《論文_學(xué)生的科學(xué)探究能力(定稿)》

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1、學(xué)生的科學(xué)探究能力：國外的研究及啟示郭玉英（北京師范大學(xué)物理學(xué)系，北京100875）摘要：當(dāng)前的科學(xué)課程改革對學(xué)生的科學(xué)探究能力提出了要求，這是我國的科學(xué)教育研究者和廣大教師面臨的一個新課題。西方發(fā)達(dá)國家在20世紀(jì)下半葉的科學(xué)課程改革中就開始進(jìn)行有關(guān)的研究和實踐,有三種主要的教學(xué)和研究模型及實踐結(jié)果可供我們借鑒.這些研究結(jié)果表明，科學(xué)探究能力是一種具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的高層次能力，對科學(xué)探究能力的培養(yǎng)不能簡單化和程式化。我們應(yīng)當(dāng)在借鑒有關(guān)研究成杲的基礎(chǔ)上，把握科學(xué)探究的本質(zhì)特征，采用復(fù)雜性科學(xué)的研究方法，建立適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)和研究模型，從理論和實踐兩方面開展深入

2、研究。關(guān)鍵詞：科學(xué)探究能力；科學(xué)課程改革；教學(xué)和研究模型中圖分類號：G633.7文獻(xiàn)標(biāo)識碼：C作者簡介：郭玉英（1957—）,女，山東高青人，博士，北京師范大學(xué)物理學(xué)系教授，博士生導(dǎo)師,物理教育研究室主任，主要研究物理課程與教學(xué)論。一、關(guān)于科學(xué)探究目標(biāo)的主要觀點(diǎn)和研究范式在國際科學(xué)教冇領(lǐng)域，人們對于科學(xué)課程應(yīng)當(dāng)發(fā)展學(xué)生對科學(xué)探究的理解、培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力已經(jīng)達(dá)成了共識，許多國家的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)己明確提出了關(guān)于科學(xué)探究的目標(biāo)。但對于科學(xué)探究在科學(xué)課程中所處的地位和實現(xiàn)目標(biāo)的途徑則存在不同認(rèn)識，概括起來主要有以下兩種觀點(diǎn)。-?種觀點(diǎn)認(rèn)為，學(xué)生對以通過

3、觀察演示實驗和親身經(jīng)歷探究性實驗而潛移默化地達(dá)到課程目標(biāo)，不需要明確地教給學(xué)生如何開展科學(xué)探究；另一種觀點(diǎn)則認(rèn)為應(yīng)當(dāng)明確地教給學(xué)生科學(xué)方法，甚至認(rèn)為學(xué)生對科學(xué)方法或過程的理解比對科學(xué)知識內(nèi)容的理解更為重耍。從科學(xué)課程的發(fā)展來看，片者得到越來越多的科學(xué)教育者認(rèn)同。這樣,如何實現(xiàn)科學(xué)探究目標(biāo)的問題就擺在了研究者和課程設(shè)計人員面前，成為科學(xué)教育研究領(lǐng)域的一個具冇挑戰(zhàn)性的問題。由于科學(xué)探究不存在固定模式，人們對科學(xué)探究的理解也很難達(dá)成共識，這給研究學(xué)生的科學(xué)探究能力帶來了一定閑難。因此，不同的研究者和課程設(shè)計者均在相關(guān)理論指導(dǎo)下采用了如下研究模式。首先建立

4、關(guān)于科學(xué)探究的教學(xué)和研究模型,在此基礎(chǔ)上進(jìn)行課程和教學(xué)設(shè)計,在實踐過程中開展對學(xué)生科學(xué)探究能力發(fā)展以及冇關(guān)影響因素的實證性研究，通過對理論、模型、實踐過程和結(jié)果的綜合研究和反思，對原來的模型進(jìn)行修正，不斷深化對學(xué)生科學(xué)探究能力的認(rèn)識。下面簡要介紹有關(guān)的研究過程和結(jié)果，對三種冇代表性的研究和教學(xué)模羽及實踐結(jié)果進(jìn)行比較評析。二、幾種主要模型的比較與評析（一）科學(xué)探究能力的解析：“過程技能”的集合模型這是一種早期的科學(xué)探究能力模型。這種模型的建立者采用了還原論的思維方式和過程分析方法,將科學(xué)探究過程分解為一系列獨(dú)立的成分，如觀察、分類、假設(shè)、推論、預(yù)測等

5、。相應(yīng)地把科學(xué)探究能力分解成一系列獨(dú)立的技能，如觀察技能、分類技能、假設(shè)技能、推論技能、預(yù)測技能等，稱為過程技能。其基木假設(shè)如下：學(xué)生的科學(xué)探究能力是一系列過程技能的集合；這些過程技能是可以通過練習(xí)來獨(dú)立發(fā)展的；學(xué)生的過程技能得到發(fā)展后，就可以用來解決實際的科學(xué)問題，科學(xué)探究能力也就得到了發(fā)展。根據(jù)這種模型提出的教學(xué)策略是,首先讓學(xué)生獨(dú)立地練習(xí)和發(fā)展這些技能，然后再結(jié)合起來解決更復(fù)雜的問題。這種模型對課程設(shè)計產(chǎn)生了一定影響，例如，美國科學(xué)促進(jìn)會1967年推出的課程：科學(xué)種過程方法（SAPA）就是按照這種模型設(shè)計的。20世紀(jì)80年代，英國冇兒種科學(xué)課

6、程也建立在這種模型的基礎(chǔ)之上，如納費(fèi)爾徳的《過程科學(xué)》。這些課程完全打破了按照科學(xué)內(nèi)容的邏輯體系來組織教材的傳統(tǒng)方式,主要根據(jù)培養(yǎng)學(xué)生“過程技能”的需要來設(shè)計一系列活動，讓學(xué)生通過這些活動來發(fā)展相應(yīng)的技能和能力。從木體論意義上來看，這種模型將科學(xué)探究能力描述成一系列過程技能的集介，是對科學(xué)探究能力的一種人為的肢解，不能反映其木質(zhì)特征；同時，這種模型在認(rèn)識論層面上受到了強(qiáng)烈質(zhì)疑，因其科學(xué)探究觀具有很強(qiáng)的經(jīng)驗性和歸納性，與當(dāng)代的科學(xué)哲學(xué)觀點(diǎn)相悖。從有效性的角度來看，這些課程的實施結(jié)果并不能令人滿意。如然當(dāng)時的研究者對于SAPA和其他類似的課程進(jìn)行了許多

7、小規(guī)模的評價研究，取得了肯定的結(jié)果，表明學(xué)生的學(xué)習(xí)在各個方面都取得了進(jìn)步。但這些結(jié)論的可靠性受到質(zhì)疑，批評者認(rèn)為這些評價不能有效地證明學(xué)牛?能力的發(fā)展。即使學(xué)生通過練習(xí)掌握了這些過程技能，也不一定能用丁解決實際問題，不能證明科學(xué)探究能力得到了發(fā)展。換言之，科學(xué)探究能力并不等于過程技能的簡單集合。這種模型在教學(xué)的層面上也遭到了批評，冇人提出，觀察、分類、假設(shè)等是兒童從幼年時期就擁冇的能力，并不需要專門訓(xùn)練。另一方面，根據(jù)這種模型設(shè)計的課程打破了知識體系，不能使學(xué)生建立良好的知識結(jié)構(gòu)，受到來自學(xué)科專家的強(qiáng)烈批評。因此，這種模型已經(jīng)逐漸退出科學(xué)教育的歷史

8、舞臺，但過程技能的概念被保留下來，成為探究技能的組成部分，在許多科學(xué)課程中仍然受到重視。（二）將控制變量作為科學(xué)探究的特征