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解读科学教育中“探究”的误区
在世纪交替之际,我国启动了新一轮的课程改革,小学“自然”课被正式更名为科学。这次课程改革大力倡导学习中的自主、探究、合作,高度重视在科学教育中开展探究活动。然而,当我们认真审视科学课堂时,却发现仍然存在严重的问题---虽然教师们十分重视科学探究活动,孩子们在课堂上动手的机会也比以往大大增加了,但是真正遇到未知的问题时,学生仍然显得束手无策。对此,我们需要深刻反思:是探究式的科学教育错了,还是我们在运用探究的教育中出错了?

  科学教育的目标就是让学生在探究过程中,掌握科学知识与技能,理解科学探究的过程和方法,培养科学探究的态度和情感。目前,世界各国都高度重视科学教育,美国的“2061计划和我国的“2049计划,都是针对科学教育、为提高公民的科学素养而提出的。美国科学促进协会(AAAS)、国家科学教师协会(NSTA)都提出了科学教育的目标---少教科学知识,多教调查过程能力;强调以探究方式开展科学教学,重视激发兴趣,强调培养具有科学素养的公民。国家科学教师协会还特别强调让儿童通过动手操作材料和动脑思考的活动,来学习科学概念与科学研究过程

  有关探究的种种误区

  探究对于科学教师而言,是一个较高层次的要求,需要教师突破传统知识传授的做法,提高学生提出问题、观察现象、设计实验、形成理论、交流观点的能力,并能在探究中培养科学精神、情感和价值观。很明显,教师教给学生的是,而不是,即像科学家那样发现某个科学结论的探索过程,使学生掌握科学研究的思维,即使在遇到未知的问题时,学生依然能够根据头脑中已有的经验,探索未知事物的规律。

  但是,有些教师在实际教学过程中,没有深刻理解探究的意义,认为只要让学生亲自动手就是探究,却脱离于学生的动脑。这种探究只流于形式,仅仅为动手而动手。在这种课堂上,科学探究的方法和过程往往被当作纯粹的知识教给学生。一般是在组织学生进行探究活动前,教师就已经详细地告诉学生实验的理论依据、基本要求、整套的实验方法、所使用的各种实验仪器乃至最终的实验结果。然后,学生只要按照事先被告知的实验步骤做实验、记录观测结果、验证书本知识。这种动手的探究学习无疑使学生充当起了操作工人的角色,没有或很少有思考的过程。同时,研究的实验方法被灌入学生头脑中的知识库,学生仅能够处理熟悉问题,一旦遇到陌生的问题,就无从着手。这种形式上的探究,仅动手不动脑,无异于传统教学只注重知识内容,不注重方法和过程的做法。其实,动手是为了使学生在这个过程中学会动脑。如果只强调动手而不鼓励动脑,势必导致学生仅获得具体的实验知识内容,而不具备探索新问题的探究思维。

  另外,在这种探究课堂中,研究的问题已被教师告知,实验问题和过程也都是教师预设的,学生只要按照这个过程操作,即能得出结论。学生提出问题、思考实验过程的机会被教师剥夺了,这在一定程度上形成了学生对教师的迷信性和依赖性思维,势必直接泯灭孩子怀疑的天性,消灭学生提出问题、思考问题的欲望,降低对问题的敏感度,不利于独立思维、创造性思维习惯的形成。

  在探究课堂中,还常存在的一个误区就是:教师虽然注重培养学生的探究能力,但是忽略了科学探究的精神和价值观的培养。如果学生按照教师预设的实验情景和实验方法,就能获得与书本相同的结论,从而验证书本知识的准确性,长此以往,学生必将越来越迷信书本知识,认为这是无懈可击的真理。这样,科学的价值观就被严重歪曲了,就会产生一种错误的导向,使学生认为书上的东西都是正确的,这是极其危险的。因为从科学的本质来说,它不是一成不变的定论,而是处于不断发展、调整、变化的过程之中,科学的进步也正是建立在对前人批判的基础之上。

  一堂小学科学课的典型案例

  下面是一堂小学科学课的典型案例(三年级《观察水》的教学片段)。结合这个案例,我们可以找出这堂科学课的不足,从而加深对科学教育目标的理解。

  教师:同学们已经注意到了,老师面前有3杯水,请大家看一看,它们是一样的吗?

  学生:(齐声)是。

  教师:对了。那么,(指着一个墨水瓶)你们再看看这个瓶子里是什么?

  学生1:是墨水。

  学生2:好像是红墨水。

  教师:对了,是红墨水。(指着一小包食盐)我接下来请一位同学上来看看这包白色的粉末是什么?(教师看了看举手的同学,从中点了一名)

  学生3:(走上台,看了后)白糖。

  教师:不对,你再仔细看看。

  学生3:老师,是不是家里做饭用的盐?

  教师:对了,你真聪明。好的,(指着另一小包面粉)我们再请一位同学上来看看另外这包粉末是什么?(教师看着举手的同学,从中点了一名)

  学生4:(上台仔细看)我觉得是干粉。

  教师:你说得不对,再仔细想想。

  学生4:是不是奶粉?

  教师:也不对,有哪位同学愿意帮他?

  学生5:老师,我来。(教师允许,学生走上讲台,经过观察后)是面粉。

  教师:对了。这就是老师今天带来的3种实验材料---红墨水、面粉和盐。今天我要给大家做的实验就是把它们分别融入水中,然后看看每个烧杯中的水有什么变化?现在,我请一位同学上来帮我将这些材料放入水中。(一名学生举手,经老师同意后,小心地将3种材料分别投入3个烧杯中)。

  教师:好的,我们来看看烧杯中的水有没有变化?

  学生6:有,那杯水变红了。

  学生7:那杯水变浑了。

  学生8:有一杯水没变色。

  教师:同学们说对了。这就是我们今天要讲的内容:有些物质可以溶解在水里,比如:食盐;有些物质不能在水中溶解,比如:面粉。下面,我们就请每个小组的同学利用桌上的实验材料,按照老师刚才的步骤进行实验。

  由案例引发的思考

  这堂科学课似乎也经历了科学探究的过程,研究不同物质在水中溶解情况不同的问题,采用3种不同的实验材料,通过实验操作,验证了这个结论。而且,学生在这个过程中也动了手,亲自经历了操作的过程。但是,如果根据对科学教育目标实质的理解,这个教学案例至少存在以下问题:

  1.科学探究过程依然被直接灌输给学生,教师依然扮演着知识传授者的角色。提出问题、设计实验、得出结论,这些科学研究中的重要过程都由教师取而代之了,学生仅仅掌握了观察和操作的技术,缺乏对研究过程的思考。学生们仍然不明白研究问题是如何提出的,也不懂得怎样通过实验来验证猜想,更不懂得科学结论是如何得出的。

  2.在这个案例中,教师做实验的目的是为了验证今天所学的内容,实验的过程就被简单化了,容易让学生认为这个实验只能得到这个结果,一些可能是很重要的信息或结果被遗漏了。其实,在科学研究中,常常会出现一些偶然性的事件,比如,青霉素的发现就是偶然事件的结果。

  3.教师的权威性在有意无意中被加强了。当学生在回答实验材料是什么的问题时,教师只是简单地用不对来回答学生,使学生认为老师说的才是对的对错的标准是老师定的

  我们应该让学生明白,教师的答案只是相对正确的一个答案。因此,在回答这类问题时,教师应注意语言的使用,可以说这个答案很不错,或者这个答案似乎还有不足,请你再想想。这样,从一定程度上可以降低学生对教师的迷信。

探究过程的成败关系到科学教育的效果。因此,教师在实际教学中,应该正确把握科学探究的实质,使学生在体验科学探究的过程中,同时经历动手、动脑的过程,并潜移默化地形成积极的科学态度、正确的科学精神和科学价值取向。