论文部分内容阅读
今天的科学教育充分调动学生的好奇心，鼓励他们猜想、提问、探索，以建构他们自己的结论，其重点强调探索、发现，并在教师的指导下，根据个人的兴趣、需求和已有的背景经验，通过“做科学”的方式来进行科学学习。从对自己感兴趣的问题到操作自己设计的活动来寻找问题的答案，这一探究过程成为了我们当今科学学习的标志。那么，我们如何来建构学生对这一科学探究过程的理解呢?
思考一：“动手做”就足够了吗?
如“磁铁”的研究，恐怕很多学生在幼儿园的时候就开始玩“磁铁”了，而且玩得很有兴致，但这种操作能否构成一个建构性的活动呢?如果在他们的头脑中没有产生对“磁铁”性质有意义的建构，那么它就不能成为一个科学的探究，因为建构主义重视的是孩子们头脑中进行的活动，并不是他们手上进行的操作。也就是说，有意义的“动手做”必定是一种由问题驱动，并在学生接触材料和使用材料的过程中，对问题进行有意义的探究，在自己的头脑中建构新的概念的一种活动。
思考二：注重做的“过程”还是“内容”?
对于建构主义而言，“过程”和“内容”之间的区别是人为赋予的，因为学生知识的建构既包括内容也包括过程。对内容的理解是探究过程的自然结果，如果内容的学习没有根植于有意义的情景过程，那么对于学生知识的建构是不适宜的。如“溶解”概念的学习，假如没有让学生经历观察物质溶解的过程：颗粒逐渐变小，直至看不见；均匀分布；不会沉降，不能用过滤的方法分离；那么对于学生学习“溶解”概念来说是毫无意义的。所以我们认为过程是为建构知识提供有意义的情景，内容是过程实现知识建构的必然结果，两者密不可分，缺少了一样都不能成为有意义的知识建构。
思考三：学生需要建构怎样的科学探究过程?
1 基本的科学过程是什么?
根据许多研究者的观点，他们把观察、分类、交流、测量、预测和推测这6个过程称为基本的科学过程，它们是所有科学调查研究的基本组成部分。
2 如何让学生建构这些基本的科学过程?
理解、掌握这六个基本的科学过程唯一的办法就是亲手做。因此，我们必须建构课堂活动，通过活动，让学生参与进来，在积极的参与过程中，来达成我们的教育目标。我们现使用的《科学》教材，也体现这种以活动为导向的新理念，如三年级上册安排的一系列探究主题，围绕的一个中心过程就是“观察”，当然还包括分类、交流、测量等其他基本科学过程，因为过程能力之间是相互联系的，我们不必以割裂的方式来教授它们，但是如果想让学生像科学家一样以“做科学”的方式来学习科学，那么他们就必须熟练掌握各种科学过程。因此我们在设计每一堂科学活动时首先应制定出一个或几个集中的过程学习目标，以便学生能够有重点地来学习掌握这些科学过程。如三年级上册“淀粉的踪迹”一课的第一教时中，我们设计的过程导向目标为：(1)对淀粉和滑石粉进行观察，辨别它们的不同点，并能在班里交流自己的发现；(2)对不同食物进行是否含有淀粉的预测和验证；(3)根据实验发现，推断未做实验的淀粉与滑石粉混合物滴碘酒后的颜色情况，并说出理由。在这个过程导向的目标中，我们明确了本课中学生经历的科学过程为观察、交流、预测和推断。其次，应注意教学设计中对目标的落实。也就是设计活动要与目标产生对应关系。在本课中我们针对目标设计了如下几个活动：
①观察未标明名称的白粉1和白粉2(淀粉和滑石粉)。
③对不同食物进行是否含有淀粉的预测和验证。
其三，应注意在教学活动中对目标的落实。如果活动游离在目标之外，那么就是为活动而活动，从而也就失去了教学的价值。所以活动一定要把教学目标统一其中，明确活动设计的目的性，对目标的达成应有评价、反馈、调控的过程。如对不同食物进行是否含有淀粉的预测和验证活动中，应先让学生填好预测表再分发食物进行验证。
上述6种科学基本过程是学生参与科学探究的基础，我们在进行教学设计时，应多注意这些基本能力的目标设计，让学生在亲历的过程中促进日益复杂的过程能力的发展，帮助他们掌握这些能力。
3 拥有基本的科学探究过程够了吗?
所有的科学探究都依赖于探究者仔细、准确、恰当地实施这些基本科学过程，探究质量的好坏依赖于这些过程能力的掌握程度。但是当我们面对一些较为复杂的问题情景时，这些基本的过程能力还不能完整地支持科学探究活动的开展，我们还必须使用“综合的”的科学过程。它包括：识别和控制变量：形成和验证假设；下操作定义；解释数据；实验；建立模型。
4 如何建构“综合的”科学过程?
在《科学标准》的科学探究内容部分我们可以看到对上述综合科学过程的内容解释，其中像形成和验证假设、解释数据表述得较为具体，有些则较为笼统，没有给出具体的过程方法，下面就此来谈谈对这些“综合”科学过程的建构。
(1)识别和控制变量。在一些对比实验中，我们常会列举出相同条件和不同条件，其实这些相同条件和不同条件就是实验中的变量，是会影响实验科学性的条件，我们在动手实验之前应该先把它们找出来，再从中选择一个变量作为观察对象，并将其他变量保持不变，这个过程就是识别和控制变量。一个实验是否具有科学性，识别和控制变量具有至关重要的作用。所以在实验之前，应明确让学生经历这个过程，而不是全起材料就来做，要让学生养成先思后做的习惯。
(2)下操作定义。下操作定义是一种能让我们准确地表述某事物含义的科学过程。我们用可见或可测量的方式来给不能直接观察或测量的变量下定义，通过这种方式，能使我们的研究保持前后一致，并能与他人准确地交流。如在研究“沉与浮”的活动中，因为物体在水中会呈现多种不同的状态：有的沉到水底；有的在水中；有的浮出水面，但露出水面的部分不同。那么什么是“沉”什么是“浮”，这就需要给这些现象下操作定义，统一概念。还有研究“磁力大小”，我们肉眼看不见磁力，用什么来衡量磁力大小呢?这也需要我们给它们下定义：如用吸起回形针的数目来表示磁力，或者以磁铁吸引回形针的距离来定义磁力的大小等。这样，就使我们在研究的过程中能够保持一致，并能在他人理解的基础上准确地进行交流。
(3)实验。想象一下，在没有准确建构“实验”的科学过程之前，学生头脑中的实验概念是什么呢?也许就是一个很模糊的动手操作实验材料。其实，实验是一个最综合的科学过程，它包括：准备实验所需的材料；制定如何逐步操作实验的变量的计划；形成假设或尝试性的猜测；收集哪些数据、采取什么方法收集数据；最后才是动手操作实验，如果发现实验中有些地方与设想不同则还需调整改进。这个过程才是“实验”的科学过程。所以我们在教学中应尽量让学生经历这样的一个过程，而不是糊里糊涂地操作实验材料。
较之一些基本的科学过程，体验这些综合科学过程需要更有深度和更成熟的思维水平，我们应该根据学生的年龄特征恰当地让他们在实践中运用这些过程能力。
总之，在科学教育的过程中，对建构学生科学的探究过程，我们认为应遵循两条基本原则：第一“动手做”；第二“先思后做”。“思”是建构学生对科学过程的理解，“做”是发展学生对科学过程的运用能力。只有把两者紧密地结合起来，我们才能真正建构出学生科学的探究过程，从而引导学生像科学家那样去探索未知的科学世界。
思考一：“动手做”就足够了吗?
如“磁铁”的研究，恐怕很多学生在幼儿园的时候就开始玩“磁铁”了，而且玩得很有兴致，但这种操作能否构成一个建构性的活动呢?如果在他们的头脑中没有产生对“磁铁”性质有意义的建构，那么它就不能成为一个科学的探究，因为建构主义重视的是孩子们头脑中进行的活动，并不是他们手上进行的操作。也就是说，有意义的“动手做”必定是一种由问题驱动，并在学生接触材料和使用材料的过程中，对问题进行有意义的探究，在自己的头脑中建构新的概念的一种活动。
思考二：注重做的“过程”还是“内容”?
对于建构主义而言，“过程”和“内容”之间的区别是人为赋予的，因为学生知识的建构既包括内容也包括过程。对内容的理解是探究过程的自然结果，如果内容的学习没有根植于有意义的情景过程，那么对于学生知识的建构是不适宜的。如“溶解”概念的学习，假如没有让学生经历观察物质溶解的过程：颗粒逐渐变小，直至看不见；均匀分布；不会沉降，不能用过滤的方法分离；那么对于学生学习“溶解”概念来说是毫无意义的。所以我们认为过程是为建构知识提供有意义的情景，内容是过程实现知识建构的必然结果，两者密不可分，缺少了一样都不能成为有意义的知识建构。
思考三：学生需要建构怎样的科学探究过程?
1 基本的科学过程是什么?
根据许多研究者的观点，他们把观察、分类、交流、测量、预测和推测这6个过程称为基本的科学过程，它们是所有科学调查研究的基本组成部分。
2 如何让学生建构这些基本的科学过程?
理解、掌握这六个基本的科学过程唯一的办法就是亲手做。因此，我们必须建构课堂活动，通过活动，让学生参与进来，在积极的参与过程中，来达成我们的教育目标。我们现使用的《科学》教材，也体现这种以活动为导向的新理念，如三年级上册安排的一系列探究主题，围绕的一个中心过程就是“观察”，当然还包括分类、交流、测量等其他基本科学过程，因为过程能力之间是相互联系的，我们不必以割裂的方式来教授它们，但是如果想让学生像科学家一样以“做科学”的方式来学习科学，那么他们就必须熟练掌握各种科学过程。因此我们在设计每一堂科学活动时首先应制定出一个或几个集中的过程学习目标，以便学生能够有重点地来学习掌握这些科学过程。如三年级上册“淀粉的踪迹”一课的第一教时中，我们设计的过程导向目标为：(1)对淀粉和滑石粉进行观察，辨别它们的不同点，并能在班里交流自己的发现；(2)对不同食物进行是否含有淀粉的预测和验证；(3)根据实验发现，推断未做实验的淀粉与滑石粉混合物滴碘酒后的颜色情况，并说出理由。在这个过程导向的目标中，我们明确了本课中学生经历的科学过程为观察、交流、预测和推断。其次，应注意教学设计中对目标的落实。也就是设计活动要与目标产生对应关系。在本课中我们针对目标设计了如下几个活动：
①观察未标明名称的白粉1和白粉2(淀粉和滑石粉)。
③对不同食物进行是否含有淀粉的预测和验证。
其三，应注意在教学活动中对目标的落实。如果活动游离在目标之外，那么就是为活动而活动，从而也就失去了教学的价值。所以活动一定要把教学目标统一其中，明确活动设计的目的性，对目标的达成应有评价、反馈、调控的过程。如对不同食物进行是否含有淀粉的预测和验证活动中，应先让学生填好预测表再分发食物进行验证。
上述6种科学基本过程是学生参与科学探究的基础，我们在进行教学设计时，应多注意这些基本能力的目标设计，让学生在亲历的过程中促进日益复杂的过程能力的发展，帮助他们掌握这些能力。
3 拥有基本的科学探究过程够了吗?
所有的科学探究都依赖于探究者仔细、准确、恰当地实施这些基本科学过程，探究质量的好坏依赖于这些过程能力的掌握程度。但是当我们面对一些较为复杂的问题情景时，这些基本的过程能力还不能完整地支持科学探究活动的开展，我们还必须使用“综合的”的科学过程。它包括：识别和控制变量：形成和验证假设；下操作定义；解释数据；实验；建立模型。
4 如何建构“综合的”科学过程?
在《科学标准》的科学探究内容部分我们可以看到对上述综合科学过程的内容解释，其中像形成和验证假设、解释数据表述得较为具体，有些则较为笼统，没有给出具体的过程方法，下面就此来谈谈对这些“综合”科学过程的建构。
(1)识别和控制变量。在一些对比实验中，我们常会列举出相同条件和不同条件，其实这些相同条件和不同条件就是实验中的变量，是会影响实验科学性的条件，我们在动手实验之前应该先把它们找出来，再从中选择一个变量作为观察对象，并将其他变量保持不变，这个过程就是识别和控制变量。一个实验是否具有科学性，识别和控制变量具有至关重要的作用。所以在实验之前，应明确让学生经历这个过程，而不是全起材料就来做，要让学生养成先思后做的习惯。
(2)下操作定义。下操作定义是一种能让我们准确地表述某事物含义的科学过程。我们用可见或可测量的方式来给不能直接观察或测量的变量下定义，通过这种方式，能使我们的研究保持前后一致，并能与他人准确地交流。如在研究“沉与浮”的活动中，因为物体在水中会呈现多种不同的状态：有的沉到水底；有的在水中；有的浮出水面，但露出水面的部分不同。那么什么是“沉”什么是“浮”，这就需要给这些现象下操作定义，统一概念。还有研究“磁力大小”，我们肉眼看不见磁力，用什么来衡量磁力大小呢?这也需要我们给它们下定义：如用吸起回形针的数目来表示磁力，或者以磁铁吸引回形针的距离来定义磁力的大小等。这样，就使我们在研究的过程中能够保持一致，并能在他人理解的基础上准确地进行交流。
(3)实验。想象一下，在没有准确建构“实验”的科学过程之前，学生头脑中的实验概念是什么呢?也许就是一个很模糊的动手操作实验材料。其实，实验是一个最综合的科学过程，它包括：准备实验所需的材料；制定如何逐步操作实验的变量的计划；形成假设或尝试性的猜测；收集哪些数据、采取什么方法收集数据；最后才是动手操作实验，如果发现实验中有些地方与设想不同则还需调整改进。这个过程才是“实验”的科学过程。所以我们在教学中应尽量让学生经历这样的一个过程，而不是糊里糊涂地操作实验材料。
较之一些基本的科学过程，体验这些综合科学过程需要更有深度和更成熟的思维水平，我们应该根据学生的年龄特征恰当地让他们在实践中运用这些过程能力。
总之，在科学教育的过程中，对建构学生科学的探究过程，我们认为应遵循两条基本原则：第一“动手做”；第二“先思后做”。“思”是建构学生对科学过程的理解，“做”是发展学生对科学过程的运用能力。只有把两者紧密地结合起来，我们才能真正建构出学生科学的探究过程，从而引导学生像科学家那样去探索未知的科学世界。