《科學(xué)探究過程技能》單元的設(shè)計(jì)與思考

1、科學(xué)探究過程技能單元的設(shè)計(jì)與思考蘇教版小學(xué)科學(xué)教材編寫組科學(xué)是一種知識體系。它是以確切的事實(shí)為依據(jù)、提出能對事實(shí)加以合理詮釋的“想法與理論”。這些想法及理論之間經(jīng)邏輯思考，建立起協(xié)同一致的、不相互矛盾的、可以相互援引的知識體系。某一知識是否被視為“科學(xué)”，不僅要從知識的確實(shí)性、一致性、邏輯性去考核，也可從獲得知識的“過程與方法”上去檢驗(yàn)。因此，如何去獲得知識的“方法和過程”也常成為檢驗(yàn)“此一知識是否為科學(xué)”的依據(jù)?？茖W(xué)教育一種重要的目標(biāo)就是培養(yǎng)學(xué)生在科學(xué)探究過程中所需運(yùn)用的各項(xiàng)技能；設(shè)想學(xué)生一旦擁有這些技能，便可憑借這些技能來探究周圍的世界，并且所獲得的知識也就能具有“科學(xué)”的特質(zhì)?；谝陨系?/p>

2、考慮，蘇教版小學(xué)科學(xué)教材特別突出了科學(xué)探究過程技能方面的訓(xùn)練，并為此特別安排了一個(gè)序列，來系統(tǒng)地訓(xùn)練兒童科學(xué)探究能力。本文將系統(tǒng)地介紹蘇教辦小學(xué)科學(xué)教材的過程技能單元的編排思路及特色。一、國際科學(xué)教育領(lǐng)域中對科學(xué)探究過程技能的研究美國在六十年代興起改進(jìn)“科學(xué)教育”的熱潮，美國科學(xué)促進(jìn)會（AAAS：American Association for the Advancement of Science）自一九六一年開始考查及分析科學(xué)家進(jìn)行科學(xué)研究工作的過程及行為，并設(shè)法將科學(xué)工作過程所運(yùn)用的技能納入自然科學(xué)的課程及教學(xué)活動中。經(jīng)過九年的研究與發(fā)展，提出一套稱之為SAPA（Science-A Pro

3、cess Approach）課程。這一課程的教學(xué)（或?qū)W習(xí)）活動就是仿照科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中的研究工作所為，期望學(xué)童經(jīng)過這樣的教學(xué)模式，能熟練科學(xué)研究過程中所運(yùn)用的各項(xiàng)技能。即使在他長大成人之后，在處理事情及解決問題時(shí)，能夠像科學(xué)家一般地思考一般地做。SAPA課程中的“科學(xué)過程技能”首先考慮的是科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室或野外從事科學(xué)研究工作時(shí)，他們做些什么？怎么做？研發(fā)者將這些科學(xué)工作過程加以解析，共標(biāo)示出：觀察、應(yīng)用時(shí)空關(guān)系、分類、應(yīng)用數(shù)字、測量、傳達(dá)、預(yù)測、推理、控制變因、解釋數(shù)據(jù)、形成假設(shè)、下操作型定義、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)等十三項(xiàng)技能?？茖W(xué)SAPA課程研制者將“科學(xué)家的過程技能”探究與發(fā)現(xiàn)過程加以解析之后，把這些

4、操作融入科學(xué)教學(xué)活動之中，形成了特別的“SAPA課程”的過程技能。在SAPA課程中，“科學(xué)探究過程技能”和“科學(xué)知識”一樣都是列為學(xué)生所應(yīng)學(xué)習(xí)的內(nèi)容。這種“以科學(xué)探究活動過程來進(jìn)行教學(xué)”的課程，迅速流傳到世界各國，并相繼納入自然科學(xué)的教學(xué)活動中加以培養(yǎng)；我國新課程改革以來的科學(xué)教育理念也吸收了SAPA的過程技能的序列，蘇教版小學(xué)科學(xué)教材也以此為依據(jù)之一來設(shè)計(jì)教材。二、蘇教版關(guān)于科學(xué)探究過程的表述科學(xué)探究的過程：提出問題收集證據(jù)分析與解釋交流與質(zhì)疑結(jié)論與拓展觀察調(diào)查實(shí)驗(yàn)測量分類假設(shè)控制科學(xué)思維科學(xué)方法從上述內(nèi)容可以提煉出科學(xué)探究中的過程如下提出問題l 能提出與科學(xué)有關(guān)的問題。l 能清晰表達(dá)自己的

5、問題。l 能夠從問題中篩選出自己能夠研究的問題。收集證據(jù)l 能針對問題，通過觀察、實(shí)驗(yàn)等方法收集證據(jù)。l 尊重事實(shí)，對收集到的證據(jù)能做好原始記錄，并注意保留且不隨便涂改原始數(shù)據(jù)。l 能對收集到的證據(jù)用文字、圖表等方式來呈現(xiàn)。l 能根據(jù)需要，從更多渠道查閱有關(guān)資料。分析與解釋l 能對收集到的證據(jù)進(jìn)行比較、分類。l 能在總結(jié)證據(jù)的基礎(chǔ)上，做出合理的解釋。l 能對數(shù)據(jù)整理過程中發(fā)現(xiàn)的沖突或矛盾之處進(jìn)行分析和判斷。交流與質(zhì)疑l 能條理清晰地陳述自己的觀點(diǎn)，并為自己的觀點(diǎn)辯護(hù)，闡明自己觀點(diǎn)的合理性。l 能對研究過程和結(jié)果、對證據(jù)和解釋之間的邏輯關(guān)系，提出自己的看法和評論，并與他人交流。l 能傾聽和尊重其

6、他同學(xué)的不同觀點(diǎn)、評議或質(zhì)疑，并反思和改進(jìn)自己的研究。結(jié)論與拓展l 能對探究的問題做出初步的結(jié)論。l 能運(yùn)用語言、圖、表等多種方式表述研究的過程和結(jié)論。l 能把探究過程中習(xí)得的知識、過程與方法運(yùn)用于新的情境中。三、蘇教版教材學(xué)探究過程的自定義及其說明提出問題指提出與科學(xué)有關(guān)的問題，通過觀察、調(diào)查、實(shí)驗(yàn)等探究活動可以獲得答案的問題，不復(fù)雜（不需要豐富的知識、身邊就能獲得探究必需的材料）的問題，道德的問題。威尼-哈恩英認(rèn)為兒童的問題有4類：表現(xiàn)興趣的問題；獲取信息的問題；具有復(fù)雜性和哲學(xué)性的問題；兒童可進(jìn)行調(diào)查的問題，即科學(xué)教育中最具有價(jià)值的問題。而學(xué)生可能提出的問題的類型：描述性問題。例如：什么

7、物質(zhì)在水里溶解？我的心跳有多快？關(guān)聯(lián)性問題。例如：鹽比糖溶解得更快嗎？誰具有更高的心率男孩還是女孩？因果問題。例如：水的溫度影響糖的溶解速度嗎？人受到突然的驚嚇時(shí)心率會增加嗎？觀察與測量l 觀察是一種收集證據(jù)的方法，當(dāng)我們想要了解身邊的物體或者現(xiàn)象的時(shí)候，就會運(yùn)用自己的感官或借助儀器，來收集有關(guān)的證據(jù)。l 許多證據(jù)的表現(xiàn)形式是數(shù)據(jù)，測量就是將收集到的數(shù)據(jù)信息，同一單位標(biāo)準(zhǔn)，進(jìn)行比較。說明最簡單的觀察就是用眼睛看，然后是運(yùn)用多種感官去感知，再后是使用儀器來進(jìn)行，最后，它被擴(kuò)展為一種綜合的收集證據(jù)的方法，既存在于調(diào)查、實(shí)驗(yàn)之中，也獨(dú)立地應(yīng)對當(dāng)前的、正在發(fā)生變化的事物或現(xiàn)象。測量是具體的技術(shù)技能，既

8、如影隨形于觀察，又一絲不茍于精確。它測長度、面積、體積、溫度、重量、質(zhì)量等物質(zhì)特性。測量的兩個(gè)基本條件是：有統(tǒng)一的測量單位，會使用測量工具。排序與分類l 排序是一種整理資料（數(shù)據(jù)，證據(jù)）的方法。探究者根據(jù)物體的同一種特征（如物體的輕重、軟硬、厚薄、快慢）進(jìn)行排列，以發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。l 分類也是整理資料的一種方法。探究者把具有相同或相似特征的事物組合在一起，找到其中的共同點(diǎn)。說明排序、分類好象是一個(gè)完整工作連續(xù)體上的不同位置。兒童天生有排序的熱情，只要他們認(rèn)準(zhǔn)一個(gè)特征，就會展開這樣的活動。因?yàn)樗麄兪潜仍嚭筒环數(shù)母呤??！叭フ乙徽?，哪一種樹葉最寬大？”“去采幾根草莖，哪一種最經(jīng)得住拉拽？”調(diào)查與預(yù)

9、測l 調(diào)查是一種收集證據(jù)的方法。如果不是事物正在變化或者將要變化，而是已經(jīng)發(fā)生了變化，就需要我們明確問題后制訂專門的計(jì)劃，從不同的途徑來收集該事物相對于當(dāng)前變化的事實(shí)和證據(jù)。l 預(yù)測是我們根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)和已有的經(jīng)驗(yàn)對事物的未來變化做出的推論。說明調(diào)查作為一種收集證據(jù)的方法，主要以時(shí)間為向度，與觀察、實(shí)驗(yàn)相互區(qū)分。如果我們想要了解周圍的生活，如果我們想要了解過去的情況，如果我們想知道發(fā)生在其他地方的現(xiàn)象與事件，我們必須從不同的途徑同時(shí)進(jìn)行有效的“調(diào)查”，科學(xué)的調(diào)查就是要養(yǎng)成尊重事實(shí)的素養(yǎng)。習(xí)慣經(jīng)驗(yàn)的覺醒，對變化跡象的識別，對發(fā)展趨勢的覺察，對一般規(guī)律的掌握，會形成指引方向的判斷，這就是預(yù)測。盡管預(yù)

10、測也會出錯，比如天氣預(yù)報(bào)，但預(yù)測就是預(yù)測，它培養(yǎng)了科學(xué)的直覺思維。解釋與建立模型l 經(jīng)過分析、比較等思考后，對事實(shí)發(fā)展變化的原因、事實(shí)之間的關(guān)系等情況做出的說明，這就是解釋：l 建立模型是我們用來解釋自己的思想和發(fā)現(xiàn)的方法之一，模型可以直觀地表達(dá)自己的想法，方便我們解釋那些難以直接觀察到的事物、事物的變化以及事物之間的聯(lián)系。模型包括圖畫圖表模型、物理模型、數(shù)學(xué)模型等。說明建立模型就是用模型來解釋。如果說我們的學(xué)生，過去是弱于動手的，那么我們今天想要表達(dá)和有所改變的正是這一點(diǎn)：建立模型恰恰是提高動手能力的重要內(nèi)容。大家都知道吳健雄是了不起的女性科學(xué)家，很少有人知道：她強(qiáng)于動手。正是她的實(shí)驗(yàn)和她所

11、建立模型成就了丁肇中、楊振寧的諾貝爾獎。建立模型的另一個(gè)重要意義就是：它是更明確，是更高級的解釋的形態(tài)。推理或推斷也是過程技能之一，但是我們把它置于下位的解釋層面，因?yàn)樗麄兺瑢儆诶硇运季S層面，所以我們將它們與其它思維過程與形式如分析、比較、判斷等并列。交流與質(zhì)疑l 交流是用文字、口頭語言或者其他方式發(fā)布自己的科學(xué)探究信息，與其他人交換看法、分享信息的過程。l 質(zhì)疑包括接受別人質(zhì)疑、質(zhì)疑自己和質(zhì)疑別人，在相互質(zhì)疑中評判科學(xué)探究的成果是否合理，是否準(zhǔn)確，是否有價(jià)值，能否改進(jìn)。說明交流和質(zhì)疑一方面形成某種探究環(huán)節(jié)中特有的氣氛，另一方面栽培著傾聽、尊重、合作、誠實(shí)、信譽(yù)等重要的價(jià)值觀念。假設(shè)與實(shí)驗(yàn)l

12、假設(shè)是探究者根據(jù)已有的經(jīng)驗(yàn)，對什么原因或條件產(chǎn)生什么樣的結(jié)果和變化的猜測。假設(shè)有待收集證據(jù)加以驗(yàn)證?！叭绻?那么-”是假設(shè)的一般表達(dá)句式。l 實(shí)驗(yàn)是一種特別的收集證據(jù)的方法，它是通過認(rèn)為自己“制造”的條件，收集事物如何變化的證據(jù)。實(shí)驗(yàn)通常有模擬實(shí)驗(yàn)和對比實(shí)驗(yàn)兩種基本類型。說明狹義的科學(xué)家就是做實(shí)驗(yàn)的么？不，首先是做假設(shè)的。許多科學(xué)家是靠做出假設(shè)成就一生的。假設(shè)是一種極富于魅力的探究，假設(shè)是一種特殊的過程技能。假設(shè)通過將問題具體化而打開通往可能的路徑，假設(shè)應(yīng)該成為學(xué)生的探究習(xí)慣。實(shí)驗(yàn)實(shí)際上是控制的藝術(shù)，如果我們想要反復(fù)收集精確的證據(jù)的話，需要用正反例來提示實(shí)驗(yàn)控制的要領(lǐng)，需要在動手和比試中顯示控

13、制的能耐。拓展與應(yīng)用l 拓展就是用學(xué)到的知識解釋更多的事實(shí)：學(xué)習(xí)科學(xué)能開拓視野，使世界看起來不同；我們發(fā)現(xiàn)花木的青翠源自于陽光、空氣和水，風(fēng)源自于空氣的流動，云源自于水蒸氣的凝結(jié)和凝固，燃燒使花木回歸塵土和大氣，溶解可使部分巖石奔流入海。我們更進(jìn)一步探討植物是如何將陽光、空氣和水形成養(yǎng)分滋長花木的，空氣是怎么流動起來的，水蒸氣的凝結(jié)或凝固、水的蒸發(fā)又是怎么發(fā)生的。用我們掌握的科學(xué)知識解釋更多的事實(shí)，發(fā)現(xiàn)更多的事實(shí)之間的關(guān)聯(lián)，提出更多的問題。l 認(rèn)知這些自然現(xiàn)象和自然的演變規(guī)則，使我們能應(yīng)用自然運(yùn)作的原理，于是就有了各種創(chuàng)造發(fā)明。例如人們利用磁場的改變產(chǎn)生電流、利用電流通過導(dǎo)線產(chǎn)生熱和光、利用育

14、種技術(shù)產(chǎn)生新的生物品種等。說明學(xué)習(xí)的結(jié)果總是突顯在有限的重要方面，一個(gè)是對學(xué)習(xí)者精神世界的塑造：結(jié)構(gòu)化與境界。通過科學(xué)與技術(shù)的進(jìn)步，人類善用機(jī)具、材料、方法、知識和創(chuàng)意等資源，增強(qiáng)人類解決問題的能力。今天，氣象預(yù)報(bào)讓我們能多做準(zhǔn)備、減少損失；食品的加工與保存讓我們能享受到四季與各地的美味；利用材料進(jìn)行制造，使我們便于生產(chǎn)物品、提升生活質(zhì)量；使用機(jī)械節(jié)省了大量的人力；電力的發(fā)明與電器的使用更使生活變得方便、舒適；電話和電視使我們便于溝通訊息、傳播知識；計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)使我們便于處理數(shù)據(jù)、節(jié)省許多時(shí)間；營建房舍和橋梁，使我們便于居家外宿、跨越兩地；舟車和飛機(jī)使我們便于交通往來、輸送貨物。這些都是科學(xué)與

15、技術(shù)對我們生活的種種影響。小學(xué)生科學(xué)探究過程技能培養(yǎng)是個(gè)重要而復(fù)雜的問題。在重要性上，科學(xué)探究過程技能培養(yǎng)對于小學(xué)生愛科學(xué)、懂科學(xué)、做科學(xué)具有的廣泛價(jià)值；在復(fù)雜性上，它涉及與其他科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)的關(guān)系，也涉及自身所含內(nèi)容的結(jié)構(gòu)與關(guān)系。因此，在將過程技能具體落實(shí)到教材的過程中，需要解決三個(gè)問題：1、如何以課程標(biāo)準(zhǔn)為上位，將屬于下位的各項(xiàng)過程技能地排列成與兒童科學(xué)探究關(guān)聯(lián)的過程技能？2、如何將它們顯性化，即具體地陳述和適當(dāng)?shù)厝诤显趦和幕顒又?，使兒童的閱讀理解盡可能準(zhǔn)確，使兒童有關(guān)的心智技能和動作技能習(xí)慣化、程序化？3、如何自成一體，包括過程的和結(jié)構(gòu)的整合？經(jīng)過研究，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在使用的科學(xué)探究有兩重含

16、義，一個(gè)指科學(xué)家們的專業(yè)活動，另一個(gè)指學(xué)生構(gòu)建知識、形成科學(xué)觀念、領(lǐng)悟科學(xué)研究方法的各種活動（參見課程標(biāo)準(zhǔn)解讀）。我們在后者的含義上使用科學(xué)探究。郝京華教授曾將探究區(qū)分為四個(gè)不同的類型：提問法；發(fā)現(xiàn)法；純粹的發(fā)現(xiàn)；指導(dǎo)下的發(fā)現(xiàn)；實(shí)驗(yàn)法；研究法（參見什么是科學(xué)探究郝京華）。在分析國內(nèi)現(xiàn)有資料的基礎(chǔ)上，可以發(fā)現(xiàn)國內(nèi)學(xué)者對科學(xué)過程技能有多種認(rèn)識與把握的方式。第一種，從簡單、低級向復(fù)雜、高級排列，序列為：觀察，交流，估計(jì)，測量，搜集數(shù)據(jù)，分類，推斷，預(yù)測，制作模型，解釋數(shù)據(jù)，制作圖表，假設(shè)，控制變量，下操作性定義，探究(科學(xué)探究過程技能評價(jià)手冊，DR.KARENL.OSTLUND著,王春華主譯；高等教

17、育出版社)。第二種，將科學(xué)過程技能分為基本科學(xué)過程技能和綜合科學(xué)過程技能兩類，前者包括：觀察、推斷和預(yù)測、分類、測量，后者包括確認(rèn)變量、制作圖表、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)論證、分析結(jié)論（小學(xué)科學(xué)教育概論陳華彬、梁玲編著，高等教育出版社）。第三種，先確定幾個(gè)基本的范疇，再在其中分解出內(nèi)涵的類型（科學(xué)探索者，浙江教育出版社）?？茖W(xué)家使用的技能；動手測量；科學(xué)研究（提出問題，構(gòu)想假說，實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)控制變量，自定義，分析數(shù)據(jù)，得出結(jié)論）；理性思維（比較與對比，應(yīng)用概念，理解圖表，因果推斷，歸納，做出判斷，解決問題）；信息處理（概念圖，比較/對比表，維恩圖，流程圖，循環(huán)圖）；繪制圖表（記錄表，柱形圖，折線圖，扇形圖）?；?/p>

18、于上述考慮，我們提出把科學(xué)探究發(fā)生的過程與由簡單到綜合的技能學(xué)習(xí)連貫地結(jié)合在一起也是一種認(rèn)識與把握過程技能的方式。因此，本教材是按如下方式來處理其中的關(guān)系：一方面，以課程標(biāo)準(zhǔn)的單元內(nèi)容為教材內(nèi)容的展開面，在其中貫穿和滲透有關(guān)的科學(xué)過程技能培養(yǎng)；另一方面，將全八冊教材視作一個(gè)過程整體，每冊編寫一個(gè)獨(dú)立單元，對小學(xué)生的科學(xué)過程技能予以專門培養(yǎng)。蘇教版小學(xué)科學(xué)教材科學(xué)探究過程技能學(xué)習(xí)與訓(xùn)練的內(nèi)容與安排順序三上提出問題三下觀察與測量四上排序與分類四下調(diào)查與預(yù)測五上解釋與建立模型五下交流與質(zhì)疑六上假設(shè)與實(shí)驗(yàn)六下拓展與應(yīng)用本教材確定科學(xué)探究過程技能的依據(jù)，在回答下列問題的過程中，我們可以找到答案。問題的起

19、點(diǎn)：誰的探究？科學(xué)教育中的探究是在兒童探究的軌道上順延，而不是在兒童的心智上重新鋪設(shè)軌道。因?yàn)椋嚎茖W(xué)家的探究是從兒童的探究通連出去的，而不是兒童的探究是從科學(xué)家的探究那里照搬過來的。要不要“靠攏”甚至“遷就”兒童經(jīng)驗(yàn)的“前概念”？回答是肯定的。在“分類”的時(shí)候，我們給兒童按照自己的特征標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行分類，而不是統(tǒng)一了科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)之后全體同學(xué)進(jìn)行同樣結(jié)果的分類。教師更有意義的努力在于立足兒童自主分類的基礎(chǔ)上組織交流和質(zhì)疑。你為什么這樣分類，他為什么那么分類，我們的分類與科學(xué)家的分類相同還是不相同？要不要支持、鼓勵、幫助兒童的探究？回答也是肯定的。怎么做？給自主探究的機(jī)會，給動手操作的機(jī)會，給獨(dú)立思考自由表

20、達(dá)的機(jī)會，還有，用“我們的觀點(diǎn)”來表述?？茖W(xué)探究是最大限度釋放人性、最自由的地方；科學(xué)也是最強(qiáng)硬限制自由的地方。前者是就科學(xué)的創(chuàng)造性而言的，后者是就實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度而言的。要不要合乎科學(xué)研究方法分類的慣例？要把科學(xué)家代表著人類對未知世界的探究與兒童的學(xué)習(xí)式的探究有所聯(lián)系，有所區(qū)別?？梢赃@樣做一個(gè)形象的比喻：我們要把東西放在規(guī)定的公認(rèn)的大籃筐里，但是允許有擺放有先后次序和具體位置的差異。有沒有權(quán)威的、統(tǒng)一的或者趨向一致的表述？沒有；同時(shí)沒有必要去尋找權(quán)威、統(tǒng)一的或者趨向一致的表述。我們覺得有必要的是尋找更多的參照點(diǎn)。要不要兼顧文化習(xí)慣等境遇性差異？科學(xué)無國界，文化有邊界。民族精神、文化情懷從來

21、就不是科學(xué)想要回避、超越的時(shí)空。我們或許應(yīng)該公開承認(rèn)我們所懷抱的一種情結(jié)：在可能的情況下我們要優(yōu)先選用屬于我們國家的科學(xué)教育素材。同時(shí)我們也把這樣的情感通過教材的內(nèi)容來表達(dá)，并期望并不豐富的它們能有限地影響它們的學(xué)習(xí)者。想編一個(gè)教材“通吃”中國的學(xué)習(xí)者從來就是一種妄想?？墒悄呐率恰吧忟F”這樣一種水果在教材的存在，也兼顧著學(xué)習(xí)者的家鄉(xiāng)守望和深切懷想，兼顧著學(xué)習(xí)者對異地它鄉(xiāng)的羨慕和張望。能不能在課程標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上作適當(dāng)拓展？以及有沒有自成一體的可能與必要？國家的課程標(biāo)準(zhǔn)代表了一個(gè)特殊群體對我國開展科學(xué)教育的認(rèn)識。他們的責(zé)任心和工作熱忱毋庸置疑。但是他們的工作顯然是一個(gè)探究過程，他們也在改動和調(diào)整他們

22、的工作成果。但是，無論怎樣，他們都為我們留下的是一個(gè)開放的空間。就蘇教版小學(xué)科學(xué)教材編寫五年的歷史看，我們對過程技能也在認(rèn)識學(xué)習(xí)之中，現(xiàn)在的體系就是初步自成一體的面貌。怎樣與其他學(xué)科知識、智能、情感態(tài)度與價(jià)值形成的關(guān)聯(lián)？把探究的價(jià)值放置在什么位置上？工具與手段的價(jià)值，還是內(nèi)容與目的的價(jià)值，亦或人生一大樂趣？倘若你推倒兒童搭的積木，那么你的行為會被兒童理解為一種侵犯，孩子面對著你的行為不僅增加了負(fù)性情緒體驗(yàn)，而且會削弱搭積木的行為傾向，因?yàn)橥频挂馕吨毁澇?。倘若，他（她）若拆除一個(gè)玩具想探究個(gè)究竟，你看到的是饒有興致和心甘情愿，看到的是追根問底和無怨無悔。她（他）獲得的是正性情緒體驗(yàn)。破什么和立

23、什么，取決于我們的立場。過程技能顯性化是本教材主要編創(chuàng)人員的強(qiáng)烈訴求。我們認(rèn)為唯有過程技能顯性化，兒童才能將科學(xué)學(xué)習(xí)的熱情投入進(jìn)去，才能將他們的創(chuàng)新性表現(xiàn)釋放出來。這一點(diǎn)，主編深受前蘇聯(lián)以加里培林、維果茨基等人的學(xué)術(shù)主張的影響。蘇教版小學(xué)科學(xué)教材編寫組提出的科學(xué)過程技能比較類同于科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室或野外作調(diào)查時(shí)的工作歷程（觀察、預(yù)測、測量、分類、控制變因、分析、推斷、下操作型定義、推理由于許多科學(xué)家對于自己研究工作的“過程”有很大不同的體驗(yàn)，因此不同的科學(xué)家對“科學(xué)過程技能”也就有了一些不同的看法，許多科學(xué)研究活動會偏重其中的某些段落，例如理論物理學(xué)家可能大半的時(shí)間都在從事演繹推理的工作。一般來說

24、，“能力”指“能夠去完成一些什么”的意思。在處理的過程中，總是進(jìn)行著一系列的“活動”；這些活動若以內(nèi)在心智運(yùn)作來描述則用回憶、辨識、分析、比較、評估、推斷、概念化、綜合、統(tǒng)整等語匯來表示，可稱它為思考技能。若以外顯行為來表征，則用觀察、測量、分類、尋找因果關(guān)聯(lián)、解釋、制作模型、設(shè)計(jì)等動作名稱來表示，可稱它為操作技能。不管它是以內(nèi)在的或外顯的活動來描述（或是混合起來表示），它皆可稱為一種執(zhí)行能力。當(dāng)學(xué)習(xí)者以一種科學(xué)的方式與自然界相互作用時(shí)，他們會發(fā)現(xiàn)自己不知不覺地進(jìn)行著觀察、提問、假說、預(yù)言、調(diào)查、解釋及交流等一系列活動，這些活動經(jīng)常被稱為科學(xué)的“過程技能”?！翱茖W(xué)過程技能”在幫助學(xué)生形成科學(xué)概

25、念方面起著至關(guān)重要的作用，是從事“科學(xué)性探究”的“執(zhí)行能力”。而任何一項(xiàng)“能力”其實(shí)都會和其它各項(xiàng)智能之間有或多或少的相互依存或包容的成份。因此若我們想要使“科學(xué)過程技能”有一較明確的范疇，必須賦予它一些界說：l “科學(xué)過程技能”是可以經(jīng)過學(xué)習(xí)而獲得；l 它是從事科學(xué)性探究活動時(shí)必需經(jīng)歷的過程，所謂的“過程”可以是外顯的操作過程和內(nèi)在的心智活動歷程的合一；l 它是一種工作的方法，或處理的方式（它在探究知識或解決問題的過程中普遍地呈現(xiàn)）；我們將探究過程技能作如此的界定，一則仍不脫SAPA課程中所提出的范疇（見第十期），二則它不致于作無限的延伸，以致于涵蓋整個(gè)“智能”?；谏鲜龅睦斫?，蘇教版小學(xué)科

26、學(xué)教材編寫組提出下列科學(xué)過程技能教學(xué)的基本理念：(一)科學(xué)家探究科學(xué)的行為雖然很復(fù)雜，然而這些活動可分解為較單純的八個(gè)基本過程及五個(gè)綜合過程。(二)這些科學(xué)家探究科學(xué)的方法可經(jīng)學(xué)習(xí)而得。由最簡單的基本過程開始，基本過程可作為學(xué)習(xí)較復(fù)雜綜合過程的基礎(chǔ)。(三)組織一系列教學(xué)活動，幫助兒童們從簡單的基本過程開始，然后逐漸進(jìn)展到分類、測量、預(yù)測、推理，進(jìn)一步發(fā)展控制變因，下操作型定義，如何做實(shí)驗(yàn)，怎樣解釋實(shí)驗(yàn)結(jié)果等。(四)經(jīng)過科學(xué)過程訓(xùn)練的兒童，不必要求兒童去分別物理、化學(xué)、生物或地質(zhì)學(xué)所定義的是什么?？墒撬麄兞私饪茖W(xué)研究的是什么，使用什么方法研究，怎樣研究等問題。由此具有學(xué)習(xí)更多，更深科學(xué)課程的能力

27、。(五)熟練于科學(xué)過程的兒童，長大成人后，不必每一個(gè)都做科學(xué)家?？墒撬麄兌寄軌蛳窨茖W(xué)家一樣的想，科學(xué)家一樣的做，在自己的環(huán)境中時(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)問題，并應(yīng)用在學(xué)校所學(xué)習(xí)的科學(xué)過程，自己去解決問題。教材組通過分析了大量的國內(nèi)同行研究的探究過程技能資料，把科學(xué)探究所涉及到的這種過程技能，可以分成兩大類：一類叫做基礎(chǔ)的過程技能，還有一類叫做綜合的過程技能?；镜倪^程技能基本過程技能分為：觀察、應(yīng)用時(shí)間或空間的關(guān)系、分類、應(yīng)用數(shù)字、測量、傳達(dá)、預(yù)測、推理等八項(xiàng)。(一)觀察觀察是最基本的過程，仔細(xì)觀察是任何科學(xué)家研究所必要的。觀察不只是用眼睛看，而且尚需包括下列各項(xiàng)：l 五官的觀察動用眼睛、鼻子、耳朵、舌頭及手指

28、所做視覺、嗅覺、聽覺、味覺及觸覺等以從事觀察。l 定量的觀察以數(shù)量表示觀察結(jié)果。例如：一只粉筆約10公分長，一匙白糖約2公克等。l 變化的觀察白糖溶于水成澄清的溶液，硫酸銅溶于水成藍(lán)色溶液等。l 比較的觀察同樣的幾種白色粉末，有的較白，有的卻灰白色；有的摸起來滑滑的，有的摸起來粗粗的等。l 使用儀器的觀察用肉眼不易分辨的白色粉末，可用做藍(lán)色及紅色石蕊試紙。(二)應(yīng)用時(shí)間與空間關(guān)系無論研究那一方面的科學(xué)，都要明確的說明物理意義。應(yīng)用時(shí)間與空間關(guān)系能啟發(fā)這一技巧，以說明空間的關(guān)系及其與時(shí)間的變化。這技巧包括對圖形、對稱、運(yùn)動及速率變化等之探討。(三)分類分類是科學(xué)家常用于整理所收集的事物或資料的過

29、程。生物學(xué)家將生物分為植物與動物兩大類；化學(xué)家常將物質(zhì)分為酸、堿及鹽三類。分類時(shí)要找出能夠觀察特性來做分類的基準(zhǔn)。對于任何一群事物，能夠做分類的基準(zhǔn)不只一個(gè)，因此要檢討，要以那一基準(zhǔn)來分類才能夠發(fā)揮最大的功能。(四)應(yīng)用數(shù)字應(yīng)用數(shù)字是科學(xué)家研究的一個(gè)重要過程。數(shù)字的練習(xí)必須放在科學(xué)活動中的理由為：(1)使兒童們曉得，應(yīng)用數(shù)字的能力是最基本的科學(xué)過程。(2)給兒童們機(jī)會，用數(shù)字于有關(guān)科學(xué)實(shí)際問題的答案上。在科學(xué)測量中，每一兒童都會記錄各種不同的量度。他們記下的量度可能是長度的、質(zhì)量的、時(shí)間的、溫度的或體積的。他們會明白，無論他們多細(xì)心，如果再測量時(shí)，準(zhǔn)會得不到相同的數(shù)值。應(yīng)用數(shù)字仍包括求平均值的

30、技巧。(五)測量測量是科學(xué)探究活動中必須具備的技巧之一。應(yīng)用測量的技巧，兒童能夠測量物體的長度、體積及其它特性，并能夠由最大到小順序排列，訓(xùn)練使用手指間距離、腳步長度、一杯水的體積等任意所指定的單位從事測量。測量的技巧不但需要適當(dāng)選擇各種測量工具，而且要能計(jì)算測量所得而能夠判斷什么時(shí)候可用近似測量來代替精密測量。(六)傳達(dá)傳達(dá)不僅是科學(xué)的過程，也是人類自古能力從事的過程。清晰、精確而公正傳達(dá)是任何活動所必須的，也是一切科學(xué)工作基礎(chǔ)?？茖W(xué)家、教育學(xué)家、社會學(xué)者及一般企業(yè)經(jīng)常使用口頭、文字、圖表、數(shù)學(xué)式及各種視聽媒體來傳達(dá)數(shù)據(jù)。(七)預(yù)測預(yù)測是根據(jù)持久而仔細(xì)的觀察及精確的測量的結(jié)果，預(yù)報(bào)未來的觀察

31、事項(xiàng)的。如果不是根據(jù)觀察及測量所做的預(yù)測，祇不過是一個(gè)無意義的臆測或猜測而已。我們周遭的環(huán)境中，許多現(xiàn)象都具有規(guī)律性及周期性的變化。因此經(jīng)過仔細(xì)的觀察及測量，可做未來事項(xiàng)的預(yù)測。預(yù)測與傳達(dá)是分不開的。從觀察與預(yù)測所得的相關(guān)曲線，可用內(nèi)插或外推法從事預(yù)測。多數(shù)預(yù)測都能加以試驗(yàn)。學(xué)生在試驗(yàn)預(yù)測時(shí)，發(fā)展判斷預(yù)測可靠程度的能力。學(xué)生發(fā)現(xiàn)所做的預(yù)測不正確時(shí)，應(yīng)核對作預(yù)測的依據(jù)。(八)推理推理是對觀察結(jié)果的解釋。推理必須根據(jù)觀察，對同一觀察的資料，應(yīng)有二種以上的推理。因此推理的結(jié)果不一定可靠，根據(jù)觀察者的觀察過程是否仔細(xì)、詳盡，從數(shù)種推理中，選擇最可靠推理的必要。推理的結(jié)果可能因新的觀察來修正。綜合的過程

32、技能綜合過程為建立在八個(gè)基本過程基礎(chǔ)上的較復(fù)雜，具綜合性的科學(xué)過程。綜合過程包含控制變因、解釋數(shù)據(jù)、形成假設(shè)、下操作型定義及實(shí)驗(yàn)。(九)控制變因在科學(xué)活動中，時(shí)常使用控制變因的過程。因?yàn)樵谝粋€(gè)研究中辨認(rèn)各種有關(guān)的變因，分別加予適當(dāng)?shù)目刂?操縱一變因，固定一些變因保持不變，看看另一變因即反應(yīng)的變因怎樣改變)時(shí)，才能得到可靠而有再現(xiàn)性的結(jié)果。(十)解釋資料解釋資料是將各科學(xué)過程所收集的各種資料，加以整理、分析、分析并解釋的過程。當(dāng)學(xué)生看到報(bào)章雜志的圖表、照片或氣象圖時(shí)，需要有解釋數(shù)據(jù)的能力。(十一)形成假設(shè)將觀察的事實(shí)，做一般性的概括，或?qū)⑼评碜鳉w納性的解釋，就是所謂的形成假設(shè)。所形成的假設(shè)不一定

33、是正確的，因?yàn)榧僭O(shè)必須經(jīng)過驗(yàn)證。在驗(yàn)證假設(shè)時(shí)，因?yàn)榧僭O(shè)所敘述的對象，往往包括了同一類事物的全體，因此要找出一個(gè)不支持假設(shè)的觀察，遠(yuǎn)比找所有支持假設(shè)的觀察容易。如果假設(shè)通過了許多驗(yàn)證，沒有發(fā)現(xiàn)有任何不支持假設(shè)的觀察時(shí)，我們接受其為已經(jīng)驗(yàn)證的假設(shè)，而可形成為概念或定律。如果有些驗(yàn)證觀察不支持假設(shè)，即假設(shè)必須修正或放棄。(十二)下操作型定義一種定義包括逐項(xiàng)說明觀察或測量某一現(xiàn)象、事物或結(jié)構(gòu)所用的操作加以描述出來的稱為操作型定義。要判斷某一用詞的定義是不是屬于操作型定義有兩個(gè)標(biāo)準(zhǔn)。第一，在此定義里，要描述需要操作什么，也就是需要做什么。第二，在此定義里面，要描述需觀察什么。例如：氧的操作型定義可用下列

34、方式表示“氧是一種無色、無臭、無味的氣體，將有余燼的木片放入裝有氧的容器時(shí)(你所做的)，木片會起火焰劇烈燃燒(你所觀察到的)。假如有一學(xué)生要辨認(rèn)集中瓶中氣體是否為氧時(shí)，可采用這操作型定義，因?yàn)楦鶕?jù)此定義，他知道要做什么，觀察什么，可辨認(rèn)瓶中的氣體是不是氧。氧尚有其它定義：氧是一種非金屬元素，它的原子序?yàn)?，原子量為16。這定義對于一學(xué)生要辨認(rèn)集氣瓶中的氣體是不是氧，毫無幫助，因?yàn)楦鶕?jù)此定義，學(xué)生不知道要做什么，觀察什么，也就是非操作型定義。(十三)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)是包括所有基本過程與綜合過程的綜合能力。實(shí)驗(yàn)的過程，通常先作詳細(xì)的觀察，由觀察提出發(fā)現(xiàn)的問題，設(shè)法加以回答。有時(shí)從問題中，形成假設(shè)，設(shè)計(jì)一個(gè)

35、實(shí)驗(yàn)來回答問題。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)要先辨認(rèn)變因并做適當(dāng)?shù)目刂?，作好操作型定義，收集及解釋數(shù)據(jù)，必要時(shí)修正被試驗(yàn)過的假設(shè)?？茖W(xué)知識未必樣樣都可達(dá)到到因果關(guān)系的理解程度，有些僅止于事實(shí)的確認(rèn)，例如知道“在油上點(diǎn)火，會引起燃燒”、“知道被石子打到很痛，被快速的大石子打到更痛，也可能受傷”、，有些則是知其然而未必知其所以然，只到了會做的程度，例如 “發(fā)現(xiàn)磁石會指向南北，就把它制成指南針”，“發(fā)現(xiàn)移動時(shí)用滾動的方式很省力，就設(shè)計(jì)輪子裝置車子，用來搬運(yùn)貨物”、“知道吃了什么會有什么效果，就取來治病”不管對現(xiàn)象的認(rèn)知到達(dá)什么程度，有一個(gè)基本的本質(zhì)就是“真”；認(rèn)識的事實(shí)要真確(確有其事，確如其事)、制作的過程和成果要

36、真實(shí)(不是幻想的、說空話的、而是做出來的成品是可用的、確如所想的)、詮釋時(shí)所依據(jù)的理論要合理(可解釋一切現(xiàn)象的、不相互矛盾的、其預(yù)測是可驗(yàn)證的)。獲得知識方法和過程也常成為檢驗(yàn)“某知識是否科學(xué)”的依據(jù)。因此，科學(xué)教育者非常想培養(yǎng)學(xué)生“在科學(xué)性的探究過程中所需運(yùn)用的各項(xiàng)技能”，并設(shè)想學(xué)生一旦擁有此項(xiàng)技能，即可憑借此技能來探究問題，其所獲得的知識也就能具有“真”的特質(zhì)。蘇教版過程技能的教學(xué)（或?qū)W習(xí)）活動系模仿科學(xué)家在實(shí)驗(yàn)室中的研究工作所為，期望學(xué)生經(jīng)過這樣的教學(xué)模式，能熟練科學(xué)研究過程中所運(yùn)用的各項(xiàng)技能。即使在他長大成人之后，在處理事情及解決問題時(shí)，能夠像科學(xué)家一般地思考、一般地做。首先，這里回答

37、幾個(gè)一線教師的疑問，并以此來解說科學(xué)過程技能的內(nèi)涵：1、科學(xué)過程技能是培養(yǎng)動手能力，還是培養(yǎng)理性思維能力？科學(xué)過程技能是人們在處理問題、解決問題時(shí)的心智活動過程，所有的理性思維過程理都是如此。在實(shí)際的分科教學(xué)中，也只是有些過程偏重其中的一部份，但是這并不意味沒有經(jīng)歷其它的部份，只是掠過的時(shí)間較短而已。2、科學(xué)過程技能是不是指的就是操作實(shí)驗(yàn)的能力？有人把科學(xué)過程技能看成是科學(xué)研究方法之一，是發(fā)生在實(shí)驗(yàn)室的事，因此，他們把科學(xué)過程即等同于進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過程，把科學(xué)過程技能應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)法中，培養(yǎng)學(xué)生規(guī)劃、設(shè)計(jì)及執(zhí)行實(shí)驗(yàn)的能力，在強(qiáng)調(diào)由實(shí)做中學(xué)習(xí)的自然科學(xué)教學(xué)中，把科學(xué)過程技能視同實(shí)驗(yàn)之操作能力應(yīng)是一種

38、很合理的認(rèn)定。3.科學(xué)過程技能中是否涵蓋知識認(rèn)知及其它各項(xiàng)智能的成份？在中國人的表述中，把某種能力用技能來表述，似乎有削減心智思考的成份之意，而其實(shí)，由科學(xué)研究過程來看，若要擁有這些技能，都是不能免地包括有思考的成份，應(yīng)宣稱為執(zhí)行能力，似乎更為適宜。例如：蘇教版科學(xué)教材中所列的觀察技能指的是能運(yùn)用五官來從事觀察、能借助儀器或引發(fā)特殊反應(yīng)的方法來觀察、能作定量的觀察、能注意到變化量的觀察、能作異同比較的觀察。于是，我們就會引發(fā)一些疑問：這些觀察的行為是目標(biāo)已經(jīng)被確定之后的行為呢？還是包括有自主性的選擇目標(biāo)的思辨行為？若是屬于前者，則它僅是一種技能，它的層次很低，根本不需要怎么去教導(dǎo)，學(xué)生自己就很

39、容易學(xué)會的。若是屬于后者，就是行動者對當(dāng)前的狀況要有所了解、對正待探究的問題有所認(rèn)識，而決定做出有目的、有方法的觀察行為，那么，它就不僅只是技能了！因?yàn)?，行動者是在為了了解狀況、處理問題而作觀察的，是有意識、有意義、有目的、有方法的觀察，因此應(yīng)稱為觀察能力才是。再以分類技能為例；所指的如將生物依其活動的特征分成植物與動物、將日常生活中的常見溶液的化學(xué)性質(zhì)分為酸、堿及鹽三類從這些例子中，我們立即知道；每項(xiàng)分類的動作其背后均有一個(gè)目的，而且，均依照事物的某一屬性來分類。于是分類不僅只是一種奉命行事的技能，其實(shí)包括有針對某問題（目的）所應(yīng)觀測的重點(diǎn)之選擇、對此重點(diǎn)所具有的關(guān)鍵屬性之認(rèn)識、此一屬性呈現(xiàn)

40、在各類事物之表征的認(rèn)識等認(rèn)知上的活動，因此分類不僅只是技能，應(yīng)還包括許多概念的認(rèn)知成份，故應(yīng)算是一種心智能力。再比如，如果將控制變因、解釋數(shù)據(jù)（推理演繹思維）、形成假設(shè)（包括有想象、創(chuàng)造的智能）、下操作型定義（包括有綜合統(tǒng)整的智能）各項(xiàng)技能加以解析，我們將發(fā)現(xiàn)科學(xué)過程技能不僅包含有知識的認(rèn)知成份，還幾乎包括有想象、創(chuàng)造、推理、綜合等各項(xiàng)智能的運(yùn)作！不過，分析的結(jié)果所得如此，并不令人感到訝異！這應(yīng)是人類智能運(yùn)作的本質(zhì)沒有某一項(xiàng)的能力可單獨(dú)存在的，各能力之間總是或多或少會和其它項(xiàng)的能力有相互依存或包容的關(guān)系。也因此，科學(xué)過程技能幾乎涵蓋所有人類的智能！接下來談?wù)勌K教版小學(xué)科學(xué)過程技能的培養(yǎng)。首先，科學(xué)過程技能是從實(shí)際操作中聯(lián)系形成的。因?yàn)榧让疄榧寄?，自然?/p>