自主研究與科學(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)

朱思榮

摘要科學(xué)教育的總目標(biāo)是培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的人。培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的主渠道是課堂，但課堂教學(xué)不應(yīng)成為唯一途徑。教師在教學(xué)實(shí)踐中，如果能選取與學(xué)生的個(gè)性、能力相適應(yīng)的課題，讓學(xué)生自主性地進(jìn)行探究，可以讓學(xué)生學(xué)到許多課堂上學(xué)不到的東西。闡述了像科學(xué)家那樣自主研究，也是培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種重要途徑。

關(guān)鍵詞自主研究科學(xué)素養(yǎng)教學(xué)評(píng)價(jià)

中圖分類號(hào)G633.91

文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼B

科學(xué)教育的總目標(biāo)是培養(yǎng)具有科學(xué)素養(yǎng)的人。富雷認(rèn)為：“如果某人的知識(shí)賦予他一定程度的自主性(在自然和社會(huì)的制約面前自己作出決定的可能性)，某種交流的能力(找到‘表達(dá)的方式)，以及在遇到具體情況時(shí)具有一定程度的處理和承擔(dān)責(zé)任的能力，那么某個(gè)人就具有了科學(xué)素養(yǎng)”。作為培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的一種重要途徑，科學(xué)教育除應(yīng)重視在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的探究能力外，還應(yīng)重視學(xué)生的自主研究。

1自主研究是培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的重要途徑

科學(xué)課程正從注重科學(xué)知識(shí)的傳承和積累向注重科學(xué)態(tài)度的養(yǎng)成、科學(xué)本質(zhì)的理解和科學(xué)探究能力的培養(yǎng)等方面轉(zhuǎn)變，提倡學(xué)生主動(dòng)參與、樂(lè)于探究、勤于動(dòng)手。在學(xué)生主動(dòng)從事科學(xué)實(shí)驗(yàn)和科學(xué)活動(dòng)等探究學(xué)習(xí)過(guò)程中，體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)的過(guò)程和方法，不斷將新知識(shí)融入自己的認(rèn)知結(jié)構(gòu)中，并用所學(xué)的知識(shí)和技能去解釋生活、社會(huì)和自然中的現(xiàn)象，讓學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)知識(shí)去解決一些實(shí)際問(wèn)題，發(fā)展初步的科學(xué)探究能力，切實(shí)提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。由此可見(jiàn)，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)比單純地傳授科學(xué)知識(shí)更為重要。在學(xué)術(shù)界，關(guān)于科學(xué)素養(yǎng)的理解，一直以來(lái)不同的學(xué)者持有不同的觀點(diǎn)，但基本上都包含以下四個(gè)要素：

(1)對(duì)科學(xué)技術(shù)的理解：如科學(xué)技術(shù)的性質(zhì)、概念、原理、過(guò)程；

(2)對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)三者關(guān)系的理解；

(3)科學(xué)的精神和態(tài)度；

(4)運(yùn)用科學(xué)技術(shù)解決日常生活及社會(huì)問(wèn)題的能力，包括運(yùn)用科學(xué)方法的能力，判斷和決策的能力，與他人合作交流的能力，自我補(bǔ)充和繼續(xù)學(xué)習(xí)的能力等。

這4個(gè)因素中，最后一個(gè)是要達(dá)到的結(jié)果，前三個(gè)是達(dá)到這一結(jié)果的必要條件。從這四個(gè)要素的表述中，可以得出結(jié)論，傳統(tǒng)的課堂教學(xué)是無(wú)法滿足培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的全面要求的。因此，讓學(xué)生在自主的實(shí)際情境中主動(dòng)探究是科學(xué)教育的必然選擇。

自主研究的含義的理解是：選取與學(xué)生的個(gè)性、能力相適應(yīng)的課題，讓學(xué)生自主性地進(jìn)行探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)。通過(guò)這種活動(dòng)，重要的是讓學(xué)生學(xué)到許多課堂上學(xué)不到的東西。

自主研究的目的是：

(1)提高學(xué)生對(duì)自然的興趣與美心，培養(yǎng)對(duì)未知事物的好奇心、探究心，謀求進(jìn)一步的發(fā)展。

(2)培養(yǎng)解決問(wèn)題的頑強(qiáng)意志與熱情，掌握科學(xué)探究的過(guò)程及解決問(wèn)題的方法。

(3)充分發(fā)揮學(xué)生的個(gè)性與能力，培養(yǎng)學(xué)生對(duì)新問(wèn)題的探究熱情與創(chuàng)新能力。

(4)學(xué)會(huì)收集、分析、歸納、整理資料，培養(yǎng)處理各科信息的能力。

(5)通過(guò)小組探究活動(dòng)，加深對(duì)相互協(xié)作與責(zé)任的認(rèn)識(shí)。

(6)培養(yǎng)正確記載研究過(guò)程與結(jié)果、撰寫研究報(bào)告的能力。

(7)鞏固、深化學(xué)習(xí)成果，培養(yǎng)綜合的學(xué)習(xí)能力。

通過(guò)以上對(duì)自主研究目的與科學(xué)素養(yǎng)4個(gè)要素的比較，不難看出自主研究在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面，具有一般課堂教學(xué)無(wú)法替代的先天優(yōu)勢(shì)與功能。如學(xué)生在自主研究過(guò)程中，常常會(huì)創(chuàng)造出一些非常新奇的構(gòu)想、實(shí)驗(yàn)、或極具特色的觀察法。因此，他們更能體會(huì)到獲得成功時(shí)的喜悅。同時(shí)，自主研究活動(dòng)往往會(huì)花較長(zhǎng)的時(shí)間，會(huì)遇到各種預(yù)想不到的困難，這也是培養(yǎng)學(xué)生耐力和磨練意志的好方法。

2自主研究的選題原則

自主研究的內(nèi)容非常廣泛，上至天文，下至地理，從動(dòng)物至植物，從化學(xué)到物理等，愛(ài)選什么都行。而且學(xué)生的研究與成人是不同的，對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，只要是學(xué)生自己從未見(jiàn)過(guò)、聽(tīng)過(guò)、學(xué)過(guò)或接觸過(guò)的，不是模仿、抄襲別人的，都可以作為研究的課題。但有一條是必須遵守的，即一定要新，不能重復(fù)前人的研究，要有自己的獨(dú)立見(jiàn)解。

由于，我國(guó)目前的小學(xué)階段，學(xué)生幾乎未接受過(guò)科學(xué)探究能力的培養(yǎng)，因此初中階段自主研究的要求還不能太高，只能從簡(jiǎn)單的開(kāi)始，故在選取自主研究的內(nèi)容時(shí)，應(yīng)盡量與當(dāng)時(shí)的教學(xué)內(nèi)容相關(guān)，選取以下內(nèi)容比較合適。

(1)能拓展教材學(xué)習(xí)內(nèi)容的：如天空和大海為什么是藍(lán)色的；肥皂泡、油膜的色彩是如何形成的；植物的無(wú)土栽培等。

(2)能把定性改為定量的：如葉片淀粉生成與日照時(shí)間的關(guān)系研究調(diào)查；植物細(xì)胞失水率與外界溶液濃度的關(guān)系等。

(3)能擴(kuò)大野外實(shí)習(xí)視野的：如校園動(dòng)植物的分布調(diào)查；學(xué)校周圍地區(qū)的地質(zhì)狀況調(diào)查等。

(4)能稍許改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的：如檢查氣密性方法的改進(jìn)；驗(yàn)證分子間存在空隙實(shí)驗(yàn)的改進(jìn)；觀察細(xì)胞質(zhì)流動(dòng)的材料的選擇等。

(5)從日常生活中選取難度適中的：如食品包裝袋中干燥劑、脫氧劑的種類與作用；收集與天氣有關(guān)的諺語(yǔ)親自進(jìn)行解釋等。

3自主研究的指導(dǎo)策略

自主研究活動(dòng)由于需要較長(zhǎng)的時(shí)間，往往會(huì)在假期里進(jìn)行，所以師生接觸的機(jī)會(huì)較少。而且并非所有的實(shí)驗(yàn)都能得到預(yù)期的成果，如果學(xué)生在研究過(guò)程中遇到太多困難，不但會(huì)降低興趣；而且會(huì)把有趣的研究變成一種沉重的心理負(fù)擔(dān)，甚至討厭科學(xué)。因此，在學(xué)生開(kāi)展自主研究之前，教師進(jìn)行適當(dāng)?shù)闹笇?dǎo)是非常必要的，同時(shí)，要注意自主研究的指導(dǎo)策略。

3.1事前指導(dǎo)

(1)讓學(xué)生認(rèn)清自主研究的意義。

如果學(xué)生對(duì)自主研究產(chǎn)生“只是為了交作業(yè)”或，“老師最怕學(xué)生閑著沒(méi)事干”的念頭，就會(huì)對(duì)自主研究產(chǎn)生反感，或采取消極的態(tài)度，所以，為了激發(fā)學(xué)生的好奇心，提高研究興趣，教師應(yīng)向?qū)W生講清研究活動(dòng)的意義。這些意義包括：通過(guò)研究活動(dòng)可以拓展知識(shí)，幫助學(xué)習(xí)，培養(yǎng)能力，掌握方法和體驗(yàn)成功等方面。

(2)提高學(xué)生的研究興趣。

教師應(yīng)盡量動(dòng)員不喜歡科學(xué)的學(xué)生參加自主研究，并在研究過(guò)程中培養(yǎng)他們的興趣，建立起對(duì)科學(xué)的情感。為了達(dá)到這個(gè)目標(biāo)，教師可以有意地創(chuàng)造各種機(jī)會(huì)引導(dǎo)學(xué)生參加自主研究，如開(kāi)展科學(xué)史教育，介紹科學(xué)家的生平事跡，創(chuàng)設(shè)友好情境等。這樣可以漸漸地消除學(xué)生對(duì)科學(xué)研究的畏懼心理，提高這些學(xué)生的興趣，甚至可能把自主研究當(dāng)成自己的一項(xiàng)愛(ài)好。

(3)提供參考資料。

教師應(yīng)該提供資料供學(xué)生參考。這種資料應(yīng)該是攜帶方便，學(xué)生可隨時(shí)取用的。資料要列明：選定研究題目的著眼點(diǎn)，研究活動(dòng)展開(kāi)的順序等項(xiàng)目。必要時(shí)不妨加些插圖，增加學(xué)生閱讀的欲望。

3.2課題選擇的指導(dǎo)

怎樣選擇研究課題，是學(xué)生進(jìn)入自主研究的第一道難關(guān)，是自主研究成敗的關(guān)鍵。此時(shí)，教師的指導(dǎo)對(duì)于初次參加研究活動(dòng)的學(xué)生顯得尤其重要。教師可以從以下幾個(gè)方面指導(dǎo)。

(1)讓學(xué)生參考他人的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。

教師可以把已完成研究的學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告，簡(jiǎn)單地歸納出其實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與過(guò)程讓學(xué)生參考，也可以將實(shí)驗(yàn)報(bào)告的內(nèi)容整理成一張課題清單讓學(xué)生從中選擇。也可讓學(xué)生自由發(fā)表他想知道或研究的問(wèn)題，再歸納成表，供學(xué)生參考。

(2)從平時(shí)的活動(dòng)中尋找課題。

教師可利用趣味游戲、野外實(shí)習(xí)、參觀訪問(wèn)等活動(dòng)讓學(xué)生找到研究的課題，學(xué)生也可通過(guò)看電視、報(bào)紙、書刊雜志、上網(wǎng)查找等娛樂(lè)活動(dòng)找到所要研究的題目。

(3)研究題目要難度適當(dāng)，量力而行。

在自主研究選題過(guò)程中，教師應(yīng)引導(dǎo)學(xué)生選擇有科學(xué)價(jià)值的、自己熟悉的、大小、難度適當(dāng)?shù)恼n題。即便較大的題、目，也要分成小題目，從小題目一步步做起，逐步積累，即大處著眼，小處著手。否則，研究就會(huì)因?yàn)殡y度太大而無(wú)法進(jìn)行，更別談獲得成功了。

3.3研究方法的指導(dǎo)

在自主研究的過(guò)程中，應(yīng)以學(xué)生平常學(xué)過(guò)的實(shí)驗(yàn)或觀察方法為基礎(chǔ)，同時(shí)，要熱情鼓勵(lì)學(xué)生提出的新奇方法，允許他們用嘗試錯(cuò)誤的方式進(jìn)行探究活動(dòng)。

(1)要自己準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材。

自主研究與學(xué)生實(shí)驗(yàn)的一個(gè)不同特點(diǎn)就是要學(xué)生自己想辦法解決要用的器材。學(xué)生在進(jìn)行探究活動(dòng)中，必須花時(shí)間思考實(shí)驗(yàn)所用的方法，或者自己動(dòng)手制作一些簡(jiǎn)單的器具。

(2)控制好觀察與實(shí)驗(yàn)中的可變因素。

在學(xué)生自主研究活動(dòng)中，教師應(yīng)反復(fù)強(qiáng)調(diào)控制可變因素的重要性。倘若做實(shí)驗(yàn)時(shí)，教師不能有效地控制可變因素，不管學(xué)生如何認(rèn)真，都不會(huì)得到正確的結(jié)果。

(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的記錄要完整。

在研究活動(dòng)過(guò)程中，教師除了要求學(xué)生盡量用數(shù)字表示實(shí)驗(yàn)結(jié)果外，更要強(qiáng)調(diào)記錄的數(shù)據(jù)要詳實(shí)，不可隨意任意涂改。整潔、明晰、據(jù)實(shí)的表達(dá)是一份完善實(shí)驗(yàn)報(bào)告的必要條件。

(4)預(yù)防發(fā)生危險(xiǎn)。

在自主研究前，教師必須十分強(qiáng)調(diào)安全教育，如要求學(xué)生在使用危險(xiǎn)藥品、物品時(shí)，要把每次的用量記錄下來(lái)用完后必須把物品放回原處等。

3.4論文寫作的指導(dǎo)

平心而論，要從未寫過(guò)小論文的初中學(xué)生把研究活動(dòng)的過(guò)程與結(jié)果，整理、歸納、寫成研究報(bào)告或論文，是件不容易的事。所以教師不必一開(kāi)始就硬性規(guī)定學(xué)生照某一格式寫報(bào)告，應(yīng)有彈性。當(dāng)然，在整理和，修改階段，教師應(yīng)該讓學(xué)生知道正式的寫作格式，并按要求撰寫?？梢蕴峁┻@種研究報(bào)告或論文的寫作格式：題目；引言；正文；結(jié)論；參考文獻(xiàn)。教師還應(yīng)以若干篇范文為例，向?qū)W生詳細(xì)說(shuō)明各部分的具體要求。

3.5其他注意事項(xiàng)

(1)開(kāi)始時(shí)是以教師為中心幫助學(xué)生進(jìn)行課題的選擇、制訂研究計(jì)劃以及開(kāi)展研究活動(dòng)，以后漸漸地向?qū)W生自主開(kāi)展課題研究過(guò)渡。

(2)在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候，教師提供中間發(fā)表的機(jī)會(huì)，在確認(rèn)進(jìn)展的同時(shí)，學(xué)生間可進(jìn)行相互交流。

(3)教師指導(dǎo)數(shù)據(jù)記載、圖表整理，給學(xué)生提出各種建議。

(4)教師引導(dǎo)學(xué)生盡可能地進(jìn)行詳細(xì)的記錄，以便以后作為反省和發(fā)展的線索。

研究結(jié)束后，要求學(xué)生提供成果發(fā)表、交流的機(jī)會(huì)。

4自主研究的評(píng)價(jià)

運(yùn)用合理的評(píng)價(jià)手段，可以及時(shí)地從自主研究活動(dòng)的全過(guò)程得到信息反饋，調(diào)節(jié)、控制整個(gè)研究過(guò)程，使之朝著預(yù)期的教育目標(biāo)發(fā)展。自主研究活動(dòng)的主要目標(biāo)和重點(diǎn)在于思維力和態(tài)度的形成上，因此它的評(píng)價(jià)重點(diǎn)應(yīng)放在科學(xué)思維力與科學(xué)態(tài)度的評(píng)價(jià)上。

4.1評(píng)價(jià)內(nèi)容

(1)學(xué)生掌握科學(xué)過(guò)程與技能的評(píng)價(jià)。

明確科學(xué)探究或?qū)嶒?yàn)過(guò)程的背景；

給出科學(xué)探究或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中每個(gè)步驟的理由；

能夠可靠地、有效地實(shí)施過(guò)程；

辨認(rèn)正確與不正確的過(guò)程；

給出新的過(guò)程或擴(kuò)展、修改后的過(guò)程；

正確評(píng)價(jià)科學(xué)探究或?qū)嶒?yàn)過(guò)程中科學(xué)基礎(chǔ)知識(shí)的作用。

(2)學(xué)生科學(xué)思維力的評(píng)價(jià)。

發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，提出問(wèn)題；

應(yīng)用條件，解決問(wèn)題；

解釋結(jié)果；

嘗試可選擇地解決問(wèn)題方法時(shí)的靈活性；

捕捉自然信息，根據(jù)提供的信息理出線索，找出處理問(wèn)題的方法；

動(dòng)手操作，完成預(yù)定的實(shí)驗(yàn)或考察方案。

(3)學(xué)生科學(xué)態(tài)度的評(píng)價(jià)。

完成作業(yè)、測(cè)驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)等任務(wù)時(shí)的堅(jiān)持不懈的意志；

對(duì)自然科學(xué)的興趣、好奇心和探索精神；

形成正確的對(duì)自然界事物的行為傾向；

對(duì)社會(huì)生活實(shí)踐中自然科學(xué)問(wèn)題的評(píng)價(jià)。

4.2評(píng)價(jià)方法

(1)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)評(píng)價(jià)。

實(shí)驗(yàn)活動(dòng)在科學(xué)教學(xué)中占很大比例，自主研究多數(shù)以實(shí)驗(yàn)探究為主，因此它的評(píng)價(jià)不但會(huì)影響學(xué)生研究的興趣，同時(shí)也關(guān)系著整個(gè)自主研究教學(xué)的成敗。

目標(biāo)應(yīng)放在培養(yǎng)“科學(xué)過(guò)程技能”上，不可只注意實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確性；

評(píng)價(jià)分三個(gè)階段：實(shí)驗(yàn)前一以學(xué)生的“準(zhǔn)備”為評(píng)價(jià)重點(diǎn)；實(shí)驗(yàn)中——著重學(xué)生的實(shí)驗(yàn)操作能力；實(shí)驗(yàn)后——重視學(xué)生的討論及結(jié)果報(bào)告。

(2)自我評(píng)價(jià)。

即讓學(xué)生自己評(píng)價(jià)自己的研究。

在自我學(xué)習(xí)、自我檢查、自我評(píng)價(jià)的教學(xué)活動(dòng)中，可發(fā)現(xiàn)研究中的困難；

肯定自我學(xué)習(xí)，安排學(xué)習(xí)過(guò)程，建立自信心的教學(xué)；

可兼作評(píng)價(jià)學(xué)習(xí)的參考指標(biāo)。

(3)相互評(píng)價(jià)。

學(xué)生之間相互評(píng)價(jià)也是發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)問(wèn)題、互相吸取經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)方式之一。

自主研究活動(dòng)由于選題的自主性強(qiáng)，而更貼近學(xué)生的現(xiàn)實(shí)生活，更有利于激發(fā)學(xué)習(xí)興趣；由于過(guò)程的真實(shí)性更接近科學(xué)家的研究工作，更能反映學(xué)生對(duì)科學(xué)過(guò)程與技能的掌握情況，以及學(xué)生所具有的科學(xué)思維力；由于完成任務(wù)的復(fù)雜性和挑戰(zhàn)性，更能鍛煉學(xué)生的意志力，體現(xiàn)學(xué)生的科學(xué)態(tài)度。因此，自主研究活動(dòng)與課堂教學(xué)在培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)方面，應(yīng)該相輔相承，取長(zhǎng)補(bǔ)短，共同發(fā)揮其重要的作用。初中階段生物學(xué)教學(xué)中，教師應(yīng)適當(dāng)?shù)匾龑?dǎo)學(xué)生開(kāi)展自主研究，同時(shí)給予充分指導(dǎo)與幫助，并進(jìn)行及時(shí)而積極的評(píng)價(jià)，讓科學(xué)教育能實(shí)現(xiàn)培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的科學(xué)教育總目標(biāo)。