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1科学课程中的探究式学习所经历的一般过程

 

在科学课上开展的探究式学习活动中,经过仔细选择的材料和特意创设的学习情境,学生能在一两节课的时间里重复历史上的发现,并得出恰当的结论或解释。学生将具有一个科学家最起码的经历:他们面对着不知道的东西,进行自由探究;受自己的直觉预感的支配;和伙伴们分享各自的发现;共同合作,做出解释;并对假设性的理论进行验证;科学家将自己的成果发表出来,学生则把自己的发现写下来,或自己口述请教师写下来,然后记在考察记录或科学日志中供大家看。事实上,学生们这种集体创作的科学记录,可以与那些列了长串的参考文献和有许多合著者名字的科学论文相媲美。

 

总之,提出问题—从事观察—明晰任务—设计调查方案—决定搜集哪些数据—搜集数据—反思是否需要更多的数据—分析数据—建构出有理由的解释—交流结果,这是探究的一般过程。学生的态度、经验和情感将影响这一过程的开展。

 

变量控制实验:一个典型的探究范例

 

学生要探究他们制造的小车在从斜坡上下滑时,怎样的小车走得最远。他们需要解决的问题是:什么因素影响小车滑行的距离?学生们需要列出可能的影响因素(变量),如小车的重量、小车的大小、轮子的大小等。接下来学生要开展实验,每次实验只能检测一个变量,即保持其他变量相同,只改变一个变量,以检测是哪个或哪些变量影响小车的运动。学生们可以把测量的数据列成两维坐标图,以直观容易地发现某些规律性的东西。如检测小车重量这一变量的作用时,以小车运行的距离和小车的重量为坐标的两轴,记录有关的数据。

 

2、探究式学习的心理过程

 

有学者把探究式学习描述为一个包括三个阶段的学习心理过程。

 

首先,学生探究已由教师选择过的被认为有价值的那些材料。他们探讨、惊讶、讨论、质疑,并发现有些数据推翻了他们先前的某些观念。这一阶段,教师给学生提供帮助,但并不发表演讲或提供答案。教师给学生以鼓励,创造一种允许的态度。这一阶段最重要的方面是创设一种环境,使探讨、迷惑之后提出的问题对学生的现有认知经验和思维方式构成一个自然的挑战,从而产生不平衡,并进而导致必要的变化。

 

其次,学生创造(建构)出概念、一般的概括或原理,试图以此来说明他们从材料中发现的某些意义。也就是说,他们建构起一些抽象的观念,用以表达他们发现的信息。通常,这一阶段对教师而言是非常具有挑战性的。他们必须不急于给学生引出结论,而让学生在尝试和错误中奋斗,在发展新的思维方式所带来的痛苦中挣扎。

 

最后,学生们把他们创造或建构的原理或概念,应用于其他的情境中以检验其有效性──一个成功的检验是非常好的强化。

 

3、探究式学习过程:一些关键点

 

教师指导下的探究活动,其展开过程有以下一些方面或关键点需要注意。

 

1)探究始于学生的问题

 

探究应该始于、源于那些真正属于学生自己的问题。比如,学生在日常生活中注意到的那些令他们困惑的现象可能会引发学生的探究。探究的问题还常常源自那些包括观察、收集数据、整理数据以及反思等内容的动手做的活动。问题还可能产生于对从书中、CD-ROM中、互联网中或其他资源中收集到的信息所作的批判性分析。由教师或由图画、幻灯片、电影和VCD等呈现的内容中有矛盾、有出入或有差异的地方,也能产生需要探究的问题。探究的问题甚至可以产生于演讲或讲解中,如果其中所提出的问题是真问题,并与学生的已有经验有关的话。

 

2)探究过程中,需要组织学生收集、整理和解释与问题有关的数据

 

在探究中,学生要设计一些办法以回答他们的问题。他们收集数据,决定如何表现或陈述这些数据,并对数据进行组织,以建构起新知。从文章、教材、百科全书、数据库、互联网等资源中收集信息也是可以的,只要目的是用于探究和理解学生所处的这个世界,而不是把重点放在获取术语或事实上。

 

接下来,学生要向自己和其他同学解释、阐明自己的工作,并为自己的工作开展辩护。在这一解释过程中,应该引导学生不断地把抽象的观念与观察到的证据联系起来。学生们要经常地反思自己所作的观察,重新检验它们,运用已学的知识从自己的观察中推出结论,如果必要时还要进一步收集更多的数据。

 

由此我们可以看出,探究强调开放的态度,从事观察的能力,开展仔细的测量,记录观察和测量结果。科学家们运用不同的探究活动以适应他们试图解答的问题,根据他们手头的任务来变换思维的过程和策略。

 

探究要求学生超越事实并得出暂时性或尝试性的假设或猜想,而不是仅仅吸收事实材料。学生要分析所获得的数据,同时进一步搜集数据,以使这一分析更有意义。学生们要把所获的信息或数据(包括教师的讲演,教师提供的信息、材料和观点)作为可供参考的素材,作为解决问题、证实或反驳假设的基础和前提。

 

在探究式学习中,学生有权力(也有责任)对信息或数据(自己获取的和外部提供的)做出自己的判断和处理。而在授受式学习中,学生的责任仅仅是吸取、理解、接受、掌握学习内容,并在需要的时候(如考试时)能够重复说出或回忆起有关的陈述和内容;在探究式学习中,学生是主动批判的,需要不断反思、审视和质疑,不断提出新的疑问或问题,不断做出新的评判和选择。而在授受式学习中,学生是他主接受的。所提供或获取的信息和素材,对于探究式学习只是进一步探讨和思考的出发点,而对于授受式学习则是需要记忆或掌握的最终目标。

 

另外,在探究式学习中,学生还要为结论寻找更多的支持,而且如果新的事实或数据出现时,学生们要准备好为自己的结论辩护或者修正甚至放弃自己先前的结论。在探究式学习中,学生们可能会搜集到关于某一问题的几种不同的观点。进一步的深入探讨未必是为了达成一致的观点,学生们可以最终拥有不同的判断或观点。在探究过程中,学生们必须反思他们各自判断或结论的基础,并根据探究过程中出现的证据和其他可供选择的观点,对自己的判断或结论进行重新审视甚至修正。

 

3)鼓励学生们在探究中开展对话

 

在学生的探究式学习过程中,一个非常重要的方面是口头的和书面的交流,以促进学生关注并汇报在探究中他们知道了些什么,他们是如何知道的,他们的知识应如何与其他人的知识、与其他学科、与课堂外的世界联系在一起。许多研究者(尤其是维果茨基)认识到了社会情境和语言作为学习的中介的重要性。正是通过社会交往,在社会互动中,词语的意义被精炼并不断精确清晰,同时在概念理解方面也得到扩展。同伴间的讨论、师生间的讨论,有助于对术语达成公共的使用和共同的理解。

 

教师可以以多种方式来支持学生开展讨论、交流或对话。

 

● 促进和鼓励用多种方式开展交流,包括运用口头的、书面的报告,运用图示、图表以及数学的和物理的表达方法。

 

● 要求学生撰写工作日志,在报告中记录他们探究的问题、所做的观察、收集到的数据、做出的解释及其理由。

 

● 开展小组讨论或全班研讨,以促进学生相互作用,彼此帮助,表达自己的想法,认识到别人的想法,向着共同的理解或意义努力。

 

4)运用小组合作学习策略

 

在探究式学习中,存在着个人独立探究与小组合作探究的问题。

 

因为合作中需要不同的角色和责任,让所有学生拥有体验不同角色的机会是非常重要的。在合作小组中,每位成员都应对小组活动贡献其独特的天赋。

 

促进同伴互动的一种策略是运用合作小组的结构模式。合作小组一般包括25名同学,大家一起工作,以实现一个共同的学习目标。例如,如果有四个学生想研究鸟类,教师可以把他们分在一个小组,让他们一起开展工作。同学们通过开展小组探究,一起努力回答小组的问题,如鸟的特征、习性与行为,或者与鸟有关的环境因素。小组探究的参与者一起收集并分享信息,对比结果,通常还要一起合作完成小组报告。

 

合作小组中的同伴通过向对方提供自己了解的术语、自己的解释、发现的线索或问题等来促进彼此克服各自的不足,从而达成对新情境的理解和新知识的建构。以下是两个小学生之间言语互动的一个例子。这里,一个男孩帮助另一个男孩理解杠杆活动的文字说明,目的是让同伴形成关于如何使杠杆平衡的一般认识。小亮不太明白如何开展这项探究。

 

小亮:我们是否把两个木块放在这个木条的一边?

 

小刚:不,这上面是说让我们找出办法,用这个木条使两个木块平衡。

 

小亮:我们如何知道什么时候算是平衡了?

 

小刚:这个木条水平了,两边都不会碰到桌子,这就是平衡了。

 

在上述交流过程中,小刚向小亮解释要解决的问题是什么,以及“平衡”的含义是什么,从而帮助小亮进一步在活动中建构起对平衡的一般认识。

 

5)在全班面前展示自己初步的发现或结论

 

让全班同学集中一下,给各小组或个人一些机会,以自己想到的各种各样的方式,来展示他们的探究工作。这个环节对学生们的学习同样是一个促进:当某个小组或某个发言人解释、阐明、澄清或为自己的发现进行辩护时,就会促使学生们建构起更深层次的理解。当同学们交流了他们的发现和解释,并倾听到其他人对这些数据、资料、信息的解释或推论时,他们将会被刺激、被引导着去反思自我,接受其他人的建设性批评,或对这些批评做出反应。

 

6)鼓励学生在整个探究过程中陈述自己的行为和思考过程

 

在探究中,给学生提供一些事实、材料或情境,他们思考,他们提出新的概念,他们运用自己已学的概念,他们检验、拒绝、寻找新的证据。如果较多地要求学生描述这些过程,他们就会更清晰地意识到自己正在学习的推理、检验、拒绝、接受以及帮助彼此的学习、合作等过程。

 

因此,在探究的整个过程中,学生们都要不断地交流、报告、反思和审视他们的探究过程及方法:他们要描述已有的相关研究成果,描述感到困扰的问题,描述所采用的新方法,描述如何搜集数据,描述所搜集到的数据及其含义。

 

(选自:任长松:《新课程学习方式的变革》,人民教育出版社)

    
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