三、要进一步理解科学探究的主要方式——探究式学习模式的过程和要求
除对学科知识体系特征和学习情境与过程增进理解外,还要增进对探究或学习模式本质、涵义及其过程的理解。
在科学探究过程中学生是主体,必须发挥他们的自主性、能动性和创造性,表现为学生在活动中能够主动发现、提出问题,积极思维论证来解释问题,开展合作交流等方面。探究不是放任自流,不是只重过程忽视结果,而是在教师“有效”的指导下进行,创设探究“情境”,激发、引导学生达到探究和理解教学目标的相关内容。学生在进行科学探究中应当处于下列的情况下才能顺利达成:
需要发现问题并提出问题,尝试用已有知识和能力来解决问题,问题贯穿于过程的始终;
需要事实与证据,在问题发现于提出之后,学生提出的猜测和假设需要通过各种活动来提供相应的事实和证据来证实或证伪,以求解释与说明自己的判断,事实、信息成为贯穿始终的基础;
需要能够用原理与方法进行解释,通过事实证据的分析,将结论提升到用原理与方法进行归类、说明,甚至反复实验证明其结论的正确性,超越了现有水平,意味着学生知识的增长与理解的更新建构;
需要分析与自我评价,对比与批判,对问题的提出、假设的设立、证据的确凿与结论是否合理都需要学生之间不断地进行对比、评价与反馈;
需要相互交流思想与方法、结果,进行对比、验证、讨论,分享经验与成果,增加合作交流。
教师在实施探究式教学中应当力求使探究始于真实和接近学生所处的真实环境(自然、生活和社会的环境);以学生发展为目标,考虑学生的心理特点和认知规律;从自然到科学,从生活到科学,从科学到社会,为学生提供宽广的学习科学的人文背景,这种背景应当是贴近学生实际的,只有这样才能有效地激发学生的学习动机,促进学生态度、情感和价值观的发展。
情境中隐藏着可能被学生发现的问题,给学生发现问题和提出质疑的机会,来培养学生的问题意识和发现问题的能力。问题的解决过程能较好地体现探究的特征,如能引导学生依据已有的知识和经验对问题的答案或过程的发展作出猜测和假设;能根据解决问题的需要采取合适的途径和方法收集事实证据,通过控制变量的实验获取数据;能对数据和证据进行处理,并运用理论进行解释;能对过程和结论进行反复论证和评价等。
将探究贯穿于整个情境过程之中。探究是围绕问题进行的,注意创设问题情境的质量。发现和提出的问题应能激起学生认知冲突,对个人来说,用原有的认识不能解决它;对集体来说,各人的看法可能不一样,这样的问题情境能有效地调动学生的探究动机。
关注信息技术和资源的应用。学习的情境带有真实性,一定的综合性、复杂性,具有探究性。必须提供充分的、丰富多彩的综合性教学资源和信息资源。利用现代教育技术和网络技术,提供反映真实的、丰富多彩的、隐含问题、跨越时空的情境,用这样的情境诱发和支持实践(包括实验室和课堂外的自然社会实践)、协作的探究活动。
科学本质不仅是体现在科学知识的获得和认识上,而是体现在其具体探究过程之中,强调尊重经验和事实对理论的检验;教育的本质是促进人的全面的发展,教与学的过程应当在知识与技能、过程与方法和情感态度与价值观三个维度上得到充分体现。特别是后两个维度可以通过探究学习来更好地接触生活实际和真实的社会问题,从而更好地认识科学、技术与社会的相互依存关系。实施科学探究正是体现了科学本质与教育本质的统一。