素養(yǎng)立意背景下的學(xué)生“科學(xué)探究”問題剖析與對(duì)策研究

周衛(wèi)軍

摘 要：“科學(xué)探究”是科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)的重要特征，然而“科學(xué)探究”教學(xué)一直困擾著一線教師，從教學(xué)實(shí)踐入手，從學(xué)生的認(rèn)知特征和情感特征兩個(gè)角度分析了學(xué)生“科學(xué)探究”中存在的問題與原因，并在此基礎(chǔ)上提出相應(yīng)的解決策略。

關(guān)鍵詞：素養(yǎng)立意；科學(xué)探究；問題反思

一、問題的提出

在建構(gòu)主義教學(xué)理論的影響下，“科學(xué)探究”受到大家的極大推崇，科學(xué)探究是學(xué)生用以獲取知識(shí)、領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念、領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然所用的方法而進(jìn)行的活動(dòng)。然而，宏觀上“科學(xué)探究”教學(xué)活動(dòng)中呈現(xiàn)出來的問題主要有以下兩個(gè)方面。

（一）學(xué)習(xí)習(xí)慣與學(xué)習(xí)觀念的錯(cuò)誤認(rèn)識(shí)

1.接受式學(xué)習(xí)方式導(dǎo)致探究惰性

當(dāng)前學(xué)生普遍存在一個(gè)弊病，即學(xué)習(xí)以接受式學(xué)習(xí)方式為主，過分依賴現(xiàn)成答案的獲得，對(duì)科學(xué)探究所需的提出問題、猜想假設(shè)以及對(duì)實(shí)驗(yàn)所得證據(jù)的分析并不專心投入，在展開探究活動(dòng)時(shí)會(huì)出現(xiàn)探究“大鍋飯”現(xiàn)象，看似熱鬧，實(shí)則效率不高，在提問反饋時(shí)得不出正確結(jié)論。學(xué)生的注意力、觀察力和思維能力不足導(dǎo)致探究的惰性，其根源就是認(rèn)知上的誤區(qū)，認(rèn)為學(xué)習(xí)知識(shí)以記住答案為重點(diǎn)，從而忽略了對(duì)探究過程中科學(xué)素養(yǎng)的形成。

2.預(yù)習(xí)式學(xué)習(xí)習(xí)慣輕視探究過程

在教學(xué)中，部分學(xué)生并沒有積極參與“科學(xué)探究”活動(dòng)，而這些學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)較好，并都有課前預(yù)習(xí)的學(xué)習(xí)習(xí)慣，他們提前預(yù)習(xí)，對(duì)課堂教學(xué)任務(wù)的知識(shí)點(diǎn)已經(jīng)理解，于是就沒有參與探究的主動(dòng)性，在“科學(xué)探究”的過程中發(fā)現(xiàn)，只有提出科學(xué)問題才有探究的必要，“探究始于問題”，沒有問題就沒有探究的動(dòng)機(jī)。

（二）個(gè)體差異引發(fā)探究進(jìn)度參差不齊

1.學(xué)生成績(jī)的差異

探究活動(dòng)是一種集體性的活動(dòng)，學(xué)生在展開探究活動(dòng)時(shí)需要相互合作交流，由于存在學(xué)習(xí)成績(jī)的差異，學(xué)生學(xué)習(xí)能力高低不同，面對(duì)提出的假設(shè)所需要設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案要花費(fèi)的時(shí)間也不盡相同，學(xué)優(yōu)生能較快地設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)，并開始動(dòng)手操作，而學(xué)困生并不能跟上思路進(jìn)度，導(dǎo)致教師的灌輸變成學(xué)優(yōu)生的灌輸；也可能會(huì)走向另一種極端，學(xué)困生無法被激起探究的興趣，更不能投入到探究活動(dòng)中去，自然而然失去了學(xué)習(xí)動(dòng)力，形成兩極分化，“科學(xué)探究”最終變成了學(xué)優(yōu)生的探究。

2.個(gè)性品質(zhì)的差異

每個(gè)學(xué)生都有自己的心理品質(zhì)和性格特點(diǎn)，學(xué)習(xí)成績(jī)差異主要針對(duì)的是學(xué)生的智力因素，而個(gè)性品質(zhì)的差異就是針對(duì)學(xué)生之間的非智力因素上的差異。在探究活動(dòng)中有些學(xué)生往往孤身待在一邊看小組其他成員操作記錄，等待著實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和分析結(jié)論，這就造成了在探究活動(dòng)中內(nèi)向?qū)W生的邊緣化，探究成了外向?qū)W生的探究，從而導(dǎo)致不能立足每個(gè)學(xué)生的發(fā)展，更不能提高學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)。

基于此，在“科學(xué)探究”教學(xué)中，筆者針對(duì)學(xué)生被動(dòng)接受、死記硬背、消極機(jī)械的現(xiàn)狀進(jìn)行剖析并提出相應(yīng)對(duì)策，也就是通過學(xué)生親身經(jīng)歷和體驗(yàn)科學(xué)探究活動(dòng)，激發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法，初步形成科學(xué)探究的能力。

二、理性認(rèn)識(shí)

科學(xué)探究作為一個(gè)學(xué)習(xí)的過程，有其一定的活動(dòng)程序或者操作步驟，其基本過程大致經(jīng)過幾個(gè)基本環(huán)節(jié)：提出科學(xué)問題，進(jìn)行猜想驗(yàn)證；制訂計(jì)劃，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)；觀察與實(shí)驗(yàn)，獲取事實(shí)與證據(jù)；評(píng)價(jià)與檢驗(yàn)；交流與表達(dá)。在探究環(huán)節(jié)的實(shí)施中，學(xué)生還要結(jié)合各種方法去操作，如控制變量法，空白對(duì)照法，科學(xué)抽象，類比演繹等。

科學(xué)探究與學(xué)生心理密切聯(lián)系，一般來說，學(xué)生的心理特征大致可以分為認(rèn)知特征和情感特征，即學(xué)生的智力因素和非智力因素兩個(gè)方面：

（一）認(rèn)知特征

學(xué)生參與“科學(xué)探究”的過程也是一個(gè)認(rèn)知的過程，學(xué)生的認(rèn)知探究活動(dòng)在探索物質(zhì)世界規(guī)律和聯(lián)系的過程中逐步形成一系列穩(wěn)定的心理特點(diǎn)的綜合，便是“科學(xué)探究”中的智力因素。學(xué)生進(jìn)行“科學(xué)探究”活動(dòng)時(shí)涉及的智力因素有以下五個(gè)層面：（1）觀察力；（2）記憶力；（3）想象力；（4）思維力；（5）注意力。

（二）情感特征

學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中必然會(huì)帶有其情緒情感，這些情緒情感看似與知識(shí)無關(guān)，而實(shí)際上是學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)客觀物質(zhì)世界的一種態(tài)度和體驗(yàn)，它可以直接轉(zhuǎn)化為活動(dòng)的動(dòng)力，間接影響探究的效率。在“科學(xué)探究”中的情感主要針對(duì)的是學(xué)生的三個(gè)非智力因素：（1）動(dòng)機(jī)；（2）興趣；（3）意志。這三個(gè)非智力因素是目前在學(xué)生群體中比較嚴(yán)重的問題，更是阻礙學(xué)生開展“科學(xué)探究”主要原因。

通過對(duì)學(xué)生“科學(xué)探究”的認(rèn)識(shí)以及從微觀的角度分析“科學(xué)探究”與學(xué)生心理發(fā)展特征之間的關(guān)系研究發(fā)現(xiàn)，如果不處理好學(xué)生內(nèi)部原因，必然會(huì)導(dǎo)致學(xué)生“科學(xué)探究”問題在教學(xué)實(shí)踐中的產(chǎn)生?？茖W(xué)探究在面向?qū)W生時(shí)，要體現(xiàn)學(xué)生的學(xué)習(xí)主體性，必然要尊重學(xué)生個(gè)體心理發(fā)展特點(diǎn)，這也是剖析“科學(xué)探究”實(shí)踐問題的重要入口。

三、操作策略

（一）創(chuàng)設(shè)新型團(tuán)隊(duì)學(xué)習(xí)小組

1.組內(nèi)細(xì)化探究分工

為避免傳統(tǒng)小組合作的“大鍋飯”現(xiàn)象，細(xì)化組內(nèi)分工，明確組員的工作項(xiàng)目，能有效調(diào)動(dòng)每個(gè)學(xué)生的積極性和參與度，同時(shí)提高課堂探究教學(xué)的效率。

案例1：在“影響固體溶解度大小的因素”實(shí)驗(yàn)探究課上，筆者將學(xué)生分為十個(gè)組，每個(gè)組以完成“溫度是影響固體溶解度大小的因素”為目標(biāo)，分別規(guī)定了組長(zhǎng)、匯報(bào)人、記錄員，第二次完成“溶劑性質(zhì)是影響固體溶解度大小的因素”為目標(biāo)，輪換探究角色，使學(xué)生體驗(yàn)到不同的角色感受。

分工細(xì)化并不表示每個(gè)人只顧自己分內(nèi)的任務(wù)，不管是整理、記錄還是匯報(bào)，都需要對(duì)整個(gè)實(shí)驗(yàn)原理過程整體把握，需要深刻理解實(shí)驗(yàn)本質(zhì)，教師根據(jù)每個(gè)小組對(duì)實(shí)驗(yàn)操作和結(jié)論分析的透徹程度在班上交流，并給予一定的等級(jí)分?jǐn)?shù)。

2.組間設(shè)置競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制

課堂探究活動(dòng)應(yīng)該是合作與競(jìng)爭(zhēng)并存的活動(dòng)，除了組內(nèi)成員的分工合作外，設(shè)立組間競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制，強(qiáng)化團(tuán)隊(duì)精神和探究的效率進(jìn)度，完善的競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制易激發(fā)學(xué)生的探究積極性和熱情，增強(qiáng)組員的探究動(dòng)力，提高探究效率。

案例2：在“溶液的配制”實(shí)驗(yàn)課上，教師提供蒸餾水、食鹽晶體，質(zhì)量分?jǐn)?shù)10%的食鹽水，質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的食鹽水，要求學(xué)生分組，并在規(guī)定時(shí)間內(nèi)配制質(zhì)量分?jǐn)?shù)為20%的食鹽水20克，看哪個(gè)小組的方案又多又準(zhǔn)確。采取了一套競(jìng)爭(zhēng)機(jī)制激勵(lì)學(xué)生，通過設(shè)定班級(jí)小范圍內(nèi)的一套評(píng)價(jià)體系，按照各小組完成探究活動(dòng)耗費(fèi)時(shí)間與對(duì)結(jié)論分析的透徹程度，分為A、B、C、D四個(gè)等級(jí)，由高到低每個(gè)等級(jí)有不同的獎(jiǎng)勵(lì)分值，并將這些成績(jī)作為學(xué)業(yè)成績(jī)的一部分。筆者編制總匯表格入下：思路正確，方案可行，酌情加分。

再以組1為例，記錄表格如下：

在競(jìng)爭(zhēng)的激勵(lì)下他們能表現(xiàn)出極大的熱情和團(tuán)隊(duì)凝聚力，學(xué)優(yōu)生為確保小組成績(jī)，自發(fā)幫助學(xué)困生，學(xué)困生也會(huì)主動(dòng)地參與學(xué)習(xí)，融入小組探究中。

（二）引導(dǎo)學(xué)生建構(gòu)正確的學(xué)習(xí)觀

1.協(xié)助教師，指導(dǎo)同學(xué)

案例3：在探究“電流和電阻的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生剛接觸初中階段的電學(xué)問題，部分學(xué)生在操作上如儀器的連接、數(shù)據(jù)的處理分析等不能完全獨(dú)立進(jìn)行，因此教師指導(dǎo)常會(huì)出現(xiàn)“顧此失彼”的狀況，可能無法全面地了解到各個(gè)小組的具體探究情況，而學(xué)優(yōu)生便可以發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)，以“小助手”角色，幫助教師指導(dǎo)所在隊(duì)伍的探究進(jìn)程，從而提升班級(jí)探究活動(dòng)的效率。

從“學(xué)習(xí)者”角色向“指導(dǎo)者”轉(zhuǎn)化，從另一個(gè)角度與他人合作學(xué)習(xí)，從而構(gòu)建合作學(xué)習(xí)的正確學(xué)習(xí)觀念和幫助他人的良好品質(zhì)。

2.提升難度，開拓視野

這種方式體現(xiàn)了因材施教的教學(xué)理念，由于這類學(xué)生起點(diǎn)高，在探究活動(dòng)中書本的知識(shí)要求無法滿足他們，可以對(duì)他們適當(dāng)提升難度。

案例4：在探究“定值電阻的電壓電流關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，學(xué)生在操作中出現(xiàn)如下的問題：實(shí)驗(yàn)室提供新電池3節(jié)，電源電壓4.5 V，一只量程為0～0.6 A電流表，一只量程為0～3 V的電壓表，阻值為10 Ω、15 Ω、20 Ω、25 Ω的電阻，一只開關(guān)，導(dǎo)線若干。更換不同阻值的電阻，記錄電流表示數(shù)。

對(duì)于學(xué)優(yōu)生而言，這個(gè)實(shí)驗(yàn)的電壓電流關(guān)系探究屬于較易的知識(shí)點(diǎn)，教師可以提升難度適當(dāng)拓展，以豐富其知識(shí)面。

分析表格和電路圖，電壓表接在定值電阻兩端，同時(shí)也接在電源兩端。教師可以為他們編制如下思考題：

（1）為什么電壓表讀數(shù)小于電源電壓？可能存在什么情況？

教師可以提示“電源內(nèi)部也存在電阻”，進(jìn)一步引導(dǎo)學(xué)生畫出等效電路圖，并思考。

（2）電路中其他電阻阻值大小為多少。R= = = =0.465 ？贅

這樣能激起學(xué)生思考和投入實(shí)驗(yàn)探究的熱情，拓展其視野，使其獲得新知。

四、實(shí)踐反思

實(shí)踐中在解決問題的同時(shí)，筆者由于受限于專業(yè)心理學(xué)的理論知識(shí)和自身教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，也出現(xiàn)了新問題，如合作競(jìng)爭(zhēng)過程中不能維系好課堂紀(jì)律，學(xué)生激情打開卻無法有效收回進(jìn)入到冷靜的理論分析中，學(xué)生的注意力不能及時(shí)地過渡集中在后續(xù)的結(jié)論學(xué)習(xí)上，在探究后的結(jié)論分析、引導(dǎo)較為困難等。

學(xué)生“科學(xué)探究”問題也需要每個(gè)老師共同用心去面對(duì)，去提出更好的解決策略，從而真正體現(xiàn)出科學(xué)核心素養(yǎng)所倡導(dǎo)的“提高每個(gè)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)”。

參考文獻(xiàn)：

[1]陳志偉，陳秉初.中學(xué)科學(xué)教學(xué)論[M].杭州：浙江教育出版社，2007：234.

[2]燕國(guó)材.非智力因素與學(xué)習(xí)[M].上海：上海教育出版社，2006：6.

編輯 溫雪蓮