“科学探究是人们探索和了解自然获得科学知识的重要方法。以证据为基础、运用各种信息分析和逻辑推理得出结论,公开研究结果,接受质疑,不断更新和深入,是科学探究的主要特点。”这是2017版《全日制义务教育小学科学课程标准》中对科学探究的基本描述。对照2001版《课标(实验稿)》中对探究的解释,我们可以看出一些变化:
首先,明确科学探究是获取科学知识的重要方法。在过去的表述中,科学探究同样也有帮助获取科学知识的功能,但这种功能被弱化了,只是与乐趣、能力、态度等多个要素混在一起提及,也就是说,当时人们认为在展开科学探究的过程中,上述多个要素共同作用,帮助学生获取科学知识。现在的这种表述可谓开门见山,直接言明科学探究是人类认识真实世界,获得对自然的解释的重要途径与方法。这和科学实践的定义中认为实践包含像科学家一样认识世界的系列科学探究活动,比如获取证据、理论建模等是一脉相承的。
其次,强调证据获得与分析。以证据为基础是新的科学探究定义中的关键性表述。这一表述至少包括了三个方面的意思:一是证据是获取科学知识的必要前提,没有证据就没有令人信服的科学知识产生过程;二是证据的获取方式是多种多样的,并没有人为对其做出具体的规定;三是证据是真实可靠的,不然难以成为基础。在这样一种以证据为基础的科学观念下,对证据的获取与分析就得到了强化,因为要保证证据的可靠性,其获取的过程就不应该是简单、单向、一次性的,而会是一个反反复复、不断改变的过程。从某种程度上来讲,这样的证据观也就基本设定出了科学课堂的大致形态。
最后,就是极力倡导互动交流。公开研究结果,接受质疑,不断更新和深入这句话传达出的不仅是科学探究不断往返的特性,而且将交流的互动性要求提高到了一个新的层面,所表达的是科学实践中社会与文化方面的要求。
从科学探究定义的变化中,我们可以切实地体悟到其思想的变化,这些新增的思想与我们前面所讲到的科学实践的内涵是一致的。
再继续分析科学探究的目标,会获得更多支持这种说法的证据:
目标1:了解科学探究是获取科学知识的主要途径,是通过多种方法寻找证据、运用创造性思维和逻辑推理解决问题,并通过评价与交流等方式达成共识的过程。
在这个目标中,出现了一个非常关键的词语——达成共识,这是理解科学探究的重要表述。把科学探究作为科学活动看待,将其过程的走向固定到达成共识上,这一表述告诉了我们哪些信息呢?要想达成共识,首先必须有自己的观点,这个观点从哪里来?从运用创造性思维和逻辑思维解决问题的实践中来;其次有了观点还要有将观点用恰当的方式清晰地表达出来的机会及能力;有了观点并不代表就会被认同,通常我们在课堂教学中习惯用对与错的说法来评判观点。所以,表达了依然不能代表获取了科学知识,还需要接受他人的质疑,和别人的观点发生碰撞,这样的碰撞又是不断往返的过程,直到最后大家形成一致的意见,这才算达成共识了。这样的科学探究和我们以前所理解的科学探究相比显然有了很大的变化,而这些新的理解正是实践思维下认识到的科学探究的本质所在。
目标2:知道科学探究需要围绕已提出和聚焦的问题设计研究方案,通过收集和分析信息获取证据,经过推理得出结论,并通过有效表达与他人交流自己的探究结果和观点,能运用科学探究方法解决比较简单的日常生活问题。
从问题入手开始展开探究过程,但是问题从何而来?这里只给了一个模糊描述:围绕已提出和聚焦的问题。这样的表述显然有别于前一版《课程标准》中的能通过对身边自然事物的观察,发现和提出问题的表述。以前的提法有着明确的范围,即身边的自然事物,这表明过去科学探究的对象就是身边的自然事物。那么,新的《全日制义务教育小学科学课程标准》中对问题的来源有什么要求呢?首先一定包含了对身边自然事物的探究,但同时也扩展到了之外的其他领域,比如应用工程技术进行设计与建造活动等。用这种思路来看待问题产生的源头,就不难理解能运用科学探究方法解决比较简单的日常生活问题这句话了。(www.xing528.com)
目标3:初步了解分析、综合、比较、分类、抽象、概括、推理、类比等思维方法,发展学习能力、思维能力、实践能力和创新能力,以及运用科学语言与他人交流和沟通的能力。
如此详细地列举出思维方法种类,这在以往科学探究的表述中是没有的。为什么要这样来强调思维方法及其相关能力的重要性呢?我觉得可以从过去和现在两个方面来理解:
过去,我们的科学探究教学中强调思维训练与发展问题吗?答案是肯定的,但仍旧存在问题。就科学课来讲,过去教师往往过度关注科学探究的形式与过程,其中锻炼学生思维的成分也就受到了影响。
现在,科学课程的改革面临着一个新的社会发展背景,立德树人、培养科学核心素养等现实要求将思维、创新、合作交流等提升到了一个新高度,这对于思维教学是一个良好的发展机遇。其一,要将动手、动脑、动口相结合,实现由浅层学习向深层学习的转化,也就是要在自主建构的基础上再向前迈一大步,实现合作建构的课堂形态,让思维流动起来、深刻起来。其二,要让课堂变成求知的场所,无求则再多的知识也没有多大意义,而求的关键在于兴趣,让课堂成为培养理智的兴趣的主要场所。课堂教学应当成为一种情境,在这个情境中一个班、一个组形成一个社会的统一体,成员们有着共同的兴趣,在一个成熟的、有经验的人的领导下,共同促发对理智的热情。课堂的任务,就在于激起学生的心灵,使它有所作为,使学生产生某种程度的理智兴趣。
无论是基于过去状况中出现的问题还是现在的要求,都应将思维培养提到更为重要的位置。但更为核心的是,我们还强调思维、交流与沟通、科学语言的结合,不仅是科学探究新要义的要求,还是科学教育实践特性的表现。
目标4:初步了解通过科学探究达成共识后获得的科学知识只在一定阶段是正确的,随着新证据的增加,其会不断完善,甚至会发展变化。
和目标1一样,这一目标也是对科学探究的新理解。从另一个角度讲,它所说的是对合理怀疑精神的培养问题。如果我们放宽时间跨度,就会发现,即便是之前已经达成的共识,也并不代表其对应的观点的永久正确性。当新的社会、自然等方面的现象、问题逐步被发现以后,新的达成共识的过程便又开始了。科学探究就是这样一个实践活动过程,该过程中既没有绝对的权威,也没有永恒的真理,这也正是科学永远充满生命力的奥妙所在。
从上面对科学探究目标的简要分析可以看到,每一条目标都有了和以前不一样的内涵,这足以说明现在的科学探究不等于过去的科学探究,而是在以往基础上发展丰富了的科学探究,而丰富的内容正是基于科学实践生发出来对科学教育的新的理解。
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