科学探究活动的类型功能以及活动方式（转）
作者：东北师范大学化学教育研究所 周仕东 郑长龙 通化师范学院化学系 付立海
摘要 科学探究教学活动中,在强调学生参与科学探究活动过程的同时,还应该对学生参与不同类型的科学探究活动给予重视,通过发挥每个探究活动类型的独特功能,对深化探究活动提高学生的科学素养有着重要意义。同时,每个探究的类型所使用的主要探究方式也有所不同。
关键词 科学探究 科学探究活动的类型 活动方式
当前,化学课程改革以科学探究作为课程改革的突破口,来促进学生科学素养的养成。
科学探究,通常是指科学研究工作者认识自然界和改造自然界的活动。把科学探究引入到化学教学中来,其目的是希望学生像科学研究工作者进行科学研究一样,通过探究活动来进行化学学习。
科学探究作为化学的学习目标,学习内容以及学习方式,对我国化学教育提出了新的课题。我们认为,在化学学习中,使学生像科学家一样进行探究,包括两方面的涵义:一纵,一横。一纵是指学生要经历科学探究活动的过程;一横,是指学生要经历科学研究的类型。
为了使科学探究活动的作用更全面!更深刻,应该注重不同探究类型的教育功能,因为每个探究活动的类型对学生科学素养的养成都具有独特的作用。
1 科学研究类型概述
在科学研究工作中,根据认识论的原则可以把科学研究分为基础研究(包括纯粹基础研究和应用基础研究)、应用研究和开发研究类型。
基础研究的目的是通过探究新事物,发现新规律来扩大科学知识,建立理论体系。
纯粹基础研究的主要任务是寻找自然界各种事物发展变化的规律,在探索过程中发现新的事实、原理和规则。
应用基础研究是事先赋予一定实用目的的研究,也称定向基础研究。这种研究以基础科学的理论为基础,针对应用技术中带有普遍性的问题进行理论探讨,为解决生产中某些共同性问题提供理论依据。
应用研究的目的是通过发明新产品、新工艺、新流程,以技术为指标,探讨知识应用的可能性。开发研究的目的是通过新产品、新工艺、新流程的实用化研制,把研究成果应用到工程和生产上。
2 科学探究活动的类型及重要意义
科学研究有不同的类型,那么中学生进行科学探究活动也可以分为不同的类型。
2.1 对科学核心知识的探究及其意义
对科学核心知识的探究,类似于科学研究的“纯粹基础研究”类型。它是化学教学中比较重要的、活动次数较多的探究活动。在化学教学过程中,强调科学探究不能为了探究而探究,也不是任何内容都需要通过探究来完成,而是应强调围绕科学的核心概念来进行探究。科学探究活动应该是强调过程和结果同样重要的教育活动。
例如,围绕“化学反应前后各物质的质量之和会发生变化吗”这个问题进行探究,在使学生掌握质量守恒定律这个核心概念的同时,可以培养他们多种科学探究的能力(见表1)。
2.2 对科学知识应用的探究及其意义
对科学知识应用的探究,类似于科学研究中的“应用基础研究”类型,通过对科学知识应用的探究,一方面,可以巩固和加深所学知识;同时可以使学生认识到科学知识在日常生产和生活中的重要作用。形成运用化学事实来解决实际问题的意识,了解科学作为重要的生产力对生产和生活的巨大贡献。
这种类型的探究活动是针对某个具体科学知识的应用。例如,学习完水垢的知识后,可以在家中尝试如何除去水壶中的水垢等。
2.3 对科学与技术的整合探究及其意义
对科学与技术的整合探究,类似于科学研究的“应用研究”类型。通过经历科学与技术的整合的探究活动,可以提高学生的技术设计能力和实践能力;可以使学生体验到科学如何通过技术转化为生产力。
它追求的是科学与技术的整合,往往不是新知识的获得。其研究成果可以是学术论文、专利、研究报告等形式。
例如,经过学习水的净化知识后,在调查市售净水装置、参观净水厂基础上,收集一些材料,运用技术手段,尝试制作简易净水器。程序如下:
2.4 进行STS课题研究及其意义
学生进行与科学-技术-社会有关的“课题研究”类似于科学家的“开发研究”。相对而言,它是中学阶段较复杂的科学探究活动。要实现该问题的解决,需要多种知识(包括自然科学,社会科学等知识)、科学方法和技术手段的整合。
通过对课题的研究,可以使学生认识科学-技术-社会的一体性,可以深刻认识到科学的本质,认识科学与技术、科学技术与社会发展的关系,关注技术对社会经济发展的影响,深刻理解科学技术对社会发展的作用(正负两方面),从而树立正确的科学价值观,为建立可持续发展的社会做出贡献。
对课题进行探究,可以促进学生个人的发展、社会的发展和对文化理解的发展。
STS课题研究的个人发展目标包括:
发展公众的科学素养;提高学生对科学技术的兴趣和内在动力;培养学生适应未来的学习能力;培养学生对科学技术议题的决策能力;发展学生的价值和伦理观念。
STS课题研究的社会教育目标包括:
扩展学生对社会的理解;理解社会生活中的合作关系,包括经济的、文化的、全球的;培养学生的社会责任感和同情心。
STS课题研究的对文化理解的目标包括:
使学生从历史、哲学和文化的意义上理解科学技术;使学生从不同文化的视角去批判性地理解科学、技术和社会之间的互相作用;帮助学生了解科学技术对于不同社会群体(性别、种族)具有相同的意义。
该类课题一般围绕学生周围的科学-技术-社会的热点问题展开,例如,垃圾处理与回收问题、一次性塑料袋的使用问题、水质调查等。
课题研究案例:“水质污染及其治理的研究”
活动目的:
(1)调查本地区某流域水污染的情况(污染类型,主要污染物,污染源以及目前采取的措施等);
(2)根据所学的地理、物理、化学、生物等有关水的知识,对水污染问题进行整体认识;
(3)提出治理水污染的合理化建议。
研究的问题:
(1)造成水污染的主要物质是什么?怎样进行检测?
(2)水污染的主要来源在哪里?
(3)水污染的主要危害是什么?
(4)目前采用什么样的方法进行污水处理?
(5)你(你们)对治理水污染,以及保护水资源的建议是什么?
3 各种探究活动类型中使用的活动方式
科学探究活动各类型功能的有效发挥,需要各种探究活动方式的支持。这些方式大体上可以分为3类:实验类、调查类和交流类。在义务教育化学课程标准的“活动与探究建议”中这3类方式所占比例如图1所示:
实验类活动方式包括“实验探究”、“设计并实验”、“测定”等方法;调查类活动方式包括“调查”、“收集资料”、“查阅”、“参观”等方法;交流类活动方式包括“交流”、“讨论”、“辩论”、“撰写小论文”等方法。
在4个探究活动类型中,每个探究活动的类型所使用的活动方式有所不同,如表2。
注:表中“示例”的内容来源于《全日制义务教育化学课程标准(实验稿)》或《普通高中化学课程标准(实验)》中的“活动与探究建议”。
参 考 文 献
[1] 吴岱明.科学研究方法学.长沙:湖南人民出版社,1987:10
[2] 孙可平.教育论.上海:上海教育出版社,2001:81
[3] 郑长龙.课程标准与教学大纲比较研究#初中化学.长春:东北师范大学出版社,2003:148
此日记发布于2008-03-31 15:56:50
