在科學(xué)探究的產(chǎn)物觸目皆是的世界,具有良好的科學(xué)素養(yǎng)是每個(gè)人必不可少的需要。每個(gè)人每一天都有不少事情需要運(yùn)用科學(xué)知識(shí)作出適當(dāng)決策。每人都需要有能力有見(jiàn)地的參加就涉及科學(xué)技術(shù)的重大問(wèn)題而舉行的公開(kāi)討論和辯論。每個(gè)人都應(yīng)該有機(jī)會(huì)去領(lǐng)略一番因領(lǐng)悟和探明自然界的事理而可能產(chǎn)生的那種興奮之情和自我滿足感。
如今有越來(lái)越多的工作需要高的技能,因而要求人們得會(huì)學(xué)習(xí),會(huì)推理,會(huì)創(chuàng)造性思維,會(huì)做決策,會(huì)解決問(wèn)題。了解科學(xué),了解科學(xué)中的種種過(guò)程是掌握這類高級(jí)技能的一種根本性的途徑。
美國(guó)《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》就是向我們展示有良好科學(xué)素養(yǎng)的一國(guó)國(guó)民應(yīng)該是什么樣子。它對(duì)學(xué)生們?cè)诓煌哪昙?jí)段上需要知道些什么,懂得些什么以及能夠做些什么才算有科學(xué)素養(yǎng),作了簡(jiǎn)單的闡述。
這部標(biāo)準(zhǔn)不僅僅要求把"學(xué)科學(xué)作為一種過(guò)程",作為學(xué)生們學(xué)習(xí)諸如觀察,推斷和實(shí)驗(yàn)等諸種能力的過(guò)程。學(xué)科學(xué)的中心環(huán)節(jié)是探究??茖W(xué)探究指的是科學(xué)家們用以研究自然界并基于此中研究獲得的證據(jù)提出種種解釋的多種不同途徑??茖W(xué)探究也指的是學(xué)生們用以獲取知識(shí),領(lǐng)悟科學(xué)的思想觀念,領(lǐng)悟科學(xué)家們研究自然界所用的方法而進(jìn)行的各種活動(dòng)。
科學(xué)教育采用的教學(xué)新方法必須能反映科學(xué)本身的實(shí)際搞法,強(qiáng)調(diào)把科學(xué)探究作為獲取知識(shí)和認(rèn)識(shí)世界的一種方法。只有當(dāng)學(xué)生們經(jīng)常參與積極的探究活動(dòng)時(shí)才能實(shí)現(xiàn)本標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)期目標(biāo)。在童年階段,孩子們的好奇心促使他們通過(guò)觀察和擺弄周圍環(huán)境中的常見(jiàn)物體和材料來(lái)探究世界。當(dāng)孩子們開(kāi)始解釋世界時(shí),他們進(jìn)行比較,描述和分類。要想為解釋和自然世界奠定主題知識(shí)基礎(chǔ),就需要在漫長(zhǎng)的時(shí)間積累豐富的經(jīng)驗(yàn)。年幼的孩子們把他們的經(jīng)歷,理解和想法都帶到學(xué)校,教師為孩子們提供了繼續(xù)探究的機(jī)會(huì),讓他們?cè)谀繕?biāo)集中的環(huán)境下與其他孩子們一道使用簡(jiǎn)單的工具(如放大鏡和測(cè)量裝置)進(jìn)行探究。
在參與探究時(shí),學(xué)生們要能描述物體和事件,能提出問(wèn)題,能作出解釋,能根據(jù)現(xiàn)有科學(xué)知識(shí)對(duì)所作解釋加以檢驗(yàn),并且能把自己的看法和意思傳達(dá)給別人。學(xué)生們得會(huì)自己提出假設(shè),會(huì)運(yùn)用判斷思維和邏輯思維,會(huì)考慮可能的各種解釋。這樣做就可以把科學(xué)知識(shí)與推理和思維的技能結(jié)合起來(lái),從而可以能動(dòng)的獲得對(duì)科學(xué)的理解。
低年級(jí)學(xué)生可以培養(yǎng)一些簡(jiǎn)單技能,例如如何觀察,測(cè)量,切斷,連接,開(kāi)和關(guān),傾倒液體,握持,打結(jié)和掛鉤等。從一些簡(jiǎn)單的儀器開(kāi)始,學(xué)生可以使用尺子來(lái)測(cè)量物體和材料的長(zhǎng)度,高度和深度,用溫度計(jì)測(cè)量體溫,用鐘表測(cè)量時(shí)間,用天平和彈簧秤測(cè)量重量,用放大鏡觀察物體和生命體,用顯微鏡觀察植物,動(dòng)物,巖石和其他材料的細(xì)部。孩子們還要為開(kāi)展調(diào)查研究而學(xué)習(xí)使用計(jì)算機(jī)和計(jì)算器的技能。
學(xué)生在利用數(shù)據(jù)進(jìn)行解釋時(shí)要進(jìn)行思考。即使是在低年級(jí)階段,學(xué)生也應(yīng)該學(xué)會(huì)什么可以作為證據(jù),學(xué)會(huì)判斷他們用來(lái)作出解釋的那些數(shù)據(jù)和信息有什么優(yōu)點(diǎn)。學(xué)生應(yīng)該把他們的解釋建立在觀察結(jié)果的基礎(chǔ)上;隨著他們不斷開(kāi)發(fā)認(rèn)知他們應(yīng)能夠把解釋與描述區(qū)別開(kāi)來(lái),也就是說(shuō)面對(duì)結(jié)果要找出原因,喲啊根據(jù)證據(jù)和邏輯論證確立因果關(guān)系,特別是,學(xué)生應(yīng)該能夠評(píng)價(jià)通過(guò)簡(jiǎn)單試驗(yàn)所獲得的數(shù)據(jù),對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行歸納總結(jié)并且對(duì)試驗(yàn)重點(diǎn)因果關(guān)系形成一個(gè)邏輯論點(diǎn)。學(xué)生在作出解釋之后,他們會(huì)求助于知識(shí)和所得到的證據(jù)來(lái)支持他們的解釋。學(xué)生應(yīng)該根據(jù)科學(xué)知識(shí),經(jīng)驗(yàn)和他人的觀察結(jié)果對(duì)其解釋進(jìn)行檢驗(yàn)。
學(xué)生應(yīng)該開(kāi)始培養(yǎng)交流,批評(píng)和分析自己和同學(xué)的工作的能力。交流可以采用口頭方式,圖示方式或書(shū)面方式。學(xué)生應(yīng)該培養(yǎng)傾聽(tīng)和尊重其他同學(xué)提出的解釋的能力。在回答問(wèn)題的過(guò)程中學(xué)生應(yīng)該參與討論和辯論,最后修改其解釋。
在探究的各個(gè)階段上,教師的工作都是指導(dǎo)學(xué)生們的學(xué)習(xí),把注意力集中于他們的學(xué)習(xí),激發(fā)和鼓勵(lì)他們的學(xué)習(xí)。教師要不斷地通過(guò)提問(wèn)題創(chuàng)造機(jī)會(huì)去激發(fā)學(xué)生思考,推動(dòng)科學(xué)探究活動(dòng)。教師要和學(xué)生們一起努力,共同營(yíng)造一種能確保學(xué)生勇于發(fā)表的環(huán)境。教師要鼓勵(lì)無(wú)拘無(wú)束的討論,要組織各種科學(xué)活動(dòng),以使學(xué)生們?cè)谶@類活動(dòng)中都不能不去說(shuō)明自己對(duì)問(wèn)題的理解,闡釋自己做這樣或那樣理解的理由,提出鑿鑿有據(jù)的論點(diǎn),為自己的結(jié)論尋找理?yè)?jù),對(duì)彼此的科學(xué)解釋提出批評(píng)和質(zhì)疑。學(xué)生在碰到新材料,新現(xiàn)象時(shí),放開(kāi)思想討論雖然對(duì)學(xué)生很有益但教師還是要介入進(jìn)去,集中他們的注意力,引導(dǎo)他們思考問(wèn)題,否則,這種討論可能達(dá)不到透徹理解的目的。教師要給學(xué)生們以機(jī)會(huì),讓他們?nèi)ヌ岣咚麄冊(cè)u(píng)價(jià)和總結(jié)思考他們自己的科學(xué)成績(jī)的能力。
學(xué)生們必須參與以探究為目的的研究活動(dòng),使他們同老師和同學(xué)一起相互啟發(fā)相互促進(jìn)。學(xué)生們需要將他們目前所掌握的科學(xué)知識(shí)同他們從多種渠道獲得的科學(xué)知識(shí)聯(lián)系起來(lái);他們要把科學(xué)內(nèi)容應(yīng)用于新的問(wèn)題里去;他們要參與解決問(wèn)題,參與作計(jì)劃,參與決策,參與小組討論;他們還要參與跟能動(dòng)的學(xué)習(xí)方法在原則上是完全一致的評(píng)價(jià)活動(dòng)。學(xué)習(xí)者共同參與可以增進(jìn)學(xué)習(xí);這有助于促進(jìn)理解,有助于增強(qiáng)學(xué)生們的研究能力,有助于提高對(duì)探究有導(dǎo)向作用的所提問(wèn)題的質(zhì)量,也有助于學(xué)生們總結(jié)經(jīng)驗(yàn)。同學(xué)與同學(xué)的相互合作不僅能增進(jìn)對(duì)科學(xué)的了解,而且也有助于對(duì)科學(xué)探究活動(dòng)特別需要的技能,思想方法,行為方式和價(jià)值觀念的多方面培養(yǎng)訓(xùn)練。