陳汝婷

科學(xué)探究作為人們探索和了解自然、獲得知識的重要方法，在實(shí)際教學(xué)中被倡導(dǎo)和重視，但實(shí)際教學(xué)中不少教師對科學(xué)探究的認(rèn)識不清晰，導(dǎo)致課堂中的探究教學(xué)過于形式化，忽視了學(xué)生的內(nèi)在體驗(yàn)和思維發(fā)展。教師要分析科學(xué)認(rèn)識過程與學(xué)生認(rèn)識過程，重新厘清科學(xué)探究各個環(huán)節(jié)以及它們之間的關(guān)系，并結(jié)合認(rèn)識的流程為探究教學(xué)提供有效策略。

科學(xué)探究的過程與科學(xué)認(rèn)識過程具有內(nèi)在統(tǒng)一性

1.科學(xué)家的科學(xué)認(rèn)識過程與學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識過程是相似的

科學(xué)認(rèn)識是人類認(rèn)識中的一種系統(tǒng)的、典型的、高級的認(rèn)識形式，科學(xué)認(rèn)識的任務(wù)是正確反映自然界的本質(zhì)和規(guī)律?？茖W(xué)認(rèn)識起源于人類對自然界的客觀事物的疑問，即事物的自然存在及發(fā)展變化的本真狀態(tài)到底是什么。為了掌握客觀事實(shí)，科學(xué)家們通過觀察與實(shí)驗(yàn)獲取反映客體的信息，并利用科學(xué)工具描述客體信息獲得科學(xué)事實(shí);再將得到的科學(xué)事實(shí)通過思維加工（歸納、演繹、類比等科學(xué)方法）納入科學(xué)認(rèn)識的系統(tǒng)以產(chǎn)生科學(xué)認(rèn)識;最后用實(shí)證檢驗(yàn)、綜合和分析的方法使得科學(xué)認(rèn)識更加精確和完整，從而形成科學(xué)理論。由于得到的科學(xué)理論是對客觀世界反映的歸納和總結(jié)，不可避免地出現(xiàn)難以解釋的困難和麻煩，一旦出現(xiàn)科學(xué)危機(jī)便需要通過革命對科學(xué)認(rèn)識成果重新認(rèn)識，如此循環(huán)往復(fù)，推動科學(xué)的發(fā)展。

學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)過程是一個不斷發(fā)展的科學(xué)認(rèn)識過程，重演人類科學(xué)認(rèn)識過程，具有重演律特征，即重復(fù)科學(xué)家認(rèn)識過程中成功的關(guān)鍵之處，經(jīng)歷類似科學(xué)家的認(rèn)識過程。雖然小學(xué)生的思維發(fā)展與認(rèn)知有局限性，難以達(dá)到科學(xué)家的廣度與深度，但兩者的認(rèn)識都是對未知領(lǐng)域進(jìn)行探索的過程，是相似的。

2.學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識過程決定了科學(xué)探究教學(xué)的過程

從實(shí)踐角度看，學(xué)生的認(rèn)識過程起始于對客觀事實(shí)中的問題的提出，并終止于問題的解答，以問題、求解、答案、檢驗(yàn)作為科學(xué)認(rèn)識發(fā)生的幾個關(guān)鍵環(huán)節(jié)，形成科學(xué)認(rèn)識發(fā)生程序的一般模式：問題—求解—答案—檢驗(yàn)。從科學(xué)認(rèn)識發(fā)生一般模式中可梳理認(rèn)識流程：客觀事實(shí)引起疑問、形成問題（問題）;采用技術(shù)手段、設(shè)計流程，將客觀事實(shí)轉(zhuǎn)化為科學(xué)事實(shí)（求解）;對科學(xué)事實(shí)進(jìn)行思維加工，形成科學(xué)認(rèn)識（答案）;對科學(xué)認(rèn)識的證實(shí)或修正，得出統(tǒng)一的認(rèn)識（檢驗(yàn)）。學(xué)生的科學(xué)認(rèn)識流程決定了科學(xué)探究教學(xué)的流程，科學(xué)認(rèn)識過程與探究教學(xué)各環(huán)節(jié)之間的聯(lián)系如下圖所示。

科學(xué)認(rèn)識論指導(dǎo)下的探究教學(xué)策略

課堂中的探究教學(xué)過程應(yīng)該遵循學(xué)生認(rèn)識的四個流程：問題—求解—答案—檢驗(yàn)，但由于小學(xué)生的知識積累、生活經(jīng)驗(yàn)、思維發(fā)展等不足，往往在探究中需要教師給予一定指導(dǎo)。筆者認(rèn)為教師在探究活動中發(fā)揮著主導(dǎo)作用，需要能夠清晰地把握學(xué)生的認(rèn)識規(guī)律，運(yùn)用適當(dāng)?shù)慕虒W(xué)策略指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行探究活動，幫助學(xué)生獲得知識與技能，培養(yǎng)科學(xué)精神和科學(xué)態(tài)度。那么，有效的探究教學(xué)策略顯得尤為重要。

1.提供客觀事實(shí)，幫助學(xué)生發(fā)現(xiàn)探究的問題

問題的提出是科學(xué)探究過程的起點(diǎn)，學(xué)生的問題源于對事物的好奇、疑惑或與學(xué)生前概念產(chǎn)生沖突的疑惑，在教學(xué)過程中引導(dǎo)學(xué)生提出問題是有效開展探究教學(xué)的關(guān)鍵。教師要提供良好的問題情境，良好的問題情境能夠直接反映客觀事實(shí)并且影響學(xué)生提出問題的情況。因此，創(chuàng)建的問題情境必須有針對性，能與探究內(nèi)容直接相關(guān)，可幫助學(xué)生自主發(fā)現(xiàn)問題并提出問題。

例如，執(zhí)教“聲音的變化”內(nèi)容時，教師可以創(chuàng)建音樂盛宴這樣的情境，邀請學(xué)生用自己帶來的樂器演奏歌曲，在演奏過程中教師請出他們在音樂課上熟知的力度記號，并讓學(xué)生通過演奏表現(xiàn)出這些力度符號的含義，便會產(chǎn)生強(qiáng)弱不同的聲音。演奏結(jié)束后讓學(xué)生回憶剛才樂器的聲音是如何發(fā)生變化的？為什么會發(fā)生這樣的變化？在這樣的情境中，學(xué)生能自然而然地發(fā)現(xiàn)需要探究的問題——聲音的強(qiáng)弱、聲音的高低與什么因素有關(guān)。探究的問題往往不是教師直接提供，而是通過創(chuàng)造真實(shí)的情境給學(xué)生，幫助學(xué)生在客觀事實(shí)中發(fā)現(xiàn)感興趣的問題，并激發(fā)起探究的內(nèi)部動機(jī)，整個教學(xué)過程便能順利地從課堂引入過渡到探究的環(huán)節(jié)。

2.指導(dǎo)實(shí)驗(yàn)的方法，幫助學(xué)生獲得科學(xué)事實(shí)

探究的過程實(shí)際上是對客觀事實(shí)進(jìn)行進(jìn)一步加工處理的過程，學(xué)生有了探究的問題后，會根據(jù)自己已有知識經(jīng)驗(yàn)對事物現(xiàn)象產(chǎn)生原因或變化關(guān)系進(jìn)行猜測，最終形成假設(shè)，而探究的方案提出與實(shí)施是為了獲取反映客觀事實(shí)的科學(xué)事實(shí)。那么，應(yīng)該選取什么方法以及怎樣設(shè)計方案來處理客觀事實(shí)，是學(xué)生應(yīng)該考慮的問題。在教學(xué)過程中，教師應(yīng)該指導(dǎo)學(xué)生如何選擇正確的科學(xué)方法（觀察、實(shí)驗(yàn)）來獲得客觀事實(shí)，明確觀察與實(shí)驗(yàn)等方法的特點(diǎn)及注意事項，讓學(xué)生知道驗(yàn)證假設(shè)需要什么樣的條件、該怎么做等問題，明確實(shí)施方案的過程需要收集足夠的證據(jù)，來對假設(shè)進(jìn)行證實(shí)與證偽。

例如，執(zhí)教“空氣的性質(zhì)”內(nèi)容時，關(guān)于空氣是否有重量的探究，大部分學(xué)生在假設(shè)后，會結(jié)合已有的知識經(jīng)驗(yàn)，采取用稱的方法來稱量一個塑料袋里空氣的重量。由于一個塑料袋里的空氣太輕，稱量這種方法往往在實(shí)踐過程中是不可行的，而通過比較的方式來判斷空氣是否有重量這種方法顯得更合適。教師只需要出示簡易天平講解其作用和使用方法，供學(xué)生參考并讓學(xué)生通過畫圖的方法記錄自己的實(shí)驗(yàn)過程，學(xué)生便能夠利用簡易天平設(shè)計出可執(zhí)行的方案：一是取相同的氣球放在簡易天平兩側(cè)，調(diào)節(jié)天平到水平位置，取下其中一個氣球充足氣，放回原來的位置，觀察天平有什么變化;二是取兩個充氣大小相等的氣球放置天平兩側(cè)，調(diào)節(jié)天平到水平位置，將其中一個氣球放氣，觀察天平有什么變化。學(xué)生往往并不是沒有設(shè)計方案和驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)的能力，而是在科學(xué)方法的運(yùn)用上存在不足，教師在教學(xué)上應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生的設(shè)計與計劃考慮全面的意識，引導(dǎo)學(xué)生利用各種感官進(jìn)行觀察，并鼓勵學(xué)生使用多種方法來記錄觀察的結(jié)果，幫助他們將客觀事實(shí)轉(zhuǎn)化為科學(xué)事實(shí)。

3.搭建“腳手架”，幫助學(xué)生從科學(xué)事實(shí)中獲得科學(xué)認(rèn)識

在科學(xué)事實(shí)的基礎(chǔ)上加工與組合到形成初步的科學(xué)認(rèn)識的過程中，少不了運(yùn)用思維方法。小學(xué)科學(xué)教學(xué)中常用的思維加工方法有對比、控制變量、歸納、演繹、類比等，教學(xué)中教師應(yīng)該遵循每種思維方法的特點(diǎn)，結(jié)合課程內(nèi)容有效地貫穿思維方法的運(yùn)用，同時搭建“腳手架”幫助學(xué)生獲得分析原因和發(fā)現(xiàn)規(guī)律的依據(jù)。

例如，執(zhí)教“空氣占據(jù)空間”內(nèi)容時，教師要引導(dǎo)學(xué)生得出空氣占據(jù)空間這一結(jié)論，需要準(zhǔn)備足夠的實(shí)驗(yàn)素材，如“塑料袋套空氣”“氣球充氣”“杯子垂直插入水中杯子里的紙團(tuán)不濕”等實(shí)驗(yàn)讓學(xué)生獲得了足夠的例證，最終才能歸納得出一般性結(jié)論。

4.營造樂于分享、善于表達(dá)的氛圍，促進(jìn)學(xué)生獲得統(tǒng)一的認(rèn)識

科學(xué)認(rèn)識在得到大家的承認(rèn)、理解和認(rèn)同后才會上升為統(tǒng)一的認(rèn)識，而科學(xué)認(rèn)識具有主觀性，需要經(jīng)過反復(fù)的檢驗(yàn)，可能會對原有結(jié)論的證實(shí)、對原有結(jié)論顛覆性的反駁或在原有結(jié)論的基礎(chǔ)上提出新的理論，而這些可能都基于表達(dá)與交流。在科學(xué)的課堂中同樣如此，我們無法判定個人或小組的認(rèn)識與觀察的事實(shí)是否一致，就需要在全班表達(dá)、交流與討論。在探究教學(xué)中，教師更應(yīng)該為學(xué)生營造分享、表達(dá)的氛圍，可以在探究實(shí)驗(yàn)結(jié)束后組織匯報交流環(huán)節(jié)，讓學(xué)生敢于把自己探究的內(nèi)容、過程和結(jié)果表達(dá)出來，把觀點(diǎn)提供給對方，最終達(dá)成統(tǒng)一的認(rèn)識。

首都師范大學(xué)初等教育學(xué)院（100048）