科学教育与情境学习

科学教育与情境学习

添加日期：2006-07-29　来源：科学教育研究　作者:张英彦　编辑：lib

[摘  要]  科学教育是在一定的情境中进行。根据知识的结构和学习方式的不同，对情境设置的要求也不同，具体可分为直观情境和探究情境。 　　[关键词] 科学教育；直观情境；探究情境 　　[作者简介]张英彦,男,安徽宿松人,宿州学院副教授。研究方向：学习心理及教学论。E-mail：[e-mail] 　　 　　现代科学教育一般指数学与自然科学教育，当然也包括在数学和自然科学基础上形成的各种交叉科学、技术科学和综合科学的教育。科学教育是提高民族科学素质、培养科技创新人才的重要途径。我国新课改极为重视科学教育，制定了新的科学课程标准，要求转变学习方式，树立新的教学理念，既注重科学知识的学习，又重视科学精神、科学方法和实践能力的培养。为实现新课改所要求的教学目标，情境学习理论备受关注。 　　情境学习理论认为学习是个体与社会的、物理的场景交互作用的过程，不能脱离具体的情景而产生。“知识具有情境性，而且是被利用的文化背景及活动的部分产物，知识是在情境中通过活动而产生的。”［1］学习受具体的情境特征的影响，情境是整个学习中的重要而有意义的组成部分,情境不同，所产生的学习也不同。在学校教育中，教师孤立、抽象地教授知识会导致学习者所学到的知识是呆滞的、惰性的，学习者只是知道了这些知识，出了校门却不会用。情境学习理论主张，真正的、完整的知识是在真实的学习情境中获得的，学习过程中要提供能反映知识在真实世界中的运用方式的真实情境，提供真实活动，支持知识的合作建构，学习应是情境、文化和学习活动的共同功能，学习需要社会交互与合作，脱离个体生活的真实环境来谈学习是毫无意义的，要提供接近专家作业和过程模式化通路。 　　我们认为，知识的结构和学习方式是不同方式的，正如斯皮罗所认为的那样，学习者的学习有两种方式，初级学习和高级学习[2]。初级学习的内容是结构良好领域的学科知识，由事实、概念、原理和定律组成，彼此之间存在着严密的逻辑关系和层次结构，其学习方式主要是接受、理解和记忆。高级知识学习内容是结构不良领域的知识，即有关知识的应用，需要掌握概念的复杂性与案例的变异性，学习具有适应不同的真实情境的弹性和灵活性。 　　科学教育的目的主要是转播科学知识，训练科学方法，培养科学态度，理解科学活动，。其内容主要是一个个科学研究的成果，包括了若干基本的科学事实以及从那些科学事实中所概括和提炼出来的概念、命题、原理和公式等，许多概念、命题、原理具有结构良好的特征，可在直观情境中学习。有研究认为，在小学低年级数学教育中，实物完全可以达到更好的效果[3]。因此，在科学教育中，情境设置也可分为两种：直观情境和探究情境。 　　一、直观情境 　　直观教学的思想源远流长，直观性原则为历代教育家所提倡，荀子说过：“不闻，不如闻之；闻之，不若见之。”“闻之而不见，虽博必谬”。教育史上第一个明确提出直观性原则并在理论上予以分析论证的是夸美纽斯，他说：“一切知识都是从感官开始的。”[4](p176)裴斯泰洛齐则认为该原则是“一个最高的基本的教学原则”。[5])当代教育理论家也非常强调该原则，几乎所有的教育学著作或教学论专著对此皆有论述，认为直观教学符合教学过程中的规律，有助于提高学生的兴趣和积极性，减少学生学习抽象知识的困难，发展学生的观察力和形象思维能力等认识能力。 　　在教学过程中，通过直观情境的设置，丰富学习者的感性认识，形成所学事物的清晰表象，从而使学习者比较深刻地理解知识和发展认识能力。直观情境设置的要求是（一）根据教学目标和内容的需要，恰当选择直观教具和现代教学手段，包括实物直观、模象直观和言语直观，给学生展示事物的直观形象，提供感性而具体的经验；（二）直观要与讲解相结合,充分激起学生的已有经验，调动学生通过多种感官去感知事物，加深对知识的理解，形成科学概念。 　　在运用直观情境时，要注意以下几点： 　　（一）情境的提供必须努力做到真实与逼真，以便为理解与互动创造机会； 　　（二）须有上下文或背景，在教学中不能孤零零地展示一个模具或实物，必须放在联系的情境中； 　　（三）能鼓励学生大胆地提出假设，使情境富有启发性，以利于学生在该情境中发现问题，并能提出解决方法； 　　（四）教师必须深入了解学生的已有的缄默知识的内容及类型，正确加以运用，促进教学中教材知识（显形知识）的掌握。在教学中要注意用借助于间接经验或显形知识来检验、批判和修正直接经验，使缄默知识得到提升、发展，做到显形知识和缄默知识，间接经验和直接经验的统一。 　　（五）应关注学生对知识的情感体验，激发学生对知识的向往，克服在传统教学中，“一个人可以理解所有关于太阳的知识，所有关于空气的知识和所有关于地球旋转的知识”却“看不到日落的光辉”的现象[6]。 　　二、探究情境 　　我国《科学课程标准》(7-9年级)指出，“在科学课程中，学生将通过科学探究等方式理解科学知识，学习科学技能，体验科学过程与方法，初步理解科学本质，形成科学态度、情感与价值观，培养创新意识和实践能力。”美国国家科学教育标准中对探究的定义是：“探究是多层面的活动，包括观察;提出问题;通过浏览书籍和其他信息资源，发现什么是已经知道的结论，制定调查研究计划;根据实验证据对已有的结论作出评价;用工具收集、分析、解释数据;提出解答，解释和预测;交流结果。探究要求确定假设，进行批判的和逻辑的思考，并且考虑其他可以替代的解释。”科学探究作为一种科学学习方式，是指学习者针对科学领域中的某个主题形成自己的问题，或者由教师提出要探究的问题，而后，学习者对问题进行分析，形成自己的假设，并通过科学实验和观察等检验自己的假设，直至解决问题，在探究活动的基础上建构起对科学知识的理解和有关的方法和技能。科学探究是在一定的情境中进行的，根据情境学习理论，对学习情境的设计应遵循两个指导思想，学习应在高度真实的环境中进行；学习者必须能参与实践，在环境中能有效地与他人、环境进行协商、合作，与环境互动。髙文教授认为情景学习环境设计原则应包括情境的作用，内容 的作用，激励的作用及评价的作用四个方面〔8〕。我们认为探究情境的设置主要要求是： 　　（一）提供的情境应是真实自然的。为避免脱离情境而孤立地学习知识，设置的情境要有一定的真实性，要与学生在校外生活中将真实遇到的探究情境的基本特征相一致。 　　（二）情境应是结构不良的、具有一定复杂性的。只有在类型特征不明显、规律性不强、线索模糊的探究情境中，才能提供足够的空间让学生利用自己的问题框架，自主生成具有自己个性的问题结构和过程。 　　（三）创设共同体。学习者在共同体中学习，共同体中成员结构要有异质性，使学生能够更多地接触、感受、理解来自不同文化背景的成员的思想与情感。要设置认知冲突并使学习者参于其中，产生互动、建构意义。 　　（四）充分利用人工制品的中介。人工制品除主要是语言、文化外，还包括物理设备与工具、社会机关与组织、知识文档和常识等。它既能吸引学习者的注意，减少一些解释上的麻烦，又能较容易地确定学习者在实践中应该作什么，较快地获得需要的知识。 　　（五）与学习已有知识经验相关联，学习是建筑在已有知识经验基础之上。 　　直观情境中，注重提供感性材料，帮助学生理解抽象的知识，强调的是教知识的掌握，教学效率较高。探究情境中，更注重学生的自主学习，强调的是方法的掌握和实践能力的培养及知识的建构，对教师的要求也较高。科学教育本是一枚双面币，它既着眼于科学知识的教育，又着眼于科学探究的教育。因此在科学教育中，应注意两者的灵活运用，既要使学生掌握一定数量的科学知识，又要从中培养其推崇实践、具有科学精神和探索能力，为将来从事科学研究奠定良好的基础。 参考文献 [1]陈青,乌美娜.从抛锚教学看情境学习观点对教学及教学设计的启示[J],中国电化教育,1999（4）. [2]温彭年,贾国英.建构主义理论与教学改革[J],教育理论与实践,2002(5). [3]黄磊.论建构主义在小学低年级数学教学中的应用[J].电化教育研究.2002(9). [4][5]张燕镜.教育学新编[M].北京:首都师范大学出版社,1996. [6]小威廉姆E·多尔（美）著,王红宇译.后现代课程观[M].北京:教育科学出版社,2000 [7]张建伟,孙燕青.建构性学习[M].上海:上海教育出版社,2005年版,第146页. [8]高文.教学模式论[M],上海教育出版社,2002.