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1、1,第五章小学科学教育的教学方式探究教学,2,探究教学是20世纪60年代提出的，其核心是使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质，培养科学探究能力。,一、探究教学的提出,3,（一）强调科学探究的意义,1、探究是满足儿童求知欲的重要手段，对于保护儿童珍贵的好奇心至关重要。,4,2、探究是学生获得知识的重要途径。 3、探究有利于学生增进和加深对已有知识的理解，将其融会贯通。,5,4、探究是科学精神、科学态度、科学方法培养的主要途径。 5、探究使学生学会合作、交流、分享。 6、探究丰富了学生的感受与体验。,6,（二）课程标准对学生提出的要求,1、知道科学探究涉及的主要活动，理解其基
2、本特征； 2、能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题； 3、能运用已有知识做出自己对问题的假想答案； 4、能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划；,7,5、能通过观察、实验、制作等活动进行探究； 6、会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料； 7、能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，做出自己的解释或结论，并知该结果应可重复验证的； 8、能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。,8,二、探究教学的内涵,美国国家科学教育标准中对科学探究的表述是：科学探究指的是科学家用来研究自然界并根据研究所获事实证据作
3、出的解释的各种方式，科学探究也指学生建构知识、形成科学概念、领悟科学研究方法的各种活动。,（一）什么是科学探究,9,案例1：地质学家的探究过程,10,进行观察,发现问题: 一位地质学家绘制华盛顿州的海岸矿产图时,惊讶地发现了一片死亡的西洋杉树林。树木大部分仍直立在地上，但明显已死了好多年了。在俄勒冈州和华盛顿州其他几处海岸边，他也找到了类似的直立着的死树林。他感到奇怪：是什么导致了大面积树林死亡呢？,11,表现出好奇，从已有知识的背景中提炼问题： 他仔细地考虑自己所知道的有关地震、地壳板块边界及海岸线塌陷等方面的知识，以寻求可能的解释。他提出了一系列问题： “ 这些树是同时死亡的吗？” “这与
4、附近的火山活动或生物学上的某种枯萎病有关吗？” “既然是发生在沿海地带，是否与咸咸的海水有关呢？”,12,使用技术和数学方法收集证据： 问题一“ 这些树是同时死亡的吗？” :用一种放射性探测方法（C14法）测出了这些树的年轮，发现它们都死于300年前。,13,问题二:树木死亡的原因，1.是否与附近的火山活动有关? 寻找火山沉积物和树木烧焦的痕迹,找不到这些地区广为存在火山沉积物的证据，更为重要的是这些树木没有被烧焦，仍直立着。 2.是否与病虫害有关?经仔细检查也没有发现曾发生过虫害的迹象。,14,利用以前的研究，提出新的解释(结论)： 可能是海水毁灭了这些树木。依据是:1964年发生了较大的地
5、震，海岸大部分下沉到了海平面以下。是否300年前发生了一次地震，使得华盛顿州和俄勒冈的大部分海岸下陷，从而导致这些地方的树木被海水淹死呢？,15,再次寻求证据，验证新的解释(结论)： 为了验证这种解释，他又搜集了更多的数据。他仔细检查了这片地区的沉积物。在这里的泥土下面发现了一层沙子它完全不像沙层上面和下面的那些土壤，那些土壤黑黑的，富含粘土。他纳闷， “这些沙子来自哪里呢？”地质学家知道，沿海地震常会产生海啸，这层沙可能是海啸期间冲刷过来的海岸边的沙子。沙层中发现的化石也表明，沙子来自海洋.进一步检验证实：这些沙来自于海洋，而不是从内陆冲刷出来的。果真如此的话，这会是一次较大海岸地震的有力证
6、据。,16,在证据的基础上发表、交流自己的结论： 在同行会读到的几种科学期刊上，他发表了几篇文章，提出假说：在海岸边发现了死亡的树林和沙层证明：约300年前，在欧洲殖民者到达该地区之前，这里曾发生过一次较大地震。,17,考虑新的证据：日本的地震学家证实，1900年1月17日，在太平洋边缘某处，发生过一次较大地震。,18,添加解释：进一步检查海岸沉积物，发现了更多的死亡树林和沙层。认为在过去的千余年间，产生巨大海啸的地震多次发生，反复撞击太平洋西北海岸，包括位于日本、菲律宾、阿拉斯加及美洲西南大部地区。,19,结论的应用： 这位地质学家的研究发现影响了公共政策，政府官员详细研究了他的调查结论，对
7、地震有了更深的理解，在此基础上重新修订了华盛顿州和勒冈州的建筑法，把对新建筑物抗震力的设计要求提高了50%。,20,思考： 1、对大片的杉树林死亡地质学家提出了哪些问题？ 2、地质学家是怎样弄清楚杉树林死亡的原因的？ 3、在获得初步的证据之后，地质学家为什么要在科学期刊上发表文章？ 4、日本地震学家的研究对这次发现有什么意义？,21,案例2：格雷姆女士的学生对三棵树进行的探究活动,22,科学家的探究活动与学生的科学探究活动的相同点：,起源于观察 提出问题和解释 借鉴、交流 发表调查结果,23,（二）探究教学的步骤,探究教学大体要经过以下六个步骤： 第一，提出科学的问题； 第二，根据已有的知识和
8、经验，提出假说或猜想；,24,第三，收集证据； 第四，解释； 第五，评估； 第六，交流和推广。,25,应注意：探究教学的这六个步骤并不是缺一不可的，也不是程式化的。,26,（三）探究教学的分类,指导型探究（也称部分探究） 开放型探究（也称自主性探究或完全探究）,27,有关探究教学的研究表明，指导型的探究和部分探究适合于学习概念原理，而开放型的探究则有利于培养探究能力。,28,三、探究教学的特征,在理解和实施探究式教学中容易出现两方面的偏差，一是对探究的泛化，另一是对探究的神化。 美国国家研究理事会2000年组织编写出版了一本专著科学探究与国家科学教育标准学与教的指南，将探究式教学的基本特征概括
9、为如下五个方面的内容。,29,1、学习者围绕科学性问题展开探究活动,所谓科学性问题是针对客观世界中的物体、生物体和事件提出的，问题要与学生必学的科学概念相联系，并且能够引发他们进行探究，导致收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。,30,下列哪些问题小学生可以探究：,1、男生和女生的心跳一样吗？ 2、UFO是怎么回事？ 3、什么样的纸飞机飞得高，飞得稳？ 4、什么样的纸飞机最好看？ 5、乒乓球的反弹高度与什么因素有关？ 6、恐龙为什么会灭绝？ 7、几百年后全球气候会有什么变化？,31,提出一个问题往往比解决一个问题更重要。 爱因斯坦 提出正确的问题，往往等于解决了问题的大半。 德国物理学家
10、海森堡,32,2、学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据,科学家在进行研究时必须进行观察和测量获得实验的证据。证据是可以被质疑和进一步调查研究的。 在课堂探究活动中，学生也需要运用证据对科学现象做出解释。,33,3、学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答,解释是将所观察到的与已有知识联系起来学习新知识的方法。对于学生，这意味着对现有理解的更新。 科学解释还必须接受公开的批评质疑。,34,4、学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出科学性理解的解释，来评价他们自己的解释,评价解释，并且对解释进行修正，甚至是抛弃，是科学探究有别于其他探究形式及其解释的一个特征。,35,
11、评价解释时，可以提出这样的问题： 有关的证据是否支持提出的解释？ 这个解释是否足以回答提出的问题？ 从证据到解释的推理过程是否明显存在某些偏见或缺陷？ 从相关的证据中是否还能推论出其他合理的解释？,36,5、学习者要交流和论证他们所提出的解释,课堂上，学生公布他们的解释，使别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。,37,判断一种学习方式是否是探究学习，就要参考以上探究学习的特点。 同时我们也要认识到，上述的特征在不同的教学环节会有不同的程度，对探究学习的理解不应该理想化或绝对化。,38,39,四、探究教学在实施中
12、出现的问题,（一）教师机械地理解和实践“科学探究”。 （二）在问题的产生阶段，缺乏设置问题的情景和忽视引导学生对问题的整理。 （三）每节课的探究活动中教师总习惯于让学生必须获得某一个结论。,40,（四）在科学探究活动中教师不能很好地处理学生自主与教师指导的关系。 在学生的探究活动中，应特别强调教师在指导上要注意做到适时和适度。 （五）出现了教师试图把“科学探究”作为学生学习科学的唯一方式的倾向。 在积极实践标准提出的“科学学习要以探究为核心”的理念的同时，还要注意多种教学方法的运用。,41,四、促进探究教学实施需澄清的误解与疑问(一)对探究教学的误解,误解一 所有的科学知识都应用探究的方式来教
13、授。 澄清： 1、有效的教学要运用各种教学方式和策略，要促进学习方式多样化。 2、不可能所有的科学知识都以探究的方式来教授。,修正：有效的科学教学要求运用多种方式和策 略，探究教学只是其中一种方式。,42,误解二： 只有当学生提出并研究自己的问题时，才会产生真正的探究。 澄清： 1、如果教学的目标是学习知识内容，问题的性质比问题的来源就更重要。 2、发展提问的能力需要经过提问的训练。 3、学生需要发展高级的探究技能，理解如何获得科学知识。,修正：不管问题由学生自己还是由教师（或其他人）提 出，只要问题具有探究的价值，学生就能够从探 究这一问题中获得知识和技能。,43,误解三： 使用强调动手实践
14、或提供了成套学具的教材，探究学习就能很容易地进行。 澄清： 1、即使最佳的教材也不能保证学生能够参与丰富的探究活动，或者使探究活动达到预期的目的。 2、要用探究的五个特征来审视教材以及评价课堂中实际的教学活动。,修正：应该用探究的五个特征分析教材，以拓展学 生的学习方法。,44,误解四: 只要学生参与了强调动手的学习活动，就能保证教与学是探究性的。 澄清： 1、尽管学生值得参加这样的学习活动，但它并不足以保证学生的思维能投入到任何一个基本的探究过程。 2、探究强调动手做(handson)，但更强调动脑筋(mindson)。 3、要用探究的五个特征指导实际教学活动，才能真正深化学生的探究过程。,
15、修正：应该用探究的五个特征分析教学过程，以深化 学生的学习过程。,45,误解五： 探究可以脱离教材中所要学习的内容。 澄清： 1、学生对探究的理解不会也不可能脱离科学内容孤立地进行，应基于学生所掌握的知识去探究未知的事物，而探究的事物就是教材中所要学习的内容。 2、一些情况下，如果教师希望教学的主要成果是让学生学会如何探究，那么科学知识的内容就是达到这一目的的一种媒介。,修正：应紧密地结合知识的内容实施探究学习。,46,（二）有关实施探究教学的常见问题,1.发展探究能力是否比学习知识更重要？ 2.在探究教学中，可以告诉学生答案吗？,同样重要。,不是所有的知识都需要通过探究来获取。需要考虑以下因
16、素： 教师的意图：侧重于培养自主探究能力还是侧重于资料查阅; 探究的背景：是否有足够的时间。,47,3.教师可以否决学生提出的探究方案吗？,并不是学生提出的所有问题都值得探究。需要考虑以下因素：能够达到什么目的；是否可行；是否存在安全上的问题。,48,4.如何把握教师对学生指导的类型和强度？ 5.教师在开展探究时怎样对学生进行管理？,两个依据：1、教学目标；2、学生的年龄和探究水平,要制定周详的组织和实施计划。 要建立管理学习资料和器材的规章。 要制订指导学生运用资源的指南。 要制订学生进行合作学习的指南。 要培养学生对自己学习负责的认真态度。,49,6.教师需要具备多少内容知识和探究知识？,教师拥有的内容知识和探究知识越多，他就越具备条件组织学生通过探究活动发展对学科概念和探究的理解。,50,五、小学课堂科学探究的判别探究指标一：学生在做些什么？,1.学生把他们自己视为学习活动中的主动参与者 盼望着“做”科学。 表现出学习的愿望。 寻求合作，与同伴一起工作。 “做”科学时，他们充满自信；表现出愿意修
