“做中学”探究式科学教育_做中学科学教育

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做中学

[摘要]“做中学”既是一种教育理念，又是一种教育方法，同时也是一个教育过程。作为儿童科学教育的一种形式，它也体现着素质教育的目的和精神。“做中学”的教学流程有其鲜明的特色和基本模式。历经三年的“做中学”研究成果表明：“做中学”不仅能培养儿童的科学精神和动手能力，也能培养儿童的团队合作精神，是儿童科学启蒙教育的重要形式。

[关键词]做中学；科学教育；素质教育；科学启蒙教育

[作者简介] 赖小林，广东汕头大学副教授；丁振源，汕头大学高等教育研究所研究生

(广东汕头

515031)

在当今社会中，教育受到的挑战不仅来自互联网，而且还来自学习思想和学习方法的革新上。科学教育的目的是培养学生科学的学习方法、科学的生活方式和科学精神，即用科学的观点看待世界、生活。考察国外科学教育的研究与改革，强调以亲自动手，即以学生“做中学”的方式开展科学教育是一个重要的发展方向和趋势。在美国、法国、英国、加拿大等许多国家基础教育阶段的科学课程改革方案中，科学探究都被列为课程目标和内容体系的最关键和最基本的要素。美国的“hands on”(动手做)和法国的“LAMAP”(la main a la pate，动手和面团)科学教育实验计划，已分别经历十七年和八年的研究摸索，形成了比较成熟的经验，也得到国际社会广泛的关注。2004年初，IAP(国际科学联盟)发表关于在世界范围内共同推动儿童科学教育的联合声明，中国科学院副院长陈竺也代表中国科学院在联合宣言匕签了字。全球126位诺贝尔奖获得者作为科学家志愿者队伍也支持该项目。2004年6月，联合国教科文组织科学助理总干事Walter Erdelen提出：科学教育改革应该作为重要议题列入教科文组织的议程，应该在世界范围内推动该计划，并着力于推动发展中国家的科学教育改革。他在联合国教科文组织总部法国巴黎召开的国际科学技术教育大会上号召世界各国教育界、科技界和政策制定者共同为系统地改革儿童的科学和技术教育而努力。可见，“做中学”的再度兴起有其鲜明的时代背景，科学家们本着对未来的责任感，根据自己的科学实践，提出并亲自和教育界一起合作实践着这项改革。

我国的“做中学”项目是原教育部副部长韦钰院士花十年时间，反复观察了国外科学教育后，组织中国教育部、中国科协的教育家、科学家进行认真缜密论证后，于三年前开始实施的。这一项目已经在京、沪、宁、汕等地开始启动了实验研究。

“做中学”是一种主张儿童在解决具体问题的过程中进行学习的科学教育形式。在这种教育形式中，学习者的任务是利用已有的知识解决问题，从而学会触类旁通、举一反三地解决其他类似的问题。在“做中学”教学模式中，儿童在教师的引导下动手做实验，并放开束缚，自主、积极、愉快地参与到科学实验活动中去亲历探索自然界奥秘的过程。他们运用观察、提问、设想、动手实验、记录、表达、交流等活动，体验科学探究的过程，建构基础性的科学知识，获得初步的科学探究能力。

我们进行的“做中学”研究是一个以变革幼儿园和小学的科学教育为切入点，进而变革幼儿园和小学学习观念和学习方式、教育观念和教育方式的项目。该项目的实施对于实现素质教育的目标，培养具有良好科学素养的一代新人将产生巨大的作用。现代人应具有解决新的、不熟悉的问题以及完成挑战性的学习任务的才能，具体表现在四个方面。其一，有良好组织的、灵活的和可存取的专业知识基础，包括事实、符号、定义、公式算法、概念和规则等，它构成了一个主体所掌握的内容。其二，有启发式策略，即寻求解决问题、分析问题的策略(例如将一个问题分解为几个不同的子目标来解决)，这虽然不能保证问题解决的方法一定正确．但是引入了系统的方法来解决问题，能够增加正确地解决问题的可能性。其三，有元认知的基础。一方面，它是指一个人对关于自身认知机能知识的掌握；另一方面，它是指对自身认知活动进行自我调节的技能(如对问题解决过程的计划和监控)。其四，有良好的情感状态，如信念、态度、行为等。这些均能反映出一个人在某个领域内的学习和问题解决中所有情感性反应，以及情感涉及的程度，如对各种事物木然冷漠或敏感热情。通过少学多悟的“做中学”的学习体验过程，可以使儿童从小在以上诸方面能力得到培养，包括获得重要的科学概念和科学概念之间的联系；保护孩子的好奇心和激发学习科学的主动性；激发想象力，扩展思维；促进语言和表达能力的发展；改善合作和交往能力。这些将为儿童的终身学习和终身发展奠定坚实基础。

“做中学”既是一种教育理念，又是一种教育方法，也是一种教育过程。通过“做中学”的教育形式对儿童进行科学启蒙教育，不仅具有自身的特色，也体现着素质教育的目的和精神。

1．面向每一个儿童，尊重儿童间的差异。每一个儿童，不论他是男孩还是女孩、有无残疾、家庭经济状况如何，不论他是什么民族、住在什么地区，都应平等地受到良好的科学教育。我们尤其要关注边远、贫困地区的孩子们。我们鼓励每一个儿童在“做中学”的过程中根据自己的兴趣、愿望和能力，用自己的方式去操作、去探究、去学习。

2．为儿童终身的学习，更为儿童学会生活奠定基础。儿童与生俱来的好奇心和探究热情不亚于科学家，我们要给予精心呵护和大力培植，使它们得以保持和发展。我们要鼓励孩子们亲自动手操作。尊重事实，敢于发表自己的见解；有责任心，善于与人合作；有进取心，乐于解决生活中的实际问题。“做中学”的教育形式将为全面提高儿童的科学文化素养，为他们未来能适应社会，幸福地生活打好基础。

3．教学案例来源于生活．从周围环境中取材。我们要关注和重视儿童在生活中感兴趣和需要解决的问题，并把它们作为科学教育内容的重要来源，从儿童身边选择易于获得的和有教育价值的事物．作为他们的操作材料。依据国家制定的幼小科学教育目标，灵活多样地开发与设计突出本土化并体现地方特色的案例。在这种科学教育活动中，儿童得到的不是随意的、支离破碎的知识，而是掌握必要的科学概念和概念之间的联系，以及培养初步的科学人文素养。

4．引导儿童主动探究、亲历发现过程。“做中学”的核心是让儿童充分体验科学探究。科学发现的全过程，即提出问题、猜想预测、动手操作、记录信息、表述结论、交流质疑，以发展儿童初步探究和解决问题的能力。

5．教师是儿童学习科学知识的支持者和引导者。教师的作用主要体现在为儿童提供具有多种教育价值的内容和有适宜结构的材料；引导儿童观察和发现问题，鼓励他们自己动手解决问题；为儿童的探索发现铺路搭桥，促进其亲历发现过程；指导儿童学会使用科学探究记录本。记录探究过程和所得出的结论，发展其语文能力；引导儿童进行讨论、交流、质疑，发展其交往、表达和反思能力等方面。

6．采用激励性评价。我们要让每个儿童获得激励性评价，让其有成功的体验，借此提高自信心，进而促进儿童在原有水平上的新发展。我们不仅要注重儿童探究活动的结果，更要重视探究的过程。我们不仅要关注儿童是否在原有水平上获得了新的知识经验，还要关注儿童在探究过程中是否积极投入、尊重事实、有独到的见解、能设法解决问题、能接纳同伴的观点、善于与同伴合作和交流，等等。

7．科学工作者和教育工作者共同进行科学教育。科学家在科学领域已取得较大的成就，在公众中具有很强的感召力，他们有科学实践的体验，通常有开拓精神和敏锐的眼光以及实事求是的科学态度。科学家的参与将为科学教育的改革起到至关重要的推动作用。科学工作者以其专业背景、实践经验和学识与教育界人士携手合作，成为教育理念的变革、课程设计和评估，以及“做中学”实践活动全程的重要支撑力量。

8．充分动员社区和家庭的力量，支持“做中学”科学教育。各地现有的自然科学场馆、大专院校和科研院所都是科学教育可以充分利用的资源。我们提倡这些资源向儿童开放，为儿童的科学探究活动提供场所和设备支持。同时，也希望科研人员和大学生走进幼儿园、小学。与儿童一起开展探究活动，增强儿童对科学的探究兴趣，提高科学教育水平。与此同时，家长也应成为儿童的科学探索与发现的支持者。他们可以利用日常生活中的各种时机与儿童分享探究活动的乐趣和科学发现的价值，积极参与学校组织的科学活动，形成家长、儿童、教师间良好的合作与支持关系。

9．通过现代化的互联网增进国内和国际间的交流与合作。充分利用互联网为教师、儿童以及有关人员提供科学教育信息、活动案例与相关资料。科学工作者和教育科研工作者为一线教师、儿童、家长提供在线科学问题和教学方法咨询及专业支持，形成资源共享、相互交流、开放性的互联网络结构。通过互联网，还能加强国内外的交流合作，及时了解国外科学教育改革的新进展和新经验。

科学教育的目标是通过一定的科学教育内容和“做中学”的学习方法，在优化的教学流程中实现的。“做中学”的教学流程有其鲜明、科学、可操作的特色和基本模式，即：呈现问题——猜想假设(儿童假设问题解决方案或提出预设答案)——实验或收集证据验证自己的假设猜想(个人的、自己的猜想)——交流讨论自己的实验结果(儿童展示自己的实验结果，得出结论，印证假设猜想是否成立，并且互相质疑、交流、讨论问题是否解决，实验在原来猜想猜测的基础上是否有新的发现，是否解决了其他问题等)——记录结果(儿童在“做中学”的体验学习过程中，要学会像科学家一样对探索过程进行跟踪记录)。

呈现问题激发儿童的兴趣，引导他们选择一个问题的切入点进行探索，可以由教师直接提出或通过设计情境引入，也可以由儿童自身提出。在这个环节中，儿童的认知误区、关注的问题、“习以为常”的科学现象及“意想不到的经历和经验”，都可以作为问题呈现出来。成为探究的主题内容。

假设猜想为儿童明确探究的方向。当儿童确定研究的问题时，在兴趣的驱使下，他们都会积极地根据问题进行自己的猜想、假设。在这个环节里，教师的指导不是要对儿童的猜想进行评判，重要的是要充分关注他们猜想背后的思想。如教师问“你是怎样想的?”．让儿童在说出解决问题方法的同时，还要说明自己是怎样想到要这样解决的。教师为儿童创设一个机会，一个经过梳理的思路，通过相互交流来完善猜想，为下一步的实验探索引入一个确定的方向。儿童的猜想设定，可能会有一些错误，有时这种错误非常顽固。这时，教师绝对不能用简单的指正方式直接告知其错误所在。“做中学”允许儿童犯错，通过儿童亲身在实验、证明、交流、质疑中用真实的事实来纠正已往的认知错误。在“做中学”中，教师不能对儿童的任何一个猜想假设做出好坏与否的评判，哪怕是一个最好的评论，这会引起其他儿童因此而失去信心，进而限制儿童思维活动的广度。

实验证明的过程是指儿童用设计的实验来证明自己原先的假设猜想。这是“做中学”科学教育活动中一个重要的学习环节。在这个环节里，儿童需要有足够时间去发现事物真相、去修正错误的猜想，更需要机智的教师为他们事先“备课”，即对儿童可能的猜想、假设、实验做出判断，事先准备和提供好实验所需的材料。实验是儿童自行完成的，教师的介入是要引导他们深入思考，而不是直接告诉实验该怎样做，更不是教师已经设计好实验模式，让儿童机械模仿。教师的指导是适时、机智的提问，用提问的方式引起儿童对问题的关注，提醒儿童遵循事先的假设进行验证。比如，“你是怎样想的”、“你怎样做给我看看”、“是这样的吗”等等。当出现问题时，教师还是用提问来帮助儿童发现问题所在，当发现有价值的思路时，教师仍用提问启发和鼓励儿童去深入探究。教师要理智地控制教学行为，当儿童有“闪光”的思想或错误的实验时，要平静地用提问方式引导，不能喜怒形于色。教师教育智慧彰显在此。儿童对实验结果看得重，特别是成败，因而在实验结束时，教师要尤其关注儿童对实验过程的感受。如果儿童的假设猜想被证实是错误时，教师要让儿童明白，实验失败同样会带来重要的收获。“做中学”的活动，需要关注的是事实，求真、求实的科学精神正是“做中学”要培养的科学素质。实验活动有个人和小组合作两种形式。由于时间和人数的制约，教师不可能一对一或参与每组全部验证过程，而是采用流动指导、兼顾全班，尽可能多地了解每组实验出现的问题。

交流讨论是为了提升科学学习质量。在“做中学”的活动过程中，教师要安排儿童集中交流和讨论的环节，保证该环节中有足够的时间和空间来促进儿童问的合作与分享，并鼓励儿童大胆质疑。但当儿童讨论出现值得关注的想法或思路偏离时，教师要以平等的身份参与进来，将这些想法或问题列出来，引起大家的关注，将讨论引向深入。当儿童的语言不明确时，教师要对其语言表达方式进行有针对性的指导。比如，儿童间断地说明结论或观点时，教师要及时地引导他们用一句连贯的话来表述，提高规范性的语言水平。教师在活动中应教育儿童学会倾听、尊重别人的意见，学习当自己受到他人发言的启发时懂得加以说明。

科学实验记录是对儿童科学能力、科学习惯历练的环节。在活动过程中，教师应具体帮助和指导儿童学会将最关键的东西记录下来。“做中学”实验记录提倡个性化的记录方式。教师为儿童提供记录表应该让儿童把“我的猜想”、“我的实验”、“我的发现”都记录下来，还可以用红色、黄色、蓝色作为集体、小组、个人记录的区别。当儿童的记录图示不能完全说明意思时，教师可让他们在图旁作简要文字的补充说明。记录要伴随实验过程及时进行，但对年龄小的儿童且实验过程简单，变量易控制的实验，可以在完成实验后再记录。记录本记录着孩子思维过程，合理的记录方式可以帮助他们看到自己想法是怎样在变化，看到自己的成长，增强自信心。

“做中学”的教学流程各个环节与人的素质塑造过程关系密切、水乳相融。呈现问题可激发求知欲、培植兴趣；猜想假设可启迪想象，培养创造力；实验求证可培养追求真实、不畏挫折、主动建构知识的能力；讨论质疑可发展语言、学会交往和反思，学会控制情绪；记录可培养个性化的书面符号表达能力等。

笔者从实验区三年来的“做中学”科学教育改革实践中感悟到，实施“做中学”的过程中有几点值得关注。

1．必须让儿童在学科学的过程中亲自动手、动脑，让他们亲历科学探究、科学发现的整个过程，从而发展儿童探究与解决问题的能力。

2．在科学教育内容方面，“做中学”关注的是儿童在生活中感兴趣和需要解决的问题，并将它们作为科学教育内容的重要来源。如：“空气是物质吗”、“水怎样变成冰的”、“风从哪里来”、“声音的变化”、“食品与毒品”、“水与环境”、“病毒与艾滋病”、“地球与生命”、“动植物的生命现象”，等等。在选择实验材料方面也尽量选取儿童生活中易获得的、有教育价值的、环保可再生利用的物品，如废纸盒、废海绵、饮料瓶、吹风机、小器皿、气球、气筒、磁铁、沙子、种子、水等都是生活中常见的物品。无论是在选题方面还是在实验操作材料选取方面都必须因地制宜，从本地教育和儿童发展现状出发，积极开展“做中学”活动。

3．在“做中学”的活动中教师的角色观念和角色行为将发生很大的变化，他应该是儿童科学活动的支持者、引导者、合作者。教师不再简单地向儿童灌输和传递知识，给儿童一个现成的答案，而要引导儿童主动探索周围世界，独立寻找各种答案。教师要细心观察儿童的实际需要和他们感兴趣的问题，并根据儿童的已有知识经验和能力水平提出问题，并设计出科学活动的主题，为儿童实验探索提供充分必备的实验材料。同时，在科学活动过程中激发儿童的求知欲，引导儿童自己提出问题，进行猜想和假设。然后引导儿童设计相应的实验程序，并亲自动手操作，验证自己的假设。在活动中即便儿童的假设是错误的，教师也不必简单地急于纠正，而是通过机智的提问，启发和引导儿童自己通过再实验推翻错误的假设。让儿童在亲身经历科学发现的过程，学会探索、学会学习、学会做事、学会合作、学会守规则。

4．在“做中学”科学活动中，必须建立一支合作的志愿者队伍。新的教育理念提倡整合各种优质的教育资源，为教育教学服务。“做中学”遵循这种观念，注重建立一支有科学家、教育家、科技工作者、教研员、教育行政管理人员、教师、家长等参与和组成的合作性志愿者队伍。该队伍对“做中学”科学教育活动中的相关问题进行课题指导、操作实践、项目评估等工作。其中，科学家和科技工作者是该项目的主要科学支撑力量，教育家和教研工作者承担该项目的实施策划、指导和评估，教育行政管理人员负责为项目顺利实施提供人力物力的基本保障和服务，一线教师和家长直接参与实施儿童的“做中学”的具体活动，并收集整理研究实践过程中相关素材。

经历三年的“做中学”研究成果表明：这一科学教育模式，不仅能培养儿童尊重科学、崇尚实践、勇于探索、不怕挫折、勤于思考、敢于创新的态度，还能培养儿童科学的求知欲、好奇心和质疑的精神，以及与人合作的团队精神。因此，“做中学”是实施素质教育的重要途径和新课程改革的重要组成部分，同时也是科学启蒙教育的重要形式。

参考文献：

[1]美国科学促进协会．面向全体美国人的科学[M]．北京：科学普及出版社，2001．

[2]赖小林，王陈．科学教育新举措

做中学[J]．教育研究，2003．(增刊)．v