探究中的过程技能

探究中的过程技能

多丽丝·阿什

 

教师如果清楚整个探究活动的各个组成部分，就可以帮助学生掌握设计及实施富有成效的探究所必备的技能。关于探究过程，其描述多种多样，本文做出的描述只是其中之一，旨在帮助教师识别极具价值的探究“过程技能”，并在教学中加以利用。

 

“教育一旦被看作是一种探究式的活动，就会产生一些重大改变。教育的中心将转向学生的学习，而教学的任务则变成如何去支持探究活动的开展。”

——哈斯特（Harste 1993）

 

让我们看看幼儿园的孩子是怎样探究马铃薯的生长过程的。首先，孩子们对马铃薯进行仔细观察，他们首先注意到的一件事是马铃薯长有芽。他们对芽感到好奇，芽是做什么用的呢？老师再引导孩子们进一步观察，并激发他们提出更多的问题。除了芽以外，孩子们注意到马铃薯生长在土壤里，他们还想知道马铃薯是否会结籽，如果会的话，马铃薯的种子是什么样子的呢？

老师帮助孩子们列出下列问题：

·什么是芽？

·如果不播种种子，怎样才能得到马铃薯苗？

·芽与长出新的马铃薯有关吗？

·是将整块马铃薯都种下，还是只种下它的一部分就行了呢？

为了回答其中的一些问题，老师建议孩子们开展更详细的调查。根据孩子们提出的问题和观察的情况，老师将兴趣相同的孩子编在同一组中，这样，孩子们就能每两、三人组成小组展开工作。随后，老师要求孩子们先制订计划。计划中必须列出他们认为是必须的材料并画出他们打算种在土壤里的马铃薯的形状——整块、半块、还是一部分，是有芽的、还是无芽的等等。有一个对种子比较好奇的孩子想把种子也列入计划之中，他自己找到了一本书，其中有些内容可以用来支持自己的观点：马铃薯会开花结籽。老师建议他先做前面的实验，然后再进行这方面的研究。

接下来，孩子们按照自己制订的计划种植马铃薯。终于，马铃薯长出小苗了，孩子们将它们连根拔起，看看发生了什么变化。孩子们注意到，他们种下的马铃薯块有些已经腐烂了，期于的却已开始生长。他们还发现，马铃薯植株的根部上附有新长出是小马铃薯。孩子们推测：先前他们种下的有芽的马铃薯块， 这些根部附有小马铃薯的小苗的“前身”。

于是，孩子们提出了更多的问题，老师再次列出以下问题：

·新长出的小马铃薯需要经过多长时间才能长大？

·一棵马铃薯苗能结多少马铃薯？

·将新长出的小马铃薯种下，会不会也长出小苗？

·要在土壤中埋下一块多大的马铃薯才能长出小苗？

由于此时已是期末，老师建议孩子们暑假期间在家里接着做后面的实验。

 

探究过程的组成部分

当学习者以一种科学的方式与自然界相互作用时，他们会发现自己不知不觉地进行着观察、提问、假说、预言、调查、解释及交流等一系列活动，这些活动经常被称为科学的“过程技能”。过程技能在帮助学生形成科学概念方面起着至关重要的作用。

关于过程技能，包括它所涵盖的技能种类、相互顺序及其相对重要性，地区、州及国家科学教育标准中的解释众说纷纭，有时多的令人不知所措。这里，我们推荐一种可行的解释，这一解释论述了七种科学过程技能（Harlen 和Jelly，1997）：

·观察——仔细查看，做好笔记，进行类比和对比；

·提问——针对观察到的现象提问，提出能够引发调查的问题；

·假说——提出与观察结果相一致的解释；

·预测——基于观察，预测一件将来会发生的事情；

·调查研究——制订计划，开展活动，测量，收集数据以及控制变量；

·解释——归纳综合，得出结论，找出合适的模型；

·交流——将自己探究的情况以口头、书面表达或派代表陈述等多种形式告知别人。

 

观察

对真实现象的观察引发探究，并一直贯穿于探究活动的全过程。对于探究马铃薯的孩子们来说，观察既是他们探究的起点，同时也引导他们一步步地深入展开探究。

在观察过程中，学习者就现象搜集证据、提出看法并鉴别它们的异同。也许，学习者还会开始寻找模型，或者想要弄清楚事物发生的顺序。细致的观察会为我们提供证据，以核实那些有关的解释是否正确，所以，观察必须仔细而切题。另外，学习者必须确信自己的观察具有价值。

相对其他过程技能而言，观察能力要更容易培养一些。所以，对于年龄偏小的学生，教师应经常有意识地让他们进行更多的观察，以培养他们的观察能力。但是，正如上面所讲的那样，即使是幼儿园的孩子，也有能力在观察的基础上进入到探究的其他环节去。

 

提问

好奇心是推动探究展开的原动力。它不但激发我们提出问题，而且驱使我们去寻求答案。提出一系列的问题，是探究发现的第一步。因此，提问是探究得以继续进行的基础，它处在探究过程的核心地位。应该成为在任何学习情境中都得到鼓励的一种思维习惯。课堂中质疑的风气能使学生自由地进入未列入课程计划的领域去探索未知的或需要进一步了解的东西。

在一种宽松的氛围中，幼儿园的孩子们观察挖出来的马铃薯，提出自己的疑问，这些问题在孩子们的整个探究过程中有规律地反复出现。当他们进行科学探究活动时，每一个问题引发一次行动，而行动又反过来促使他们使用其他的过程技能，包括提出更多的问题。这就是探究的特性，它不是一个线性的过程。筛选出那些可能会引发富有成效的研究活动的问题，与提出好的问题同等重要。我们可以在学校里加以培养的最重要的能力之一，就是让学生清楚地知道：哪些问题能通过实验来解答，哪些则不能。学生们会逐渐地领悟这一点。在探究过程中，我们要决定怎样将那些不能进行科学探究的问题转为能够进行科学探究的问题，并且学会识别那些能带来收获的、持久的、足以激发我们开展丰富的研究活动的饶有趣味的问题。

 

假说

幼儿园的孩子们在进一步观察后提出：芽本身可能与马铃薯的生长有关。这是对芽的功能的一种猜测性解释，是在证据的基础上提出的，所以，从本质上讲，它就是一种假说。

假说要求做出的解释应与观察、问题及证据相一致。当学生提出一个假说时，他会综合过去经验中各种相关的信息来解释现象产生的原因及方式（见“要假说，还是不要假说”）

当我们对某一事物产生兴趣并为之花费时间认真观察时，探究活动就开始了。在我们有机会进行观察、评论、提问并运用材料进行探索之后，假说随之产生。我们在过去的经验和观察的基础上提出问题，并且不断地积累关于某一特定现象的体验。我们就是以这样的方式建立起假说的。假说可以很好地与我们的经验相配合，因而，它还是一种整理已经累积起来的信息的方法。

 

预测

预测是验证假说正确与否的重要环节。预测要剔除猜测的成分，它是在证据的基础上进一步预测将会有什么情况发生。如果一个学生说：“假如我这么做了，那种情况就会随之发生。”那么他就掌握了一种寻求事物工作机理的方法。

使用证据的方法多种多样。年龄偏小的学生也许做出的结论与获得的证据关系甚微，而大一点的学生则能以更加复杂的方式来使用证据，包括识别那些将证据内推或外推后得到的模型。在使用证据时，将起初的观点与将来的行为联系得越紧密，所得出的预测就越有价值、越具可检验性。

一般地，预测是在证据的基础上提出来的，这些证据有的来源于已有的知识或经历，有的是通过自己的观察直接获取的。懂得怎样搜集证据及如何最有效地使用证据是很重要的。预测使我们能带着特定的目的有条不紊地搜集证据。

 

调查研究

为了得到一致的解释，我们必须通过测量、收集数据及进行对比实验以获取必要的证据。在测试及系统地测量相关变量后，依据这些有用的证据，我们就有一定的把握去回答问题或验证预言。这就意味着，探究者要能够知道哪些量应保持恒定不变，哪些量需要发生变化。对比，那些年幼或缺少经验的探究者经常感到困难重重。

调查研究会遇到许多预料不到的迂回曲折。在解决一个问题的同时，可能就会产生新的问题，所以探究可能有许多岔路，导致不同的过程。幼儿园的孩子们在设计他们的马铃薯调查时就亲身体验到了这一点。一个小组的调查结果是得到了一块腐烂的马铃薯，而另一小组则得到了一棵健康的马铃薯植株。两种情形都收集到有用的信息，但这些信息是通过不同渠道得到的。

 

解释

一旦幼儿园的孩子们完成了实验工作，他们就需要得到帮助以弄清实验结果的意义。此时，仅仅收集证据已显得不够，他们需要更进一步着手解释自己发现的结果。

解释过程不仅包括找到实验结果的模型、综合分析各种信息以便获得整体的意义并将其描述出来，还包括考虑各变量间的联系，以及确定数据是否支持相关的假设。将探究结果与起初提出的问题及观察到的现象联系起来考虑，这一点至关重要。

 

交流

探究式的课堂教学离不开公开的交流活动。对学生而言，就是要向别人陈述，要倾听别人对证据和解释的论述，要清楚阐明自己的探究结果；还包括在科学探究活动的过程中做好笔记，选择一些能说明数据及结果的恰当的描述方式，如图表或示意图等，向他人传达自己的认识。

探究式的课堂教学中的交流不仅仅是学生相互交流认识，还意味着及时通报集体收集和共享的信息，以推动个体的学习。

 

将单个的过程技能整合起来

过程技能的使用具有多样性。每一种过程技能都有各自的特点，从初级到高级，技能的发展应与学生的年龄段相适应。经过一段时间的实践，学生的这些能力将得到发展。例如，在调查马铃薯的案例中，在与他们年龄段相适应的层次上，幼儿园的孩子们已经能够使用科学探究的所有过程技能了。

研究表明，相比其他学生，某些过程技能更多地被小学生使用。特别地，相对于假说和解释这些技能而言，他们用得更多的是观察和提问的技能。因为开展充分的探究必须掌握所有的过程技能，又因为这些能力是连贯地组合在一起的，所以，我们必须在早期就着手培养学生掌握所有的过程技能，这一点相当重要。

我们不是仅仅为了发展过程技能而运用过程技能，相反，过程技能的使用既能促进学习的进程，又能把我们以前的知识和现在的知识联系起来。例如，幼儿园孩子们在开展探究活动期间，要进行观察、提出问题、搜集信息，而且做一些初步的实验，这些实验将为他们提供许多新的方向。当孩子们使用这些技能时，他们逐渐地发展了概念性的理解，学到了科学知识。

在探究活动中，好奇心、尊重证据及愿意改变看法是科学思维应有的态度。当我们做到既进行对比实验又尊重实验证据时，就具备了科学思维应有的态度。使用证据不仅涉及到科学方法和科学知识，而且还涉及到科学态度。对于一个当证据与预测相矛盾时还不愿改变自己观点的人来说，搜集证据对他毫无意义。

对于孩子们来说，当他们开始提出问题，调查现象，搜集证据以及解决问题这一过程时，他们就认识到能够依靠自己去查明事物的真相。人类对周围世界有一种本能的好奇，探究充分利用了人类渴望了解世界的这一天性。探究依赖于一种想要把那些自己感兴趣的问题提出来的强烈愿望。这种好奇的态度渗透在探究的全过程，并且一直推动探究持续下去，成为探究的原动力。

在前面的例子中，幼儿园孩子们学到了关于植物是如何生长的重要的科学知识，并依靠自己发现了新的信息，通过将新观点和旧观点联系起来，孩子们改变了原有的认识，并积累了许多经验，带着这些经验，他们能够进一步提出假说、提出疑问、做出推断，并最终获得对科学更加深刻的理解。

 

（本文节选自《探究——小学科学教学的思想、观点与策略》