邵鋒星

【摘要】蘭本達教授的"探究-研討"教學法及其對促進學生科學概念建構的過程給當前小學科學課堂教學及對科學探究活動本質認識以深刻的啟示。筆者基于"探究-研討"教學法開展了"發(fā)現(xiàn)-交流"式科學觀察、"探索-討論"式科學實驗、"積累-解釋"式科學閱讀等形式的科學探究教學實踐探索。

【關鍵詞】科學探究科學概念探索階段研討階段

【中圖分類號】G424.1【文獻標識碼】A 【文章編號】2095-3089（2014）5-0031-03

現(xiàn)實教學中，科學探究常被僵化、簡單化成為一種固定的模式：提出問題、形成假設、設計實驗方案、收集資料和分析數(shù)據(jù)、相互交流得出結論。環(huán)節(jié)多了，要想讓學生展開充分的探究自然就力不從心：提出問題繞了一個大圈，完成制訂和修正計劃又用去許多時間，剩下來能夠展開活動的時間就少之又少了。因此，提供給學生一大堆實驗用品卻要求在三五分鐘內(nèi)結束實驗，給學生一兩分鐘時間裝模作樣地討論的例子屢見不鮮。如何使探究性學習不再走入形式化的誤區(qū)？筆者以為，蘭本達教授的"探究-研討"教學法給了我們深刻的啟示。

蘭本達是美國哈佛大學研究生院教授，上世紀四十年代創(chuàng)立"探究-研討"教學法。1971年，以她為主要作者的《小學科學教育的"探究-研討"教學法》在美國出版。蘭本達的課堂結構一般分為兩個部分：探究和研討。所謂"探究"，就是學生圍繞研究目的觀察經(jīng)過教師精心選擇和組織的"有結構的材料"（即包含著概念的材料），收集事實和數(shù)據(jù)；所謂"研討"，就是將獲得的事實和數(shù)據(jù)匯集起來，進行集體討論、加工，根據(jù)學生發(fā)展的水平尋找其中的規(guī)律。

在探究階段，教師通過創(chuàng)設特定的探究性問題情境，為學生的自主探究學習定向。學生對現(xiàn)實材料進行探索，獲得與自己原有概念不一致的全新的經(jīng)驗。要激活學生的思維，鼓勵學生進行發(fā)散型思考，由此產(chǎn)生多種與問題解決相關的想法，哪怕只是一些模糊的想法。這一階段的活動，要求能提供給學生動手動腦進行閱讀、觀察、實驗的一個時間比較長的活動，或是由幾個小活動有機整合成的一個連續(xù)不中斷的大活動。這樣，學生有了充足的時間和更為寬廣的活動空間開展探究活動，使學生成為真正的學習主人成為可能。親歷科學實驗活動過程，讓兒童收集到大量信息，兒童常常依靠感知到的信息形成的直覺來判斷事物，形成一些有關科學的初始概念。

研討階段，鼓勵學生進行信息的比對、加工，在這個過程中，充滿了學生不同的個人認識與事實證據(jù)之間、個人認識與科學概念原理之間的"沖突"矛盾和斗爭。學生在這樣的過程中，進一步暴露和明確了自己的已有概念和認識，感受不同觀點和解釋之間的一致與差異，評價、解釋、推論假設和證據(jù)之間的關系。學生內(nèi)部加工過程結束后，教師引導學生進行小組間或向全班同學表達與交流自己的發(fā)現(xiàn)、概括或結論，引導兒童組織自己的想法，設法向別人說明，或者設法說服別人。學生對自己的經(jīng)驗開始抽象化、理論化，使其成為一種可交流的形式。學生往往要通過比較其他可能的解釋，特別是那些體現(xiàn)科學性的解釋，對自己的解釋進行修正、求證與評價。同時，學生要擴展自己的概念，使其與其他概念相聯(lián)系，并運用所建構的新概念解釋周圍世界或新情境問題，從而實現(xiàn)對新概念的驗證、應用、鞏固和提高。

小學生的科學探究活動是一個構建科學概念的過程，是通過獲得證據(jù)對初始概念不斷修正、完善甚至否定的過程。根據(jù)學生獲取證據(jù)途徑的不同，小學科學課的基本類型可以分為觀察課、實驗課和閱讀課。筆者認為，這些不同的課型，獲取證據(jù)方式有所改變，教學環(huán)境和教學的組織方式相應發(fā)生變化，而基于"探究-研討"教學法的科學探究基本環(huán)節(jié)是相似的。

一、"發(fā)現(xiàn)-交流"式科學觀察

科學觀察是通過人的感覺器官或借助儀器，有目的、有計劃地對自然發(fā)生的現(xiàn)象或變化進行考察、記錄和分析，從而解決一個科學問題或驗證一個科學假說，是對觀察對象所包含的豐富信息進行發(fā)現(xiàn)、準確觀測并進行客觀記錄的綜合活動。它作為一種基本的認識活動，貫穿于整個科學研究過程中?！犊茖W（3-6年級）課程標準》指出"沒有觀察，就沒有'研究'，更沒有'認識'"。可見：小學科學課程、科學探究是以觀察為基礎的。小學生在科學學習活動中，通過對自然現(xiàn)象的觀察，養(yǎng)成科學的思維方法和實事求是的科學態(tài)度，從而全面提升自身的科學素質，因此，科學觀察是科學課的基礎。筆者指導學生通過"發(fā)現(xiàn)-交流"兩個階段開展科學觀察的學習。

案例1-1:《土壤中有什么》"發(fā)現(xiàn)"階段教學設計

1.觀察剛從花壇中取來的土壤，記下發(fā)現(xiàn)。

2.師生共同討論更多的觀察方法，學生進行新的觀察活動。（放入水中觀察、曬干以后將顆粒分類、觀察土壤在水中的沉積等。）

兒童觀察自然狀態(tài)下濕潤的土壤，會有許多發(fā)現(xiàn)，同時也會遇到問題--潮濕的土壤顏色深，粘成一團，很難觀察得十分清楚。在這種情況下，通過教師的引導啟發(fā),兒童自然想到把土壤曬干、碾碎觀察，以及把土壤顆粒放在水中洗干凈、沉淀等多種觀察方法，把觀察土壤的活動推向深入。先觀察自然狀態(tài)下的觀察對象，再借助儀器、工具觀察；先肉眼觀察，再使用多種方法進行觀察，符合小學生觀察事物一般規(guī)律和兒童的認知規(guī)律。豐富的觀察活動過程，讓兒童收集到大量信息，形成一些有關土壤成分的初始概念。

案例1-2:《土壤中有什么》"交流"階段教學設計

1.交流土壤顆粒的分類、大小、名稱以及土壤在水中的沉積狀況。

2.教師演示實驗：分別蒸發(fā)過濾后的土壤浸泡液和蒸餾水，指導觀察土壤中的鹽分；交流腐殖質的觀察方法。

兒童親歷觀察土壤的過程，收集到了大量信息，有了很多的發(fā)現(xiàn)。兒童常常依靠感知到的信息形成的直覺來判斷事物，形成一些初始概念。但這些概念往往是不全面的。在此基礎上，鼓勵學生進行交流，實現(xiàn)對獲得信息的加工。在這個過程中，充滿了學生不同的個人概念和認識之間、個人認識與事實證據(jù)之間、個人認識與科學概念原理之間的"沖突"矛盾和斗爭。學生在交流過程中，進一步暴露和明確了自己的已有概念和認識，感受不同觀點和解釋之間的一致與差異，經(jīng)由小組討論、對比、解釋彼此的前概念的異同，并與教師的意見交換、溝通，呈現(xiàn)可能的認知沖突，得以認同和內(nèi)化。在此基礎上，教師補充分別蒸發(fā)土壤浸泡液和蒸餾水的演示實驗，引導學生認識土壤中的鹽分，并指導兒童交流對腐殖質的理解。至此，學生對土壤的成分，建立了完善的認識。

二、"探索-討論"式科學實驗

當人們不滿足在自然條件下去觀察對象，要求對被研究對象進行積極的干預時，這就導致科學實驗的產(chǎn)生?？茖W實驗和科學觀察一樣，也是搜集科學事實、獲得感性材料的基本方法，同時也是檢驗科學假說，形成科學理論的實踐基礎，二者互相聯(lián)系、互為補充。但實驗是在變革自然中認識自然，因而有著獨特的認識功能，科學實驗中多種儀器的使用，使獲得的感性材料更豐富、更精確，且能排除次要因素的干擾，更快揭示出研究對象的本質。因此科學實驗越來越廣泛地被應用，并且在現(xiàn)代科學中占有越來越重要的地位。就小學科學課程而言，指導學生通過開展科學實驗，進行科學探究活動，是學習的重點。筆者嘗試以"探索-討論"兩個階段開展科學實驗的教學。

案例2-1:《拱形的力量》"探索"階段教學設計

1.教師示范做一個紙拱，并講解、板書拱的各部分名稱。（拱頂、拱足）討論：是不是拱形能夠承受更大的重力，應該怎樣來研究？

2.學生分組實驗活動：

活動一：平紙與拱紙承重能力的比較以及拱形紙受壓后形狀變化觀察。

（"任務單"1內(nèi)容：相同跨度的平紙和拱形紙承重能力比較。）

（6～7分鐘后教師發(fā)放"任務單"2，內(nèi)容：使拱紙承受更大的重力，我們有什么辦法？試一試，并說一說理由。）

活動二：怎樣使拱形承受更大的重量？

（7～8分鐘左右后教師發(fā)放積木及"問題卡"，"問題卡"內(nèi)容：用積木搭一個拱，小組討論積木搭的拱不塌的原因是什么？

活動三：搭一個積木拱，分析不塌的原因。

"探索階段"提倡引導小學生經(jīng)歷一個自主的、較長時間的、連續(xù)不中斷的科學探究實驗活動。與傳統(tǒng)課堂教學比較，這個過程有這樣一些特點：首先，學生動手動腦進行實驗活動的時間比較長，接近20分鐘，幾乎相當于整節(jié)課的一半時間；其次，這是一個連續(xù)不中斷的活動，或者是由幾個小活動有機整合成的一個大活動,是活動時間和活動空間都很充分的實驗活動。

這一階段中，教師不再事無巨細、面面俱到進行活動前的指導，而是采用"任務單"、"問題卡"和有結構的實驗材料等載體，有效推進實驗活動的進行。"任務單"即向學生布置探究的任務?！豆靶蔚牧α俊芬徽n教學中，將探究的問題以任務的形式出現(xiàn)，然后為學生提供充足的探究時空，讓兒童以小組為單位共同完成。在完成了前一個觀察、實驗活動后，教師又以"任務單"的形式引導學生將探究活動持續(xù)下去。將學生的探究活動引向深入。有些需要引導、組織學生展開討論的觀察實驗，"問題卡"是一個好形式。上述教學中的"問題卡"，要求用積木搭一個拱，并引導學生在小組中討論積木搭的拱不塌的原因，有效推進了探究活動的繼續(xù)進行。實驗材料的發(fā)放時機選擇，也是分步有序推進觀察實驗活動的好載體。教學過程中教師并沒有把積木直接放在各小組的實驗桌上，而是在學生們經(jīng)歷了"活動二"并作了記錄后，教師才給各小組發(fā)放了一組積木，確保了實驗活動的有序進行。

案例2-2:《拱形的力量》"討論"階段教學設計

討論：

1.為什么拱形紙的承重能力比較強？能做出自己的解釋嗎？

2.使拱紙承受更大的重力，有什么辦法？還有其它方法嗎？

3.積木搭的拱不塌的原因是什么？

（教師根據(jù)學生回答板畫、板書。）

在實驗活動之后，讓學生自己來分析整理數(shù)據(jù)，不僅能學會一些科學的統(tǒng)計分析方法，而且從分析的過程中反思自己的實驗，并相互質疑。反思是一種重要的科學思想，實驗活動結束后，通過觀察各組數(shù)據(jù)的差異，看看自己的研究中有什么問題，有什么值得改正，有什么忽略了，這將有助于學生更加周密的考慮自己的研究計劃，更加規(guī)范的進行操作，有助于培養(yǎng)學生嚴謹?shù)目茖W態(tài)度?；ハ嘀g的質疑和評價，需要表達自己對他人某一觀點、證據(jù)、行為的肯定或異議，分析其形成的原因，闡明自己的理由。這個階段的評價，不能停留在判斷正誤的層面，需要學生用證據(jù)證明自己的觀點，以證據(jù)讓人信服?？梢钥闯?，《拱形的力量》一課整個交流與討論的過程，不僅是兒童的科學思維積極參與的過程，學生的思維水平達到了一個新的層次，更是把信息轉化為科學實證，學生對拱形能夠承受更大重力的原因有了充分認識，形成科學概念的過程。

三、"積累-解釋"式科學閱讀

提升學生的科學素養(yǎng)，靠任何一種單一的教學策略或學習活動都是無法達到的。很多的科學知識和前人經(jīng)驗，因為課堂的條件、環(huán)境限制，并不可能完全靠科學觀察和科學實驗獲得。在科學學習過程中，引導學生有針對性地開展科學閱讀，有助于學生拓寬視野，加深對科學本質的認識。目前,學生甚至成人的閱讀現(xiàn)狀令人擔憂,科學閱讀更是"雪上加霜"。科學閱讀對豐富學生的閱讀面，完善學生的閱讀結構，提升學生的科學素養(yǎng)，有著不可替代的重要意義。因為科學閱讀有助于學生科學本質觀的形成和發(fā)展，有助于學生科學概念的形成和理解，只有這樣，學生的科學素質才能得到全面、可持續(xù)的發(fā)展。筆者指導學生通過"積累-解釋"兩個階段進行科學閱讀類課題的學習。

案例3-1:《地球的衛(wèi)星--月球》"積累"階段教學設計

1.學生閱讀教師提供的月球資料、圖片、視頻以及自己搜集的有關月球知識的相關書籍。

2.學生將搜集、閱讀的資料記錄在"我的月球卡"上。

課堂教學中的科學閱讀內(nèi)容主要有文本的和電子的兩種。文本的主要科學教科書中有關科學家的相關介紹、重大科學事件介紹、科學技術應用發(fā)面的介紹以及對教學內(nèi)容的拓展或補充性知識介紹等。近年來，國內(nèi)外一些科學教材、科普讀物，如《科學探索者》、《科學啟蒙》等，也逐步進入我們的科學課堂，豐富了學生的閱讀內(nèi)容。課堂中教師提供的有針對性的"閱讀資料"，既是良好閱讀內(nèi)容的補充，也是科學閱讀教學策略的體現(xiàn)。電子媒體的閱讀主要包括光盤、錄像等視頻資料。

科學閱讀的方法有比較性與閱讀、求解性閱讀、質疑性閱讀、創(chuàng)造性閱讀等。倡導邊閱讀邊記錄，養(yǎng)成良好的閱讀習慣。讀書筆記、摘記卡、科學小報等，都是很好的記錄形式，有利于閱讀習慣的養(yǎng)成和科學知識的積累。教學案例中學生通過閱讀、摘記的一張張圖文并茂、內(nèi)容豐富的"我的月球卡"，已經(jīng)是對月球相關知識完整認識的良好內(nèi)核。

案例3-2:《地球的衛(wèi)星--月球》"解釋"階段教學設計

1.展示"我的月球卡"。

2.交流、解釋有關月球的知識。

展示學生閱讀積累的摘記卡、科學小報，并給以充分的評價，不僅是對學生閱讀情況的檢查，更能激發(fā)、培養(yǎng)學生科學閱讀的良好習慣。學生收集到的月球的知識可能是相同的，也可能會出現(xiàn)差異，正是交流的價值所在，這不僅是一個信息交流的活動，也是一個知識不斷擴展、形成"頭腦風暴"的過程。交流、解釋的主題可以集中在月球的運動、月球的地形、月球與地球的比較、月球的其他情況這幾個方面。這些主題可以平行展開，也可以有所側重，可以分小組展開，也可以集中進行。有些如月球的公轉周期等難度較大的問題，并不需要學生在本節(jié)課就完全理解，而是要讓學生產(chǎn)生不斷探究的興趣。

參考資料：

[1]郭思樂：諦聽教育的春天[M].合肥：安徽教育出版社，2008

[2]肖川：教育的理想與信念[M].湖南：岳麓書社，2002

[3][美]Christine chaille lorry britain著/高瀟怡 梁玉華孫瑾譯兒童像科學家一樣[M].北京師范大學出版社，2006