刍谈科学探究的过程和层次

张森

中图分类号：G623.6

文献标识码：A 文章编号：1002-7661（2015）07-0020-01

学生在科学课的学习过程中，所经历的科学探究过程与科学家的探究过程有一定的区别。科学家的探究一般要经历复杂、曲折甚至是漫长的过程，而学生的科学探究过程则是根据教学需要精心设计和组织的，它对实际的探究过程进行了筛选和重组，成为适合学生探究学习的典型化、简约化了的活动过程。但是学生的科学探究和科学家的探究都经历基本相同的几个过程：

1.提出科学问题。提出科学问题是进行科学探究的第一步，这个科学问题的提出，可以是教师在教学中设计的问题，也可以是学生在学习、生活中自己观察到的问题。这些问题，应该是学生感兴趣的、有条件可研究的、有价值的。比如，学生发现并排长在校园里的三棵树，一棵叶子掉光了，一棵叶子黄了，一棵树叶却茂盛苍翠，于是提出问题：为什么三棵树的生长情况大不相同？

2.选择探究任务。

3.做出假设，制定调查方案。这个过程是让学生能运用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释，并能简单地设计研究方案。这个研究方案可以是书面计划，也可以是探究活动的大致思路。在上面的例子中，学生发现问题后，做出了几种假设：第一种假设是水太多或太少；第二种假设是有害虫；第三种假设是秋天快到了；第四种假设是树龄太大。然后，学生根据自己的假设分成几个小组，制定相应的探究计划。

4.获取证据。获耿证据的过程也就是调查、观察、实验的过程，这是整个科学探究过程的核心环节。要求学生能够用各种感官或一些简单的实验器材，进行观察实验，搜集相应的证据。在上面的例子中，“树龄”组的学生找到了学校栽种三棵树的原始单据，并与出售该树苗的苗圃取得联系，得知三棵树的树龄是相同的。而“水”组通过连续的观察，发现掉光叶子的树的树根一直浸在水里，叶子发黄的那棵树的树根也时常浸在水里，而叶子苍翠的那棵树只是土壤湿润。

5.组织解释证据。也就是通过调查、观察、实验后，对假设作出结论的过程。当然，假设可能是正确的，也可能是错误的。如“树龄”组的学生通过调查后，就否定了自己的假设，而“水”小组通过观察后，他们查了《栽培健康植物》一书，知道当植物的根部被水包围时，无法从周围空间获耿空气。最后得出结论：绿化管理员开启的洒水系统使水都汇集到了第三棵树的周围，导致这棵树快被“淹死”了。

6，交流与分享结果。这个过程是自己成果的推广过程，也是信息发布的过程。学生既可以口头在全班交流，也可以书面的形式交流，主不可以用电脑制作成幻灯片进行解释。

科学探究过程中，学生的自主性是非常重要的。科学探究依据教师指导的程度和学生的自主程度可以分为以下三个层次：

1.结构性的探究。它的问题来自教师或学习材料，而假设则通过教师提示得来的，学生的观察、实验方法也是在教师指导下进行的，或者实验数据由教师直接给出，最后得出比较浅显的结论。如在上《桔子》一课时，教师问学生，一个桔子有多少瓣？然后再问学生，平时吃桔子时有几瓣？接着让学生数一数一个桔子由几瓣组成，并把自己的数据填到黑板上的表格中，最后通过观察得出结论。

2.指导性的探究。它要求学生从教师提供的材料或给出的现象中提出一个问题，然后从教师和学生一起提出的假设中选择可能的假设，并在教师的指导下进行实验，得出实验结论，最后通过适当的方式表达交流。如在执教《水蒸气》-课时，教师在课的一开始，打开一只刚泡好茶的茶杯盖，并提醒学生注意观察，学生马上就发现有水滴从杯盖上滴下来，于是引导学生提出了本节课研究的问题：水怎么跑到杯盖上去了呢？再引导学生做出各种假设，并选择最有可能的假设进行实验验证。在下午实验的过程中，教师不仅提供给学生准备好的实验器材，还指导学生的操作，直到最后得出实验结论，并进行全班交流总结。

3.研究性的探究。它要求学生自己提出一个问题，并根据自己已有的知识作出各种可能的假设，再对各种假设搜集证据，进行解释，并能用较好的方法表达自己的解释。在整个过程中，教师没有直接参与指导工作，最多是充当“协助者”和“引导者”的角色。例如，在对三棵树的调查中，学生从发现问题，到做出各种假设，到观察、调查、做出解释、交流信息，都是学生自主完成的，教师的作用只是给学生分组，要求学生做出研究计划，并且选择合适的方式表达信息（给浇水管理员提出建议）。

以上的三个层次，学生自主探究的程度逐渐提高，教师的控制逐渐减少，以至达到完全自主的研究性探究。

（责任编辑 全玲）