什么叫科学

什么是科学探讨

郝京华

什么是科学探讨，什么缘故要强调科学探讨?科学探讨到底包括了哪些大体

的进程技术?对这些问题咱们能够做深切的讨论。

一、为什么要通过科学探究来进行教学其中有很多理由，而我们所要

强调的是，我们的小学生应该用类似于像科学家研究科学的方法那样来进行学

习。

1能够维持儿童的好奇心。本来好奇心确实是人与生俱有的，但后来

不明白什么缘故，到了小学毕业的时候，小孩们的这种好奇心反而慢慢减弱了。

通过科学探讨维持这种好奇心实在是过重要了。我一直在找一张照片，一直没有

找着，那确实是在国外的机场上，两位大胖子物理学诺贝尔奖取得者（我不明白

他们叫什么名字）在看，看什么呢?在看地上的陀螺，那个陀螺一直在地上转，

先是在反过来转，转转转，后来正着转了，两位大胖子物理学家一直在盯着看，

看那个陀螺是怎么回事。其实科学家和咱们常人相较，不同在哪儿?不同在他们

的好奇心能维持终生。前年法国专家到咱们南京来，小孩们问他：把糖块放到水

里，体积会可不能改变?科学家一时回答不上来。但是，第二天早晨，人们把这

事给忘了，究竟是物理学诺贝尔奖取得者，他却念念不忘，先不吃早饭，而是先

做那个实验，一块方糖一块方糖地往杯子里加，发觉放了8块以后，才看得出体

积有一点转变。因此说，维持小孩们的好奇心实在是过重要了。咱们用科学探讨

的方式，就能够将小孩们的这种好奇心维持得长一些，我想，从适才的探讨活动

中就能够看出来了。

2、能够让小孩们参与要求高级熟悉能力的学习活动。我想让教师们明

白如此一个道理，教知识能够让人变得更伶俐一些，这话似是而非。若是咱们老

是告知小孩们各类各样的结论的话，儿童是能够取得很多知识，可是他的聪慧并

非必然能够同步地成长，因为人的聪慧与人的认知技术有专门大的关系，也确实

是认知的方式。法国大学的一个研究功效强调：什么样的知识才算是深刻的明白

得，明白并非是明白得，照本说明不是明白得，照本运用也不是明白得，它有

一套完整的关于明白得的标准，确实是从知识、方式、目的、形式这四个维度

来界定小孩们是不是对知识真正明白得了。什么是知识，是孤零零的呢，仍是在

一个网络中间和其他知识成立起了联系，这是衡量知识质量的一个重要标志；第

二个指标是方式指标，确实是明白那个知识是怎么来的；第三个指标是目的指标，

确实是不仅明白那个知识是怎么来的，还明白那个知识能够运用到什么地址去，

也叫目的维度；第四个指标确实是会用各类不同的形式来表达，也叫形式维度。

对知识真正明白得了，儿童就能够用各类方式来表达他对知识的明白得。因此，

此刻对科学教育与20世纪60年代的科学教育的重大区别，在于不单单是教知识，

而且是通过知识的教育来培育小孩们的高级认知能力。杜威说：“科学教育在培

育人的认知能力方面，它的作用是不可替代的，因为教科学方式跟教思维方式是

完全相同的。”大教育家杜威在那个时候就看到了科学教育的独特价值——能够

让人变得更伶俐一些。

3、能够培育儿童对科学的踊跃态度。这一点不用展开，从适才教师们

对探讨活动的踊跃投入，不肯下课，休息的时候都没有休息，这种对科学的踊跃

态度足以体会到了。

4、能够培育儿童达到形式操作时期。什么是形式操作时期?它是符号运

算。皮亚杰说过，11岁以后的儿童才能进行形式运算，确实是A＞B，B＞C，那

么A就必然大于C。小小孩弄只是来，可是到了初中以后应该能够了，这需要有

个铺垫，那个铺垫确实是感觉运动时期和表象时期之间的一个具象的东西。小孩

们弄不懂A＞B，B＞C，那么A就必然大于C那个道理，但请3个高矮不同的同

窗上来，他比他高，他比他高，他就必然比他高，小孩们马上就明白得了。因此，

通过操作性的活动，能够为那些尚未通过前面感觉运动时期和表象时期的小孩，

没有达到和不能达到形式操作时期的小孩提供具体的体会，因为在探讨活动中，

他必然是通过具体的物体来操作的。因此，在操作性的探讨活动中间，能够让小

孩们专门好地明白得这些知识。很多小孩到了中学对科学就不那么感爱好了（可

能确实是没有重视让学生经历科学探讨活动）。到20世纪90年代以后，许多国

家开始了“动手做”的科学教育项目，用法国物理学诺贝尔奖取得者乔治·夏巴

特的说法是，“用这种探讨的方式来学科学，小孩们表现出来的科学热情让我感

到震撼”，这确实是什么缘故他在80岁高龄的时候，也是在取得诺贝尔奖以后，

再也不弄他的物理学的研究，而是一头扎到幼儿园、小学的科学教育的项目中来

的缘故。此刻全国很多省份正在推行“做中学”科学教育项目，“做中学”那个

项目确实是从法国引进的。其实，最先开始是在美国，法国人是看到美国人如此

做了以后，感到超级震惊，因此法国人也在做。法国做了以后，韦钰部长到法国

去访问，看到了如此一个科学教育项目，她也想开展“做中学”的科学教育项目，

她在退休以后专门做这件情形，在中国推行那个“做中学”的项目。

二、关于科学探究的过程技能

在我们的《课标》中间，涉及到一些科学探究的技能，有很多老师给我

们提意见，说20世纪80年代的那些分类啦、推断啦这些东西为什么在《课标》

中间看不见了，我觉得这些意见是对的。我们现在的《课标》上面可能过多地强

调国外称之谓“综合技能”的东西。现在看了很多资料，感觉能够把科学探讨所

涉及到的进程技术，分成两大类：一类叫做基础的进程技术，还有一类叫做综合

的进程技术。

1、基础的进程技术。基础的进程技术有哪些项目呢?不同的资料有不同

的说法，大致有五类是一致的：

（1）观察。观察是一种非常重要的基础过程技能。

（2）分类。分类是人在头脑中的一种非常重要的思维活动。

（3）交流。可能与20世纪80年代不同的是强调交流，为什么交流这

么重要，因为科学与其他学科不一样，比如就与历史、哲学不一样，历史学家，

或者是哲学家他们的结论是怎么得出来的呢?我不能说他们是拍脑袋拍出来的，

但可以是一个人有一个人的想法，有人不是说“历史是个小姑娘，是可以任人打

扮的”嘛，你的认识可以对历史作出这种解释，我也可以作出另外一种解释，但

是科学不行。科学与其他学科，与历史、哲学不一样在哪里?它的最大特点是在

于它的实证，你作出的这种解释对不对呢?我得说出来让更多的人认可，让更多

的人来验证，所以交流这种技能就成了科学探究活动中的一种非常重要的技能。

五年级上册的教材里面，我们专门有一项这样的交流训练，怎么训练的

呢?让孩子们用纸做一个纸飞机，然后把你做纸飞机的步骤写下来，和你的同桌

交换，按你的同桌所写的做纸飞机的方式，再做一个纸飞机，你会发现有的时候

做不起来，什么原因做不起来呢?这里有表达的困难。所以，要在有限的时间里

面把一个事情很清楚地表达出来，并不是一件那么容易的事情，但是在科学教育

中间，它是个非常重要的训练项目。

我们的老师说，每次课堂教学在汇报的时候，他们（学生）都不听，或

者他们（学生）只顾自己的汇报。在这个方面我们是要下点功夫的，比如说，要

是在比较的过程中，老师提出这样的要求：“说别人没有说过的。”这下子就可

以吸引孩子注意听别人说过了什么，等一下我要说别人没有说过的。所以，应该

把交流作为科学教育中一种重要的技能。

（4）、测量。测量也不用多说，教师们是明白的。

（5）、预测和推断。预测和推断有联系，但不是一回事，推断是在事

实的基础上面，对事实之间的联系（能够是因果联系啊、整体与部份的联系啊）

所作出的一种判定、一种说明，比如说，狗叫了，狗什么缘故叫的呢?你能够推

断：生人来了。可是，是不是必然是生人来了，不必然的。因此，推断和事实是

两码事，推断和依照观看所取得的信息是两码事，咱们在五年级教材中，专门有

这方面的训练。什么是通过感官取得的事实，什么是在事实的基础上的说明，这

是截然不同的两码事，咱们很多教师在自己的教学活动中常常弄不清楚。推断，

咱们随时随地都可能做出来，是咱们人特有的一种试探问题的能力。猴子不可能，

猴子可能发觉这块石头是烫的，可是，它就跳开了，只有人，才能在“石头什么

缘故烫”那个问题上，作出可能是太阳晒的，也可能是地热缘故使这块石头变烫

的推断。只有咱们人材能在这两个事物之间成立起联系来。因此，推断和分类一

样，也是属于基础进程技术里面的内容，是超级重要的技术。

预测是推断的一种高级形态，首先是对未来世界所做的一种推断，但是

要根据以前的经验，对未来的世界作出一种推断，天气预报就是一种很典型的预

测。再如，科学和数学是一对亲姊妹，通过测量，通过计算，一个是数字联系，

还有的是时空联系。时空联系是康德提出的一对范畴，老师们认为根本没有什么，

但是，如果没有这对范畴，世界会是什么样的?世界永远是乱糟糟的，要是没有

时间这个概念的话，达尔文也不会这样有名了，正是有了时空这个概念，才能把

乱糟糟的生物世界立刻变得有序了。所以，时空范畴是一对非常了不起的范畴，

现在我们已经非常非常熟悉它了。

在小学科学教育进程中，关于这些基础的进程技术，咱们能够通过度项

的训练来激活某一个知识点。如进行观看的训练、分类的训练，只要有可能，教

师们就应该让学生们常常进行这方面的活动。通过这些活动，常常对小孩们进行

激活知识点的教育，小孩们就会变得愈来愈伶俐。

2、综合的进程技术。和探讨有关系的这种进程技术有哪些呢?

（1）识别和控制变量。比如说，乒乓球反弹与什么因素有关?可能与起

始的高度有关，可能与地平的材料有关，可能与乒乓球的质量有关。为了公平起

见，我们在研究的时候，在进行实验时，必须对有关变量进行控制，才能研究自

变量和因变量之间的关系，才能得出正确的结论，不可能同时研究乒乓球的起始

高度和地平材料对乒乓球反弹的影响，这是实验的公平性问题。所以，综合过程

技能与实验研究更紧密地联系在一起了，在科学探究过程中识别和控制变量是十

分重要的。

（2）、形成和验证假设。假设和推论有无关系?是不是一回事呢?不同

在哪里?假设可否看成待验证的推断?推断是随时都能够作出的，例如，狗叫了，

生人来了，究竟是不是生人来了，不必然去验证。但假设是科学研究专有的术语，

一旦是假设的话，接下来的活动必然要有验证性的活动，假设和推断有联系，但

假设和推断的最大区别就在于推断不必然要验证，而假设了的就必然要进行验

证。

（3）、下操作性概念。教师们可能对“下操作性概念”那个词不很熟

悉，其实确实是实验研究。你们在每做一个实验时，都要对所做的实验进行界定，

那个界定确实是你们对该实验所下的操作性概念。如做摆的实验，在验证摆线的

长短与摆的快慢有关时，你们会在实验步骤里这么描述：“取50厘米长的绳索

一根，取100厘米长的绳索一根……”那个“取50厘米长的绳索一根，取100

厘米长的绳索一根……”确实是你们对当下所做实验下的（操作性）概念。有时

咱们对反映变量也要下概念，如施肥的多少或施肥的时刻对植物生长的阻碍，这

是你们想研究的问题，那么，反映变量确实是植物生长的好坏对不对?生长的好

坏能够从哪些方面来看呢?能够从植物的高矮、大小、茎的粗细、叶的厚薄等等

对不对?有的时候，你们要把问题说清楚，光高矮可能还不行，还要对茎的粗细、

叶的厚薄等做个界定是不是?那个概念是你对当下实验所做的。操作变量、反映

变量都能够下概念，然后做实验，做数据分析和说明，有时咱们所做的说明，还

要用模型的方式来讲明。因此，成立模型也是科学教育中一种超级重要的活动，

咱们在五年级上册的教材中有专门的单元来训练。综合进程技术，也确实是咱们

平常所说的比较严谨的实验研究。

三、探究的不同类型

探究存在着不同的类型，有的老师说这是探究，有的老师说这不是探究，

究竟谁是探究、谁不是探究呢?我们可以对探究作不同的划分，大致有如下四种

不同的类型。

1、提问法。提问是不是探讨?教师用能够操作的材料，向学生提出一种

现象，如小车在地上直转直转不往前走，先提出一种现象，然后指导学生得出一

种科学的归纳；教师演示一种现象，让小孩们针对这种现象，研究后得出一种科

学结论来。这些都是咱们在课堂上常常做的，这确实是一种探讨，尤其在低年级

时，咱们常经常使用这种方式来让学生探讨，别一讲到探讨，确实是有实验，确

实是有变量。

2、发觉法。有的教师弄不清楚发觉法和探讨的关系，发觉法是探讨中

的一种类型，可是它没有变量。发觉法有两种：

（1）纯粹的发现。如玩磁铁，在玩磁铁的过程中，孩子们会有很多的

发现，不但发现磁铁可以吸铁，还可以隔着书吸，隔着水杯也可以吸；如果把条

形磁铁调一个头，它们不仅不吸了，而且还相斥，所以，孩子们在玩磁铁的过程

中可能会有一种纯粹的发现。像我们教材中的《照镜子》也是，让孩子们有一种

纯粹的发现，在照镜子的过程中，看哪个学生能发现很多很多他原来不知道的东

西。

（2）指导下的发觉。当咱们希望小孩们都具有这种体会时，能够采纳指导

下的发觉。比如当小孩们并无明白磁铁还能够隔着水杯对铁起作历时，教师们能

够建议小孩们如此去碰运气，这确实是指导下的发觉。在一学期的活动中间要有

1~2次这种用发觉。

3、实验法。这才是严格意义上的探讨。狭义的实验有假设、数据搜集、数

据分析、说明结论等，实验法事实上确实是表达你以为正确的东西，并找到一种

方式来查验你正确的表达，这是严格意义上的实验。

4、研究法。它有必然的程序，也要搜集数据，可是没有假设，也没有

变量。比如说：“月相是怎么转变的”，我并非明白，我能够去观看，天天记录，

有必然的数据，这就和前面讲到的“乒乓球反弹与什么因素有关”不一样了，它

有必然的程序，有数据的搜集分析，但没有假设，也没有变量的操纵，因此，咱

们把它叫做研究法。

对于孩子们来说，以上四种方法不一定要让他们去区分它，我们老师们

心中有数就可以了，不要把什么东西都看成是探究，也不要只把狭义的、第三种

实验法称之为探究，其他都不叫做探究，现在我们有很多老师这样认为，这是不

对的。

最后我想说的一句话是：探究是不是惟一的?不是的。有人说，今年流

行西北风。一讲到探究，就认为不是探究的就不是好课。千万不是的！其实教学

中，探究只是其中的一种策略。探究固然有很多好处，但比较费时间，不可能所

有的课都上成探究课。最近我们在翻译一本书，叫做《科学探究的策略》，我们

可以发现，里面有很多有趣的策略，刚才带你们做的活动，都是《策略》书里面

的一部分，有各种各样，包括实施有利于孩子记忆的策略……可以看到，科学教

育有很多方法，有几十种策略。

四、在科学教育中教师究竟应该扮演怎样的角色我对这个问题是非常

欣赏的，大家知道，探究能力的形成，不可能一蹴而就，它是要慢慢培养的，所

以说，探究有一个阶梯。阶梯的两极，一种是“传统的动手做”——所有的都为

孩子们设计得好好的，孩子们就照着做去吧，以前验证性研究和验证性实验是不

是这样的?前面的做得好好的，但探究的成分实在太有限了；还有一种是“大撒

把式”的——任孩子们随便怎样探究去吧。这是一个问题的两个极端，一个是

“扶”得太厉害，一个是“放”得太厉害。其实，“扶”和“放”是一个辩证的

关系，老师在这中间究竟应该扮演一个怎样的角色呢?我们可以看到，如果我们

把探究进行一下梳理的话，大体上包括这样的程序：主题的确定、问题的提出、

材料的选择、步骤的设计、结果的分析、结论的得出，我们把探究的程序罗列出

来，可以发现，老师和学生在这里面有这样一个关系。（见下表）

一种是从问题的提出到结论的得出都由老师来完成，老师滔滔不绝地对

学生讲，偶然穿插一些提问，这在我们平时的教学中经常看到。但是，我们老师

可不可以在探究过程中间适当放开一些?如刚开始时，探究的主题、问题由老师

提出，材料是由老师提供的，步骤是由老师设计的，结果/分析能不能由师生共

同完成，有可能的吧；结论能不能由学生自己得出，然后慢慢来放？步骤的设计

有没有可能?也可能吧，不要以为步骤的设计只有老师才行，其实孩子们也能想

得出来。所以，在步骤设计的时候，能“放”的话，应该适当“放”开一点，老

师和学生一块儿来商量，我小学科学探讨的阶梯

学生们如何来设计那个实验。我感觉在这方面，咱们的小学教师做得比中学

教师好。我最近看了一个中学的实验报告，哑然失笑，咱们小学教师确信会对其

持批判态度的。这是某某出版社方才出版的一本新课标教材上的学生实验报告，

说的是种子萌生需要什么样的外界条件。他把目的要求写出来了，需用的器材也

规定好了，然后实验步骤是在一根玻璃棒上面绑上三颗成熟的豌豆，一颗完全浸

到水里面，一颗接触水面，一颗暴露在空气中。你说那个活动，中学生了，还要

给他如此规定吗?能不能让小孩自己想象?非要用成熟的豌豆啊，黄豆行不行?因

此，在这些环节中，哪些该“放”，哪些该“扶”，全数的教学艺术都在那个地

址。有的时候，问题的提出可不能够由学生自己提出?能够啊！既然提问是科学

探讨很重要的一个环节的话，那么教师就应该常常给小孩如此的机遇，让小孩自

己提问啊！有人担忧学生会海题，海题完了别怕，适当收口确实是了，选择适合

咱们能够研究的问题，学生慢慢就学会了，找一个咱们自己能够研究的问题，他

的能力慢慢慢慢就能够提高了。因此，全数的教学艺术就在“扶”和“放”之间，

看你怎么“扶”，要巧妙地“扶”。有的时候，咱们教师会“错了、错了”，其

实最好的“扶”是教师反过来问一句，让他自己去发觉矛盾之所在，而不要直接

地去告知他。比如摩擦力产生的条件，大连的教师讲了，小孩也意识到摩擦力产

生要两个物体。有了两个物体，不运动也产生不了摩擦呀，可是教师不直接讲，

反过来问同窗，这两个物体我这么放（不运动）行不行?小孩们意识到了，适才

说的“两个物体”不严谨，小孩们说：“要两个物体运动。”如此一来，问题的

矫正是由学生自己做了。因此，辨别一堂课的好坏，一个是在这些环节中，要看

能“放”的“放”了没有，“放”了多少。好课要有挑战性，在这些环节方面有

无“放”?在“放”的进程中，教师又是怎么来“扶”的?那个“扶”，咱们超级

强调，用教育部刘坚教师的话来讲，确实是“讨价还价式的对话”。对话，不是

问答，有时教师为了发挥学生的主动性，常常“你说，你说，你说”，全班学生

都说过了，确实是看不到教师的主体作用。是要对话，一方面你是平等对话中的

一员，可是，你又是平等对话中的首席。因此，一个巧妙的反问，也是对话，确

实是在那个反问中间，小孩们一下子意识到了他的问题出在哪里了。冯凌教师在

上《熟悉液体》时，小孩们说：“液体之间有轻重的不一样。”她反问一下：“那

我拎一桶油来和一杯水比，哪个轻哪个重啊?”小孩们立刻发觉那个话说得不严

谨了，因此他们后来讲：“要倒出一样多的来。”因此，好的引导的话，一个问

题反问过去，就能够让小孩们意识到问题出在哪里了。好的课堂教学要看该

“放”的时候是如何“放”的，该“扶”的时候又是怎么“扶”的。咱们提倡尔

后教师们写出色的对话片断，教师们不要花那么多的精力去写空对空的论文，出

色的对话片断那是最有价值的科研论文。我在东北的时候，听了一堂数学课，教

师叫小孩们研究角的特点，东北的小孩们喜爱用报纸折大的“四角”，咱们小时

候折过的，放在地上掼，看谁能把它掼翻过去，教师叫每一个小孩折一个“四

角”，然后来探讨角的特点，小孩们探讨出角的第一个特点是“角是尖尖的”，

教师说：“请同窗们打开铅笔盒，拿出铅笔戳戳自己。”小孩们一下子就意识到

了，“角是尖尖的”不是角的最重要的特点，因为铅笔尖也是尖尖的啊，教师确

实是如此一步一步引导小孩们自己得出角的特点的。因此，出色的东西就在和小

孩们的对话中间，你既是平等对话中的一员，又是平等对话中的引导者、平等对

话中的首席，好课的评判标准就在这两个标准上面，固然，这需要体会，也需要

教师的聪慧。当教师难，乃至比当医生还难，什么缘故呢?小孩发烧了，能够判

定是哪个地址有炎症了，但有时候小小孩说的话，成人却不明白他说的是什么意

思，对不对?你要在刹时，专门是在有人听课的情形下，判定出他什么缘故这么

说，他的问题出在哪里了，然后还要作出相应的回应，这是一件超级困难的情形，

这真的是需要聪慧的。我有一次在某地听课，教师带小孩们到室外去寻觅有生命

的物体，小孩们找来了“花有生命”、“草有生命”、“树有生命”，没想到三

个小孩进来讲“云彩有生命”、“地球有生命”、“火山有生命”。那时有很多

教师在听课，执教教师很紧张，不敢就那个话题展开，而是说“那个问题咱们课

后去解决”，其实，出色的对话就应该从那个地址开始。因此，教师们尔后能够

常常回忆，课堂上总有如此出色的东西吧，把这些出色的东西写下来，到时候咱

们专门来弄一个《出色对话集》。