性问题，对这些问题的探究，不仅能使学生在积极主动的状态下不断建构知识的意

20、义，并掌握科学的思维方法，而且还能使思维不断地扩展，在解决问题的基础上进一步发现新的问题，并产生进一步探究的动力。这种对充分利用学生的思维差异而生成的探究问题所进行的探究，不仅主题明确，而且有生成力。四、关注学生差异，实施差异评价有效探究的核心问题是学生主体参与状态、参与度问题。不同学生表现出鲜明的个性差异，同一学生，在不同条件下也表现出程度、水平的差异。个体差异评价是以学生自身为参照点的一种评价类型。为了提高学生对科学探究的兴趣，科学教师更要注重面向每一个学生个体的差异实施差异性评价，并对学生在科学探究活动中的表现用激励性的语言及时评价，及时强化。让每一个孩子都获得激励，都有成功的体验，都拥

21、有自信心，都在原有水平上有新的发展。不仅要注重孩子们探究活动的结果，更要重视探究的过程。要关注孩子们是否在原有水平上获得了新的知识经验，更要关注孩子在探究过程中是否积极投入、尊重事实、有独到的见解、能设法解决问题、能接纳同伴的观点、善于与同伴合作和交流等。通过评价激发每一个学生对探究主题的进一步深入研究。促进每一个学生更好地发展。比如，在探究蚯蚓的生活习性的最感兴趣问题交流中，有学生根据生活经验向同学们提出了这样一个问题：我们在钓鱼时，把一些蚯蚓切成两段，发现有些蚯蚓并没有死，这是为什么呢？教师及时表扬：“你是一位善于观察生活并勤于思考的学生。”并抓住这一契机引导同学共同协商：“要想得到结果，

22、最好的办法是什么？我们该通过怎样的实验来证明受伤害的蚯蚓的成活与否与其他因素之间的关系呢？”同学们分小组展开讨论并设计实验方案。经过交流，同学们协商出以下三组对比实验：（1）把十几条蚯蚓都切成两段，平均分成三份，一部分养在比较湿的泥土中，一部分养在过干的泥土中，一部分养在干湿相对适宜的泥土中，比较蚯蚓成活与土壤干湿的关系。（2）把十几条蚯蚓都切成两段，平均分成三份，一部分养在过肥的泥土中，一部分养在过于贫瘠的泥土中，另一部分养在相对比较肥的土壤中，而泥土的干湿情况相同。（3）把十几条蚯蚓先分成三份，一份切成两段，一份切成三段，一份只在其身体表面用刀划几道伤口，然后把三种情况的蚯蚓分开放养，比较

23、其成活率。上述三个实验方案，教师分别从方案的可行性、可靠性，对实验中变量的控制、探究中思维的差异以及每组方案的独特性等方面进行了充分肯定的评价。在得到教师对自己想出的方案的充分肯定的评价后，他们个个跃跃欲试，更有兴趣和信心去实施探究了。于是，教师建议同学们课后分成三组进行不同实验，并及时记录观察结果，把课内的活动菜单填充后延续到了课外，这样，同学们既研究了蚯蚓再生能力，又拓展了课内知识。 实践证明：充分根据学生差异所设计和开展的科学探究活动，能最大限度地挖掘学生的潜能,满足学生个性差异发展中对因材施教的需求,在个性差异中揭示学生作为单个个体的独特性，使每个学生在科学探究中都得到有效发展。发生在课堂教学活动中的探究活动，让我们感受到了探究活动在学