（课程与教学论专业论文）亲历科学——小学科学探究教学案例研究.pdf

学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称工作单位备注 夏志芳教授华东师大课程与教学系答辩委员会主席 吴刚平教授华东师大课程与教学系 孔企平副教授华东师大课程与教学系 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究 成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人已经 发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在 文中作了明确说明并表示谢意。 作者签名。釜当日期：垒堕盔自基8 学位论文使用授权声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保 留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权 将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有 权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索有权将学位论文的标题和摘要 汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 学位论文作者签名钧导师签名：李砂邪 日期：盏蔓辜理g 丑 日期：圣! 兰垒! ! 汨 亲历科学小学科学探究教学案例研究 摘要 进入新世纪，探究教学以其独特的教育价值和魅力，日益成为大家所共同关 注和积极倡导的一种教学方式，更是学校科学教育改革的核心内容。相对于传统 的授受式教学，在科学教育中突出科学探究是科学本质与教育本质结合的体现， 其对教学理念、师生关系以及具体的教学实践都赋予了全新的定位，具有重要的 现实意义。本论文从案例研究出发，通过质的研究方法，审视和剖析了小学科学 探究教学的实践境遇，并提出可能的建议。 全文共分为四个部分。第一部分是绪论，介绍了研究的缘起，对探究教学的 形成和发展以及科学教育视野中的探究教学作了详实的梳理和论述，形成了本研 究重要的理论基础。第二部分是论文的研究概述，即研究背景、材料的获取、我 的思考以及要注意的伦理道德问题。第三部分是本文的主体部分，主要采用质的 研究方法，深入教学情境，围绕为何探究、探究什么、如何探究及探究评价这四 个问题展开描述和讨论，将研究过程真实而全面地呈现出来。第四部分则是研究 结果的分析与启示。 关键词：小学科学科学探究探究教学 亲历科学小学科学探究教学案例研究 a b s t r a c t w i t ht h ea r r i v a lo ft h en e wc e n t u r y , i n q u i r yt e a c h i n gh a sb e e no n ea c t i v e l y i n i t i a t e dt e a c h i n gm e t h o di n c r e a s i n g l yt h a td r a w so u ra t t e n t i o nw i t ht h ef o c u so i li t s p a r t i c u l a r e d u c a t i o n a lv a l u ea n dc h a r m ，w h i c hi se v e nt h ec o r eo ft h er e f o r mo f s c i e n c ee d u c a t i o ni nt h es c h o o l s c o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a lt e l l - l i s t e n t e a c h i n g ， s c i e n t i f i ci n q u i r ye m p h a s i z e di nt h es c i e n c ee d u c a t i o ni st h ec o m b i n a t i o no ft h en a t u r e o fs c i e n c ea n de d u c a t i o n ，w h i c hm a k e s i m p o r t a n tr e a l i s t i cs e n s ea n de x a c t l yr e d e f i n e s t h et e a c h i n gi d e a ，t e a c h e r - s t u d e n tr e l a t i o n s h i p ，a n dt e a c h i n gp r a c t i c e a p p l y i n gt h e m e t h o do fq u a l i t a t i v er e s e a r c h ，t h et h e s i sa n a l y z e st h ec u r r e n tp r a c t i c es i t u a t i o no ft h e i n q u i r yt e a c h i n gi ns c i e n c ei nt h ep r i m a r ys c h o o lb a s e do nt h ec a s es t u d i e s t h i st h e s i si s c o m p o s e do ff o u rp a r t s t h ef i r s tp a r t i st h ei n t r o d u c t i o nt h a t i n v o l v e st h e o r e t i c a lb a c k g r o u n do ft h es t u d y t h es e c o n dp a r ts u m m a r i z e sh o wt o d e v e l o pt h i ss t u d y , n a m e l yt h ep r a c t i c a lb a c k g r o u n d ，t h em a t e r i a l s ，r e f l e c t i o na n d s o m em o r a li s s u e s t h et h i r d p a r t c o n d u c t sa q u a l i t a t i v e r e s e a r c hi nt h ef o u r p e r s p e c t i v e so fw h yt oi n q u i r y , w h a tt oi n q u i r y , h o wt oi n q u i r ya n dh o wt oe v a l u a t e t h ei n q u i r y , w h i c hp r e s e n t st h ep r o c e s so ft h es t u d y a c c o r d i n g l ys o m ea n a l y s i sa n d s u g g e s t i o n s a r ea d v a n c e di nt h el a s t p a r t k e y w o r d s ：p r i m a r y s c h o o ls c i e n c e s c i e n t i f i ci n q u i r y i n q u i r yt e a c h i n g 2 亲历科学小学科学探究教学案例研究 第一部分绪论 一、研究的缘起 传统的科学教学在很大程度上由授受式教学方式构成，是一种将科学知识作 为现成结论直接“告诉”学生的知识传授过程，学生更多的是被动地接受“是什 么”的知识，对“为什么”和“怎么办”的知识知之甚少。具体地说，这种教学 方式在教学理念、师生关系以及具体的教学实践上都存在着一定的弊端：一、过 分注重智力和技能目标的达成，将学生视为硬性灌输知识的“容器”，导致学生 主体人格的分裂：二、很少考虑师生的情感因素和互动关系，强调教师的中心地 位，学生的主体性地位得不到体现，缺失足够的机会参与知识的发现与建构，对 科学的理解失去了感性经验的支撑；三、关注的是教师如何高效地传递已成定论 的知识，学生对科学的认识脱离实际，仅仅局限于书本上，不利于培养学生的创 新精神和实践能力，以及科学素养的全面提高。 然而，众所周知，科学并非仅仅是一堆知识，它更是一门活生生的学科。我 们应把学科学作为一种过程，作为学生学习观察、推断、实验等诸种能力的过程。 只有将学习的主动权还给学生，使之亲身经历概念与过程的相互作用后才能真正 理解科学。因此，发展学生的科学素养离不开科学的学习过程，它应当成为学生 自主参与和能动的过程。科学的核心是探究，教育的重要目标是促进学生的发展， 在科学教育中突出科学探究是科学本质与教育本质结合的体现。它有利于科学知 识、技能、方法、能力、态度、情感在学生自身人格中内化，是学生科学素养得 以提升的主要途径。尤其在当今时代的背景下，科学教育应当不仅有文化传递的 作用，还需要重视学生内心对知识和社会的感悟、体验和理解。正如加拿大学者 马克斯范梅南( m a xv d , nm a n e n ) 所说，“教育需要转向体验世界。体验可以 开启我们的理解力，恢复一种具体化的认知感。”这里的“体验”显然指的是“体 验性活动”或是“生活体验”的“直接体验”。现代的学生缺乏直接体验，“探 究教学”正是提供这种直接体验的一种“体验性教学”。国它立足于人个性的整 体性，时刻激励学生对世界的自主建构和理解，反映他们的价值取向与发展需求， 真正激活了教学主体的生命潜能和活力。 由此看来，教育不是获得的知识，因为知识可以遗忘，只有通过知识而融化 在生命之中的意义，才是永远的、终身的。我们今天倡导的“探究教学”不仅仅 是转变学习方式，更是通过转变学习方式以促进每一个学生的全面发展，为每一 个学生的充分发展创造空问。通过让学生亲历科学，体现了个人、社会、自然的 。钟启泉：i | j | _ 究性学习：课程文化”的革命，教育研究2 0 0 3 年第5 期 3 亲历科学小学科学探究教学案例研究 内在整合。 国际上对于科学探究教学的重要性也已达成了一定的共识。制定以探究为本 的科学教育计划，是美国国家科学教育标准的核心内容。其倡导作为探究的 知识是科学教育的根本，科学探究是科学与科学学习的核心。所有年级的学生都 应该有机会进行科学探究，这可以帮助学生理解科学概念和科学本质；掌握对自 然界进行独立探究的必要技能、形成运用技能和秉持科学态度的习惯。并且，迸 一步认为探究具有三层含义：作为学习内容的探究，它要求学生把科学当作人类 认识世界的一种方式；作为学习方式的探究，它要求学生以类似科学家探究的方 式来学习科学；作为教学指导思想的探究，它要求教师以探究的态度对待教学。 这些理念在我国2 0 0 1 年7 月正式出版的全日制义务教育科学课程标准( 实 验稿) 中同样得到了充分地体现。其将科学探究列为首位，对它的意义和作用也 作出了如下的阐述：科学探究是科学学习的中心环节。探究既是科学学习的目标， 又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途 径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，培养学生的好奇心和探究欲， 形成科学探究能力，为他们终身的学习和生活打好扎实的基础。 那么，作为新课程的一大亮点，科学探究教学究竟带给学生什么? 探究教学 的实践境遇如何? 教学中师生的表现和相互作用怎样? 探究的本质是否得以实 现? 鉴于探究教学在科学教育中的地位及教育发展方向的要求，这些都是我们亟 需解决与探讨的问题。同时，由此弓l 发的一系列的困惑、担忧和误区也正是激励 人们不断研究这一话题的魅力和价值所在。本研究试图通过扎根境遇，描绘我国 科学探究课堂的现实状况，并通过对研究案例的分析和解读，结合本人科学教育 理想，为我国当前科学教育探究教学提出可能的建议。 二、探究教学综述 ( 一) 探究教学的形成和发展 当今，在国际科学教育改革的热潮中“i n q u i r y ”是出现频率最高的几个关键 词之一。“探究”这个词起源于拉丁词“i n ”或“i n w a r d ”，以及动词“q u i i e r n 意思是“指向问题”。因此，探究不仅仅是提出问题那么简单，它要求你追 根究底、深入剖析事物，从而发现以前没有觉察到的东西( h ，k a r p l u s ，r ，l a w s o n ，c ， k n o l l 。r & m o n t g o m e r y 。m1 9 7 0 ) 。 历史地看，在教学中使用探究的渊源可追溯到古希腊哲学家苏格拉底的问答 式教学法。自1 8 世纪以来，基于不同的时代背景，探究教学的目的及其实施的方 。 美 国家研究理事会著：美国国家科学教育标准，北京：科学技术文献“i 版社，1 9 9 9 年版，第1 2 7 页 。中华人民共和国教育部：辩学谍程标准( 实验稿) ，北京：北京师范大学出版社，2 0 0 1 年版，第2 页 4 亲历科学小学辩学探究教学案例研究 式也发生着相应的变革，至少大规模地发生过三次。 首先发生于1 8 世纪末至1 9 世纪的欧洲，以卢梭为代表。在“启蒙运动”的 影响下，他极力抵制封建专制和神学蒙昧统治，呼唤让理性的光辉照亮人的心灵。 提出了“自然教育”思想，倡导教育要适应儿童的自然本性，主张凡是儿童能从 经验中学习的事物，都不要使他们从书本中去学，而经验主要来源于行，来源于 探究。因此，当时的探究主要是旨在培养“理性的人”。 第二次发生于1 9 世纪末至2 0 世纪初的美国。为适应当时工业化特征和社会民 主化要求，杜威( j o h nd e w e y ) 率先从实用主义立场出发，将探究的方法运用到 学校科学教育中，为探究学习的正式提出奠定了基础。然而，相对于今天的探究 教学，当时更侧重于以做中学的形式来展开，旨在培养“民主社会的公民”。因 为在牡威看来，并非任何活动都使人获得经验，并进而为后来的活动作指导，只 有当行动与结果两方面以特有形式结合起来，才能成为经验，否则个体行为只能 是机械的尝试错误或盲目的冲动，而不是经验。他进一步认为，由于思维是在事 物还不确定或有问题时发生的，因而思维过程实际就是探究过程。1 9 0 9 年，他在 美国科学促进协会所作的一次演讲上指出，当时的科学教学太强调知识的积累， 而对科学作为一种思维方式与认识态度则重视不够，他认为科学不只是有待学习 的知识体系，学生还需要学习它的过程和方法。杜威在我们怎样思维一书中 详细论述了探究的本质和阶段，认为探究就是思维或反省思维，即“对任何信念 或假设的知识，按照所依据的理由和得出的结论，去进行主动的、持续的和周密 的思考。”。具体可分为发现问题、提出问题、提出假设、验证假设、得出结论 五个阶段。他还指出科学研究并非是科学家的特权，因为所有思维都是研究，所 有研究尽管其结果可能已为弛入所知晓，但对于研究者本人而言都是创造性的。 因此，教学应培养学生具有探究的能力和习惯。1 9 1 6 年，他的教育哲学名著民 主主义与教育发表，其深入探讨了思维的五阶段与教学的关系，认为教学活动 的要素与思维的要素是等同的，并依据思维的五阶段提出了相应的探究教学五个 步骤：第一，教师给学生准备一个真实的经验的情境要有一个对活动本身感 兴趣的连续活动；第二，在这个情境内部产生个真实的问题，作为思维的刺激 物；第三，从资料的占有和必须的观察中产生解决疑难问题的观念和假设；第四， 学生必须自己负责逐步地展开他所设想的解决问题的方法；第五，他要有机会通 过应用来检验他的想法，使这些想法意义明确，并且让他自己去发现它们是否有 效。这里所提“教学五步”的概念可以说是我们今天所理解意义上的探究教学的 雏形了。总之，杜威首次提出了较为系统的探究教学理论，对探究本质的揭示也 。转引自徐学福、来乃庆：( 2 0 世纪探究教学理论的发展和启示，西南师范大学学报( 人文社会科学版) 2 0 0 1 年7 月，第2 7 卷，第4 期 5 鲞望型兰二二! ：兰型兰堡塞墼堂墨型婴壅 是相当深刻的，引发了人们对学生的主体性以及师生关系的极大关注和深刻反 思。 第三次发生于2 0 世纪5 0 年代末至7 0 年代的欧美诸国咀及亚洲的韩国、日本等 国，旨在培养“智力的卓越性”。1 9 5 7 年，苏联第一颗人造地球卫星放射成功， 震惊美国朝野，直接导致了以布鲁纳为首的旨在培养科技精英的结构主义课程改 革运动。他主张教学的途径恰当地说是学习的途径，倡导发现学习( d i s c o v e r y l e a r n i n g ) 。其著名报告教育过程明确提出，应重视科学的知识结构，重视发 展学生的智力、培养能力的新教育观，这些都为探究理论奠定了扎实的基础。 然而，让探究教学风靡全球的当推美国学者旌瓦布( j j s c h w a b ) 。与布鲁纳 不同的是，施瓦布从科学方法论的角度开辟了另一条获取真知的道路，他力图在 现代科学理论上建立理科教学论。他的探究教学是基于这样的哲学判断：科学知 识是暂时的、相对的，而不是绝对的。科学的本质是探究、发现，是不断的变化。 因此，他认为科学教学方法转变的最根本原因在于科学本身已经发生了变化，传 统的课程对科学进行了静态的、结论式的描述，这恰恰掩盖了科学知识是试探性 的、不断发展的真相，极力主张要积极地引导学生象科学家那样对世界进行探究。 1 9 6 1 年他在哈佛大学的著名演讲报告作为探究的科学教学) ) ( t e a c h i n go f s c i e n c e a s 矗l 驰卸) 中将探究式学习( i n q u i r yl e a r n i n g ) 首次明确地提出。主张科学知识不 应当作真理教给学生，而应作为有证据的结论，它随着新的证据产生作相应的修 正。教师应该以探究的方式呈现科学，在探究过程中掌握科学知识，把科学知识 与探究过程相结合，才是探究教学的正确做法。施瓦布着重从教学方法和内容两 个维度建构探究教学理论，并影响了许多新课程的开发，极大地推动了探究教学 研究的发展。伴随着当时世界范围内课程改革运动的影响，“发展学生探究技能， 把科学作为探究来理解”这一思想不仅在美国甚至在世界其他国家得到了广泛传 播和实践，使得探究教学名声突起，进入鼎盛时期。然而，这些理论也存有一定 的弱点：它不仅局限于某一学科诸如生物学的教学，而且对所有学生都遵循统一 的教学模式，这不免使探究教学陷入狭隘的视闽，与当今倡导的尊重每一个学生 的独特个性和具体生活，以促进其全面发展的理念有所区别。 到了2 0 世纪末期，以探究为基础，重构基础教育课程已成为世界各国课程 改革的突出特点。特别值得一提的是，2 0 世纪9 0 年代以后美国先后出台的两部 具有纲领性的科学教育文献。一是1 9 8 9 年美国科学促进协会提出的 ( 2 0 6 1 计划， 二是美国国家研究理事会1 9 9 6 年推出的美国国家科学教育标准。这两部文献 都强调把科学探究作为获取各种知识和认识世界的重要方法，后者甚至认为“学 习科学的中心环节就是探究”，并对探究教学提出了一系列标准，如何在学校广 泛地开展探究教学已成为美国教育工作者所努力追求的目标。 亲历科学小学科学探究教学案例研究 考察我国的教育史，含有探究成分的教学活动自古有之。在辞海中“探”意 为：寻求。“究”意为：穷尽。“探究”一词意思为：深入探讨、反复研究。 近代著名教育家陶行知先生的“教学做合一”，主张让学生“静观大千世界，啄 开未知之门，飞入神秘之宇宙，找出真理之夜明珠”更是充分体现了其探究教育 的思想。 2 0 世纪8 0 年代初期，美国学者兰本达来我国举办探究教学讲习班，并出版小 学科学教育的“探究一研讨”教学法一书，对探究教学在我国的传播和研究产 生了极大的影响和推动作用，探究教学逐渐走入人们的视闽。9 0 年代以来，我国 政府积极顺应时代发展趋势，新一轮国家基础教育课程改革的重要目标之一，就 是倡导探究教学。2 0 0 1 年7 月教育部颁布的3 9 年级两套科学课程标准中，科 学探究的目标、要求及所需的技能得到了普遍的重视。时至今日，国内已有众多 的学者和教育工作者对探究教学予以了长期而深入的关注，众多文献发表、出版。 尤以任长松、徐学福、罗星凯等学者的研究较为系统。 任长松在1 9 9 9 年就撰文将“以科学探究为核心支撑美国国家科学教育 标准的课程理念”。向国人作了全面的介绍，并提出了探究教学的1 8 条原则和 对它的1 8 种评论，尤其对教学过程中学生自主和教师指导关系进行了深刻的分析 和探讨。这些都为我们对探究教学的研究打开了思路。 徐学福从科学探究与探究教学相比较的角度出发，对探究教学的理论进行了 全面而详实的梳理。进而提出，科学课程的教学若要真实反映科学探究的本来面 目，就必须模拟科学探究的“形”，渗透科学探究的“神”，使探究教学与科学 探究既“形似”又“神同”。圆这样的系统分析，为人们对科学探究教学的本质 加深了理解。 罗星凯、靳玉乐等人则对探究教学的具体实施进行深入的研究。罗星凯教授 主持的国家基础教育课程改革项目课题“科学探究性学习的理论与实验研究”， 就如何科学地理解探究教学、设计有效的科学探究活动进行了剖析，从而为科学 探究教学的实践提供了理论上的指导。 在此背景下，我国不少地方开展了探究教学实验研究，形成了培养学生探究 能力的三条途径：1 专门开设的探究型课程；2 融入各学科课程的教学：3 课外、 校外开展的各类教育活动。目前，小学阶段的探究型课程经过一个阶段的试点和 验证之后，形成了一定数量的研究成果，并已有众多相关书籍正式出版。 从已有的研究成果可以看出：a t f j m # 探究教学的认识和重视程度在不断加 深，对于如何有效地开展小学科学探究教学的研究也在不断地深入，并已成为科 。任k 松t 以科学探究为核心支撑t 美国国家科学教育标准，的课程理念，山东教育科研，1 9 9 9 年 第1 2 期 。徐学福：科学探究与探究教学，课程撤材教法，2 0 0 2 年第1 2 期 7 童堕型兰二= ! ：兰翌兰堡壅塾兰窒型型窒。， 学教育研究的热点问题。但同时也暴露出一些问题，如对于探究教学的内涵、策 略、模式建构等理论研究较多，而对于实践层面尤其是当前在小学阶段的科学教 育中，实施探究教学的意义以及在实施过程中切实存在的问题等专门性的、系统 性的研究才刚起步，这也是我国科学教育工作者今后亟需关注和努力的方向。 ( 二) 探究教学的界定 探究教学在实质上是相对于传统的授受式教学的一种教学方式。一般而言， 探究教学是按照科学探索的一般规律，创设学生“有所发现”的教学情境，引导 学生通过搜集资料、设计并操作实验、调查和观察，讨论等活动进行研究，从而 得出结论。 在科学教育领域指导学生进行科学探究，是让学生象科学工作者那样通过自 主的探究活动，学习科学概念和科学规律，去探究和获取知识，从而体会科学工 作者研究科学时的探究过程，培养学生的科学探究能力、科学态度和科学精神。 这一点在美国国家科学教育标准中更是得到了证实，其对科学探究是这样表 述的：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出 解释的各种方式。科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研 究方法的各种活动。” 一般我们将探究教学归纳为五个基本步骤：提出问题、作出假设、制定计划、 实施计划、得出结论和表达、交流( 如图卜1 ) 。国但这只是探究过程的要素， 而不是固定的模式。实质上可以采取多种形式，例如有些探究缺少了某些科学探 究的程序，教师很好地加以组织，使学生向着已知的结果前进，或者选择将事物 的工作原理展示给学生，而不是开放式地任由学生探求，这属于“部分探究”； 而有些探究则是按照科学探究的程序，让学生不受任何约束、对未知的现象进行 自主探究，这就属于“完全探究”。需要指出的是，基于探究的教学随着教师具 图卜1科学探究的过程 。 美 国家研究理事会著：美国国家科学教育标准， 。袁运开、蔡铁权主编t 科学课程与教学论，杭州： 北京，科学技术文献出版社，1 9 9 9 年版，第3 0 页 浙江教育出版社，2 0 0 3 年版，第2 2 8 页 亲历科学小学科学探究教学案例研究 体提供的指导量以及学生自主参与性的不同而不同，亦即完全探究和部分探究不 存在绝对的界限，两者之间随时可发生迁移和转变。 ( 三) 攘究教学的特点 1 学生的自主性 学生群体是其自我知识建构过程中的积极参与者，他们自主地抓住事物现 象，通过探究自然而然地进入科学的学习。教与学成为师生间的一种对话关系， 而非一种权威关系。这与传统教学热衷于向学生灌输知识的教学模式有着本质的 区别。 2 课程的体验性 学生进行的科学探究活动，归根结底是让学生亲身体验和理解知识形成和发 展的过程，探寻自然的秘密。然而，这一过程不是一蹴而就的，学生的认识发展 是从具体的形象思维开始逐步提高到理性思维。探究活动的结果并不重要，而且 这早已是众所周知的事实。重要的是在探究过程中学生通过自己的实践对由亲身 体验引出的要素所形成的概念有更加深刻的认识。同时，对科学探究的一般方法 也有深入的了解，由此，逐步地发生转型，实现自我生成的自然结果，赋予知识 以生命的意义。 3 形式的灵活性 探究教学在具体实施时，有着多种表现形式，具有定的灵活性。例如，可 以表现为“专题研究”的探究型课程形态，也可表现为在各学科中以探究的方式 来组织课堂教学。但不论以何种方式呈现，其核心特征都是遵循科学探究的理念， 为每一个学生的充分发展创造空间。因此，从本文研究的角度而言，这些形态并 无本质区别，都有着同样的意义和价值。 4 强调科学素养的培养 科学探究教学的最终归旨在于培养和提升学生的科学素养。因为学生在探究 未知世界中，有独立操作、思考，也有集体的分析讨论，这既增长知识，又给予 学生独立思考，自我钻研，自我决策，自我负责的机会，强调尊重科学事实的态 度，以及根据事实进行批判性思考的精神。这种既重视个性发展，又重视集体合 作的民主氛围对学生的身心健康，及日后的科学研究工作都是极其重要的。 科学教育视野中的探究教学 科学在孩子眼中和在成人眼中肯定是不同的，那么科学对儿童有着怎样的意 义? 难道仅仅是一门高深莫测的学科么? 对一个真实世界的不懈探索和认识会 激发人们的幻想和潜能。尤其是小学阶段的孩子，科学是一个出色的工具，它使 孩子接近具体( 实在的) 世界，激发必要的适应能力和创造能力，帮助他将现实 亲历科学小学科学探究教学案例研究 与虚幻形象区分开来。作为一名科学教育工作者，我们要做的并非只是虚拟真实， 而是应该给予儿童无尽的体验，让他们回归生活、直接与自然对话，使科学在孩 子们眼星不再仅仅是一门枯燥、远离生活的学科。 正如施瓦布指出的那样：知识，包括科学在内，并非是真理的集合，而是有 待证明和改进的假设的集合而已；知识也决不是稳定的体系，而是随着证据的增 多而不断被修正的系统。科学作为知识体系中的一种，是科学研究活动的结果， 其特殊性不仅因其自身的复杂性，更是因其发展的神速与不可预知性。因此，一 方面意味着教师不能再以知识权威的面目出现，允许学生对知识的合理性提出质 疑和探究，另一方面学生则要成为学习的真正主人，在主动、合作、交流、探究 的学习中获取新知，求得发展。 科学教育在不同年龄阶段具有不同的价值取向和要求，但却有着一个共同的 追求，那就是以学生个性的全面发展和促进科学素养为宗旨。在小学阶段，主要 达到两个基本的教育目的：首先，让孩子们明白围绕我们身边的这个纷繁复杂的 世界是可以理解的。其次，让孩子们意识到，他们能够凭自己的才智对世界施展 一定的能力，把这个乱七八糟的世界组织得非常有序。无疑，探究教学将有力地 促进这一目标的实现，使儿童基本形成一个对科学的积极态度；形成对自然、对 世界、对生活的积极态度。 李森、于蜂元：对探究教学几个理论闷题的认识，教育研究，2 0 0 2 年第2 期 1 0 亲历科学小学科学探究教学案例研究 第二部分研究概述 教育本身就是一种生活方式，总是指向实践活动。探究教学要真正在课堂获 得实旋，并取得实效，就必须既有理论性，又有较强的实践性，二者缺一不可， 这样才能使开展探究教学的人既知其然，又知其所以然。著名现象学专家马克 斯范梅南主张，“将研究方向明确指向儿童世界的教育者会被这个真实的世界 深深吸引，这是因为儿童的每一瞬间经验都具有生存的意义。”。正是怀着这样 一种对儿童世界的好奇和憧憬，我将论文的研究现场投向了现实的科学教育情 境，走进了丰富多彩的科学课堂 一、研究背景 本文主要以科学教育为研究背景，之所以选取这一领域主要是基于研究者自 身的理科学科背景以及研究方向所在。在这一前提之下采用目的性抽样，即按照 研究目的抽取能够为研究问题提供最大信息量的研究对象，最终选取了上海、江 苏两地各一所学校的小学部为研究现场。 我的第一个研究学校地处近几年经济迅速发展的江苏省昆山市，是一所建于 世纪之交的现代化九年一贯制寄宿学校，在此称为y 学校。该校不仅拥有一流 的硬件设施和师资力量，而且秉持着创新的办学理念。我与它的结缘，主要由于 参与了导师在该校进行的一项课改实验。在此期间，出于对自身研究方向的关注， 我有幸结识了l 老师，他后来成为本文研究的一个关键人物。l 老师是一位中年 男教师，为人热情、诚恳。毕业于太仓师范学校，大专学历，曾上过研究生课程 班，已有1 8 年的教龄。在l 老师多年的执教生涯中，曾八次获苏州市教师评优 课一、二等奖；他所带的学生已有十几人次在省级自然征文比赛中获奖，。三十多 人次在市级科技创新大赛中得奖。l 老师之所以引起我的研究兴趣不仅缘于他在 小学科学教育领域丰富的教学经历，更因为他对此有很多自己的所思所想，使我 从中获得了诸多信息和启发。在我现场研究的过程中，l 老师不但是我主要的听 课对象，同时也成了与我一起解读科学教育的同伴。 我的第二个研究学校在此称为x 学校。选取这所学校主要因为它是上海市 最早提出建设探究型课程的学校之一。该校自1 9 9 9 年开始实施小学探究型课程 以来，经过全校师生多年的积极参与和努力实践，已取得了阶段性的研究成果。 因此，相对y 学校的渗透进科学学科的探究教学而言，x 学校则是一种专 门的探究课程设置，加之对两校师生的访谈使我从全方位了解小学科学探究教学 的实施现状。 。“j j f 马兜斯范撼南著，宋广文等译t 生活体验研究，北京，教育科学版社，2 0 0 3 年版，第5 6 页 l l 亲历科学小学科学探究教学案例研究 二、材料的获取 ( 一) 研究方法的选择 本文主要采用的是质的研究方法。该方法起源于人类学和社会学中的田野工 作调查方法，“是以研究者本人作为研究工具，在自然情境下采用实地体验、开 放型访谈、参与型和非参与型观察、文献分析和个案调查等多种资料收集方法对 社会现象进行整体性探究。使用归纳法分析材料和形成理论，通过与研究对象互 动对其行为和意义建构获得解释性理解的一种活动。”。对本论文而言，使用质的 研究方法具有以下几点好处：( 1 ) 确保研究问题来源于亲身经历的实际情况，而 不是研究者的主观臆断或抽象的理论体系；( 2 ) 深入参与问题情境并与其相互作 用，而不是把自己置于情境之外；( 3 ) 洞察和理解特定情境中的特定问题，以便 为解决实际问题奠定基础，而不是为了寻求能广泛运用的一般概括或规则；( 4 ) 研究的结果是为了改善决策和行动。因此，质的研究非常适合本论文。在论文的 研究过程中，我尽力从当事人的角度了解他们的看法，注意他们的心理状态和意 义建构，以直截了当的语言来描述当时的体验和感受。 目前，虽然有关探究教学已形成了一定数量和规模的理论研究成果，但从被 研究者令人的角度去理解科学课堂的教学情境以及他们的行为和思想，尚为数不 多。通过质的研究这一方法，不仅让我体会了师生对科学的亲历过程，也是我亲 历科学研究的一次体验。因此，本研究不仅仅是对探究教学的理论体系进行考察， 更多的是走进教学一线，通过作者的实地观察和访谈，通过对案例的描述和讨论， 深入剖析实践中出现的问题，以求达成与对方的共情和理解，最终为科学探究教 学的开展提供一种现实依据。 ( 二) 访谈 教育是一门“倾听”的艺术。一个真正的发言者必须是一个真正的倾听者。 如果想了解教师、学生的世界，就应该倾听他们生存世界中各种事物的话语，懂 得这个世界各种事物的含义。为了再现整个研究过程，本研究采用第一人称“我”， 这可以使读者看到研究者的影子，能听到研究者的分析，了解研究者对被研究者 所谈问题的看法和态度。 本文访谈主要是通过正式和非正式访谈的形式，并对重要问题适时适度地进 行追问。前者使用录音笔录音的方式进行，每次访谈结束一回到寝室，我就马上 对当天的录音材料逐字抄录。后者则是采用关键饲的形式，事后在第一时间进行 文字整理，力求再现当时谈话的原貌。 其中t 与x 学校t 校长的访谈事先进行了多次的协调，最终选在了一个周一 。陈向1 埘：教师如何作质的研究，北京，教育科学出版社，2 0 0 1 年版，第1 2 砸 1 2 亲历科学小学科学探究教学案例研究 的下午，在他的办公室里进行。t 校长为人和善、健谈，对我的每个问题都给予 了详实、耐心的解释和回答，使得我们的交流不知不觉持续了近一个半小时，整 个过程愉快而流畅。访谈学生的主要对象则是该校小学五年级学生h 和n ，h 是 班干部，还担任探究小组的小组长，n 则是一名普通的组员。他们虽只有十多岁， 但其话语却给我内心以巨大的冲击，他们的真情流露更加深了我对小学科学探究 教学的体会和反思。最后，对y 学校l 老师的非正式访谈都是利用中午食堂进餐 的时段进行的。由于我在研究之前与l 老师已经建立了一定的关系和交情，所以 他对我的研究给予了热情的支持，并且在我们的每次交谈中，他都会向我坦陈对 科学教育诸多独到的见解和感受。因此，校长、教师、学生在访谈对象背景上的 异质性，确保我获悉不同侧面的人对研究内容的观点。这些都为我的访谈乃至研 究的顺利进行打下了良好而扎实的基础。 ( 三) 听课 我听课的重点对象就是跟踪研究的y 学校的l 老师，文中的案例均取自于小 学阶段的科学课程。为表示礼貌和便于沟通，每次听课之前，我都会和他打个招 呼。并且，征得l 老师的同意，我听的每节课都用数码摄像机拍摄下来，有些还 制作成光盘。这不仅方便进行详细整理也为今后开展进步研究积累了一定的第 一手素材。 ( 四) 实物收集 我收集了x 学校小学生科学探究的一些研究成果资料，从中了解了他们的 研究过程以及心得体会。然而，当我问及l 老师的教学随笔时，他无奈地感叹道， 现在全校小学部的所有科学课都压在他一个人身上，一周1 8 个课时，平均一天 4 节课左右；还要兼作科技、劳技两门课程的指导教师；此外，连实验室、自然 标本室的管理工作也落在了他的头上。这样一来。每天光是备课、上课、准备实 验仪器、管理实验室就忙得团团转，根本没有时间写什么教学日志或是教学随笔。 l 老师还坦言，其实就算有那也是为了应付上面要求不得已从网上载的，他觉得 这没什么意思，也不代表他个人的观点，不足以拿出来供人研究。其实，凭我对 他的了解，他是一位很有思想的科学教师。我曾好几次鼓励他将自己对科学教育 的一些精彩见地和思想，以文字的形式表露出来，但他似乎对写作有点“感冒”， 总说自己表达水平不够好，而且也没那么多时间。不过，好在我一直坚持写研究 日记，尤其是每次和l 老师的交流都使我受益匪浅，我敏锐地捕捉着他的每一个 精彩观念，有意识地将这点点滴滴认真而忠实地记录下来。时间一长，我竟欣喜 地发现l 老师的思想和形象分明已在这字里行间依稀可见。 亲历科学小学科学搛究教学案例研究 三、我的思考 某种程度而言，本论文也可以说是我对科学探究教学的一次亲身探究。论文 在整个研究过程中遇到了诸多困难，尤其是在前期联系研究学校和对象方面颇费 周折。就算我再三表示不会对教学工作有任何的介入和干扰，一开始几所学校的 校长当场就婉言谢绝。这不禁让我感到，在当今新课程改革如火如荼开展的形势 下，有些学校的思想观念以及教育机制等却仍未被“解冻”，它们依然固步自封， 无法对外界敞开胸怀。所幸后来x 学校的t 校长向我伸出了援助之手，而本文 教学案例的呈现则要归功于y 学校l 老师的支持和配合。 为了多感受、多积累一些一线的鲜活资料，我经常辗转于昆山和上海两地之 间，很多研究日记都是在火车上完成的，这是一次对体力和脑力的巨大考验，更 是一次难忘的人生经历。前后总共持续了近3 个月的时间，对于各种分析、思考 所持的逻辑，我始终抱着一种反思和批判的态度在本研究中，终极关怀的是 “科学教育”以及探究教学在小学科学教育中的意义和实施，研究者的立场和态 度尽量地保持“中立”和“冷静”，并对研究的过程和结果进行反复诘问。这次 研究给我的最大感受就是，科学教育在当今的基础教育阶段仍未受到足够的重 视，科学探究教学还存在很多的困惑和误区，教育工作者应该更多地走进现实课 堂去看个究竟，这才是最好的理解科学教育的方式。 四、伦理道德问题 质的研究要求研究者对被研究者予以真正的尊重和理解。本研究在面对伦理 道德方面的问题时，注意以下几点： ( 一) 研究对象参与本研究完全出于自愿。 ( 二) 研究者向每一个访谈对象公开说明自己的身份和研究目的，对被研究者提 出的有关本研究的问题如实回答。 、 ( 三) 研究过程中的录音、录像等必须事先征得研究对象的同意。 ( 凹) 论文中将尊重被研究者的意愿，隐去其真实姓名，使用其姓名的开头字母 作为代替。 亲历科学小学科学探究教学案倒研究 第三部分研究过程 本部分主要围绕为何探究、探究什么、如何探究及探究评价这四个问题展开 描述和讨论，之所以从这四个维度来建构，其主要的理论基础来源于被称为课程 丌发的“永恒的分析范畴”的“泰勒原理”的四要素。通过对科学课堂的现状考 察以及聆听来自于学生、教师、校长这三者的声音，将小学科学探究教学的实践 境遇真实地呈现出来。 一、为何探究 ( - - ) 杯子里有什么 正如斯屈特( a b s t r e e t ) 所说，“自然是人类的老师。她把她的财富展现给 人类的探索。”人们在孩提时代就开始对周围世界中的种种现象产生了疑惑，并 就此提出许多问题，诸如地球为什么是圆的? 白天月亮到哪里去了? 鱼有耳朵 么? 天为什么会下雨? 这些都显示了人类最初渴望了解自然、探寻事物本质的强 烈愿望。可是，一个人是如何找到这些问题的答案的呢? 是直接从前人已有的结 论中得到答案还是自己去探寻答案呢? 在科学教育中，又为何要进行探究教学? 对于这些问题，实施探究型课程的x 学校t 校长这样认为： 实施探究教学对学生有着明显的作用与意义，尤其是在科学领域。因为过去 无论是从行政管理者的角度还是从教师的角度一般都是以教材为基本的标准。比 如，语、数、英就以教材为主线这样教下去。自从上海二期课改开设了探究型课 程之后，实质上就是把各门学科的知识、能力都综合起来。在探究学习的过程中， 学生其实用到了各个学科的知识，所以对学生的能力发展特别是综合素质的发展 是相当有好处的。我们曾经搞过一个课题学校绿化面积与全市人均面积的比较 研究。学生在探究中会涉及到数学测量、问卷调查、人际交往、整理分析资料 等各种能力的锻炼。而且，学生是主动地、自觉地在经历整个的学习过程，这是 课改以前所没有的，最终有力地促进了学生关心社会、关心环保这样一个意识的 形成和培养。 另一方面，在我与y 学校l 老师的接触中，也逐渐从一个科学教师的角度了解 了他们对此的想法。我在y 学校收集论文材料的这段日子里，每当我和l 老师一走 进学生食堂，学生们就显得特别兴奋，总是把握住每个机会，一刻不停地向他询 问各种各样的问题“老师，碳化合物是什么? ”( 应该是碳水化合物) ；r 老 师，为什么下雨天走进食堂眼镜片上会有层白雾? ”对此，l 老师总是在耐心 亲历科学小学科学探究教学案例研究 地回答完所有的问题之后，向我感慨道 现在的小孩子真是不比以前了，接触的东西多，懂的也多，问题就更多，有 些问题还很专业。但同时，他们也有很多奇思妙想。我觉得，其实这些问题恰给 就是联系新旧知识之间的桥梁。能否建立好这一沟通的联结点是解决问题的关键 所在。让孩子自主探究是一条很好的途径，因为儿童的思维与成人是不一样的， 很多知识只有让学生亲身经历、亲身体验之后才会被更好地理解。这一点是很有 价值的。 这不禁使我联想到这学期三年级的一次“七巧板比赛”。要求学生利用七巧 板将所给的书面图形拼出来，并依此划出分解线。主要考察的就是学生的动手能 力和思维能力。在那次比赛中，l 老师要求每位同学将七巧板随身带来，可是当 时有一位粗心的男生还是忘带了，但后来我们发现那位男生竟然还是能在4 0 分钟 里面准确无误地划出几幅图的分解线，当我问及原因时，他表示因为平时已经拼 过很多次了，所以现在靠的就是头脑中原先对七巧板的印象和理解。我想这次意 外发生的一幕，某种程度也与l 老师的观点不谋而合，即学生通过体验习得的科 学知识与技能更易于接受和掌握，也更为牢固。 那么，具体到现实的科学课堂，对儿童而言探究有着怎样的意义? 他们从中 又有怎样的感受和收获? 让我佃从小学一年级( 3 ) 班的一堂杯子里有什么 谈起。 ( 老师先将身材很小的米、身材比较犬的绿豆、身材胖胖的黄豆，分别放入 标有1 、2 、3 不同数字的三个不透明的纸杯中。随后，请小朋友通过自己的方法 猜出三个杯子里各自放的是哪一样。) 师：现在就请每个小组派个代表上来领取杯子。 ( 孩子们争先恐后地拥上讲台领取杯子另一边，领回杯子的小组已经迫不 及待地投入到杯子的探究中。只见，有的小组成员们大家争抢着在摇晃杯子听声 音；有的小朋友在认真地盯着杯子看；还有的神情显得认真而严肃，若有所思 十分钟后，教师让大家安静下来，让学生上讲台展示撂究的结果，同学们纷纷举 起小手。) 生l ：我是凭听声音，看哪个响来判断的。我发现3 号杯子声音很响，说明 里面的东西块头大而且重，所以是黄豆1 号声音比3 号稍微轻一点，说明是绿 豆。而2 号的声音最轻，就是米。 师：好，那么你就把杯盖掀起来，我们大家一起看看究竟对不对，好吧? 亲历科学小学科学探究教学案例研究 生1 ：好。( 兴高采烈地将杯子盖打开，周围的小朋友都好奇地伸长了脖子， 想看个究竟，期待着谜底的揭开。) 师：哇! 果然是这样。我们大家鼓掌祝贺他成功了! ( 师生热烈鼓掌) 生2 ：老师老师，我也有话要说。( 正当大家还在欢呼之时，生2 迫不及待 地举手发言。) 我也是听声音的，但是我和他有点不同，因为我只听了2 次。当 我听出了黄豆和绿豆两