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探究性学习的研究
小学科学课程探究性学习的研究
摘要:
探究性学习是指学生围绕一定的问题、文本或材料,在教师的帮助和支持下,自主寻求或自主建构答案、意义、理解或信息的活动或过程。
新课程背景下,小学科学课探究性学习具有主体化、合作化、生活化、开放化这几个特点。
小学科学实验是小学科学教学的主要内容,要使小学科学实验真正发挥其应有的作用,教师必须要指导学生把“疑、思、做、放”落到实处,可见,教师自身的科学素养对学生探究性学习的开展有着重要作用。
面对现在学校科学教育中探究活动形式化、盲目化的现象,我们可以采取注重探究性学习过程的互动生成等一系列策略,以此来完善小学科学课程中的探究性学习.
关键词:
小学科学课探究性学习研究
目录
一、什么是探究性学习……………………………………………………………1
(一)探究的含义及探究性学习的界定………………………………………1
(二)探究性学习的分类………………………………………………………2
(三)探究性学习和发现学习的区别与联系…………………………………2
(四)国内外对探究性学习的探索研究………………………………………3
1.我国古代的探索研究……………………………………………………3
2.近现代的探索研究………………………………………………………3
二、小学科学课程探究性学习的特点……………………………………………4
(一)主体化……………………………………………………………………5
(二)合作化……………………………………………………………………5
(三)生活化……………………………………………………………………5
(四)开放化……………………………………………………………………5
三、小学科学课程探究性学习的过程……………………………………………5
四、小学科学课程探究性学习的问题及对策…………………………………7
(一)形式化的探究活动………………………………………………………7
(二)盲目化的探究活动………………………………………………………8
五、小学科学探究性学习过程中教师的角色及其转变…………………………9
(一)探究课堂教学方式的转变…………………………………………………10
(二)探究教学中教师角色的转变………………………………………………10
(三)探究课堂中知识观的转变…………………………………………………11
注释…………………………………………………………………………………12
参考文献……………………………………………………………………………12
谢辞…………………………………………………………………………………13
小学科学课程探究性学习的研究
教师教育学院06小学教育(数学)严燕娜指导老师:
陈亦人
随着《全日制义务教育科学(3~6年级)课程标准(实验稿)》的推出,一次以提高全体小学生科学素养为宗旨的小学科学教育改革正在全国广泛兴起。
近十几年来,世界各国都加大了科学课程改革的力度,注重小学生对周围世界与生俱来的探究兴趣和需要,强调用符合小学生年龄特点的方式学习科学,提倡科学课程贴近小学生的生活。
我国的新课程改革就是对当前方兴未艾的世界小学科学教育改革的积极响应,也是我国社会主义现代化建设迅猛发展的必然结果和要求。
《科学课程标准(3~6)》提出科学探究是科学学习的中心环节。
探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式。
亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。
在新课程改革的大背景下,我们对小学科学探究性学习的研究始终没有停歇,成果也层出不穷,只有不断致力于理论研究,努力联系实践教学,让实践与理论相辅相成,才能体现课程改革新理念的精髓,真正提高学生的科学素养。
一、什么是探究性学习
(一)探究的含义及探究性学习的界定
英文inquiry一词起源于拉丁文的in或inward(在……之中)和quaerere(质询、寻找)。
《牛津英语词典》中是这样解释探究的:
探究是“求索知识或信息特别是求真的活动;是搜寻、研究、调查、检验的活动;是提问和质疑的活动。
”
我国《汉语大词典》的解释:
探究是指“探索研究”,即努力寻找答案、解决问题。
探究活动的形式复杂多样,但基本上可将其分成狭义和广义两种。
广义的探究泛指一切独立解决问题的活动。
这种探究倾向于人类的天性,人皆有之。
狭义的探究专指科学探究或科学研究。
目前引用较多的是美国国家科学教育标准中的定义,“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据作出解释的各种方式。
科学探究也指学生建构知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动”。
什么是探究性学习?
简单的说,就是学生以类似或模拟科学研究的方式所进行的学习。
这是一种描述性的定义,在给探究性学习作具体界定时,不同的人有不同的看法。
施瓦布认为探究学习是指这样一种学习活动:
儿童通过自主地参与知识的获得过程,掌握研究自然所必须的探究能力;同时形成认识自然的基础——科学概念;进而培养探索世界的积极态度。
国内很多学者认为探究性学习是指学生在教师的指导下,从学习、社会生活中选择并确定研究专题,用类似科学研究的方式,主动地获取知识、应用知识、解决问题的学习活动。
无论对探究性学习进行怎样的定义,都必须正确反映探究学习的实质,有利于现实教学活动中探究学习的顺利展开。
这里,我们把学校教学中的“探究性学习”可以作如下界定:
探究性学习是指学生围绕一定的问题、文本或材料,在教师的帮助和支持下,自主寻求或自主建构答案、意义、理解或信息的活动或过程。
[2]
(二)探究性学习的分类
探究性学习的分类标准不同,分类自然也就不同。
了解各种分类,有助于教师对当前进行的探究活动进行定位,以便更好、更恰当地开展探究性学习。
探究性学习首先是学习方式中的一种类型,它与授受式学习相对应,根据学习过程中信息是否由外部指导者直接提供或呈现而加以区分。
在探究性学习中,所学信息由学习者自主获取。
但根据信息获取的具体过程不同,又可将其分为接受式探究(自主接受式学习)和发现式探究。
前者是学习者自主获取的信息是以现成观点或结论的形式存在,学生可以直接从现有资料或现有资源如图书馆、互联网、科技场馆等来搜集或直接向有关人士询问。
后者是学习者自主获取的信息是在观察、实验、调查、解读或研讨的基础上,通过整理分析而获得,也就是需要经历一个发现的过程。
根据学生在探究活动主体作用的大小,将探究分为定向探究与自由探究。
定问探究指学生所进行的各种探究是在教师大量的指导和帮助下完成的。
自由探究指学生开展探究学习时,极少得到老师的指导和帮助,而是自己独立完成的。
根据思维的逻辑类型,可以分为归纳探究和演绎探究。
归纳探究指从个别或某类事例出发,经过探索得出一般结论的探究。
演绎探究指在教师给出概念或原理后,由学生自己探索它们与具体事例的实质性联系的探究。
根据探究领域划分,分为科学探究(主要指自然科学)、社会探究、技术探究、符号探究、数学探究、心理探究等。
不同的分类方法之间存在着内在的联系,在实施过程中,我们要用联系、发展的观点进行综合研究比较,这样才能更好的开展探究性学习。
(三)探究性学习和发现学习的区别与联系
从对有关探究学习研究的文献中可以发现,我国很多研究者将探究学习和发现学习相混淆,在实践教学中,我们也往往把探究学习和发现学习等同起来。
由于探究学习和发现学习都是问题解决式学习,有许多共同点,它们都要求学生能够提出问题,重视学生的学习兴趣和主动参与,重视知识的获得过程等。
另外,两者兴起与传播的时期又同时在20世纪中期。
这段时期,一方面,美国的布鲁纳从掌握学科的基本结构出发,大力提倡发现学习;另一方面,芝加哥大学的施瓦布又致力
于倡导探究学习,两种学习方式常常不加区分地并用,因此,即使是现在的教育理论研究者也会产生混淆。
探究学习和发现学习尽管有着许多相同之处,但两者还是有一定的差别。
对于这个问题,由靳玉乐主编的《探究教学论》里作了较为详细的说明:
(1)两者的侧重点不同。
发现学习重视科学概念和原理的再发现,以掌握学科的基本结构。
而探究学习则重视遵循科学研究的一般程序,以了解科学的本质。
(2)活动过程不同。
发现学习的一般过程是:
形成问题、建立假设、上升为概念或原理;探究学习的一般过程是:
形成问题、建立假设、制定研究方案、检验假设、得出结论。
发现学习的整个过程大致上相当于探究学习的前两个阶段,因此,从这个意义上说,探究学习包括发现学习。
(3)结果不同。
发现学习时有待发现的概念和原理是封闭的,而探究学习时有待探究的结果则是开放的。
(4)心理机制不同。
根据现代科学哲学,发现的心理机制主要是归纳思维、假设——演绎思维、直觉思维,探究则还要凭借分析思维来完成的。
学生虽不是科学家,但他们进行发现学习和探究学习时,其心理机制上的差别理应与此相对应。
[3]
由此可见,首先,我们可以确定的是探究性学习和发现学习并非同一概念。
概括的说,发现式学习一定属于探究性学习,而探究性学习不一定是发现式的,也可以是接受式的,一种自主接受式的学习。
(四)国内外有关探究性学习的探索
长久以来,人们对探究性学习进行了不懈地探索,探究性学习一直是教育工作者尤其是科学教育工作者关注的焦点之一,近来成为各科共同探讨的问题。
1.我国古代的探索研究
历史上对探究学习的研究源远流长,早在我国古代,孔子就以其启发式教学的思想探求着学生主动的、自主的学习方式。
“敏而好学,不耻下问”《论语·公冶长》,他强调学习者要多问,自主生成自己的问题,而不是只接受教师传授给他的知识,要善于自己去寻找新知,自主地去求学。
《礼记》中对这方面的探讨更加全面系统,“博学之,审问之,慎思之,明辨之,笃行之”,这样广泛地学习,详细地询问,对自己所学的东西慎重地思考,精确地辨析,然后踏踏实实地去实践,就构成了从知到行,从认识到实践,不断建构知识、增长实际才干的完整过程。
这便是我国古代探究学习思想的重要理念。
2.近现代的探索研究
真正对探究性学习进行系统的研究,始于20世纪初,到了20世纪中期,对探究式学习的关注和探索就更加地集中和清楚了。
最早提出在学校科学教育中要用探究方法的是美国的教育家杜威。
杜威曾提出探究是儿童天生
四大本能之一。
他强调要在儿童已有的兴趣和经验基础之上,由他们自己通过探究,自主地建构知识。
杜威因此提出“做中学”,杜威的“做”实际上就是探究,做中学就是在探究的基础上自主建构知识。
杜威的思想对世界教育有着深远的影响,现在人们有关探究性学习的探讨,都可以从杜威思想中找到源头。
著名的认知心理学家布鲁纳,在积极推进发现学习(发现式探究)的运动中,对探究性学习也进行了一次探索。
1959年9月,布鲁纳在马萨诸塞州主持了一个史无前例的会议(心理学家主持涉及教育的会议),会议上,与会者(加涅、斯金纳等)一致认为学生们应以做科学的方式来学习科学。
这些方法在后来的以过程为主而不是以内容为主的科学教育实践中得到运用,在新的动手探究中,学生被引导着自己进行一系列的探究活动,从中获得发现。
首先将探究性学习应用到科学教学中的是美国学者施瓦布。
施瓦布建议科学教师首先要到实验室去,必须要用探究的方法来教科学,学生必须用探究的方法来学科学。
通过施瓦布对科学探究的深入探索和大力提倡,探究性学习的理念也日益深入人心。
很多官方文件都开始把探究放在突出的位置。
如美国国家科学教育标准(1996)就明确提出科学学习以科学探究为核心,强调给学生提供感受科学探究过程和方法的机会,强调科学探究能力的培养。
探究性学习,这是一个充满争议又丰富多彩的迷人领域,也是一个有待深入探索并且永无止境的领域。
二、小学科学课程探究性学习的特点
小学科学是一门以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程,包含科学知识和科学探究两部分。
新课标指出,在小学阶段,儿童对周围世界有着强烈的好奇心和探究欲望,他们乐于动手操作具体形象的物体,这一时期是培养科学兴趣、体验科学过程、发展科学精神的重要时期。
新课程标准把科学探究列为其中的一个课程目标,科学学习要以探究为核心。
探究既是科学学习的目标,又是科学学习的方式。
亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。
小学阶段的科学课程重点是培养观察能力、描述能力、根据观察结果进行解释说明的能力。
这一阶段对科学探究能力的要求不能过高,必须符合小学生的年龄特点,有扶到放,逐步培养。
根据小学科学课程标准总目标的要求,有效促进学生的探究意识,提高探究兴趣,增长科学探究的能力,就必须紧紧把握住小学科学课探究性学习的几个特点。
(一)主体化
学习科学是学生主动参与探究活动的过程,所以体现学生在课堂上的主体性地位是最重要的。
在科学课上,教师应始终以科学学习活动的组织者、引导者和合作者的身份与学生进行平等的交流。
尊重和理解学生在探究活动中的想法和做法,并创设和谐的学习氛围,让学生自主地完成由感性认识到理性认识的升华。
(二)合作化
小学科学课上的科学探究面向全体学生,是要让每个智力正常的学生经历科学探究的过程,提高自己的创造意识和能力。
小组合作学习能避免班级中部分学生处于“旁观”“旁听”的被动学习、状态,每个学生都有自己担当的一部分研究任务。
小组合作学习还有利于培养学生的社会合作精神与人际交往能力。
(三)生活化
科学教育的内容是与我们的生活紧密相联的,科学教育中关于生命世界、物质世界、地球与宇宙方面的许多内容都与我们的生活实际息息相关,而孩子也对五彩缤纷的世界充满了好奇心。
因此在科学课程实施的过程中,如果教师能把科学教育和孩子的成长经历相结合,充分利用身边具体、生动的课程资源让孩子进行科学探究,那么科学对孩子而言就不再是冰冷和僵硬的东西,而是鲜活的、有意义的。
探究生活中的科学知识,还易于培养孩子爱科学、爱学校、爱家乡和爱祖国的情感,进而形成亲近自然、欣赏自然、珍爱生命的价值观。
(四)开放化
《科学课程标准》指出,不要把学生束缚在教室这个太小的空间里,生活才是孩子们学科学、用科学、大有作为的广阔天地。
科学课程的开放性,表现在时间、空间、过程、内容、资源、结论等多方面。
由于作为科学课程学习主体的小学生,在面对纷繁复杂的科学世界时,会产生无比激情和盎然兴趣。
因此,教师要以开放的心态,为他们创造一个宽松、和谐、民主、融洽的学习环境,组织引导学生积极开展后续研究活动,让科学探究活动从教室扩展到社区乃至整个社会,使课内、课外互相结合。
三、小学科学课程探究性学习的过程
小学科学实验是小学科学教学的主要内容,是科学探究的主要过程,它可以有效地培养学生观察、实验、动手操作、逻辑思维、创造性思维等科学探究能力,对落实科学课程标准的要求,发展小学生的科学素养有重要意义。
如何使小学科学实验真正发挥其应有的作用——在实验中,既能使学生动手操作又能使学生积极思考呢?
笔者认为要紧紧把握住“疑、思、做、放”四个字。
首先是“疑”。
科学实验是为了解决探究问题而存在的,而问题又是如何产生的呢?
这就需要学生自主发现,从观察身边的事物开始,产生疑问,提出问题及探究任务,进而驱动自己去研究、
去实验。
教师作为学生学习的引导者,就要为学生创设富有趣味性的导入情境,引出探究问题。
学生只有一开始就处于一种愉悦的氛围中,才能吸引着他们主动到实践活动中去。
如笔者曾经在教授《磁铁的两极》导课时,就为学生创设了这样一个学习情境:
同学们,今天老师请来了两个小帮手来和我们一起遨游科学世界(出示小钢珠和条形磁铁)。
现在这两个小帮手要为大家表演一个杂技,小钢珠从下面倒立在条形磁铁不同的位置,然后老师一松手,同学们猜猜看,会出现什么情况?
学生猜测出不同的结果,然后老师展示表演,学生因结果的出现而兴趣高涨,纷纷猜测为什么会出现这种情况呢?
并且已有寻找答案的迫切要求,这时教师开始让学生定方案、做实验,就显得顺其自然且效果尤佳。
引导学生思考,产生疑问,是科学实验的第一步。
其次,“思”实验过程中,学生在产生疑问的基础之上,还要学会思考。
“思”紧紧跟随着“疑”。
问题一产生,学生就能应用已有知识和经验对所观察到的现象作出假设性解释,如上述的那节课中,学生观察到小钢珠在条形磁铁的两端能吸住而在中间却吸不住,他们就会作出假设:
是不是两端与中间的磁性大小不一样呢?
并能预测两端的磁性可能比中间的大,这就是学生通过积极的思维活动而产生的结果。
严谨的科学仅仅依靠假设和猜测是远远不够的,学生必须深入思考从而制定出可行的实验方案,提出进行探究活动的大致思路。
如在《磁铁的两极》这节课上,学生通过独立思考、合作交流,会产生多种验证假设的方案,其中用在磁铁不同部位挂回形针的方法是有效也容易办到的,教师可以在肯定学生的思考成果后和他们一起选出最优化的方案,让学生具体研究。
然后就是“做”。
新课标提出,科学知识的学习是要让学生在“做科学”的过程中完成的。
学生是学习的主体,在制定出符合学生认知规律的实验设计之后,就要让学生能够通过自己的观察、操作得出结论,而不是教师把自己的意见强加给学生。
科学实验强调对学生收集资料、分析结果、观察和创新等能力的培养,教师可以通过学生的主动探究、讨论、自主思考达到使学生自我不断完善的目标,使学生始终在实验的全过程中处于积极状态,以发挥学生的主体性。
在学生动手实践亲身体验的阶段,要强调对学生学习方法、思维方法、学习态度的培养;强调合作,分工协作,相互交流。
最后是“放”。
面对纷繁复杂的科学世界,小学生会产生无比激情和盎然兴趣。
科学课程的开放性,表现在时间、空间、过程、内容、资源、结论等多方面,可以说是贯穿整个科学探究活动的过程。
学生的探究学习不能只是束缚在教室这个窄小的空间里,教室外才是孩子们学科学用科学大有作为的广阔天地,探究科学的活动也往往不是一节课所能完成的,教师不要把上下课的铃声当做学生探究活动的起点和终点。
关于科学实验过程的开放性,内容的开放性笔者在上述几点中已有所提到,而且众多学者在这方面的研究已是非常透彻,这里就不在赘述。
笔者想重点提出的是学生如何进行实验前的探究学习准备,才能有效促使探究活动的顺利展开呢?
这也是科学实验开放性的一
个具体体现。
笔者认为学生必须做好以下三方面的准备:
知识准备、材料准备、书面准备。
传统的科学课,较多的是教师为学生准备好一切上课需要用到的实验材料、资料,学生只要上课到人就行。
而在新课程背景下,教师应该大胆放手,学生要自己学会做准备,因为真正的科学研究必须亲自经历所有过程,包括前期准备。
同样结合《磁铁的两极》这节课,笔者来具体陈述这三方面的准备:
(1)知识准备。
学习这节课之前,学生自己应该能够通过网络、书籍等各方面来获取相关的知识,如与磁铁相关的就会想到磁性这个名词,学生有了一定的知识积累,才能在探究过程中有目的有针对性地提出假设和验证方案,从而减少一些不必要且没意义的课堂生成,留有更多的时间让学生进行探究活动。
(2)材料准备。
科学课实验的材料包罗万象,即使是实验设备齐全的重点学校,也不可能齐全到学生实验要用的各种零星材料都有。
而如果所有的材料都有教师来准备,工作量也相当大,让学生在课前以小组的形式搜集材料,既可以分担教师的工作量,更可以锻炼学生的能力。
如这节课中要用到的回形针完全可以让学生自己准备,这是常见且容易办到的材料,而像条形磁铁这种专业、规范的材料就可以由教师统一准备。
(3)书面准备。
任何一门课都需要学生在课前进行预习准备,科学课也不例外。
在进行实验探究之前,学生必须通过课前看书来达到了解实验内容的目的,并能学会发现问题、提出疑问,可在书上做好相关记号,以便在正式上课中能更有效地获取新知。
总之,在科学实验课堂中,学生不仅能动手,更重要的是能在实验中积极思考,避免出现表面热闹头脑冷清的现象。
教师能指导学生把“疑、思、做、放”落到实处,相信可以真正发挥科学实验的作用。
四、小学科学课程探究性学习的问题及对策
目前,科学性探究已成为小学科学课程中的一面大旗。
毋庸置疑,课标所提倡的理念是非常正确的。
但是,在具体的课堂教学中,还是存在一系列的问题,使探究活动的存在价值大打折扣,只是让这些活动流于一种形式。
对于这种现象,很多专家学者也纷纷指出,提出许多切实可行的策略。
笔者在学习的基础上结合自己的实习经验,对当前科学课上的探究活动实施情况提出以下两点思考。
(一)形式化的探究活动
走进现实中的科学课堂,我们会发现很多这样的情景:
课堂上学生在经历整个探究的环节,但整个过程,学生只是按照老师的设想,老师的方案,探究老师提出的问题,得出老师想要的结论。
学生似乎是很主动地在学习,其实还是以教师为中心,没有自己的探究经历。
笔者把这种探究性学习表现出来的特点概括如下:
问题填空式和统一行动式。
问题填空式,就是教师提出问题学生根据问题去探究答案。
这种探究方式其实仍然是一方强行灌输,一方消极接受的形式,与新课程的探究活动理念是背道而驰的,学生的思想还是禁锢在一个框架内。
如在学习《各种各样的岩石》时,有教师罗列出一些问题:
这些岩石的颜色分别是怎么样的?
用放大镜观察组成岩石的颗粒大小怎么样?
用小刀切一切,看看哪种岩石最硬?
……这些研究岩石特征的方法,并不是学生能一下子想到的,教师直接“给予”,其实质就是学生被教师束缚在预先设计好的问题中,学生并没有真正的“动”起来。
我们应该明确,学生发现问题和提出问题是探究性学习中最不可缺少的一个重要环节,如果没有发现问题,无法提出问题,探究便无从说起。
因此,学生要真正主动参与科学探究活动,教师就要善于为学生创设适宜的情境,引导学生发现和提出问题,把学生引入到一种成为参与者的渴望状态,使学生的探究活动毫无被迫的痕迹。
统一行动式,即探究过程中,要在相同的时间内、运用相同的方法、找到统一的标准答案、达到一致的学习水平。
很多科学课堂上,教师由于担心学生活动方案设计不好,便主动为学生设计探=究方案,既节省时间,又可以让教学过程按预设顺利进行下去。
如在《水加热时的温度变化》探究中,教师把探究步骤呈现在大屏幕上:
第一,测量时每隔5分钟记录一次。
第二,把测量数据填在空白表格内。
第三,根据表格中的数据,图表中标出相应的点。
第四,把点连成线,看水温变化是先快后慢还是先慢后快。
第五,把结论写在横线上。
学生严格按照老师规定的步骤和要求展开探究活动,这种探究方式依然是形式主义。
针对这样的现象,我们在科学教育中应该注重探究性学习过程的互动生成来渐渐消除这种弊端。
新课程倡导的学习是自主地、探究性地学习,它的理论基础是建构主义心理学,强调学是一种主动建构的过程。
我们要密切关注小学科学课堂上的“生成性”,关注学生在课堂上的创造性表现。
在探究活动中,探究点的选择教师必须要组织学生从众多问题中进行梳理筛选,然后确定一个统一的探究主题。
但其具体的实施方案可以尊重学生自己的设想,教师不必因为怕学生设计不出理想的方案而为之代劳。
即使学生设计出来的方案有不妥之处,最终导致实验失败,也没有关系。
正确的结论,不仅仅是从成功的实验中得出来的,也可以从失败的实验中获得,只有让学生亲身经历了,他才会有“做科学”的感觉,体会到学习科学的乐趣。
(二)盲目化的探究活动
科学课要求以丰富多彩的活动来充实课堂,我们经常看到:
一节课学生学习气氛热烈,时间在不知不觉中过去,到了下课,有些学生甚至不知道自己进行探究活动的目标是什么,最后得出了什么结论,这样的探究活动不免让人觉得有些遗憾。
笔者发现这些探究活动的形式有以下三个表现:
无目的、无结论和无评价。
1.无目的。
我们在小学科学课堂上可以看到处处是活
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