2019年对探究教学的认识与思考精品教育

1、对探究教学的认识与思考主页 中学生物备课参考学科讲座对探究教学的认识与思考课程 教材研究所 柴西琴【摘要】探究教学是 20世纪 60 年代提出的，其核心是使学生通过类似科 学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质，培养科学探究能力。探究教学的形式是多 种多样的。美国 40 年的科学教育实践表明，探究教学有着明显的优势，但推广起来困难重 重。我们在实施探究教学的过程中，一方面应借鉴其他国家的经验与教训，另一方面要注意 结合我国的教学实际。【关键词】探究 教学 科 学探究 内容 特 征 建议近些年来，随着我国中小学科学教育改革的深入和素质教育的全面推进， 探究教学受到一定的重视。在国家教育部最近

2、公布的物理、生物、科学等学科的课程标准（征 求意见稿）中，几乎都将探究教学置于突出地位。然而，目前对什么是探究教学、探究教学 有哪 些特征、应当怎样 展开探究教学等 问题，还存在不同 的看法和争论。本文拟结合自己 的 工作和研究，对探究教学所涉及的一些问题进行初步的探讨。一、探究教学的提出探究教学的思想渊源可以追溯到 20 世纪初。当时，针对脱离儿童生活经验、纯知识灌输的美国传统教育，著名实用主义教育家杜威提出以儿童为中心、从做中学的 主张。杜威认为，科学教育不仅仅是让学生记忆百科全书式的知识，也是一种过程和方法， 他主张教学应当遵循以下步骤：设置疑难情境、确定问题、提出假设、制订解决问题的方

3、案 并实施等。仔细分析这种教学模式便可以发现，它与我们今天所说的科学探究有着密切联系。 这种蕴涵探究思想的教学模式不仅对美国科学教育产生了深远影响，也为探究教学的提出奠 定了 基 础。20 世纪 中叶，在美国教育的学科结构运动中，对于应当 采用什么样的 方 法来教授和学习学科结构，著名生物学家、教育家施瓦布在多年研究的基础上，提出了探究 式的教学方法。探究教学的提出是建立在施瓦布的学科结构观上。在施瓦布看来，科学知识 不是 固定不变的，随着探究方式的更 新，它们会被不断地修正。这就是说，学科的结构处 于 不断的变化之中。在科学技术迅猛发展的今天，这一点表现得更为突出。因此，施瓦布主张 不能把科

4、学知识当做绝对的真理教给学生，而应作为有证据的结论；教学内容应当呈现学科 特有 的探究方法，如解决问题的方法 、探究叙事等；教师应当用探究的方式来教授知识，学 生也应通过探究活动展开学习，即在学习科学的概念原理之前，先进行探究活动，再根据自 己的探究提出科学的解释。这种教学方法的提出，无疑对当时的科学教育产生了很大的促进作用。它 促使人们思考科学教育存在的问题，积极探索怎样使学生深入理解科学知识，以及怎样提供 更多的机会让学生体验科学的过程等。经过几十年的不断研究与改进，如今探究教学已成为 美国科学教育中最重要、最有影响的方法。1990 年美国科学促进会发表的2061 计划强 调， 科学教育应

5、当 符合科学探究的特点。1996 年公布的美国国家科学教育标准，将 探 究列为学习科学的核心方法。一位学者曾指出，如果必须选择一个词来描述 20世纪 50年代末以来美国科学教育成果的话，它一定是探究。、探究教学的内涵什么是探究教学呢？要阐明这个问题，首先要弄清楚什么是探究。实际上， 探究存在于我们生活的方方面面，对任何事情和所有事物的认识都属于探究的范畴。有人称 这样的探究为普通探究，它既无研究范围的限制，也无研究方法的限定。普通探究包括许多 个子系统，其中之一便是所谓的科学探究。科学探究是在一定的信念和假设指导下进行的。它可以是指科学领域里的 探究，即科学家提出关于自然界的问题，寻求答案，深

6、化理解的过程；也可以是指学生在科 学课堂所进行的探究，即学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界 所用的方法而进行的各种活动，包括观察、测量、制作、提出假设、进行实验、提出模型和 交流等。从这里不难看出，探究教学实质上是将科学领域的探究引入课堂，使学生通过类似 科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质，并培养科学探究能力的一种特殊的教学 方法。探究教学是怎样进行的呢？从探究教学的纵向展开过程来看，大体要经过 以下六个步骤。第一，提出科学的问题。在特定的情境中如观察、实验、案例分析、研究 图片等引导学生提出科学性的问题。例如，光遇到物体会产生什么现象？怎样确定我们在地 球上

7、的位置？我们吸入体内的气体与呼出的气体一样吗？这些问题应当是通过探究活动能 够解决的，并且不能超出学生的能力范围。第二，根据已有的知识和经验，提出假说或猜想。例如，对于 光遇到物体会产生什么现象”这一问题，学生可能会作出光会被物体吸收、光会被反射回来等假设。第三，收集证据。首先，要制订出较详细的探究计划，计划中应明确所要 收集的证据以及收集证据的方法。然后，通过多种途径和形式如观测、实验、调查、查阅文 献、观看影视录像、个案追踪分析和上网等，收集有价值的证据。第四，解释。对所收集的证据进行筛选、归类、统计和列表分析等综合处 理，并运用已有知识得出符合证据的结论，对问题作出科学的解释。第五，评估

8、。检查和思考探究计划的严密性，证据收集的周密性，以及解 释的科学性，并对结论的可靠性作出评价。如果结论与假设不吻合，应重新确定探究方向、 制订方案进行探究。第六，交流和推广。通过制作模型、角色扮演、写论文或调查报告、举办 辩论会或展览等，交流自己的探究结果。交流过程中，要能够解释探究计划以及自己在探究 过程中形成的见解，并认真听取他人的意见，对不同的意见进行讨论。最后，将结论运用到 不同的情境中。从探究教学的横向展开过程来看，它的每一个步骤可以是多种形式的活 动。拿收集证据来说，可以通过观测、实验和调查来收集，也可以通过查阅文献和上网来收 集。具体情况不同，所采用的方式也不同。目前存在一种看法

9、，认为只有包含上述六个步骤的教学活动，才是真正的 探究教学。其实不然。笔者认为，在实际工作中，探究教学的形式是多种多样的：有些教学 活动包括了上述的六个步骤，如一些在教师指导下所做的研究性课题，这些活动往往会持续 数周；有些教学活动所涉及的步骤会更多。例如，在交流了探究结果之后，又发现了新的证 据，这时就需要补充或重新进行解释等。这两类探究教学均属于完全探究；但多数的探究教 学活动只由上述的某些步骤组成。拿美国教师协会编写的科学第一册来说，共编排有各 类活动 168项，其中的多数活动都根据教材或教师给出的问题而展开探究，或者通过定性观 察归纳出结论，如“你的午餐吃什么”、“利用等高线”、“植物

10、会对外界刺激产生反应吗”、“光 怎样传播”。像这样，只含有上述某些步骤的探究教学被称为部分探究。在探究教学的过程中，教师可以根据活动的难易程度及学生知识和能力水 平，进行程度不同的指导。例如，问题的来源，可以是学生自己提出的，也可以是教师通过 特殊的问题情境诱导学生提出的，甚至可以是教师或教材提出的。又如，数据的收集，可以 让学生通过实验、观察、调查亲自收集数据，也可以给出实验数据让学生分析并作出解释， 甚至将数据和数据的分析方法都告诉学生。这种在教师指导下所进行的探究被称为指导型深 究。如果某探究从提出问题、制定探究计划、收集和处理证据到总结交流，完全由学生自己 决定，这样的探究被称为开放型

11、探究。有关探究教学的研究表明，指导型的探究和部分探究适合于学习概念原 理，而开放型的探究则有利于培养探究能力。具体采用什么类型的探究，教师应根据实际情 况灵活掌握。三、探究教学的特征通过对探究教学内涵的分析，笔者认为，探究教学具有以下五方面的特征。第一，学生是通过探究活动获得新知和培养能力的。探究教学不是先将结论直接告诉学生，再通过演示实验或学生实验加以验证，而是让学生通过各式各样的探究活 动诸如观察、调查、制作、收集资料等，亲自得出结论，使他们参与并体验知识的获得过程, 建构起新的对自然的认识，并培养科学探究的能力。例如在前面提到的科学中，几乎每 一课都要求学生先进行观察、实验或调查等，在了

12、解和研究客观事实的基础上，进而归纳出 规律来。这种通过多样、复杂的活动情境来获得知识的教学方法，可以使学生从多角度深人 地理解知识，建立知识间的联系，从而使他们在面对实际问题时，能更容易地激活知识，灵 活地运用知识解决问题。也只有这样，学生的学习才是积极主动的，才能够真正激发学生学 习的内在动机。第二，探究教学注重从学生的已有经验出发。认知理论的研究表明，学生 的学习不是从空白开始的，已有的经验会影响现在的学习，教学只有从学生的已有知识和生 活实际出发，才会调动学生的学习积极性，学生的学习才可能是主动的。否则，就很难达到 预期的教学目标。英、美及我国港台地区的教科书，都很重视从学生生活经验入手

13、安排教学 内容。例如，美国的科学在讲到 材料”时，先安排调查周围环境用到的材料，研究常见 材料特性等活动，再介绍有关知识。又如，香港今日综合科学对食物的功能”的处理， 不是简单讲述有关常识，而是让学生根据食物成分表和中学生每天应当摄入的各类营养物质 的量，查找自己每天所吃的食物的各种成分，然后分析自己的膳食是否合理，是否能保证身 体健康等，从自己的亲身经历中获得知识。第三，重视证据在探究中的作用。科学家在探究中要花费大量的精力收集 证据，并以此为基础解释自然界的运行机制。在科学课堂的探究中，证据有着同等重要的作 用。例如，学生通过对月球的连续观测，获得了一组有关月球阴影的位置、大小、方向等数

14、据，并以此为基础提出月象变化的模型。可以说，证据是学生通过探究获得新知的关键所在。同时，通过证据的收集、从证据中提炼解释、将解释与已有的知识相联系等过程，可锻炼学 生的推理及批判思维能力，也使他们懂得科学家是如何思考问题、如何工作以及如何通过探 究发展并获得新知的。第四，重视合作式学习。在探究教学中，常常需要分组制订工作计划、分 组实验和调查，需要讨论、争论和意见综合等合作学习。按照建构主义的教学论，学生是按 照自己的方式来建构对事物的理解，由于已有经验、文化背景的特殊性，学生对事物的理解 会各不相同。合作学习能使学生看到问题的不同侧面，对自己和他人的观点进行反思或批判， 从而建构起新的和更深

15、层次的理解，同时，也增强了团队精神和合作意识。第五，探究教学重视形成性评价和学生的自我评价。探究教学对评价要求 较高，如它要求评价每个学生理解了哪些概念，哪些还模糊不清或不知道，是否能灵活地运 用知识解决问题；是否能提出问题，是否能设计并实施探究计划，是否能分析处理所收集的 证据，是否能判断证据是支持还是反对自己提出的假设等。但要弄清楚这一切，单靠终结性 评价是难以奏效的。探究教学在重视并改过终结性评价的同时，很重视形成性评价，如学生 每天的笔记、撰写的报告、绘制的图表、制作的模型等，以及与学生面对面的交流、针对某 个问题所作出的解释，通过这些可以了解学生对知识的理解深度和广度，及进行科学推理

16、的 能力。重视学生对自己学习过程的评价是探究教学评价的另一个特点。学生不断地对自己的 探究学习进行评价，如检查采用的方法是合适、解释是否合理、对知识的理解程度如何等， 可以提高学习的效率，利于学习目标的达成。四、对探究教学的几点建议研究表明，在实施探究教学的过程中，会遇到许多问题，需要克服诸多困 难和障碍，尤其是以下几方面的问题。（一）要营造一个有利于探究教学的环境。这个环境包括 硬”环境和 软环境。前者是指探究教学所需要的物质条件，如仪器设备教学工具、实验经费、以探究为理 念编制的教材和一定的活动空间等。在探究教学中，无论是观察、测量、调查和实验，还是 交流、提出假设、建立模型等，都需要借助

17、一定的物质媒介，如果没有一定的物质条件支持， 探究教学将难以进行下去。后者是指学校各级管理人员、学生家长和社会各界的支持。从某 种意义上讲，这一方面显得更为重要。因为各级管理人员一旦认识到探究教学的内涵及优势， 不仅会予以人、财、物等的支持，还会在政策上予以优待。（二）需要对教师进行全方位的培训，以促使他们转变教学观念。要搞好 探究教学，就必须重视教师的培训工作，使广大教师深入理解深究教学的本质，并掌握一些 教学策略和技巧，如怎样提问、怎样设置两难问题情境、怎样收集信息及解决问题的方法、 归纳法、推理法。（三）探究教学的总体安排应有一定的梯度。首先，在具体活动的安排上， 应遵循由易到难的原则，

18、逐步加大探究力度。以培养学生的科学探究能力为例，探究活动可 以考虑如下的安排：在初中低年级，主要安排一些观察、测量、绘制图表、制作、通过报刊、 网络等收集和处理数据等简单的探究活动，以及一些科学史上的探究范例，以训练学生进行 探究所需要的基本技能，并了解探究的基本过程；在低年级后期及中年级的开始，可以安排 一些部分探究和指导性探究，甚至单因素的完全探究，以重点训练学生提出问题、通过简单 的实验等收集数据、解释数据、提出假设、作出结论等综合性的探究技能，使学生认识探究 的内涵；在学生对探究有了一定的认识之后，就可以安排有关控制变量、建立模型、设计实 验等难度较大的活动，包括完全的和开放型的探究，以发展学生的探究能力。其次，活动的 数量也应考虑由少到多，使教师和学生都有一个逐步适应过程，切忌搞一刀切”。