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探究教學法的概念及特征

時間:2012-02-08 00:03來源:知行網www.wtckvq.live 編輯:麥田守望者

探究、科學探究、探究式教學的基本含義

 

探究,就是探討和研究。探討就是探求學問,探求真理和探本求源;研究就是研討問題,追根求源和多方尋求答案,解決疑問。按照《牛津英語詞典》中的定義,探究是“求索知識或信息特別是求真的活動;是搜尋、研究、調查、檢驗的活動;是提問和質疑的活動。”其相應的中文翻譯有“探問”、“質疑”、“調查”及“探究”等多種譯法。在科學領域人們普遍認為“探究”一詞和英文原意更為貼切。

探究可分為廣義的探究和狹義的探究,廣義探究指的是一切獨立解決問題的活動,凡是人們通常對某個現象或問題產生了好奇,近而刨根問底,試圖弄清事理的行為都是探究。

狹義的探究專指科學探究,是“科學家們用來研究自然界并根據研究所獲事實證據做出解釋的各種方式。科學探究也指的是學生構建知識、形成科學觀念、領悟科學研究方法的各種活動。”(美國《國家科學教育標準》)因此,現在使用的科學探究具有雙重含義。由此可得出這樣的結論:學生的科學探究式學習活動在本質上與科學家的科學探究活動有很多相似之處。

從探究的本義來看,它和研究、問題解決都有著十分相似的地方,都是圍繞著一定的主題或問題,通過探索,找尋結論和答案并進行驗證的過程,在研究的過程中需要深入探討,反復研究,在問題解決的過程中也需要通過探究,找到問題的答案。就語義而言,據《辭海》(1989年版)的解釋,“研究”指“用科學的方法探求事物的本質和規律”,“探究”則指“深入探討,反復研究”。從語感來說,“研究”一詞似乎多了幾分嚴謹、穩重,而“探究”則更有生氣,更有動感,也更符合青少年學生的身心特點。從操作過程來看,研究需經歷一個完整的過程,而探究學習更加靈活。

探究式教學就是以探究為主的教學。可以選擇教材中的某些內容為探究教學的內容;也可以從學生周圍世界和生活實際中選擇與學科內容相關的問題作為探究學習的對象,在教師的啟發誘導下,通過學生獨立自主學習和合作交流,為學生提供充分自由表達、質疑、探究、討論問題的機會,讓學生通過個人、小組、集體等多種解難釋疑嘗試活動,將自己所學知識應用于解決實際問題的一種教學形式。探究式教學特別重視開發學生的智力,發展學生的創造性思維,培養自學能力,力圖通過自我探究引導學生學會學習和掌握科學方法,為終身學習和工作奠定基礎。教師作為探究式課堂教學的導師,其任務是調動學生的積極性,促使他們自己去獲取知識、發展能力,做到自己能發現問題、提出問題、分析問題、解決問題;與此同時,教師還要為學生的學習設置探究的情境,建立探究的氛圍,促進探究的開展,把握探究的深度,評價探究的成敗。學生作為探究式課堂教學的主人,自然是根據教師提供的條件,明確探究的目標,思考探究的問題,掌握探究的方法,敞開探究的思路,交流探究的內容,總結探究的結果。由此可知,探究式課堂教學是教師和學生雙方都參與的活動,他們都將以導師和主人的雙重身份進人探究式課堂。

探究式學習的特征

由于多種原因,人們在理解和實施探究式教學中容易出現兩方面的偏差,一是對探究的泛化,另一是對探究的神化。前者就是隨意地給一些人們早已熟知的教與學的形式貼上探究的標簽,如一個從目的到內容再到方法、步驟,甚至連表格都畫好了的實驗活動設計,卻不僅被冠以探究而且是自由探究的名稱;后者則只把從問題的提出、證據收集、方案的制訂和實施到解釋的形成、檢驗和結論的得出等等都是由學生自主發現、由學生獨立完成的活動才歸為探究。這兩種理解都背離了探究式學習的本質意義,如不加以澄清和糾正,將極大地影響探究式教學的實施。

 

探究教學法的特點

體現教師、學生的雙主體性,使學生的學習富有協作性、探索性,使他們的心里始終處于一種安全,寬松的的環境中,這樣可調動每個學生的積極性,因而避免了教學目標的單一性。

美國國家研究理事會2000年組織編寫出版了一本專著,對科學探究式教與學的重要問題進行了比較系統、比較有說服力的闡述,其中,將探究式教學的基本特征概括為如下五個方面的內容。

 

1.學習者圍繞科學性問題展開探究活動
  所謂科學性問題是針對客觀世界中的物體、生物體和事件提出的,問題要與學生必學的科學概念相聯系,并且能夠引發他們進行實驗研究,導致收集數據和利用數據對科學現象做出解釋的活動。在課堂上,一個有難度但又讓人能嘗到果實、足以引發探究的問題,能激發學生的求知欲望,并能引出另一些問題。比如,對于低年級學生,符合上述標準的一個問題可以是大黃粉蟲幼體是如何對光做出反應的?對高年級學生,可以問:基因如何影響人的眼睛的顏色?而即使對高年級學生,提出今后一百年問全球氣候將會如何變化這樣的問題也是不合適的。這個問題雖具有科學性,但過于復雜,學生回答這個問題決不可能全面考慮預測范圍內有關的證據和論據。學生可能只會考慮個別因素,如云量的增多對氣候變化將產生怎樣的影響;或者可能考慮一些因果關系,如氣溫升高(或降低)對植物、氣流、天氣將有怎樣的影響。
 

2.學習者獲取可以幫助他們解釋和評價科學性問題的證據
  與其他認知方式不同的是,科學是以實驗證據為基礎來解釋客觀世界的運行機制。科學家在實驗中通過觀察測量獲得實驗證據,而實驗的環境可以是自然環境如海洋,也可以是人工環境如實驗室。在觀察與測量中,科學家利用感官感知,或借助于儀器如望遠鏡延伸感官功能進行觀察,甚至用儀器測量人的感官所不能感知的物質特性,如測量磁場。有時,科學家能控制條件進行實驗;而另一些時候則無法控制,或者實行控制將破壞實驗現象。這種情況下,科學家只有對自然界中發生的現象進行大范圍、長時間的觀測以便推斷出不同因素的影響。可以通過改進測量、反復觀察,或者就相同的現象收集不同類型的實驗數據的方法提高所收集到的證據的可靠性。證據是可以被質疑和進一步調查研究的。
  

在課堂探究活動中,學生也需要運用證據對科學現象做出解釋。學生對動植物、巖石進行觀察并詳細記錄它們的特征;對溫度、距離、時間進行測量并仔細記錄數據;對化學反應和月相進行觀測并繪制圖表說明它們的變化情況。同時,學生也可以從教師、教材、網絡或其他地方獲取證據對他們的探究進行補充。
 

3.學習者要根據事實證據形成解釋,對科學性問題做出回答
  科學解釋借助于推理提出現象或結果產生的原因,并在證據和邏輯論證的基礎上建立各種各樣的聯系。科學解釋須同自然觀察或實驗所得的證據一致,并遵循證據規則。科學解釋還須接受公開的批評質疑,并要求運用各種與科學有關的一般認知方法(如分類、分析、推論、預測)以及一般的認知過程(如批判性推理和邏輯推理)。
  

解釋是將所觀察到的與已有知識聯系起來學習新知識的方法。因此,解釋要超越現有知識,提出新的見解。對于科學界,這意味著知識的增長;對于學生,這意味著對現有理解的更新。兩種情況的結果都能產生新的認識。例如,學生可根據觀察或其他的證據解釋月相的變化、不同條件下植物的生長狀況不同的原因以及飲食與健康的關系等問題。
 

4.學習者通過比較其他可能的解釋,特別是那些體現出科學性理解的解釋,來評價他們自己的解釋
  評價解釋,并且對解釋進行修正,甚至是拋棄,是科學探究有別于其他探究形式及其解釋的一個特征。評價解釋時,可以提出這樣的問題:有關的證據是否支持提出的解釋?這個解釋是否足以回答提出的問題?從證據到解釋的推理過程是否明顯存在某些偏見或缺陷?從相關的證據中是否還能推論出其他合理的解釋?
  

核查不同的解釋就要學生參與討論,比較各自的結果,或者與教師、教材提供的結論相比較以檢查學生自己提出的結論是否正確。這一特征的一個根本要素是保證學生在他自己的結論與適合他們發展水平的科學知識之間建立聯系。也就是說,學生的解釋最后應與當前廣泛為人們所承認的科學知識相一致。
 

5.學習者要交流和論證他們所提出的解釋
  科學家以結果能夠重復驗證的方式交流他們的解釋。這就要求科學家清楚地闡述研究的問題、程序、證據、提出的解釋以及對不同解釋的核查,以便疑問者進一步地核實或者其他科學家將這一解釋用于新問題的研究。而課堂上,學生公布他們的解釋,使別的學生有機會就這些解釋提出疑問、審查證據、挑出邏輯錯誤、指出解釋中有悖于事實證據的地方,或者就相同的觀察提出不同的解釋。學生間相互討論各自對問題的解釋,能夠引發新的問題,有助于學生將實驗證據、已有的科學知識和他們所提出的解釋這三者之間更緊密地聯系起來。最終,學生能解決彼此觀點中的矛盾,鞏固以實驗為基礎的論證。
  

具有以上基本特征的探究式教學過程有助于學生對科學概念和方法形成更明晰、更深刻的認識。因此,探究式教學和教學資源要盡可能包含所有的上述五個基本特征,以充分發揮和利用探究的教育功能。然而,一項科學學習活動是否必須包含上述全部五個基本特征才能稱得上是探究式的學習呢?對于探究式學習活動所具有的每一項特征,是否可以劃分出不同的程度?
  

如果理想化和絕對化地理解探究,我們可能會認為只有包含上述全部五個基本特征、且每一類學生的活動都具有高度的自主性和探索性才能稱得上是探究式的學習。然而,這樣的看法既不符合科學研究的實際,也不符合學生科學學習的現實。探究無疑是科學研究的核心,真正的科學家也往往以探究為樂,但這并不妨礙他們積極學習和利用已有的、現成的知識。事實上,最有成就的科學家也最善于吸收前人已有的成果,站在巨人的肩膀上攀登科學的高峰。學生的學習就更不用說了,盡管基于直接經驗的、探究式的學習最有利于學生的全面發展,但間接學習在學生的學習活動中畢竟是大量存在的,要組織起有效的探究式學習活動,除了受教師、學生和教學設施條件等因素制約以外,還與所學習的科學知識內容有關,有些知識內容,由于各種原因,不易于設計成通過探究式的學習活動去獲取。因此,對于特定的學生來說,一些內容的學習,用探究的方式,不僅效率太低,而且效果往往不如直接學習。

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