科学探究教学过程的理论与实践科学探究教学过程的理论与实践

报告人：杨承印报告人：杨承印

2008-4-19（周六）19:00－21：00 8505教室

《新课程 新理念》系列学术讲座

培养学生健康、丰富的个性；培养学生健康、丰富的个性；

完善并丰富学生的经验系统；完善并丰富学生的经验系统；

帮助学生建构人类知识的完整图景；帮助学生建构人类知识的完整图景；

提高学生的需要层次。提高学生的需要层次。

绪绪··理想的教育理想的教育

绪绪··给学生以自主给学生以自主

给学生一个空间，让他们自己往前走。给学生一个空间，让他们自己往前走。给学生一个条件，让他们自己去锻炼。给学生一个条件，让他们自己去锻炼。给学生一个时间，让他们自己去安排。给学生一个时间，让他们自己去安排。给学生一个问题，让他们自己去找答案。给学生一个问题，让他们自己去找答案。给学生一个机遇，让他们自己去抓住。给学生一个机遇，让他们自己去抓住。给学生一个冲突，让他们自己去讨论。给学生一个冲突，让他们自己去讨论。给学生一个权力，让他们自己去选择。给学生一个权力，让他们自己去选择。给学生一个题目，让他们自己去创造。给学生一个题目，让他们自己去创造。

内容提要

科学探究教学的提出背景科学探究教学的提出背景

科学探究教学的理论科学探究教学的理论3

个人简介个人简介1

2

科学探究教学的研究现状科学探究教学的研究现状4

科学探究教学的困境与对策科学探究教学的困境与对策5

Sub title 1 1 个人简介个人简介

19821982年元月由陕西师范年元月由陕西师范

大学化学系毕业到中学从事大学化学系毕业到中学从事化学教学化学教学1111年。年。

19931993年到陕西师范大学年到陕西师范大学

从事化学教育的教学与研究工作。从事化学教育的教学与研究工作。现任化学教学论教研室主任、教授，硕士研究生现任化学教学论教研室主任、教授，硕士研究生

导师，教育部陕西师范大学基础教育课程研究中心专导师，教育部陕西师范大学基础教育课程研究中心专家组核心成员。校级教学标兵。家组核心成员。校级教学标兵。

Workroom 7320E-mail yangcy@snnu.edu.cn

个人研究方向介绍个人研究方向介绍

在学科教材评价和学科课堂教学方式在学科教材评价和学科课堂教学方式————科学探科学探

究教学过程作了一些探索，在光明日报、中国教育学究教学过程作了一些探索，在光明日报、中国教育学刊、全球教育展望、教育科学、课程教材教法、中国刊、全球教育展望、教育科学、课程教材教法、中国电化教育、教育学报等期刊以及国内顶尖级专业学术电化教育、教育学报等期刊以及国内顶尖级专业学术会议发表论文会议发表论文100100多篇。多篇。

在中西部农村科学课堂实施有效教学的策略，教育理论与实践，2006，1，32-35“探究式教学”缘何步履维艰，光明日报，2006，5，24 论基于问题式学习（PBL）的有效实施，教育学报，2006，3，47-50斯滕伯格三元教育观及其对教学的启示，新课程研究，2007，2，6-8 我国“探究教学”研究十年，教育学报，2007，2，46-49农村化学课堂探究式教学现状分析，中学化学教学参考，2007，10，17-18化学课堂教学中问题情境的有效创设，教育理论与实践，2007，10，42-44对基于问题解决式课堂教学模式的反思，现代中小学教育，2008，1，16

2 2 科学探究教学的提出背景科学探究教学的提出背景

2.1 2.1 国内发展国内发展几个重要的政府文件提供了可操作的政几个重要的政府文件提供了可操作的政

策。策。

2.2 2.2 国外发展国外发展从研究者的成果到最后几个国家文件的从研究者的成果到最后几个国家文件的

出台。出台。

2 2 科学探究教学的提出背景科学探究教学的提出背景

2.1 2.1 国内发展国内发展

20012001年教育部颁布年教育部颁布《《基础教基础教

育课程改革纲要育课程改革纲要》》

20032003年教育部颁布年教育部颁布《《普通高普通高

中课程方案中课程方案》》

在理科各科课程标准中在理科各科课程标准中,,都将都将

““科学探究科学探究””作为突破口：作为突破口：““科学课科学课

程将通过科学探究的学习方式程将通过科学探究的学习方式,,让让学生体验科学探究活动的过程和学生体验科学探究活动的过程和

方法方法,,发展初步的科学探究能力发展初步的科学探究能力””。。

2.2 2.2 国外发展国外发展

杜威（J. Dewey）（1859～1952）

杜威的杜威的““智慧五步法智慧五步法””杜威认为（杜威认为（19091909）探究类似于）探究类似于

科学家探究发现科学真理过程的主科学家探究发现科学真理过程的主张，认为教学活动要培养学生具有张，认为教学活动要培养学生具有探究的能力和习惯，并设计了探究的能力和习惯，并设计了““智慧智慧五步法五步法””的探究发现式教学法。的探究发现式教学法。

1.1.在情境中感觉到要解决某种在情境中感觉到要解决某种

问题的暗示；问题的暗示；2.2.明确要解决的问题是什么；明确要解决的问题是什么；3.3.提出解决问题的假设；提出解决问题的假设；4.4.推断假设问题的内在含义；推断假设问题的内在含义；5.5.在行动中检验假设。在行动中检验假设。

萨奇曼的科学探究教学萨奇曼的科学探究教学

萨其曼萨其曼(J . (J . R.SuchmanR.Suchman) ) 坚信课堂上要开展探究坚信课堂上要开展探究教学必须满足三个条件教学必须满足三个条件::

第一第一,,有一个集中学生注意的焦点有一个集中学生注意的焦点,,最好是一个能最好是一个能引起学生惊异的事件或现象引起学生惊异的事件或现象;;

第二第二,,学生享有探索的自由学生享有探索的自由;;第三第三,,有一个丰富的容易引起反应的环境。有一个丰富的容易引起反应的环境。运用这种观点作指导的探究教学模式运用这种观点作指导的探究教学模式,,一般由一一般由一

个惊异事件或现象开始教学个惊异事件或现象开始教学;;接着让学生对他们所观接着让学生对他们所观察的现象提出察的现象提出““是是””或或““否否””之类的问题之类的问题,,以收集数据以收集数据;;当当学生对观察结果作出推测性解释学生对观察结果作出推测性解释((假设假设))后后,,他们进一步他们进一步通过通过““是是””或或““否否””之类的提问来检验自己的假设。无论之类的提问来检验自己的假设。无论在哪一阶段提出在哪一阶段提出““是是””或或““否否””的问题的问题,,都必须是操作性的都必须是操作性的,,即能用实际经验或实验来回答。即能用实际经验或实验来回答。

Sub title

施瓦布选集（2008年）

郭元祥译

施瓦布科学探究教学施瓦布科学探究教学

芝加哥大学教授施瓦布首先使芝加哥大学教授施瓦布首先使用用““探究学习探究学习””一词（一词（19611961），他），他

认为探究教学的目的是培养学生的认为探究教学的目的是培养学生的探究能力，使他们在探究过程中掌探究能力，使他们在探究过程中掌握科学知识，把科学知识与探究过握科学知识，把科学知识与探究过程相结合，才是探究教学的正确做程相结合，才是探究教学的正确做法。由此提出了探究式教学的过程：法。由此提出了探究式教学的过程：

1.1.提出或明确要解决的问题；提出或明确要解决的问题；2.2.收集适合问题解决的资料；收集适合问题解决的资料；3.3.提出假设；提出假设；

4.4.验证假设；验证假设；5.5.得出结论。得出结论。

加涅的科学探究教学加涅的科学探究教学

加涅（ Gagne R. M,）

（1916 －）

加涅于加涅于1963 1963 年在年在《《探究所需的学探究所需的学习技能习技能》》一文中提出一文中提出,,有效开展探究教有效开展探究教学必须满足以下三个基本要求学必须满足以下三个基本要求::

第一第一,,有提高探究技能与策略的专有提高探究技能与策略的专门练习门练习,,因为这些技能与策略能迁移到因为这些技能与策略能迁移到其他情境中其他情境中;;

第二第二,,学生要有广泛的、概括化的学生要有广泛的、概括化的背景知识背景知识,,因为学生对某个话题一无所因为学生对某个话题一无所

知知,,也就不能作相应的思考也就不能作相应的思考;;第三第三,,具有辨别好假设与坏假设的背景知识。具有辨别好假设与坏假设的背景知识。

《《20612061计划：面向全体美国人的科学计划：面向全体美国人的科学》》

19851985年，美国科学促进联合会发起制定有关科年，美国科学促进联合会发起制定有关科学、数学与技术教育改革的长期规划（哈雷彗星学、数学与技术教育改革的长期规划（哈雷彗星7676年）。年）。

聘请了聘请了400400位国内外著名的科学家、教授、教师位国内外著名的科学家、教授、教师以及科学、教育机构的负责人，用了近以及科学、教育机构的负责人，用了近44年的时间，年的时间，于于19891989年完成并由牛津大学出版社出版年完成并由牛津大学出版社出版《《20612061计划：计划：面向全体美国人的科学面向全体美国人的科学》》。后又组织。后又组织13001300多人历时多人历时33年于年于19931993年编成了年编成了《《科学素养基准科学素养基准》》。。

《《美国国家科学教育标准简介美国国家科学教育标准简介》》

美国国家研究理事会于1995年12月颁布了国家科

学教育标准。这一标准规定了所有学生都应该知道并能够去做的科学内容，并且提供了对学生学习这些科学内容所达到的程度进行评估的指导方针。这一标准详述了给所有学生以高质量的科学教育所必需的教学策略、专业人员发展和支持。这一标准还描述了使科学教育计划具有协调性、连贯性和一致性所需要的方

针政策。内容包括：1.科学内容； 2.科学教学；3.科学教育的评估；4.科学教师的专业发展；5.科学教育大纲； 6.科学教育系统。

3 3 科学探究教学的理论科学探究教学的理论

3.1 3.1 哲学层面哲学层面3.2 3.2 教育学层面教育学层面3.3 3.3 心理学层面心理学层面

1

2

3.1 哲学层面

辩证唯物主义的认识论：表象到本质

自然科学方法论：起于问题，终于理性

3 3 科学探究教学的理论科学探究教学的理论

3 3 科学探究教学的理论科学探究教学的理论

3.1 3.1 哲学层面哲学层面

提出问题（提出问题（11））（（66）表达与交流）表达与交流

进行猜想和假设进行猜想和假设（（22））

制定计划，设计实验制定计划，设计实验（（33））

检验与评价检验与评价（（55））

（（44）观察与实验）观察与实验

科学探究过程

3 3 科学探究教学的理论科学探究教学的理论

3.2 3.2 教育学层面教育学层面

科学探究指的是科学家用于研究自然并科学探究指的是科学家用于研究自然并

基于此种研究获得的证据提出解释的多种不基于此种研究获得的证据提出解释的多种不同途径。探究也指学生用以获取知识、领悟同途径。探究也指学生用以获取知识、领悟科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界科学家的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的种种活动。所用的方法而进行的种种活动。

——美国国家科学教育标准

基本特征

探究的不同程度

1．问题

学习者探究科学性问题

学习者自己提出一个问题

学习者从所提供的问题中选择、据此提出新的问题

学习者探究的问题来自教师、学习材料或其他途径，但问题不那么直接，需要有所改变或自己体会其涵义

学习者探究直接来自教师、学习材料或其他途径的问题

2．证据

学习者针对问题收集事实证据

学习者自己确定什么可作为证据并进行收集

学习者在他人的指导下收集某些数据

数据直接给出，学习者进行分析

数据和分析方法都给了学习者

3．解释

学习者从证据出发形成解释

学习者总结事实证据之后做出解释

学习者在得到指导的情况下收集证据形成解释

使证据形成解释的可能途径一致

证据已知

4．评价

学习者使解释与科学知识相联系

学习者独立地考察其他事实来源，建立事实与已有解释的联系

学习者被引导到科学知识的领域和来源

可能的联系被给出

科学探究教学的不同开放程度科学探究教学的不同开放程度

科学探究教学与学习成绩科学探究教学与学习成绩

探究教学有利于提高学习成绩。探究教学有利于提高学习成绩。探究教学对提高学习成绩影响不大。探究教学对提高学习成绩影响不大。某种情况下探究教学效果反而不如直接式教学。某种情况下探究教学效果反而不如直接式教学。探究与教师探究与教师探究与学生探究与学生

3.3 3.3 心理学层面心理学层面

4 4 科学探究教学的研究现状科学探究教学的研究现状

基于文献的研究基于文献的研究政策导向政策导向理论研究理论研究实践检验实践检验

5 5 科学探究教学的困境与对策科学探究教学的困境与对策

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