探究性學(xué)習(xí)
上海市教育科學(xué)研究院智力開發(fā)研究所 陸璟
施瓦布對教材和實(shí)驗(yàn)手冊的編寫提供了三種建議。1.實(shí)驗(yàn)手冊或教學(xué)材料只提出問題和描述研究問題的方法而不告訴學(xué)生實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,這樣能夠讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)他們事先不知道的關(guān)系。2.教學(xué)材料可以提出問題,但是研究方法和結(jié)論可以是開放的,讓學(xué)生們根據(jù)自己的實(shí)驗(yàn)做出判斷。3.最為開放的設(shè)計(jì)是,學(xué)生實(shí)驗(yàn)可以不限于教材或?qū)嶒?yàn)手冊中指定的問題,而是自己提出要研究的問題,收集證據(jù),根據(jù)他們自己的實(shí)驗(yàn)提出科學(xué)的解釋。
施瓦布還提出了一種基于閱讀文獻(xiàn)資料而不是實(shí)驗(yàn)的探究性學(xué)習(xí)方法,他將之稱為“對探究的探究”(“enquiry into enquiry”)。具體做法是,教師向?qū)W生提供關(guān)于科學(xué)研究的閱讀材料和報(bào)告,師生共同討論研究的細(xì)節(jié):問題、數(shù)據(jù)、技術(shù)的作用、對數(shù)據(jù)的解釋,以及科學(xué)家得出的結(jié)論??赡艿脑挘瑢W(xué)生們閱讀的材料會(huì)包括幾種不同的可供選擇的解釋,介紹不同的、甚至可能矛盾的實(shí)驗(yàn),以及對假設(shè)的爭論等。通過這種討論可以讓學(xué)生們了解科學(xué)知識是怎樣產(chǎn)生的、科學(xué)知識有哪些基本的要素。
施瓦布、杜威等人的研究,包括布魯納和皮亞杰在五十年代和六十年代的研究,影響了從五十年代直至七十年代早期的課程教材。俄羅斯1957年發(fā)射了人造地球衛(wèi)星激發(fā)了新課程新教材的開發(fā),許多課程教材編制得到了美國國家科學(xué)基金會(huì)和其他聯(lián)邦機(jī)構(gòu)以及私立基金會(huì)的資助。這些教學(xué)材料的一個(gè)共同點(diǎn)是使學(xué)生參與到做中去而不僅僅是被動(dòng)地聽講或只是閱讀有關(guān)科學(xué)的材料,對學(xué)習(xí)科學(xué)的過程比掌握科學(xué)知識給予了更多的重視。五十到七十年代的改革使發(fā)展學(xué)生的探究能力以及把科學(xué)理解為探究的過程這種觀點(diǎn)得到廣泛的傳播。
四、探究性學(xué)習(xí)的特征
因?yàn)樘骄康挠梅ǚ浅V泛,所以研究者們提出了一個(gè)工作定義將以探究為本的教學(xué)和學(xué)習(xí)與一般意義上的探究區(qū)分開來,也與科學(xué)家從事的探究區(qū)分開來。根據(jù)對探究和探究性學(xué)習(xí)過程的分析,探究性教學(xué)和學(xué)習(xí)在五個(gè)方面與科學(xué)探究有聯(lián)系又有區(qū)別,這五個(gè)方面的特征構(gòu)成了探究性學(xué)習(xí)的五個(gè)基本特征[9]:
1.提出問題:學(xué)習(xí)者投入到對科學(xué)型問題的探索中
科學(xué)型問題以物體、有機(jī)體和自然界的事件為中心,與學(xué)??茖W(xué)教育內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中描述的那些科學(xué)概念聯(lián)系在一起,這些問題能引導(dǎo)學(xué)習(xí)者進(jìn)行實(shí)證調(diào)查研究,通過收集和利用數(shù)據(jù)來形成對科學(xué)現(xiàn)象的解釋。科學(xué)型問題與科學(xué)問題(scientific questions)在深度和廣度上有所不同,提出問題的過程中接受的指導(dǎo)程度也不同。在課堂里,提出對學(xué)生有意義的有針對性的問題能夠豐富學(xué)生的探究活動(dòng),但是它們不能是深不可測的,而必須能夠通過學(xué)生的觀察和從可靠的渠道獲得的科學(xué)知識來解決。學(xué)生必須掌握解答問題的基本知識和步驟,這些知識與步驟必須是便于檢索和利用的,必須適合學(xué)生的發(fā)展水平。一開始提出的問題可以來自于學(xué)習(xí)者、教師、教材、網(wǎng)絡(luò)、其他一些資源,或結(jié)合起來產(chǎn)生。教師在引導(dǎo)識別這些問題上起著關(guān)鍵的作用,熟練的教師能夠幫助學(xué)生,使他們研究的問題更為集中深入。例如學(xué)生們常常問“為什么”的問題,其中有些問題太大,教師可以把其中許多問題轉(zhuǎn)變?yōu)?#8220;怎么樣”的問題,這種改變使探究的問題更為集中、更深入、更加接近科學(xué),從而把學(xué)生導(dǎo)向科學(xué)探究,使學(xué)生能夠體驗(yàn)到又有趣又豐富的調(diào)查研究結(jié)果。
對于低齡學(xué)生來說,符合這一要求的問題例如,生于谷類,、面粉中的甲蟲之幼蟲對光有怎么樣的反應(yīng)?對于高年級學(xué)生來說,例如:基因?qū)ρ劬Φ念伾惺裁从绊??不符合這一標(biāo)準(zhǔn)的問題例如,對低年級學(xué)生來說,為什么人們要做他們做的那種行為?這一問題太大了,難以作科學(xué)的界定。對高年級學(xué)生來說,不符合這一要求的問題例如,100年后全球的氣候?qū)?huì)怎樣?這一問題是科學(xué)的,但是也是非常復(fù)雜的。要回答這個(gè)問題要求幾乎考慮到各種各樣觀點(diǎn)和所有的實(shí)證材料,然后才能做出預(yù)測。學(xué)生們所能做的只是思考其中個(gè)別的因素,例如,云層的增加如何影響氣候的變化?或者他們可以思考其中的因果關(guān)系,例如,使溫度升高(或降低)5度會(huì)對植物產(chǎn)生什么影響?對氣流、氣候產(chǎn)生什么影響?
2.收集數(shù)據(jù):學(xué)習(xí)者重視實(shí)證(evidence)在解釋與評價(jià)科學(xué)型問題中的作用
實(shí)證是科學(xué)與其他知識的區(qū)別??茖W(xué)家用感覺器官或借助工具、儀器,通過自然情境下的觀察和測量以及在實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)和測量來收集實(shí)證資料。在某些情況下,科學(xué)家能夠控制條件以獲得實(shí)證資料和結(jié)果;在另一些情況下,他們不能控制條件或控制會(huì)歪曲現(xiàn)象,他們則通過對自然發(fā)生的情況進(jìn)行大范圍的觀察來收集數(shù)據(jù)或通過長時(shí)間的觀察來收集數(shù)據(jù)??茖W(xué)家基于實(shí)證資料推斷不同因素可能的影響。實(shí)證資料的正確性則通過檢驗(yàn)性的測量、重復(fù)觀察,或收集與同一現(xiàn)象有關(guān)的不同種類的數(shù)據(jù)來驗(yàn)證,并且要經(jīng)受來自各方面的質(zhì)疑和進(jìn)一步的調(diào)查研究。
上面一段解釋了什么是科學(xué)中的實(shí)證。在探究性學(xué)習(xí)中,學(xué)生也要根據(jù)實(shí)證資料作出對科學(xué)現(xiàn)象的解釋。一是觀察,觀察植物、動(dòng)物和石頭,描述他們的特征;二是測量,測量溫度、 距離和時(shí)間,認(rèn)真地做記錄;三是實(shí)驗(yàn)室中的實(shí)驗(yàn)、觀察和測量,包括在控制條件下的化學(xué)反應(yīng)、物理變化、生物反射等,將實(shí)驗(yàn)過程中的變化和發(fā)展情況記錄在報(bào)告和表格中;四是從教師、教學(xué)材料、網(wǎng)絡(luò)或其他途徑獲得實(shí)證資料,來使他們的探究進(jìn)行下去。與科學(xué)探究不同的是,探究性學(xué)習(xí)中收集實(shí)證資料的過程能夠更多地獲得和利用他人的幫助。
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