探究《课标》中的“科学探究”

对于“科学探究”，全日制义务教育科学（3~6年级）课程标准（实验稿）（以下简称《科学》（小））、全日制义务教育物理课程标准（实验稿）（以下简称《物理》（初））以及全日制普通高级中学物理课程标准（以下简称《物理》（高））都提出了具体的要求。作为一名中学物理教师，如果对三者之间“科学探究”的内在联系和发展规律缺乏了解或知之甚少，那么对“科学探究”教学就非常不利。正因为如此，我们有必要从《科学》走向《物理》，从物理教学走向“科学探究”。下面，就从基础教育阶段相关学科的《课程标准》入手，对“科学探究”进行系统的分析、比较和研究。

（一）课程设置的情况

本次新课程改革将义务教育作为一个整体，九年一贯地进行课程设置，这是新课程结构均衡性、综合性和选择性的具体体现。体现义务教育的基本性质，遵循学生身心发展的规律。从小学到高中科学和物理课程的设置方案，如下表1所示。

物理是分科课程，是一种单学科的课程组织模式，它强调不同学科门类之间的相对独立性，强调一门学科的逻辑体系的完整性。因此，只有深入了解《科学》（小）、《物理》（初）和《物理》（高）中“科学探究”螺旋渐进式发展规律和内在联系，才能有效驾驭物理教学中的“科学探究”。

（二）科学探究的地位

《基础教育课程改革纲要》全文有五千字，“探究”一词就出现了4次，涉及“探究”内容的就有230多字，约占4.6%。《普通高中课程方案》全文有三千八字左右，“探究”一词尽管只出现1次，但与“探究”有关的内容就有80余字，约占2%。另外，对于全文只有三万二千字的《科学》（小）来说，“探究”一词共出现137次，有关“探究”内容约占全文的26.88%；而对全文只有二万六千字的《物理》（初）来讲，“探究”一词竟出现172次，有关“探究”内容就约占全文的32.69%；而对有四万字的《物理》（高）来说，“探究”一词共出现110次，有关“探究”内容约占全文的10.75%.由此不难看出，“科学探究”在新课程标准中具有重要的地位，并起着举足轻重的作用。因此，正确把握“科学探究”的内涵和具体要求，对物理教学是十分重要的。

（三）科学探究的比较

1.纵向比较。对《科学》（小）、《物理》（初）和《物理》（高）三课标中有关“科学探究”的内容作具体的比较，如下表2所示。

由上表2不难看出，一是它们都要求学生经历探究过程，没有探究，就没有科学，并都提倡教学方式的多样化。二是《科学》（小）明确提出“科学探究的具体内容标准”，而《物理》（初）给出的则是“科学探究能力目标”，《物理》（高）给出的是“科学探究及物理实验能力要求”。三是《科学》（小）从8个方面来描述“科学探究的具体内容标准”的，而《物理》（初）和《物理》（高）则是从7个方面来阐述“科学探究能力目标”的，《科学》（小）多一个“认识科学探究”环节。四是《科学》（小）不仅画出“科学探究内容标准框图”，还提出具体的活动建议，而《物理》（初）则给出2个具体的“科学探究实例”。五是《科学》（小）的“制定计划”、“观察、实验、制作”、“搜集整理信息”、“思考与结论”和“表达与交流”几个环节，在《物理》（初）和《物理》（高）中则分别称为“制定计划与设计实验”、“进行实验与收集证据”、“分析与论证”、“评估”和“交流与合作”这几个探究要素。与此同时，它们都提出了：教学建议、教科书编写建议、课程资源开发与利用建议以及有关学生评价的建议，只是编排顺序不完全一样。另外，《科学》（小）不仅提出了“教师队伍建设建议”和“关于科学教学设备和教室的配置”的问题，而且《科学》（小）在“附录”中还提出了“教学活动的类型与设计”以及具体的13个“案例”和18种活动形式。《物理》（高）在“附录”中还提出“物理实验专题”和“物理专题研修”这两个问题。这对实施新课程，具有一定的指导意义。

2.内容标准的比较。对《科学》（小）、《物理》（初）和《物理》（高）“内容标准”中的科学探究“要素”或“环节”的有关要求进行系统比较，如下表3所示。

由上表可知，《物理》（初）和《物理》（高）对于科学探究的“内容标准”用7个“要素”和“基本要求”来描述，而《科学》（小）用8个“环节”和“具体内容标准”来描述，多一个“认识科学探究”环节和“活动建议”。另外，一从“提出问题”来看，《科学》（小）只要求能对周围事物提出一些简单问题，并能对问题进行比较和评价；《物理》（初）要求能从日常生活、自然现象或实验现象中发现与物理学有关的问题，并能用书面或口头表述这些问题；而《物理》（高）则要求能发现与物理学有关的问题，不仅要会明确地表述这些问题，而且要认识到发现问题和提出问题的意义。二是关于“猜想与假设”《科学》（小）只要求应用已有知识和经验对所观察的现象进行假设性解释；《物理》（初）要求根据经验和已有知识对问题的成因提出猜想，对结果进行推测与假设；而《物理》（高）则要求能对解决问题的方式和问题的答案提出假设，对实验结果进行预测。三是关于《物理》（初）和《物理》（高）中的“制定计划与设计实验”以及“进行实验与收集证据”两要素，在《科学》（小）中则分为“制定计划”、“观察、实验、制作”和“搜集整理信息”三个环节。四是在《科学》（小）中的“思考与结论”和“表达与交流”两个环节，在《物理》（初）和《物理》（高）中被分成“分析与论证”、“评估”和“交流与合作”三个要素。

（四）教学建议的区别

《课程标准》对科学探究所提出的“教学建议”是有明显区别的。《科学》（小）要求教学中应注意对学生进行发散性提问题的训练，鼓励学生大胆猜想，对一个问题的结果作多种假设和预测，教育学生在着手解决问题前先思考行动计划，注意搜集第一手资料，教会学生观察、测量、实验、记录、统计与做统计图表的方法，指导学生自己得出结论，组织好探究后期的研讨，引导学生认真倾听别人的意见。《物理》（初）则强调要重视科学探究的教学，鼓励学生积极大胆参与科学探究，使学生养成对于所做工作进行评估的好习惯，重视探究中的交流与合作。而《物理》（高）则提出要创设情境，让学生在观察和体验后有所发现，有所联想，萌发出科学问题；或者创设一些任务，让学生在完成任务中运用科学思维，自己提炼出应探究的科学问题。同时要提高学生制定探究计划的能力，营造让学生学习制定探究计划的各种机会。在指导学生收集信息和分析、处理信息时，不要按照教师预先设定来“按方抓药”。另外应重视学生对科学解释的评估，通过学生之间的公开讨论、评议是提高评估能力。

总之，学生探究能力的形成和发展是渐进性的，而不是突变性的，学生不可能一开始就能独立从事探究活动，教学中有一个由“扶”到“放”的过程。“科学探究”要适合学生的发展水平，要根据教学实际和学生心理、认知发展水平调节探究教学的开放程度和水平，不同阶段对学生探究能力和水平提出的要求是不同的。物理教师只有全面理解和把握相关《课程标准》中“科学探究”的内在联系、特点和具体要求，并以科学的态度、科学的方法来教育学生，才能不断提高学生的科学探究能力和科学素养，实现学生协调可持续发展。