科学探究式教学的八个环节在生命科学领域中的运用

　　             孟令红（北京教育学院、高级实验师）　　纪海强（北京市顺义区马坡小学、高级教师）
　　一、科学探究式教学的八个环节
     （一）有关科学探究式教学中概念的“界定”
      1．科学探究
　　科学探究是指学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。
　　2．科学探究式教学的基本特征
　　科学探究式教学的基本特征是问题（学习者探究科学性问题）、证据（学习者针对问题收集事实证据）、解释（学习者从证据出发形成解释）、评价（学习者使解释与科学知识相联系）、发表（学习者阐述和论证自己的解释）五个要素。
　　3．科学探究式教学的目的
　　科学探究式教学的目的是让学生思考问题，然后针对问题寻求可能的解释。通过科学探究式教学活动的体验，学生能够更加深入地理解用探究这种方式获得的科学概念，并能够一直将它保持下去。同时，使学生在体验探究活动的过程中能够享受到解决问题的过程带给他们的乐趣，培养学生能够面对困难、克服困难的信心和毅力。在体验探究活动的过程中，让他们获得探究方法、养成探究习惯、形成科学思维是最重要的。
　　（二）科学探究式教学的八个环节
      1．提出问题
　　能够提出学生感兴趣的、可探究的、科学问题。
　　2．作出假设
　　针对提出的问题，根据已有知识或经验能够做出假设，并明确假设的结果。
　　3．制定计划
　　为了能够验证做出的假设，制定计划。
　　4．实施计划
　　按照自己制定的计划进行实施。
　　5．记录结果
　　按照制定的计划实施的结果，准确、真实地进行记录。
　　6．得出结论
　　根据实验结果，进行整理、分析、概括，得出结论。同时能够对做出的假设进行验证，并对提出的问题做出解释。
　　7．表达与交流
　　学生能够表达自己的想法、或对问题的解释。同时也能够倾听其他同学的表达。
　　8．完善结论
　　通过表达与交流，能够反思自己的想法、结论或解释。并能进行修改和完善。使大家能够认同。
　　二、生命科学领域的教学特点
    （一）生命科学领域的教学内容特点
　　简单地概括一下生命科学领域的教学内容。生命科学领域的教学内容主要分有植物、动物、人体三大部分知识。并有生物的基本结构和功能、生物的基本需求、生物的繁殖、生物的生命周期、生物的遗传和进化现象、生物与环境的关系等知识层面。这些内容集中在“生物的结构与功能”、“生物的多样性和共通性”、“生命的延续”、“生物与环境”的主题。[NextPage]　　（二）生命科学领域的教学内容呈现方式的特点
　　从生命科学领域的教学内容呈现方式来看，可以分为观察、实验、基于资料等三大类。观察有可以直接观察的叶的结构、种子的结构，使用显微镜观察细胞的结构、人体模型观察人体的内部器官、植物生长过程的观察等。
　　实验有对比实验、或是控制变量实验。例如，种子萌发的条件是什么？影响植物生长的因素有什么？食物在口腔中的是否发生变化？等
　　不方便进行观察和实验的内容可以基于资料。资料可以是文字的、图片的、影像的等各种形式。例如，通过观察模型了解人体内部器官，通过阅读资料了解人体内部各器官的功能，通过图片认识各种动植物，等等。
　　生命科学领域的教学内容呈现方式的观察、实验和基于资料等的共同特点，一是需要时间。再是不容易操作。虽然生命科学领域的教学内容中的植物、动物和人体都是学生很熟悉的，但是，观察和实验起来都是需要时间的，在一节课能够完成的不是很多；特别是动物部分和人体部分的内容又不是很容易操作；基于资料的部分内容，实际上能够找到让小学生理解的又适合在课堂上使用的资料也不是简单的事情。能够完全体现科学探究式教学的八个环节的内容在生命科学领域的确不是很多。因此，开发有利于学生发展的科学探究式教学的活动是非常必要的、也是非常有意义的。
　　三、科学探究式教学的八个环节在生命科学内容领域的实际教学中的运用
     针对生命科学领域内容的教学特点，在实际教学中开展科学探究式教学的八个环节时需要注意以下几个方面的问题。
　　首先，要让学生在科学探究过程中，能够把日常生活中的认识转化、提升为科学的认识。
　　科学教学的目的是让学生能够科学地认识自然事物和现象，并能够从中发现它们之间的联系和规律，然后，才能按照规律与自然和谐相处。通过探究活动，能够更好地实现上述目的。学生在科学探究活动的过程中，只有自己亲身经历了，自己总结出规律，使学生能够真正懂得、理解、明白其中的道理，才能使学生的认知发生转变。才能使学生能够把学到的东西真正地整合到自己的认知结构体系当中，能够把日常生活中的认识转化、提升为科学的认识。才能使学生的认知结构得到发展。探究活动的过程就是学生思维发展的过程。学生的思维没有参与到探究活动中来，科学探究活动就将失去它的价值。
　　这就要求教师在设计科学探究活动时，要注意考虑和收集学生在日常生活中的认识，最好能够以学生日常生活中的错误认识为探究问题，才能具有针对性地开展科学探究活动，通过科学探究活动，把学生日常生活中的错误认识转化、提升为科学的认识，以增加探究式科学教学的有效性。
　　其次，通过体验科学探究活动，让学生自己“悟出”有证据的、真正理解的结论。
　　在探究式科学教学中，要让学生自己在总结实验结果的基础之上，自己得出具有证据的结论。学生在体验探究活动的过程中，先要从感性的、具体的认识开始，然后，在感性的、具体的认识基础之上建立抽象的、理性的认识。抽象、理性的认识一定要有与其相应的具体、感性的认识发生联系时，才能使学生对得出的结论具有真正的理解。不要让教师代替学生总结结论，要让学生自己“悟出”有证据的、真正理解的结论。
　　这就要求教师要选择适合开展科学探究活动的内容进行探究式教学，这也是进行探究式科学教学的一个值得思考的问题。并不是所有的科学教学内容都适合运用探究式教学方法进行。探究式科学教学不是科学学习的唯一方式。只有选择适合开展科学探究活动的内容开展探究式教学才能让学生在体验探究过程中，自己能够“悟出”有证据的、自己能够真正理解的结论。这才具有探究式科学教学的“真味道”。
　　再次，一定要让学生完整地体验探究活动的整个过程。科学探究过程也可以说是解决问题的过程。因此，根据问题所承载的内容特点，有的可能具有科学探究式教学的八个环节，有的可能不一定非要都有这八个环节，也可能只是含有其中的几个环节。例如，“种子的萌发与什么因素有关？”假设与温度、空气、水、阳光等因素有关？通过对比实验可以得出种子的萌发与适宜的温度、水、空气有关。“种子的萌发与什么因素有关？”这个内容就能够很好地体现科学探究式教学的八个环节。类似的内容还有“植物生长与什么因素有关？”、“食物在口腔中是否发生变化？”、“吸入的空气和呼出的空气有什么不同？”等。同时也要注意，也有的内容虽然没有一一对应地体现科学探究式教学的八个环节，但是，也能很好地体现解决问题的过程，并能让学生在解决问题的过程中自己“悟出”有证据的、真正理解的结论，或能够把日常生活中的认识转化、提升为科学的认识这样的内容活动也应该是很好的科学探究活动。例如，“叶的结构”，首先，让学生可以按照叶子的大小、形状或颜色给叶子进行分类，然后，再让学生找所有叶子的共同特征，即叶柄、叶片、叶脉。并画出来。类似的再如，“生物的基本结构是细胞。”学生使用显微镜，观察自己制作的洋葱表皮细胞，之后，再对动物、人体的细胞使用显微镜进行观察。学生通过使用显微镜观察的结果，得出了，不论是植物、动物、人体的细胞，都是由一个点和一个格子组成的。所以，可以说它们的基本结构是相同的。即生物的基本结构是细胞。“叶的结构”和“生物的基本结构是细胞。”都是学生自己寻找、思考、总结出规律（所有叶子的结构都是由叶柄、叶片、叶脉组成；生物的基本结构是细胞）的活动过程。