科學(xué)教育中的探究等級(jí)量規(guī)引介*

白 然,張 杰

(1.河北師范大學(xué),河北石家莊 050016; 2.通信指揮學(xué)院,湖北武漢 430010)

科學(xué)教育中的探究等級(jí)量規(guī)引介*

白 然1,張 杰2

(1.河北師范大學(xué),河北石家莊 050016; 2.通信指揮學(xué)院,湖北武漢 430010)

探究教學(xué)是近年來(lái)科學(xué)教育改革的重要理念,其核心在于對(duì)學(xué)生探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)。探究等級(jí)量規(guī)能夠根據(jù)探究活動(dòng)中的要素,將探究活動(dòng)劃分為不同的等級(jí),從而方便教師對(duì)探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)展,提高探究活動(dòng)的可操作性和有效性,為當(dāng)前探究教學(xué)的研究和實(shí)踐提供參考。

探究等級(jí);量規(guī);科學(xué)教育

20世紀(jì)80年代以來(lái),世界性的科學(xué)教育改革風(fēng)起云涌?？茖W(xué)探究是近年來(lái)科學(xué)教育改革的重要理念之一,以發(fā)展科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)課程突出強(qiáng)調(diào)科學(xué)探究的核心地位。美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)指出,“科學(xué)探究是發(fā)展其他標(biāo)準(zhǔn)所要求的理解力和能力的基礎(chǔ)?！蔽覈?guó)基礎(chǔ)教育課程改革將“提高每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”作為科學(xué)課程改革的核心目標(biāo),大力倡導(dǎo)“科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心”的新理念,明確指出科學(xué)課程將通過(guò)科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式,讓學(xué)生體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)的過(guò)程和方法,發(fā)展初步的科學(xué)探究能力。

一、科學(xué)教育中實(shí)施探究教學(xué)的問(wèn)題

在研究領(lǐng)域,雖然我國(guó)科學(xué)探究教學(xué)研究起步較晚,但是隨著課程改革的進(jìn)行,人們對(duì)科學(xué)探究以及科學(xué)探究教學(xué)的關(guān)注越來(lái)越多;在實(shí)踐層面,科學(xué)探究作為一個(gè)新理念進(jìn)入我國(guó)中小學(xué)科學(xué)教育中,一線教師對(duì)科學(xué)探究的認(rèn)識(shí)還比較模糊。通過(guò)聽(tīng)課和訪談,發(fā)現(xiàn)在當(dāng)前的科學(xué)教學(xué)中存在以下問(wèn)題:

1.理解上的困惑

“探究”這個(gè)詞在教育教學(xué)中被廣泛使用。在名稱上有“科學(xué)探究”、“探究學(xué)習(xí)”、“探究教學(xué)”、“探究活動(dòng)”、“開(kāi)放探究”、“引導(dǎo)探究”、“部分探究”、“完全探究”等諸多稱謂,在使用上從一種教學(xué)的方式到一種開(kāi)展研究的方法,而與探究學(xué)習(xí)相類似的還有發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)、研究性學(xué)習(xí)等學(xué)習(xí)方式。這很容易讓一線教師在對(duì)探究教學(xué)的認(rèn)識(shí)和理解上不知所措。

2.設(shè)計(jì)中的問(wèn)題

科學(xué)教育中探究教學(xué)的核心在于對(duì)學(xué)生探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)探究活動(dòng)的時(shí)候,需要解決下面的問(wèn)題:教學(xué)中哪些內(nèi)容適合用探究活動(dòng)開(kāi)展?真正的探究活動(dòng)應(yīng)該包括哪些方面?是否存在最適合的探究活動(dòng)?多少的教師指導(dǎo)是必須的?什么內(nèi)容適合學(xué)生自己提出問(wèn)題、設(shè)計(jì)過(guò)程和方法?有不同的探究程度差別嗎?

對(duì)于一線教師來(lái)說(shuō),帶著對(duì)于“探究”理解上的困惑,尋求上述問(wèn)題的答案,是一件更加困難的事情。有時(shí)就出現(xiàn)了活動(dòng)的設(shè)計(jì)偏離了探究的本質(zhì)而變得流于形式。

二、探究等級(jí)量規(guī)

“探究等級(jí)”原文是“the Level of Inquiry”。國(guó)內(nèi)也有研究者翻譯為“程度”、“水平”。探究等級(jí)量規(guī)的作用是提供一個(gè)框架,根據(jù)探究活動(dòng)中的要素,將探究活動(dòng)劃分為不同的等級(jí),從而使教師可以用操作簡(jiǎn)單的分析工具去評(píng)估不同的探究活動(dòng),更加方便地進(jìn)行探究活動(dòng)的調(diào)整,提高其教學(xué)中探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)和開(kāi)展。

不同探究等級(jí)的概念由Schwab(1962)第一次提出。1971年,Herron從探究教學(xué)開(kāi)放等級(jí)的維度去劃分科學(xué)中的探究活動(dòng)。Rezba,Auldridge和Rhea(1999)在Schwab和 Herron研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)了一個(gè)四等級(jí)的探究教學(xué)的模型。最后,《科學(xué)探究與國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》一書(shū)中,總結(jié)出一個(gè)更加完整和細(xì)致的量規(guī)。目前,對(duì)于探究等級(jí)的相關(guān)研究涵蓋了從小學(xué)一直到大學(xué)教育的相關(guān)課程。從應(yīng)用維度來(lái)看,主要是兩個(gè)方面:科學(xué)探究實(shí)驗(yàn);科學(xué)探究活動(dòng)。

表1是把 Herron(1971)和 Rezba,Auldridge,Rhea(1999)的探究模型相結(jié)合,適當(dāng)加以調(diào)整,用以說(shuō)明探究活動(dòng)的四種等級(jí)。

表1 四種等級(jí)的探究活動(dòng)

這個(gè)模型把探究活動(dòng)劃分為問(wèn)題、方法、解答三個(gè)要素?！啊獭北硎敬藘?nèi)容由教師提供,空白表示教師只提供指導(dǎo),不提供具體信息,要由學(xué)生自己來(lái)完成。從等級(jí)0到等級(jí)3依次反映了探究的開(kāi)放程度在不斷增強(qiáng),同時(shí),教師控制和干預(yù)依次遞減,學(xué)生對(duì)于探究活動(dòng)的參與和控制程度在逐漸增多。

這四個(gè)等級(jí)模型表明,基于探究的教學(xué)能夠?qū)崿F(xiàn)教師高度控制課堂,也能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生控制課堂。使用這個(gè)框架作為指導(dǎo),教師能夠根據(jù)教學(xué)需要,靈活地將探究活動(dòng)設(shè)計(jì)成不同的等級(jí)。例如,學(xué)生如果能夠預(yù)先學(xué)習(xí)了目標(biāo)概念,等級(jí)0的活動(dòng)能夠成為等級(jí)1;而不給學(xué)生解決方法的指導(dǎo),等級(jí)1又成了等級(jí)2。下面來(lái)分別說(shuō)明四個(gè)探究等級(jí)的特點(diǎn):

1.證實(shí)性探究

證實(shí)性探究是將問(wèn)題、過(guò)程和探究的結(jié)果都提前給出。證實(shí)性究主要用于:教師強(qiáng)化已經(jīng)介紹過(guò)的知識(shí)和原理;學(xué)生體驗(yàn)進(jìn)行科學(xué)探究的過(guò)程,增加科學(xué)探究的經(jīng)驗(yàn);學(xué)生練習(xí)一些特定探究技能,比如收集和記錄數(shù)據(jù)。

例如想讓學(xué)生驗(yàn)證“空氣阻力越小,物體下落越快”。學(xué)生可以疊各種樣式、機(jī)翼長(zhǎng)度不同的紙飛機(jī)去驗(yàn)證這個(gè)原理。學(xué)生在教師細(xì)致的指導(dǎo)下做實(shí)驗(yàn),記錄數(shù)據(jù),分析數(shù)據(jù)。

2.結(jié)構(gòu)性探究

結(jié)構(gòu)性探究指學(xué)生通過(guò)指定的程序去探究教師給定的問(wèn)題。結(jié)構(gòu)性探究中的問(wèn)題和過(guò)程都是教師給定的,但學(xué)生需要自己通過(guò)收集整理數(shù)據(jù),形成解釋。還是前面的那個(gè)例子,學(xué)生并不知道探究哪些數(shù)量之間的關(guān)系,他們需要自己收集數(shù)據(jù)去證明紙飛機(jī)機(jī)翼越長(zhǎng),下落越慢,從而證明空氣阻力越大,物體下落越慢。

證實(shí)性探究和結(jié)構(gòu)性探究都是低等級(jí)的探究,在中小學(xué)科學(xué)相關(guān)課程中經(jīng)常被應(yīng)用。低等級(jí)探究在開(kāi)展探究教學(xué)的初期非常關(guān)鍵,因?yàn)樗軌蛑鸩桨l(fā)展學(xué)生的探究能力,直至能夠開(kāi)展更加開(kāi)放的探究。

3.引導(dǎo)性探究

引導(dǎo)性探究是學(xué)生用自己設(shè)計(jì)和選擇的方案去探究教師給定的問(wèn)題。教師只給定學(xué)生探究的主題,學(xué)生自己設(shè)計(jì)過(guò)程去檢驗(yàn)問(wèn)題,再對(duì)結(jié)果進(jìn)行解釋和說(shuō)明。因?yàn)橐龑?dǎo)性探究比結(jié)構(gòu)性探究給了學(xué)生更多的參與機(jī)會(huì)。因此,當(dāng)學(xué)生需要積極參與,可以嘗試不同的方式開(kāi)展實(shí)驗(yàn)和收集數(shù)據(jù)時(shí),這種探究方式會(huì)非常有效。

此外,引導(dǎo)性探究雖然是學(xué)生自己設(shè)計(jì)探究過(guò)程,但教師的作用依然重要——學(xué)生需要教師的指導(dǎo),在確認(rèn)自己的方案有效之后,才會(huì)繼續(xù)探究。

4.開(kāi)放性探究

開(kāi)放性探究指的是學(xué)生用自己設(shè)計(jì)和選擇的方案去探究自己構(gòu)想的問(wèn)題。在這種探究方式中,學(xué)生得到了最接近科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)探究的機(jī)會(huì),學(xué)生自己想出問(wèn)題,設(shè)計(jì)和實(shí)施研究方案,交流結(jié)果。這個(gè)等級(jí)的探究對(duì)學(xué)生的要求也最高——學(xué)生需要最大限度地進(jìn)行科學(xué)推理和認(rèn)知。在前三個(gè)探究等級(jí)的基礎(chǔ)上,在學(xué)生獲得了一定的探究能力之后,開(kāi)放性探究就能夠成功開(kāi)展。

此外,在《科學(xué)探究與國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中,在探究活動(dòng)方面提供了一個(gè)不同的量規(guī):將課堂探究的基本特征概括為問(wèn)題、證據(jù)、解釋、評(píng)價(jià)和發(fā)表五個(gè)方面,并就其教師在提供組織、指導(dǎo)及訓(xùn)練的不同方面作了劃分。

國(guó)內(nèi)并沒(méi)有單獨(dú)提出探究等級(jí)量規(guī)的概念,對(duì)于探究等級(jí)量規(guī)的相關(guān)介紹和研究較少。其中《談高中物理課堂教學(xué)中探究要素的選擇和探究程度控制》是從高中物理課程標(biāo)準(zhǔn)中的科學(xué)探究的七個(gè)要素——提出問(wèn)題、猜想與假設(shè)、制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)和收集證據(jù)、分析與論證、評(píng)估、交流與合作入手來(lái)區(qū)分不同的探究程度。

三、探究等級(jí)量規(guī)比較

1.探究要素的界定

探究等級(jí)量規(guī)建立的起點(diǎn)是探究的要素。下表是對(duì)上述三種探究等級(jí)量規(guī)(量規(guī)3:陶兆寶)中探究要素劃分方式的對(duì)比。

表2 三種探究等級(jí)量規(guī)中的探究要素

從上表來(lái)看,“三要素”屬于比較概括的要素劃分方式,而“五要素”和“七要素”的劃分雖然更加細(xì)致和明確,但更著重于從科學(xué)探究的步驟來(lái)詮釋科學(xué)探究。對(duì)于一線教師來(lái)說(shuō),五要素和七要素要相對(duì)復(fù)雜,三要素的可操作性更強(qiáng)一些。在文獻(xiàn)的調(diào)研中也可以發(fā)現(xiàn),對(duì)于三要素的探究等級(jí)量規(guī)使用和引用最多。

2.探究等級(jí)的劃分

對(duì)于同一探究要素,每個(gè)量規(guī)都根據(jù)教師的指導(dǎo)和學(xué)生的自主學(xué)習(xí),進(jìn)行了不同的等級(jí)劃分。

表3 探究等級(jí)的劃分

教師的指導(dǎo)程度和學(xué)生的自主學(xué)習(xí)程度決定了探究的開(kāi)放程度。三種量規(guī)都是從開(kāi)放性上來(lái)區(qū)分。量規(guī)1給出了教師和學(xué)生兩個(gè)維度,而量規(guī)2和量規(guī)3給出了一個(gè)連續(xù)的變化體——教師的指導(dǎo)程度逐漸減少,學(xué)生的自主程度在逐漸增加。量規(guī)1因?yàn)闆](méi)有對(duì)“給定”進(jìn)行明確的定義,因此也不能單純地將“學(xué)生給定”和“教師給定”兩個(gè)維度看成完全的學(xué)生控制和教師控制。在理解量規(guī)1中時(shí)可以參照量規(guī)2和量規(guī)3的維度定義,根據(jù)教學(xué)目標(biāo)的需要、學(xué)生對(duì)于探究問(wèn)題的理解程度和探究技能的高低來(lái)選擇學(xué)生的自主程度和教師指導(dǎo)程度的高低。

四、結(jié)束語(yǔ)

一線教師在應(yīng)用探究教學(xué)方面面臨諸多挑戰(zhàn),必須對(duì)他們進(jìn)行支持和提供指導(dǎo)性的幫助。本文希望通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外探究等級(jí)量規(guī)進(jìn)行歸納,為教師提供評(píng)價(jià)探究的等級(jí)和提高探究等級(jí)的方式,讓教師擁有更多的信心去發(fā)展更高等級(jí)的探究。而當(dāng)探究的大門(mén)對(duì)學(xué)生敞開(kāi)的時(shí)候,他們將擁有親自體驗(yàn)科學(xué)過(guò)程的機(jī)會(huì)。

[1]Bell,R.L,L.Smetana&I.Binns.Simplifying inquiry instruction[J].The Science Teacher,2005,(7).

[2]Eick,C.&L.Meadows&R.Balkcom.Breaking into inquiry[J].The Science Teacher,2005,(7).

[3]Banchi,H.&R.Bell.The many levels of inquiry[J].Science and Children,2008,(2).

[4]Dow P.科學(xué)探究與國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)——教與學(xué)的指南[M].北京:科學(xué)普及出版社,2004.

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1008-469X(2010)06-0055-03

2010-08-17

注:本文為河北省教育科學(xué)研究“十一五”規(guī)劃青年專項(xiàng)課題《信息技術(shù)環(huán)境下高中物理探究教學(xué)應(yīng)用研究》(課題批號(hào):O8130025)的研究成果之一。

白然(1980-),女,河北石家莊人,講師,教育技術(shù)學(xué)碩士,主要從事信息化教學(xué)設(shè)計(jì)研究。