再论兰本达教授“探究-研讨”教学法

邵锋星

【摘要】兰本达教授的"探究-研讨"教学法及其对促进学生科学概念建构的过程给当前小学科学课堂教学及对科学探究活动本质认识以深刻的启示。笔者基于"探究-研讨"教学法开展了"发现-交流"式科学观察、"探索-讨论"式科学实验、"积累-解释"式科学阅读等形式的科学探究教学实践探索。

【关键词】科学探究科学概念探索阶段研讨阶段

【中图分类号】G424.1【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089（2014）5-0031-03

现实教学中，科学探究常被僵化、简单化成为一种固定的模式：提出问题、形成假设、设计实验方案、收集资料和分析数据、相互交流得出结论。环节多了，要想让学生展开充分的探究自然就力不从心：提出问题绕了一个大圈，完成制订和修正计划又用去许多时间，剩下来能够展开活动的时间就少之又少了。因此，提供给学生一大堆实验用品却要求在三五分钟内结束实验，给学生一两分钟时间装模作样地讨论的例子屡见不鲜。如何使探究性学习不再走入形式化的误区？笔者以为，兰本达教授的"探究-研讨"教学法给了我们深刻的启示。

兰本达是美国哈佛大学研究生院教授，上世纪四十年代创立"探究-研讨"教学法。1971年，以她为主要作者的《小学科学教育的"探究-研讨"教学法》在美国出版。兰本达的课堂结构一般分为两个部分：探究和研讨。所谓"探究"，就是学生围绕研究目的观察经过教师精心选择和组织的"有结构的材料"（即包含着概念的材料），收集事实和数据；所谓"研讨"，就是将获得的事实和数据汇集起来，进行集体讨论、加工，根据学生发展的水平寻找其中的规律。

在探究阶段，教师通过创设特定的探究性问题情境，为学生的自主探究学习定向。学生对现实材料进行探索，获得与自己原有概念不一致的全新的经验。要激活学生的思维，鼓励学生进行发散型思考，由此产生多种与问题解决相关的想法，哪怕只是一些模糊的想法。这一阶段的活动，要求能提供给学生动手动脑进行阅读、观察、实验的一个时间比较长的活动，或是由几个小活动有机整合成的一个连续不中断的大活动。这样，学生有了充足的时间和更为宽广的活动空间开展探究活动，使学生成为真正的学习主人成为可能。亲历科学实验活动过程，让儿童收集到大量信息，儿童常常依靠感知到的信息形成的直觉来判断事物，形成一些有关科学的初始概念。

研讨阶段，鼓励学生进行信息的比对、加工，在这个过程中，充满了学生不同的个人认识与事实证据之间、个人认识与科学概念原理之间的"冲突"矛盾和斗争。学生在这样的过程中，进一步暴露和明确了自己的已有概念和认识，感受不同观点和解释之间的一致与差异，评价、解释、推论假设和证据之间的关系。学生内部加工过程结束后，教师引导学生进行小组间或向全班同学表达與交流自己的发现、概括或结论，引导儿童组织自己的想法，设法向别人说明，或者设法说服别人。学生对自己的经验开始抽象化、理论化，使其成为一种可交流的形式。学生往往要通过比较其他可能的解释，特别是那些体现科学性的解释，对自己的解释进行修正、求证与评价。同时，学生要扩展自己的概念，使其与其他概念相联系，并运用所建构的新概念解释周围世界或新情境问题，从而实现对新概念的验证、应用、巩固和提高。

小学生的科学探究活动是一个构建科学概念的过程，是通过获得证据对初始概念不断修正、完善甚至否定的过程。根据学生获取证据途径的不同，小学科学课的基本类型可以分为观察课、实验课和阅读课。笔者认为，这些不同的课型，获取证据方式有所改变，教学环境和教学的组织方式相应发生变化，而基于"探究-研讨"教学法的科学探究基本环节是相似的。

一、"发现-交流"式科学观察

科学观察是通过人的感觉器官或借助仪器，有目的、有计划地对自然发生的现象或变化进行考察、记录和分析，从而解决一个科学问题或验证一个科学假说，是对观察对象所包含的丰富信息进行发现、准确观测并进行客观记录的综合活动。它作为一种基本的认识活动，贯穿于整个科学研究过程中。《科学（3-6年级）课程标准》指出"没有观察，就没有'研究'，更没有'认识'"。可见：小学科学课程、科学探究是以观察为基础的。小学生在科学学习活动中，通过对自然现象的观察，养成科学的思维方法和实事求是的科学态度，从而全面提升自身的科学素质，因此，科学观察是科学课的基础。笔者指导学生通过"发现-交流"两个阶段开展科学观察的学习。

案例1-1:《土壤中有什么》"发现"阶段教学设计

1.观察刚从花坛中取来的土壤，记下发现。

2.师生共同讨论更多的观察方法，学生进行新的观察活动。（放入水中观察、晒干以后将颗粒分类、观察土壤在水中的沉积等。）

儿童观察自然状态下湿润的土壤，会有许多发现，同时也会遇到问题--潮湿的土壤颜色深，粘成一团，很难观察得十分清楚。在这种情况下，通过教师的引导启发,儿童自然想到把土壤晒干、碾碎观察，以及把土壤颗粒放在水中洗干净、沉淀等多种观察方法，把观察土壤的活动推向深入。先观察自然状态下的观察对象，再借助仪器、工具观察；先肉眼观察，再使用多种方法进行观察，符合小学生观察事物一般规律和儿童的认知规律。丰富的观察活动过程，让儿童收集到大量信息，形成一些有关土壤成分的初始概念。

案例1-2:《土壤中有什么》"交流"阶段教学设计

1.交流土壤颗粒的分类、大小、名称以及土壤在水中的沉积状况。

2.教师演示实验：分别蒸发过滤后的土壤浸泡液和蒸馏水，指导观察土壤中的盐分；交流腐殖质的观察方法。

儿童亲历观察土壤的过程，收集到了大量信息，有了很多的发现。儿童常常依靠感知到的信息形成的直觉来判断事物，形成一些初始概念。但这些概念往往是不全面的。在此基础上，鼓励学生进行交流，实现对获得信息的加工。在这个过程中，充满了学生不同的个人概念和认识之间、个人认识与事实证据之间、个人认识与科学概念原理之间的"冲突"矛盾和斗争。学生在交流过程中，进一步暴露和明确了自己的已有概念和认识，感受不同观点和解释之间的一致与差异，经由小组讨论、对比、解释彼此的前概念的异同，并与教师的意见交换、沟通，呈现可能的认知冲突，得以认同和内化。在此基础上，教师补充分别蒸发土壤浸泡液和蒸馏水的演示实验，引导学生认识土壤中的盐分，并指导儿童交流对腐殖质的理解。至此，学生对土壤的成分，建立了完善的认识。

二、"探索-讨论"式科学实验

当人们不满足在自然条件下去观察对象，要求对被研究对象进行积极的干预时，这就导致科学实验的产生。科学实验和科学观察一样，也是搜集科学事实、获得感性材料的基本方法，同时也是检验科学假说，形成科学理论的实践基础，二者互相联系、互为补充。但实验是在变革自然中认识自然，因而有着独特的认识功能，科学实验中多种仪器的使用，使获得的感性材料更丰富、更精确，且能排除次要因素的干扰，更快揭示出研究对象的本质。因此科学实验越来越广泛地被应用，并且在现代科学中占有越来越重要的地位。就小学科学课程而言，指导学生通过开展科学实验，进行科学探究活动，是学习的重点。笔者尝试以"探索-讨论"两个阶段开展科学实验的教学。

案例2-1:《拱形的力量》"探索"阶段教学设计

1.教师示范做一个纸拱，并讲解、板书拱的各部分名称。（拱顶、拱足）讨论：是不是拱形能够承受更大的重力，应该怎样来研究？

2.学生分组实验活动：

活动一：平纸与拱纸承重能力的比较以及拱形纸受压后形状变化观察。

（"任务单"1内容：相同跨度的平纸和拱形纸承重能力比较。）

（6～7分钟后教师发放"任务单"2，内容：使拱纸承受更大的重力，我们有什么办法？试一试，并说一说理由。）

活动二：怎样使拱形承受更大的重量？

（7～8分钟左右后教师发放积木及"问题卡"，"问题卡"内容：用积木搭一个拱，小组讨论积木搭的拱不塌的原因是什么？

活动三：搭一个积木拱，分析不塌的原因。

"探索阶段"提倡引导小学生经历一个自主的、较长时间的、连续不中断的科学探究实验活动。与传统课堂教学比较，这个过程有这样一些特点：首先，学生动手动脑进行实验活动的时间比较长，接近20分钟，几乎相当于整节课的一半时间；其次，这是一个连续不中断的活动，或者是由几个小活动有机整合成的一个大活动,是活动时间和活动空间都很充分的实验活动。

这一阶段中，教师不再事无巨细、面面俱到进行活动前的指导，而是采用"任务单"、"问题卡"和有结构的实验材料等载体，有效推进实验活动的进行。"任务单"即向学生布置探究的任务。《拱形的力量》一课教学中，将探究的问题以任务的形式出现，然后为学生提供充足的探究时空，让儿童以小组为单位共同完成。在完成了前一个观察、实验活动后，教师又以"任务单"的形式引导学生将探究活动持续下去。将学生的探究活动引向深入。有些需要引导、组织学生展开讨论的观察实验，"问题卡"是一个好形式。上述教学中的"问题卡"，要求用积木搭一个拱，并引导学生在小组中讨论积木搭的拱不塌的原因，有效推进了探究活动的继续进行。实验材料的发放时机选择，也是分步有序推进观察实验活动的好载体。教学过程中教师并没有把积木直接放在各小组的实验桌上，而是在学生们经历了"活动二"并作了记录后，教师才给各小组发放了一组积木，确保了实验活动的有序进行。

案例2-2:《拱形的力量》"讨论"阶段教学设计

讨论：

1.为什么拱形纸的承重能力比较强？能做出自己的解释吗？

2.使拱纸承受更大的重力，有什么办法？还有其它方法吗？

3.积木搭的拱不塌的原因是什么？

（教师根据学生回答板画、板书。）

在实验活动之后，让学生自己来分析整理数据，不仅能学会一些科学的统计分析方法，而且从分析的过程中反思自己的实验，并相互质疑。反思是一种重要的科学思想，实验活动结束后，通过观察各组数据的差异，看看自己的研究中有什么问题，有什么值得改正，有什么忽略了，这将有助于学生更加周密的考虑自己的研究计划，更加规范的进行操作，有助于培养学生严谨的科学态度。互相之间的质疑和评价，需要表达自己对他人某一观点、证据、行为的肯定或异议，分析其形成的原因，阐明自己的理由。这个阶段的评价，不能停留在判断正误的层面，需要学生用证据证明自己的观点，以证据让人信服。可以看出，《拱形的力量》一课整个交流与讨论的过程，不仅是儿童的科学思维积极参与的过程，学生的思维水平达到了一个新的层次，更是把信息转化为科学实证，学生对拱形能够承受更大重力的原因有了充分认识，形成科学概念的过程。

三、"积累-解释"式科学阅读

提升学生的科学素养，靠任何一种单一的教学策略或学习活动都是无法达到的。很多的科学知识和前人经验，因为课堂的条件、环境限制，并不可能完全靠科學观察和科学实验获得。在科学学习过程中，引导学生有针对性地开展科学阅读，有助于学生拓宽视野，加深对科学本质的认识。目前,学生甚至成人的阅读现状令人担忧,科学阅读更是"雪上加霜"。科学阅读对丰富学生的阅读面，完善学生的阅读结构，提升学生的科学素养，有着不可替代的重要意义。因为科学阅读有助于学生科学本质观的形成和发展，有助于学生科学概念的形成和理解，只有这样，学生的科学素质才能得到全面、可持续的发展。笔者指导学生通过"积累-解释"两个阶段进行科学阅读类课题的学习。

案例3-1:《地球的卫星--月球》"积累"阶段教学设计

1.学生阅读教师提供的月球资料、图片、视频以及自己搜集的有关月球知识的相关书籍。

2.学生将搜集、阅读的资料记录在"我的月球卡"上。

课堂教学中的科学阅读内容主要有文本的和电子的两种。文本的主要科学教科书中有关科学家的相关介绍、重大科学事件介绍、科学技术应用发面的介绍以及对教学内容的拓展或补充性知识介绍等。近年来，国内外一些科学教材、科普读物，如《科学探索者》、《科学启蒙》等，也逐步进入我们的科学课堂，丰富了学生的阅读内容。课堂中教师提供的有针对性的"阅读资料"，既是良好阅读内容的补充，也是科学阅读教学策略的体现。电子媒体的阅读主要包括光盘、录像等视频资料。

科学阅读的方法有比较性与阅读、求解性阅读、质疑性阅读、创造性阅读等。倡导边阅读边记录，养成良好的阅读习惯。读书笔记、摘记卡、科学小报等，都是很好的记录形式，有利于阅读习惯的养成和科学知识的积累。教学案例中学生通过阅读、摘记的一张张图文并茂、内容丰富的"我的月球卡"，已经是对月球相关知识完整认识的良好内核。

案例3-2:《地球的卫星--月球》"解释"阶段教学设计

1.展示"我的月球卡"。

2.交流、解释有关月球的知识。

展示学生阅读积累的摘记卡、科学小报，并给以充分的评价，不仅是对学生阅读情况的检查，更能激发、培养学生科学阅读的良好习惯。学生收集到的月球的知识可能是相同的，也可能会出现差异，正是交流的价值所在，这不仅是一个信息交流的活动，也是一个知识不断扩展、形成"头脑风暴"的过程。交流、解释的主题可以集中在月球的运动、月球的地形、月球与地球的比较、月球的其他情况这几个方面。这些主题可以平行展开，也可以有所侧重，可以分小组展开，也可以集中进行。有些如月球的公转周期等难度较大的问题，并不需要学生在本节课就完全理解，而是要让学生产生不断探究的兴趣。

参考资料：

[1]郭思乐：谛听教育的春天[M].合肥：安徽教育出版社，2008

[2]肖川：教育的理想与信念[M].湖南：岳麓书社，2002

[3][美]Christine chaille lorry britain著/高潇怡 梁玉华孙瑾译儿童像科学家一样[M].北京师范大学出版社，2006