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我国新一轮课程改革指出要建立新的教学方式,并将科学探究作为课程改革的突破口。改革几年来,一线教师尝试着用新理念作指导从各个方面对科学探究进行研究,研究的成果势必将直接影响我们对科学探究教学的实质性落实,所以有必要对成果进行统计和分析,在此基础上发现以往研究的成功和不足之处,以利于将科学探究付a诸更本质、更有效的实践。本文通过对三种中等化学教育类核心期刊中有关化学科学探究文献的统计与分析,发现以往研究的不足之处,在对科学探究本质的追问之后,指出了高中化学科学探究常态化教学研究的必要性。
一、对文献的统计
本文采取的是对近五年来(2004～2008)三种中等化学教育类核心期刊《化学教育》《化学教学》《中学化学教学参考》中的文献进行统计和分析,以“化学科学探究”为关键词在主题中进行搜索,继而从中选择与高中化学教学有关的文章,总计203篇,其中《化学教育》65篇、《化学教学》60篇、《中学化学教学参考》78篇。再结合对部分文章采取与原文考证的原则,对所有文章从 “研究内容”“研究方法”两个方面进行统计分析。
研究内容方面,分成了理论研究、探究实验教学研究、探究要素及能力研究、教学评价研究、探究习题研究、探究方法研究、探究教学模式研究、探究教学设计研究、探究教学策略研究和其他方面的研究,共10个方面,具体见表1。
其中,有关探究教学设计方面的研究,又分成了结合实验的教学案例设计、结合化学史实的教学设计、结合信息技术和网络的教学设计以及其他方面的教学设计,共四个方面。具体见表2。
在研究方法方面,分成了经验分析法、调查分析法(没有数据支撑)、定量分析法(有调查统计数据、实验研究等)、其他方法,共四个方面,具体见表3。
二、对已有研究成果的分析
1. 研究内容经验多理论少
由上述统计可看出,在所有有关高中化学科学探究教学研究内容方面,以教学案例设计和探究性实验为主,这两项占了整个研究内容的53.20%。但教学设计大都是基于自己实践基础上的经验总结,即使是标明了“探究性”实验设计,也大都是教科书上的演示实验或验证性实验的一个新名称而已。对化学科学探究理论的研究不多,仅占了7.39%,在为数不多的理论研究中,有突破性和建树的文章更是少,比如从化学科学哲学的角度对化学科学探究进行研究的文章只有《中学化学教学参考》2008年第8期上的一篇。
2. 教学设计实验多概念少
由表1可知,在研究内容中,探究实验教学研究占了27.09%,以实验为基础的科学探究教学案例设计又占了案例教学设计的67.97%的绝对优势。而对其他方面的科学探究教学研究相对较少,如对探究性习题的研究仅占了3.94%。至于化学科学概念、化学科学思想、化学科学方法的探究性教学研究更是寥寥无几了。
3. 科学探究重形式轻实质
由表1有关高中化学科学探究教学研究内容的文献统计可知,科学探究教学模式、教学方法、教学策略的研究占了不小的比例,三者共28.08%。通过翻阅文献可知,在方法研究方面,主要是集中在对探究程序的一般方法的论述上;在策略研究方面,主要集中在对探究过程中各个步骤的实施策略的研究;即使是比重占很大一部分的内容——化学探究实验教学研究和科学探究教学设计,其实施途径一般也离不开这样几个步骤:发现问题、提出假设、设计实验或收集证据、给出解释。也就是说,过去大多数的科学探究更多是倾向于对外在探究的“形式或模式”的模仿上,并没有还原其本质的内涵。
4. 研究方法定性多定量少
由表3可看出,以往的研究方法主要是运用定性的思辨,包括定性分析和调查分析(无数据),共占了87.20%。而定量的实验研究和数据分析方法运用较少。这样,势必使得研究结果缺乏一定的可信度。
三、对分析的思考
对新一轮的基础教育课程改革,无论是教育研究者还是一线教师,都赋予了极大的热情,全身心投入到教育教学方式的改革实践中去,对科学探究也给予了极大的关注。那么,为什么还会出现一系列的问题与不足?笔者认为,除了时机不成熟以外,归根到底是因为广大教师对科学探究的本质并不是特别的清楚,只知道一些探究的模式化的程序,而不是真正理解科学探究的本质内涵。
四、对科学探究本质的追问
探究最原本是指儿童探索自然界的好奇心。人是天生的探究者,婴儿自出生后,所有的努力都是为了理解周围的世界,这就是探究中最基本的东西。
当今理科课程强调“科学的中心环节是科学探究”,学生以“科学探究”的方式来进行学习,目的是“要像科学家一样去思考问题”。
那么,科学家是怎样思考问题的呢?在科学家看来,首先,科学研究的方法是多元的。这些方法包括观察、测量、分类、推测、预测、假设、调查、说明资料以及交流等等形式;其次,科学发现的过程是多样的,不存在固定的程序或逻辑体系。比如许多重要的科学贡献都曾是“由错误的假说所引发的错误结论,对于失败实验的错误解释,或者是意外发现”。学生尽管需要了解科学家的探究过程,但学生的科学探究归根到底是一种学习活动,学生进行科学探究的目的更应该是在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面均获得提高。
所以,笔者认为,科学探究教学活动应该是一系列的活动。凡是有助于学生进行科学思维的活动都是科学探究教学的组成部分。在科学探究教学活动中,根据具体学习内容,可以涉及科学探究的一个或者多个要素,进行局部或完整的科学探究活动。这一个或多个要素,可以看成化学的“分子”或“原子”,根据实际需要,可以再继续“拆分”或“重新组合”,形成“新的物质”和“复杂的化学世界”。所以,科学探究不是僵化的模式,也不是科学方法简单的应用,学生只有针对不同的问题,能够自觉地设计科学过程,有意识地运用科学方法,掌握这些形式背后的思维品质才是科学探究真正的内涵,才能真正理解科学家是如何工作的,才能形成科学探究能力。
五、结论
在对科学探究现状分析及科学探究本质理解的基础上,笔者认为,我们有必要将科学探究置于常态化的教学中,而不仅仅是单一的探究内容和固定的探究程序及模式的呈现。另外,高中化学教学内容的丰富性,知识点的零散性,为科学探究的这种“解构”和“建构”的灵活应用方式提供了广阔的空间,使得每一节课上学生均能受到科学素养的熏陶。只有这样,才能更好地提升学生的科学素养,这也是当今世界理科课程改革的方向——从精英教育转向大众教育,使得“人人具有科学素养”。
一、对文献的统计
本文采取的是对近五年来(2004～2008)三种中等化学教育类核心期刊《化学教育》《化学教学》《中学化学教学参考》中的文献进行统计和分析,以“化学科学探究”为关键词在主题中进行搜索,继而从中选择与高中化学教学有关的文章,总计203篇,其中《化学教育》65篇、《化学教学》60篇、《中学化学教学参考》78篇。再结合对部分文章采取与原文考证的原则,对所有文章从 “研究内容”“研究方法”两个方面进行统计分析。
研究内容方面,分成了理论研究、探究实验教学研究、探究要素及能力研究、教学评价研究、探究习题研究、探究方法研究、探究教学模式研究、探究教学设计研究、探究教学策略研究和其他方面的研究,共10个方面,具体见表1。
其中,有关探究教学设计方面的研究,又分成了结合实验的教学案例设计、结合化学史实的教学设计、结合信息技术和网络的教学设计以及其他方面的教学设计,共四个方面。具体见表2。
在研究方法方面,分成了经验分析法、调查分析法(没有数据支撑)、定量分析法(有调查统计数据、实验研究等)、其他方法,共四个方面,具体见表3。
二、对已有研究成果的分析
1. 研究内容经验多理论少
由上述统计可看出,在所有有关高中化学科学探究教学研究内容方面,以教学案例设计和探究性实验为主,这两项占了整个研究内容的53.20%。但教学设计大都是基于自己实践基础上的经验总结,即使是标明了“探究性”实验设计,也大都是教科书上的演示实验或验证性实验的一个新名称而已。对化学科学探究理论的研究不多,仅占了7.39%,在为数不多的理论研究中,有突破性和建树的文章更是少,比如从化学科学哲学的角度对化学科学探究进行研究的文章只有《中学化学教学参考》2008年第8期上的一篇。
2. 教学设计实验多概念少
由表1可知,在研究内容中,探究实验教学研究占了27.09%,以实验为基础的科学探究教学案例设计又占了案例教学设计的67.97%的绝对优势。而对其他方面的科学探究教学研究相对较少,如对探究性习题的研究仅占了3.94%。至于化学科学概念、化学科学思想、化学科学方法的探究性教学研究更是寥寥无几了。
3. 科学探究重形式轻实质
由表1有关高中化学科学探究教学研究内容的文献统计可知,科学探究教学模式、教学方法、教学策略的研究占了不小的比例,三者共28.08%。通过翻阅文献可知,在方法研究方面,主要是集中在对探究程序的一般方法的论述上;在策略研究方面,主要集中在对探究过程中各个步骤的实施策略的研究;即使是比重占很大一部分的内容——化学探究实验教学研究和科学探究教学设计,其实施途径一般也离不开这样几个步骤:发现问题、提出假设、设计实验或收集证据、给出解释。也就是说,过去大多数的科学探究更多是倾向于对外在探究的“形式或模式”的模仿上,并没有还原其本质的内涵。
4. 研究方法定性多定量少
由表3可看出,以往的研究方法主要是运用定性的思辨,包括定性分析和调查分析(无数据),共占了87.20%。而定量的实验研究和数据分析方法运用较少。这样,势必使得研究结果缺乏一定的可信度。
三、对分析的思考
对新一轮的基础教育课程改革,无论是教育研究者还是一线教师,都赋予了极大的热情,全身心投入到教育教学方式的改革实践中去,对科学探究也给予了极大的关注。那么,为什么还会出现一系列的问题与不足?笔者认为,除了时机不成熟以外,归根到底是因为广大教师对科学探究的本质并不是特别的清楚,只知道一些探究的模式化的程序,而不是真正理解科学探究的本质内涵。
四、对科学探究本质的追问
探究最原本是指儿童探索自然界的好奇心。人是天生的探究者,婴儿自出生后,所有的努力都是为了理解周围的世界,这就是探究中最基本的东西。
当今理科课程强调“科学的中心环节是科学探究”,学生以“科学探究”的方式来进行学习,目的是“要像科学家一样去思考问题”。
那么,科学家是怎样思考问题的呢?在科学家看来,首先,科学研究的方法是多元的。这些方法包括观察、测量、分类、推测、预测、假设、调查、说明资料以及交流等等形式;其次,科学发现的过程是多样的,不存在固定的程序或逻辑体系。比如许多重要的科学贡献都曾是“由错误的假说所引发的错误结论,对于失败实验的错误解释,或者是意外发现”。学生尽管需要了解科学家的探究过程,但学生的科学探究归根到底是一种学习活动,学生进行科学探究的目的更应该是在知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观三个方面均获得提高。
所以,笔者认为,科学探究教学活动应该是一系列的活动。凡是有助于学生进行科学思维的活动都是科学探究教学的组成部分。在科学探究教学活动中,根据具体学习内容,可以涉及科学探究的一个或者多个要素,进行局部或完整的科学探究活动。这一个或多个要素,可以看成化学的“分子”或“原子”,根据实际需要,可以再继续“拆分”或“重新组合”,形成“新的物质”和“复杂的化学世界”。所以,科学探究不是僵化的模式,也不是科学方法简单的应用,学生只有针对不同的问题,能够自觉地设计科学过程,有意识地运用科学方法,掌握这些形式背后的思维品质才是科学探究真正的内涵,才能真正理解科学家是如何工作的,才能形成科学探究能力。
五、结论
在对科学探究现状分析及科学探究本质理解的基础上,笔者认为,我们有必要将科学探究置于常态化的教学中,而不仅仅是单一的探究内容和固定的探究程序及模式的呈现。另外,高中化学教学内容的丰富性,知识点的零散性,为科学探究的这种“解构”和“建构”的灵活应用方式提供了广阔的空间,使得每一节课上学生均能受到科学素养的熏陶。只有这样,才能更好地提升学生的科学素养,这也是当今世界理科课程改革的方向——从精英教育转向大众教育,使得“人人具有科学素养”。