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苏教版《科学》科学探究 过程技能的思考与表述
张 翔 心理学副教授 [email protected]
需要解决的问题
• • • 第一，以《课程标准》为上位，下位地排 列确实与儿童科学探究关联的过程技能。 第二，将它们显性化，即具体地陈述和适 当地融合在儿童的活动中，使儿童的阅读 理解尽可能准确，使儿童有关的心智技能 和动作技能习惯化、程序化。 第三，自成一体，包括过程的和结构的整 合。
讲述提纲
• • • • • • • • 探究的含义 对科学过程技能有多种认识与把握的方式 《课程标准》关于科学探究过程及其技能的表述 本教材确定科学探究过程技能的依据 科学探究过程技能结构关系（框图） 本教材科学探究过程技能内容与安排顺序 本教材各科学探究过程技能的自定义及其说明 你是什么样的教学情境？
探究的含义与类型
• • 指学生构建知识、形成科学观念、领悟科 学研究方法的各种活动。 参见《课程标准解读》 探究的四个不同的类型：⒈提问法；⒉发 现法；①纯粹的发现；②指导下的发现； ⒊实验法；⒋研究法。 参见《什么是科学探究》郝京华
科学过程技能
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多种认识与把握的方式 • • • 从简单、低级到复杂、高级的排列 基本的和综合的过程技能 从基本范畴到内涵内容的类型分析
例一： 从简单、低级向复杂、高级排列 序列为： ⒈观察，⒉交流，⒊估计，⒋测量， ⒌搜集数据，⒍分类，⒎推断，⒏预测， ⒐制作模型，⒑解释数据，⒒制作图表， ⒓假设，⒔控制变量，⒕下操作性定义， ⒖探究 《科学探究过程技能评价手册》， DR.KAREN L.OSTLUND
著 , 王春华主译；高等教育出版社
例二：划分为基本科学过程技能和 综合科学过程技能两类 • • 前者包括：观察、推断和预测、分类、测 量； 后者包括确认变量、制作图表、假设、实 验论证、分析结论。 《小学科学教育概论》陈华彬、梁玲编著，高等教育出版社
例三：先确定基本范畴，再分解出 内涵的类型 （一） • • • • • • ①像科学家一样思考 观察 推理 预测 分类 交流 建立模型 • • • • • ②动手测量 使用国际标准计量单 位 长度 液体的体积 质量 温度
第三种，先确定基本范畴，再分解 出内涵的类型 （二） • • • • • ③科学研究 提出问题 构想假说 实验设计 分析数据 得出结论 • • • • • • • ④理性思维 对比与比较 应用概念 理解图表 因果推断 归纳 做出判断 解决问题
第三种，先确定基本范畴，再分解 出内涵的类型 （三） • • • • • ⑤信息处理 概念图 对比 / 比较表 维恩图 流程图 循环图 • • • • ⑥绘制图表 记录表 柱形图 折线图 扇形图 《科学探索者》浙江教育出版社
《课程标准》关于科学探究过程及 其技能的表述（一） • • • 一、提出问题 能提出与科学有关的问题。 能清晰表达自己的问题。 能够从问题中筛选出自己能够研究的问题。
《课程标准》关于科学探究过程及 其技能的表述（二） 二、收集证据 • • • • 能针对问题，通过观察、实验等方法收集 证据。 尊重事实，对收集到的证据能做好原始记 录，并注意保留且不随便涂改原始数据。 能对收集到的证据用文字、图表等方式来 呈现。 能根据需要，从更多渠道查阅有关资料。
《课程标准》关于科学探究过程及 其技能的表述（三） • • • 三、分析与解释 能对收集到的证据进行比较、分类。 能在总结证据的基础上，做出合理的解释。 能对数据整理过程中发现的冲突或矛盾之 处进行分析和判断。
《课程标准》关于科学探究过程及 其技能的表述（四） • 四、交流与质疑 • • 能条理清晰地陈述自己的观点，并为自己 的观点辩护，阐明自己观点的合理性。 能对研究过程和结果、对证据和解释之间 的逻辑关系，提出自己的看法和评论，并 与他人交流。 能倾听和尊重其他同学的不同观点、评议 或质疑，并反思和改进自己的研究。
《课程标准》关于科学探究过程及 其技能的表述（五） • • 五、结论与拓展 能对探究的问题做出初步的结论。 能运用语言、图、表等多种方式表述研究 的过程和结论。 • 能把探究过程中习得的知识、过程与方法 运用于新的情境中。
《课程标准》中的过程技能
①观察，②测量， ③分类，④推理， ⑤预测，⑥猜想与假设， ⑦识别与控制变量，⑧建立模型。
确定科学探究过程技能的依据
• • • • 关于问题的起点 关于科学的惯例 关于权威的表述 关于文化习惯、区 域状况等境遇性差 异 • • • 关于突破《课标》 关于自成一体 关于关联的教育价 值 • 关于教育心理学与 过程技能显性化
科学教育的内容与关系
科学教育的实质 科学 方法 科学知识 科学 态度
知识的类型
• • • 陈述性知识（“ 5W” ） 程序性知识（ HOW ） 元认知 ①策略性知识 ②关于认知任务的知识 ③关于自我的知识 参见《中小学科学教学 —— 基于项目的方法与策略》王磊等译
科学探究过程技能结构框图
提出 问题 测量 观察 分类 调查 假设 实验 控制 收集 证据 分析与解释 思维 模型 交流与质疑 结论与拓展
本教材科学探究过程技能的内容与 安排顺序 • • • • 三上 -- 提出问题 三下 -- 观察与测量 四上 -- 排序与分类 四下 -- 调查与预测 • • • • 五上 -- 解释与建立 模型 五下 -- 交流与质疑 六上 -- 假设与实验 六下 -- 拓展与应用
过程技能自定义：提出问题
• • • • 与科学有关的问题 通过观察、调查、实验等探究活动可以获 得答案的问题 ③不复杂（不需要丰富的知识、身边就能 获得探究必需的材料）的问题 ④道德的问题。
[ 英 ] 威尼 哈恩对儿童“问题”的分 类 • • • • 表现兴趣的问题 获取信息的问题 具有复杂性和哲学性的问题 儿童可进行调查的问题，即科学教育中最 具有价值的问题。 《 5-12 岁儿童科学的教学，学习与评估》 [ 英 ] 威尼 哈恩
什么是驱动性问题
• 驱动性问题是在基于项目的科学教学 中事先设计好的问题，由教师和学生 共同精致、探究和回答。
• • • 可行性 有价值 情境化
驱动性问题特征
• • • 有意义 道德的 可持续性
驱动性问题的可行性
• • 学生能够设计和实施探究回答这个问题 • • 教师和学生容易获得资源和材料来完成回 答驱动性问题所必需的探究 问题适合于学生的发展水平 问题可以分解成学生能够提出和回答的若 干次级问题
驱动性问题可行性例释
• • • “ 我们附近有什么鸟？”比较： “你怎样才 能治愈一个生病的动物。” “我们生活的地方有酸雨吗？”比较： “我们的空气清洁程度怎样？” “我们的河流和湖泊清洁程度怎样？”。 比较：“我们的河流和湖泊在不同的季节 清洁程度怎样？”；“我们的河流和湖泊 在不同的河段或区域清洁程度怎样？”。
驱动性问题可持续性例释
• 植物在阴暗处还是在阳光处长得好？” 比较：“不同的纸能吸收多少水？” “我的鸟食槽吸引什么鸟” “我们周围的树木需要什么来促进 生长？”
学生可能提出的问题的类型
• • • 描述性问题 例如：什么物质在水里溶解？ 我的心跳有多快？ 关联性问题 例如：盐比糖溶解得更快吗？ 谁具有更高的心率 —— 男孩还是女孩？ 因果问题 例如：水的温度影响盐和糖的溶解速度吗？ 人受到突然的惊吓时心率会增加吗？
过程技能自定义：观察与测量
• 观察：是一种收集证据的方法，在我们想 要了解身边的物体或者现象的时候，就运 用我们自己的感官或借助仪器，来收集有 关的证据。 • 测量：许多证据都是数据，测量就是将收 集到的数据信息与有单位的标准进行比较。
过程技能自定义：排序与分类
• 排序是科学探究者根据物体的同一种特征 （如物体的轻重、软硬、厚薄、快慢）进 行排列的活动。排序是一种整理资料（数 据，证据）的方法。 • 分类是科学探究者把具有相同或相似特征 的事物组合在一起。分类也是整理资料的 一种方法。
过程技能自定义：调查与预测
• 调查：是一种收集证据的方法，如果不是 事物正在变化或者将要变化，而是已经发 生了变化，就需要我们明确问题后制订专 门的计划，从不同的途径来收集变化了的 事实的证据。 • 预测：是我们根据现有证据和已有的经验 对事物的未来变化做出的推论。
过程技能自定义：解释与建立模型 • • 解释：我们经过分析、比较等思考后，对 事实发展变化的原因、事实之间的关系等 情况做出的说明。 建立模型：是我们用来解释自己的思想和 发现的方法。模型包括图画图表模型、物 理模型、数学模型等。模型方便我们解释 那些难以直接观察到的事物、事物的变化 以及事物之间的联系。
过程技能自定义：交流与质疑
• • 交流：是我们用文字、口头语言或者其他 方式发布自己的科学探究信息，与其他人 交换看法、分享信息的过程。 质疑：包括接受别人质疑、质疑自己和质 疑别人，在相互质疑中评判科学探究的成 果是否合理，是否准确，是否有价值，能 否改进。
过程技能自定义：假设与实验
• • 假设：是科学探究者根据已有的经验，对 什么原因或条件产生什么样的结果和变化 的猜测。假设有待收集证据加以验证。 “如果 ----- 那么 ----- ” 是假设的一般表达句 式。 实验：是一种特别的收集证据的方法，它 是通过我们自己“制造”的条件，收集事 物如何变化的证据。实验通常有模拟实验 和对比实验两种基本类型。
过程技能自定义：拓展与应用
• • 解释更多的事实：用我们掌握的科学知识 解释更多的事实，发现更多的事实之间的 关联，提出更多的问题。 在制作中运用：将我们掌握的科学知识运 用到科学产品的制作中去；把我们的科学 梦想变成现实。
你是什么样的教学情境（一）？
• 情境 1 ：阅读教学（只 看重课文的教学） • 情境 学） 2 ：直接讲授（只 告诉答案或结论的教 “好，同学们，现在让 我们把书翻到第 段？” 47 页。 谁愿意为大家读第一 “我将为大家演示：一 个装有少量热水的金 属罐子被迅速浸入冷 水盆后发生了什么外 形的变化？想一想为 什么？”
你是什么样的教学情境（二）？
• 情境 学） 3 ：科学过程教学 （侧重学习过程技能的教 • 情境 4 ：基于项目的科学 教学（探究驱动性问题） “今天我们来考察乒乓球 落地反弹的高度，你们可 以进一步研究不同的球是 否会有差距。你们分小组， 每组有一只乒乓球、一把 米尺、一张记录表。活动 结束时要回答黑板上的提 问。”
结束语
• • • 诚挚感谢 愿意交流 欢迎批评 张 翔 ( 心理学副教授） [email protected]