科学探究离学生有多远？

科学探究离学生有多远？

一项专题调查反映，上海青少年参与科学探究学习活动情况良好

自20世纪90年代以来，世界各国特别是发达国家不约而同地把目光投向了中小学教育，特别是科学教育的加强和改进，通过优质的基础教育特别是科学教育提高全民的科学素质，成为各国谋求发展的战略。我国也相继提出了“科教兴国”和“人才强国”的战略口号。在新一轮基础教育课程改革中，特别强调学生学习方式的改善。上海的二期课改不仅开设了研究性学习的课程，而且在学科教学中加强探究型学习的比重，加之丰富多彩的课外、校外科普活动，青少年参与科学探究已初具规模。  最近，中国科协青少年部、中国科普研究所和上海市科普促进会联合发起了“上海市青少年科学探究学习活动”调查，通过对近1200份抽样问卷的统计和分析，较为全面、真实地反映出上海青少年参与科学探究学习活动的现状。透过这些数据，我们可以看到科学探究与中小学生之间的距离越来越近了。  认同度高于全国平均水平  探究型学习是一种积极的学习过程，主要是指学生自己探索问题的学习方式。实践表明，探究型学习特别是科学探究学习活动对青少年掌握学习的技能，促进科技素质和创造能力的发展具有重要作用。这次调查表明，探究型学习在上海市青少年中的认同度已超过半数，55.4％的青少年表示“了解探究性学习这种新的学习模式”。  上表显示的数据表明，与2002年全国青少年创造能力培养社会调查相比，上海青少年对体验科学探究过程中各相关阶段的认同率均高于全国中学生平均水平，最高要超出19.5个百分点，尤其是在对自然界、身边事物观察或对别人结论质疑的基础上，发现问题和提出问题的能力比较强。这可能与上海教育环境相对优越有关。  年龄越小质疑能力越强  古人云，“学贵知疑，小疑则小进，大疑则大进。”学生能在学习过程中学会质疑，对于启发他们的思维，诱发他们的兴趣，培养他们解决问题的能力必将带来极大的好处。调查发现，不同年龄阶段的青少年在科学探究过程中体验和发现问题的能力存在差异，这种能力的差异与学生知识背景和学校、家庭、社会的教育环境有关。  由于职业高中探究型学习活动开展面不广，导致青少年在科学探究过程中参与观察、实验和制作阶段较少；而普通高中因为升学压力，青少年参与状况亦不乐观；相反，小学生和初中生由于开展科学探究活动普遍比较好，因此学生在科学探究过程中体验观察、实验和制作状况比较好。  为什么调查出来的数据与人们认识客观事物的规律相反，小学生与初中生在已有知识、经验和实验的基础上，能够通过简单的思维加工——逻辑思维和创造性思维，得出自己的结论的人数反而比高中学生多？究其原因可能与教师的教育观念、教学手段、方法、形式有关。一般来说，小学、初中升学压力相对小，所以采用的教学方式更侧重调动学生的创造性思维和发散性思维。  提问能力仍处于低级阶段  调查发现，青少年已从只会提出单纯记忆性的问题，转而进步为可以提出对两种事物进行比较的问题，但仍不善于发现需要探究才能得到实证的科学问题，这说明我们平时的课程教育还明显存在着教师为主体的痕迹，学生的思维方式处于低级阶段，只能够发现与事物表象相关的问题，还不能够捕捉住与事物本质有关的问题。因此，科学探究活动中还需着力培养青少年“发掘”多元问题的能力。  不同年龄阶段的青少年提出和发现问题状况也有相当大的差异，小学生明显比中学生善于发现需要通过探究才能得到实证的科学问题，除了无升学压力外，小学生知识积累较少，因此受思维定势影响亦较少，比之中学生更“敢”想。所以，如何随着青少年年龄和知识的增长，保持和发扬其敢于质疑问难的精神，是一个值得研究的课题。  探究课题大多来源于生活  关于探究性课题的选题来源，66.4％的被调查者表示“来源于身边的生活”，54.9％表示“来源于广阔的大自然”，32.9％表示“来源于工农业生产”。这反映出上海青少年探究课题与实践紧密结合的良好发展趋势。但值得注意的是，62.4％的被调查者认同“探究性课题的选题来源于书本及其它资料”，这种“从书本到书本”的探究倾向值得我们注意，还是应引导青少年更多地选择“从书本到实际”的探究方向。  善于运用互联网作为工具  互联网在现代科学探究中具有无法替代的重要作用，诸如与科学探究方向相关信息的收集，以及相关文献资料的检索等。  这次调查表明，上海青少年运用互联网辅助对科学问题探究的状况，明显优于全国，这从与2002年全国青少年创造能力培养社会调查相关数据的比较可以看出，2002年全国中学生能够在家庭、学校上网的比例均低于30％，而本次调查中上海小学生表示“我可以运用互联网作为工具，为自己所要探究科学问题寻找相关的解决办法”的就高达64.3％。  缺乏克服困难的自信心  青少年在实施探究性课题时，“有没有兴趣去探究”，“能不能完成探究任务”，都涉及到其兴趣、自信心和意志力等人格因素。被调查者中，只有48.2％的表示“我自己在做探究性课题研究时能够克服困难，圆满完成”，也就是说，尚有半数左右的青少年缺乏克服困难的自信心和意志力，青少年在人格方面存在的上述问题值得我们关注，因为它直接影响到青少年参与科学探究学习活动的成功与否。  另一个值得注意的问题是，随着年龄和知识的增长，青少年克服困难的自信心和意志力却在下降，这无疑提醒我们，在发展青少年智力的同时，不可忽视其非智力因素的培养。知识、技能和人格的培养必须同步进行。  家校环境正逐步得到改善  在青少年时期，影响最大的是学校和家庭。在家庭中，孩子与家长之间的关系应该是平等、民主的。父母应给孩子创设一种活跃的思想氛围，有意识地培养孩子的独立思考能力。而学校则应采取开放式教育，鼓励青少年开动脑筋，大胆质疑问难，营造有益于探究的良好氛围。  令人乐观的是，有82.2％的被调查者认为在课堂上老师鼓励学生质疑问难、提出问题，这说明在培养青少年发现问题的能力上，老师的观念已经更新，探究性学习的教学模式得到认同，质疑问难的教学手段已普遍使用。随着社会的不断进步，家庭的民主氛围亦逐渐加强，学习型家庭的队伍不断壮大，这反映在57.7％的被调查者表示在家庭中可以和父母一起探究问题。  专家资源还未充分挖掘  随着上海近年来教育现代化进程的加快，学校场地已从过去弄堂学校的6人1平方米扩展到每人6平方米以上，大部分学校有了专用实验室供学生探究型学习实验之用，校外教育的场所多了、大了，青少年科普教育基地资源丰富了，因此在做探究性课题时近4成的青少年表示可以找到实验场所。  青少年参与探究式学习及相关课题研究时，除了硬件条件外，更需要一个良好的“软”环境，教师的指导、父母的支持、有关专家的指点都对学生的探究型学习有很大帮助。调查显示，“软”环境中的教师指导、父母支持率都达到了65％以上，比较理想。但专家指导这方面还存在很大问题，即上海的专家资源对青少年培养的作用发挥得还不够，专家志愿者队伍还有待发展和完善，这反映在只有26.4％的被调查者表示在参与探究学习时能得到专家的指导。  半数学生时间得不到保证  从调查中我们也发现青少年在做探究性课题研究时，能够得到时间保证的只有45.6％，这说明还有半数以上青少年在时间上得不到保证，究其原因：考试、升学的压力和家长教育观念的滞后，导致青少年业余时间的日程表上排满了文化课的补习内容，而无暇去参与和实施探究性课题。  我们看到，在各级各类学校中，小学课程为学生提供的科学探究学习活动的机会最多，课外科技活动亦为小学生提供的机会最多，原因只有一个，小学生的课业负担相对比初中生、高中生轻，因此参加的各类活动机会相对多一些。日常参加课外科技活动的小学生明显多于高中生，这在上海各少年科技指导站是普遍现象。  左图：上海市长宁区少科站的老师在指导学生采集苏州河水样。  右图：学生在对植物进行观察、记录。  被调查者对体验科学探究过程中各相关阶段的认同率之比较单位：％  相关链接  聚焦“关键能力”——国外开展青少年科学探究学习活动现状  从20世纪80年代末开始，世界各国对本国的学校教育系统进行了重大的改革，教育改革成为全球政治、经济改革的先导和重要组成部分。就基础教育而言，各国改革的一个基本点和共同点都集中在如何使本国的青少年具备21世纪所需要的“关键能力”。这种“关键能力”可以比较集中地概括为用新技术获取和处理信息的能力、主动探究能力、分析和解决问题能力、与人合作及责任感、终身学习的能力等。要培养这些能力仅靠传统的学科教学和原有的学习方式难以胜任，必须寻找和创造新的课程形态和新的学习方式。于是，一种名为“project－based learning”或“project learning”（译为项目课程或专题研习、综合学习等）的课程应运而生。  美国：强调以“探究”为特色  1996年美国国家科学院推出的《国家科学教育标准》明确指出：科学探究是科学教育的核心，学校教育要把科学探究作为获取知识和认识世界的一种方法，突出了学生主动探究的学习在整个教育中的地位和作用。  20世纪90年代以后，美国掀起了第三次教育改革热潮，特别强调以“探究”为特色的教学策略与方法，目的是培养学生自主学习的兴趣与能力，包括学会与人合作，自主决策，收集信息，解决问题等方面的技能，从而促进学生个性的健全发展。  美国积极倡导“以项目为中心的学习”和“以问题为中心的学习”两种学习方式，都强调学校以学生发展为中心，教师在学习中扮演着教育促进者和教学指导者的角色。美国把科学教育植根于中小学学校之中，其中在学生学习方法和学习过程中又“更强调”科学探究学习，这种做法将从根本上解决国民科学素质问题。  欧盟国家：让学习更贴近实际生活  20世纪90年代以来，欧盟各国的基础教育课程改革特别强调，在改革课程内容的同时，提倡运用理论联系实际、让学生学习更贴近实际生活及解决实际问题的教学方法。  在北欧，挪威政府规定，中学生在校除学习学科知识外，还要研究一些必学的和选学的主题，其中必学的主题有：交通安全、环境、家庭生活、消费教育、营养、急救、性教育等。  在东欧，波兰政府1999年颁布《中小学教育法》规定，小学要引导学生讨论健康、生态环保、媒体等问题，中学引导学生参与社会和家庭生活，研究人与环境、人和现代社会等问题，思考和解释各种社会现象。  在西欧，德国、英国等国中学陆续普遍开设了项目学习的课程。法国基础教育和我国极为相似：重哲学、重历史、重基础文化，内容庞杂，学生负担较重。从20世纪90年代开始，新技术的发展和知识经济的崛起，对原有的教学内容、育人方式提出了挑战，法国基础教育开始进入一个深刻的转型阶段。在中小学教育改革措施中，最突出的有两条：一是为了让每一个学生都能取得成功，加强了“个别化教学”；二是为了强化培养学生的创新精神和动手实践能力，增设了项目学习课程（简称为TIPE课程）。这一“适度发挥学生创造力”的课程从初中到大学预科都有开设，形成了相互衔接的课程系列。  亚洲国家：增设研究性学习板块  亚洲国家受儒家教育文化影响深重，长期以来重记忆、重学术、重知识的传承。但进入20世纪90年代以来，亚洲各国的教育改革方案中都不约而同地把培养学生的创新精神和实践能力作为关键显现出来。新加坡、日本等国先后在中小学课程结构中增加了类似我国研究性学习的板块。其中日本在1998年12月和1999年3月颁布的《学习指导纲要》中规定，从小学三年级到高中统一增设“综合学习时间”其课时为小学每学年105－110课时，初中为每学年70－130课时，高中每学年150－210课时，为毕业必修分。  

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