探究教學(xué)認(rèn)識與思考
時(shí)間:2022-03-04 04:53:00
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近些年來,隨著我國中小學(xué)科學(xué)教育改革的深入和素質(zhì)教育的全面推進(jìn),探究教學(xué)受到一定的重視。在國家教育部最近公布的物理、生物、科學(xué)等學(xué)科的課程標(biāo)準(zhǔn)(征求意見稿)中,幾乎都將探究教學(xué)置于突出地位。然而,目前對什么是探究教學(xué)、探究教學(xué)有哪些特征、應(yīng)當(dāng)怎樣展開探究教學(xué)等問題,還存在不同的看法和爭論。本文擬結(jié)合自己的工作和研究,對探究教學(xué)所涉及的一些問題進(jìn)行初步的探討。
一、探究教學(xué)的提出
探究教學(xué)的思想淵源可以追溯到20世紀(jì)初。當(dāng)時(shí),針對脫離兒童生活經(jīng)驗(yàn)、純知識灌輸?shù)拿绹鴤鹘y(tǒng)教育,著名實(shí)用主義教育家杜威提出以兒童為中心、從做中學(xué)的主張。杜威認(rèn)為,科學(xué)教育不僅僅是讓學(xué)生記憶百科全書式的知識,也是一種過程和方法,他主張教學(xué)應(yīng)當(dāng)遵循以下步驟:設(shè)置疑難情境、確定問題、提出假設(shè)、制訂解決問題的方案并實(shí)施等。仔細(xì)分析這種教學(xué)模式便可以發(fā)現(xiàn),它與我們今天所說的科學(xué)探究有著密切聯(lián)系。這種蘊(yùn)涵探究思想的教學(xué)模式不僅對美國科學(xué)教育產(chǎn)生了深遠(yuǎn)影響,也為探究教學(xué)的提出奠定了基礎(chǔ)。
20世紀(jì)中葉,在美國教育的學(xué)科結(jié)構(gòu)運(yùn)動中,對于應(yīng)當(dāng)采用什么樣的方法來教授和學(xué)習(xí)學(xué)科結(jié)構(gòu),著名生物學(xué)家、教育家施瓦布在多年研究的基礎(chǔ)上,提出了探究式的教學(xué)方法。探究教學(xué)的提出是建立在施瓦布的學(xué)科結(jié)構(gòu)觀上。在施瓦布看來,科學(xué)知識不是固定不變的,隨著探究方式的更新,它們會被不斷地修正。這就是說,學(xué)科的結(jié)構(gòu)處于不斷的變化之中。在科學(xué)技術(shù)迅猛發(fā)展的今天,這一點(diǎn)表現(xiàn)得更為突出。因此,施瓦布主張不能把科學(xué)知識當(dāng)做絕對的真理教給學(xué)生,而應(yīng)作為有證據(jù)的結(jié)論;教學(xué)內(nèi)容應(yīng)當(dāng)呈現(xiàn)學(xué)科特有的探究方法,如解決問題的方法、探究敘事等;教師應(yīng)當(dāng)用探究的方式來教授知識,學(xué)生也應(yīng)通過探究活動展開學(xué)習(xí),即在學(xué)習(xí)科學(xué)的概念原理之前,先進(jìn)行探究活動,再根據(jù)自己的探究提出科學(xué)的解釋。
這種教學(xué)方法的提出,無疑對當(dāng)時(shí)的科學(xué)教育產(chǎn)生了很大的促進(jìn)作用。它促使人們思考科學(xué)教育存在的問題,積極探索怎樣使學(xué)生深入理解科學(xué)知識,以及怎樣提供更多的機(jī)會讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)的過程等。經(jīng)過幾十年的不斷研究與改進(jìn),如今探究教學(xué)已成為美國科學(xué)教育中最重要、最有影響的方法。1990年美國科學(xué)促進(jìn)會發(fā)表的《2061計(jì)劃》強(qiáng)調(diào),科學(xué)教育應(yīng)當(dāng)符合科學(xué)探究的特點(diǎn)。1996年公布的《美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》,將探究列為學(xué)習(xí)科學(xué)的核心方法。一位學(xué)者曾指出,如果必須選擇一個(gè)詞來描述20世紀(jì)50年代末以來美國科學(xué)教育成果的話,它一定是探究。
二、探究教學(xué)的內(nèi)涵
什么是探究教學(xué)呢?要闡明這個(gè)問題,首先要弄清楚什么是探究。實(shí)際上,探究存在于我們生活的方方面面,對任何事情和所有事物的認(rèn)識都屬于探究的范疇。有人稱這樣的探究為普通探究,它既無研究范圍的限制,也無研究方法的限定。普通探究包括許多個(gè)子系統(tǒng),其中之一便是所謂的科學(xué)探究。
科學(xué)探究是在一定的信念和假設(shè)指導(dǎo)下進(jìn)行的。它可以是指科學(xué)領(lǐng)域里的探究,即科學(xué)家提出關(guān)于自然界的問題,尋求答案,深化理解的過程;也可以是指學(xué)生在科學(xué)課堂所進(jìn)行的探究,即學(xué)生用以獲取知識、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動,包括觀察、測量、制作、提出假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、提出模型和交流等。從這里不難看出,探究教學(xué)實(shí)質(zhì)上是將科學(xué)領(lǐng)域的探究引入課堂,使學(xué)生通過類似科學(xué)家的探究過程理解科學(xué)概念和科學(xué)探究的本質(zhì),并培養(yǎng)科學(xué)探究能力的一種特殊的教學(xué)方法。
探究教學(xué)是怎樣進(jìn)行的呢?從探究教學(xué)的縱向展開過程來看,大體要經(jīng)過以下六個(gè)步驟。
第一,提出科學(xué)的問題。在特定的情境中如觀察、實(shí)驗(yàn)、案例分析、研究圖片等,引導(dǎo)學(xué)生提出科學(xué)性的問題。例如,光遇到物體會產(chǎn)生什么現(xiàn)象?怎樣確定我們在地球上的位置?我們吸入體內(nèi)的氣體與呼出的氣體一樣嗎?這些問題應(yīng)當(dāng)是通過探究活動能夠解決的,并且不能超出學(xué)生的能力范圍。
第二,根據(jù)已有的知識和經(jīng)驗(yàn),提出假說或猜想。例如,對于“光遇到物體會產(chǎn)生什么現(xiàn)象”這一問題,學(xué)生可能會作出光會被物體吸收、光會被反射回來等假設(shè)。
第三,收集證據(jù)。首先,要制訂出較詳細(xì)的探究計(jì)劃,計(jì)劃中應(yīng)明確所要收集的證據(jù)以及收集證據(jù)的方法。然后,通過多種途徑和形式如觀測、實(shí)驗(yàn)、調(diào)查、查閱文獻(xiàn)、觀看影視錄像、個(gè)案追蹤分析和上網(wǎng)等,收集有價(jià)值的證據(jù)。
第四,解釋。對所收集的證據(jù)進(jìn)行篩選、歸類、統(tǒng)計(jì)和列表分析等綜合處理,并運(yùn)用已有知識得出符合證據(jù)的結(jié)論,對問題作出科學(xué)的解釋。
第五,評估。檢查和思考探究計(jì)劃的嚴(yán)密性,證據(jù)收集的周密性,以及解釋的科學(xué)性,并對結(jié)論的可靠性作出評價(jià)。如果結(jié)論與假設(shè)不吻合,應(yīng)重新確定探究方向、制訂方案進(jìn)行探究。第六,交流和推廣。通過制作模型、角色扮演、寫論文或調(diào)查報(bào)告、舉辦辯論會或展覽等,交流自己的探究結(jié)果。交流過程中,要能夠解釋探究計(jì)劃以及自己在探究過程中形成的見解,并認(rèn)真聽取他人的意見,對不同的意見進(jìn)行討論。最后,將結(jié)論運(yùn)用到不同的情境中。
從探究教學(xué)的橫向展開過程來看,它的每一個(gè)步驟可以是多種形式的活動。拿收集證據(jù)來說,可以通過觀測、實(shí)驗(yàn)和調(diào)查來收集,也可以通過查閱文獻(xiàn)和上網(wǎng)來收集。具體情況不同,所采用的方式也不同。目前存在一種看法,認(rèn)為只有包含上述六個(gè)步驟的教學(xué)活動,才是真正的探究教學(xué)。其實(shí)不然。筆者認(rèn)為,在實(shí)際工作中,探究教學(xué)的形式是多種多樣的:有些教學(xué)活動包括了上述的六個(gè)步驟,如一些在教師指導(dǎo)下所做的研究性課題,這些活動往往會持續(xù)數(shù)周;有些教學(xué)活動所涉及的步驟會更多,例如,在交流了探究結(jié)果之后,又發(fā)現(xiàn)了新的證據(jù),這時(shí)就需要補(bǔ)充或重新進(jìn)行解釋等。這兩類探究教學(xué)均屬于完全探究;但多數(shù)的探究教學(xué)活動只由上述的某些步驟組成,拿美國教師協(xié)會編寫的《科學(xué)》第一冊來說,共編排有各類活動168項(xiàng),其中的多數(shù)活動都根據(jù)教材或教師給出的問題而展開探究,或者通過定性觀察歸納出結(jié)論,如“你的午餐吃什么”、“利用等高線”、“植物會對外界刺激產(chǎn)生反應(yīng)嗎”、“光怎樣傳播”。像這樣,只含有上述某些步驟的探究教學(xué)被稱為部分探究。
在探究教學(xué)的過程中,教師可以根據(jù)活動的難易程度及學(xué)生知識和能力水平,進(jìn)行程度不同的指導(dǎo)。例如,問題的來源,可以是學(xué)生自己提出的,也可以是教師通過特殊的問題情境誘導(dǎo)學(xué)生提出的,甚至可以是教師或教材提出的。又如,數(shù)據(jù)的收集,可以讓學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)、觀察、調(diào)查親自收集數(shù)據(jù),也可以給出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)讓學(xué)生分析并作出解釋,甚至將數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)的分析方法都告訴學(xué)生。這種在教師指導(dǎo)下所進(jìn)行的探究被稱為指導(dǎo)型探究。如果某探究從提出問題、制定探究計(jì)劃、收集和處理證據(jù)到總結(jié)交流,完全由學(xué)生自己決定,這樣的探究被稱為開放型探究。
有關(guān)探究教學(xué)的研究表明,指導(dǎo)型的探究和部分探究適合于學(xué)習(xí)概念原理,而開放型的探究則有利于培養(yǎng)探究能力。具體采用什么類型的探究,教師應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況靈活掌握。
三、探究教學(xué)的特征
通過對探究教學(xué)內(nèi)涵的分析,筆者認(rèn)為,探究教學(xué)具有以下五方面的特征。
第一,學(xué)生是通過探究活動獲得新知和培養(yǎng)能力的。探究教學(xué)不是先將結(jié)論直接告訴學(xué)生,再通過演示實(shí)驗(yàn)或?qū)W生實(shí)驗(yàn)加以驗(yàn)證,而是讓學(xué)生通過各式各樣的探究活動諸如觀察、調(diào)查、制作、收集資料等,親自得出結(jié)論,使他們參與并體驗(yàn)知識的獲得過程,建構(gòu)起新的對自然的認(rèn)識,并培養(yǎng)科學(xué)探究的能力。例如,在前面提到的《科學(xué)》中,幾乎每一課都要求學(xué)生先進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)或調(diào)查等,在了解和研究客觀事實(shí)的基礎(chǔ)上,進(jìn)而歸納出規(guī)律來。這種通過多樣、復(fù)雜的活動情境來獲得知識的教學(xué)方法,可以使學(xué)生從多角度深入地理解知識,建立知識間的聯(lián)系,從而使他們在面對實(shí)際問題時(shí),能更容易地激活知識,靈活地運(yùn)用知識解決問題。也只有這樣,學(xué)生的學(xué)習(xí)才是積極主動的,才能夠真正激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的內(nèi)在動機(jī)。
第二,探究教學(xué)注重從學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)出發(fā)。認(rèn)知理論的研究表明,學(xué)生的學(xué)習(xí)不是從空白開始的,已有的經(jīng)驗(yàn)會影響現(xiàn)在的學(xué)習(xí),教學(xué)只有從學(xué)生的已有知識和生活實(shí)際出發(fā),才會調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性,學(xué)生的學(xué)習(xí)才可能是主動的。否則,就很難達(dá)到預(yù)期的教學(xué)目標(biāo)。英、美及我國港臺地區(qū)的教科書,都很重視從學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)入手安排教學(xué)內(nèi)容。例如,美國的《科學(xué)》在講到“材料”時(shí),先安排調(diào)查周圍環(huán)境用到的材料,研究常見材料特性等活動,再介紹有關(guān)知識。又如,香港《今日綜合科學(xué)》對“食物的功能”的處理,不是簡單講述有關(guān)常識,而是讓學(xué)生根據(jù)食物成分表和中學(xué)生每天應(yīng)當(dāng)攝入的各類營養(yǎng)物質(zhì)的量,查找自己每天所吃的食物的各種成分,然后分析自己的膳食是否合理,是否能保證身體健康等,從自己的親身經(jīng)歷中獲得知識。
第三,重視證據(jù)在探究中的作用。科學(xué)家在探究中要花費(fèi)大量的精力收集證據(jù),并以此為基礎(chǔ)解釋自然界的運(yùn)行機(jī)制。在科學(xué)課堂的探究中,證據(jù)有著同等重要的作用。例如,學(xué)生通過對月球的連續(xù)觀測,獲得了一組有關(guān)月球陰影的位置、大小、方向等數(shù)據(jù),并以此為基礎(chǔ)提出月象變化的模型??梢哉f,證據(jù)是學(xué)生通過探究獲得新知的關(guān)鍵所在。同時(shí),通過證據(jù)的收集、從證據(jù)中提煉解釋、將解釋與已有的知識相聯(lián)系等過程,可鍛煉學(xué)生的推理及批判思維能力,也使他們懂得科學(xué)家是如何思考問題、如何工作以及如何通過探究發(fā)展并獲得新知的。
第四,重視合作式學(xué)習(xí)。在探究教學(xué)中,常常需要分組制訂工作計(jì)劃、分組實(shí)驗(yàn)和調(diào)查,需要討論、爭論和意見綜合等合作學(xué)習(xí)。按照建構(gòu)主義的教學(xué)論,學(xué)生是按照自己的方式來建構(gòu)對事物的理解,由于已有經(jīng)驗(yàn)、文化背景的特殊性,學(xué)生對事物的理解會各不相同。合作學(xué)習(xí)能使學(xué)生看到問題的不同側(cè)面,對自己和他人的觀點(diǎn)進(jìn)行反思或批判,從而建構(gòu)起新的和更深層次的理解,同時(shí),也增強(qiáng)了團(tuán)隊(duì)精神和合作意識。
第五,探究教學(xué)重視形成性評價(jià)和學(xué)生的自我評價(jià)。探究教學(xué)對評價(jià)要求較高,如它要求評價(jià)每個(gè)學(xué)生理解了哪些概念,哪些還模糊不清或不知道,是否能靈活地運(yùn)用知識解決問題;是否能提出問題,是否能設(shè)計(jì)并實(shí)施探究計(jì)劃,是否能分析處理所收集的證據(jù),是否能判斷證據(jù)是支持還是反對自己提出的假設(shè)等。但要弄清楚這一切,單靠終結(jié)性評價(jià)是難以奏效的。探究教學(xué)在重視并改進(jìn)終結(jié)性評價(jià)的同時(shí),很重視形成性評價(jià),如學(xué)生每天的筆記、撰寫的報(bào)告、繪制的圖表、制作的模型等,以及與學(xué)生面對面的交流、針對某個(gè)問題所作出的解釋,通過這些可以了解學(xué)生對知識的理解深度和廣度,及進(jìn)行科學(xué)推理的能力。重視學(xué)生對自己學(xué)習(xí)過程的評價(jià)是探究教學(xué)評價(jià)的另一個(gè)特點(diǎn)。學(xué)生不斷地對自己的探究學(xué)習(xí)進(jìn)行評價(jià),如檢查采用的方法是合適、解釋是否合理、對知識的理解程度如何等,可以提高學(xué)習(xí)的效率,利于學(xué)習(xí)目標(biāo)的達(dá)成。
四、對探究教學(xué)的幾點(diǎn)建議
研究表明,在實(shí)施探究教學(xué)的過程中,會遇到許多問題,需要克服諸多困難和障礙,尤其是以下幾方面的問題。
(一)要營造一個(gè)有利于探究教學(xué)的環(huán)境。這個(gè)環(huán)境包括“硬”環(huán)境和“軟”環(huán)境。前者是指探究教學(xué)所需要的物質(zhì)條件,如儀器設(shè)備、教學(xué)工具、實(shí)驗(yàn)經(jīng)費(fèi)、以探究為理念編制的教材和一定的活動空間等。在探究教學(xué)中,無論是觀察、測量、調(diào)查和實(shí)驗(yàn),還是交流、提出假設(shè)、建立模型等,都需要借助一定的物質(zhì)媒介,如果沒有一定的物質(zhì)條件支持,探究教學(xué)將難以進(jìn)行下去。后者是指學(xué)校各級管理人員、學(xué)生家長和社會各界的支持。從某種意義上講,這一方面顯得更為重要。因?yàn)楦骷壒芾砣藛T一旦認(rèn)識到探究教學(xué)的內(nèi)涵及優(yōu)勢,不僅會予以人、財(cái)、物等的支持,還會在政策上予以優(yōu)待。
(二)需要對教師進(jìn)行全方位的培訓(xùn),以促使他們轉(zhuǎn)變教學(xué)觀念。要搞好探究教學(xué),就必須重視教師的培訓(xùn)工作,使廣大教師深入理解探究教學(xué)的本質(zhì),并掌握一些教學(xué)策略和技巧,如怎樣提問、怎樣設(shè)置兩難問題情境、怎樣收集信息及解決問題的方法、歸納法、推理法。
(三)探究教學(xué)的總體安排應(yīng)有一定的梯度。首先,在具體活動的安排上,應(yīng)遵循由易到難的原則,逐步加大探究力度。以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力為例,探究活動可以考慮如下的安排:在初中低年級,主要安排一些觀察、測量、繪制圖表、制作、通過報(bào)刊、網(wǎng)絡(luò)等收集和處理數(shù)據(jù)等簡單的探究活動,以及一些科學(xué)史上的探究范例,以訓(xùn)練學(xué)生進(jìn)行探究所需要的基本技能,并了解探究的基本過程;在低年級后期及中年級的開始,可以安排一些部分探究和指導(dǎo)性探究,甚至單因素的完全探究,以重點(diǎn)訓(xùn)練學(xué)生提出問題、通過簡單的實(shí)驗(yàn)等收集數(shù)據(jù)、解釋數(shù)據(jù)、提出假設(shè)、作出結(jié)論等綜合性的探究技能,使學(xué)生認(rèn)識探究的內(nèi)涵;在學(xué)生對探究有了一定的認(rèn)識之后,就可以安排有關(guān)控制變量、建立模型、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)等難度較大的活動,包括完全的和開放型的探究,以發(fā)展學(xué)生的探究能力。其次,活動的數(shù)量也應(yīng)考慮由少到多,使教師和學(xué)生都有一個(gè)逐步適應(yīng)過程,切忌搞“一刀切”。
(四)探究活動的設(shè)計(jì)應(yīng)從我國的教學(xué)實(shí)際和學(xué)生實(shí)際出發(fā)。在設(shè)計(jì)探究教學(xué)活動時(shí),應(yīng)注意吸收國內(nèi)多年來的教改經(jīng)驗(yàn),逐步探索出一套適合我國國情的探究教學(xué)模式。筆者認(rèn)為,國內(nèi)的義務(wù)教育教材中有許多啟發(fā)性的實(shí)驗(yàn),教學(xué)效果也很好,在進(jìn)行探究教學(xué)的初始階段,可以將這些實(shí)驗(yàn)按照探究教學(xué)的要求進(jìn)行改造。例如,將用于驗(yàn)證結(jié)論的演示實(shí)驗(yàn),改造成先做實(shí)驗(yàn)、再根據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出結(jié)論。這樣,既符合現(xiàn)有的教學(xué)條件,又利于教師順利開展教學(xué)。
此外,活動的設(shè)計(jì)還要考慮學(xué)生已有經(jīng)驗(yàn)和能力水平。例如,對于宇宙,學(xué)生熟知的可能星空、太陽、月球、人類對太空的探索等,因此,這方面的探究可從觀察星空、收集有關(guān)太陽和月球資料等方面開始。總之,對于每一項(xiàng)探究活動,教師都應(yīng)當(dāng)周密考慮,認(rèn)真安排每一個(gè)環(huán)節(jié)。
(五)在強(qiáng)調(diào)探究教學(xué)的同時(shí),要注意多種教學(xué)方法的運(yùn)用。事實(shí)上,靈活多樣的教學(xué)方法有助于提高學(xué)習(xí)效率,如在學(xué)生對某一現(xiàn)象有大量感性經(jīng)驗(yàn)時(shí),講述法可能會是一種更恰當(dāng)?shù)倪x擇。從另外一個(gè)角度來看,探究教學(xué)需要花費(fèi)很多時(shí)間,如果所有的內(nèi)容都用探究的教學(xué)方法,不僅教學(xué)時(shí)間不允許,也不一定符合教育的經(jīng)濟(jì)性原則。