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科學(xué)探究離學(xué)生有多遠(yuǎn)？
一項(xiàng)專題調(diào)查反映，上海青少年參與科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)情況良好
自20世紀(jì)90年代以來，世界各國(guó)特別是發(fā)達(dá)國(guó)家不約而同地把目光投向了中小學(xué)教育，特別是科學(xué)教育的加強(qiáng)和改進(jìn)，通過優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)教育特別是科學(xué)教育提高全民的科學(xué)素質(zhì)，成為各國(guó)謀求發(fā)展的戰(zhàn)略。我國(guó)也相繼提出了“科教興國(guó)”和“人才強(qiáng)國(guó)”的戰(zhàn)略口號(hào)。在新一輪基礎(chǔ)教育課程改革中，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改善。上海的二期課改不僅開設(shè)了研究性學(xué)習(xí)的課程，而且在學(xué)科教學(xué)中加強(qiáng)探究型學(xué)習(xí)的比重，加之豐富多彩的課外、校外科普活動(dòng)，青少年參與科學(xué)探究已初具規(guī)模。 最近，中國(guó)科協(xié)青少年部、中國(guó)科普研究所和上海市科普促進(jìn)會(huì)聯(lián)合發(fā)起了“上海市青少年科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)”調(diào)查，通過對(duì)近1200份抽樣問卷的統(tǒng)計(jì)和分析，較為全面、真實(shí)地反映出上海青少年參與科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的現(xiàn)狀。透過這些數(shù)據(jù)，我們可以看到科學(xué)探究與中小學(xué)生之間的距離越來越近了。 認(rèn)同度高于全國(guó)平均水平 探究型學(xué)習(xí)是一種積極的學(xué)習(xí)過程，主要是指學(xué)生自己探索問題的學(xué)習(xí)方式。實(shí)踐表明，探究型學(xué)習(xí)特別是科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)對(duì)青少年掌握學(xué)習(xí)的技能，促進(jìn)科技素質(zhì)和創(chuàng)造能力的發(fā)展具有重要作用。這次調(diào)查表明，探究型學(xué)習(xí)在上海市青少年中的認(rèn)同度已超過半數(shù)，55.4％的青少年表示“了解探究性學(xué)習(xí)這種新的學(xué)習(xí)模式”。 上表顯示的數(shù)據(jù)表明，與2002年全國(guó)青少年創(chuàng)造能力培養(yǎng)社會(huì)調(diào)查相比，上海青少年對(duì)體驗(yàn)科學(xué)探究過程中各相關(guān)階段的認(rèn)同率均高于全國(guó)中學(xué)生平均水平，最高要超出19.5個(gè)百分點(diǎn)，尤其是在對(duì)自然界、身邊事物觀察或?qū)e人結(jié)論質(zhì)疑的基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)問題和提出問題的能力比較強(qiáng)。這可能與上海教育環(huán)境相對(duì)優(yōu)越有關(guān)。 年齡越小質(zhì)疑能力越強(qiáng) 古人云，“學(xué)貴知疑，小疑則小進(jìn)，大疑則大進(jìn)。”學(xué)生能在學(xué)習(xí)過程中學(xué)會(huì)質(zhì)疑，對(duì)于啟發(fā)他們的思維，誘發(fā)他們的興趣，培養(yǎng)他們解決問題的能力必將帶來極大的好處。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，不同年齡階段的青少年在科學(xué)探究過程中體驗(yàn)和發(fā)現(xiàn)問題的能力存在差異，這種能力的差異與學(xué)生知識(shí)背景和學(xué)校、家庭、社會(huì)的教育環(huán)境有關(guān)。 由于職業(yè)高中探究型學(xué)習(xí)活動(dòng)開展面不廣，導(dǎo)致青少年在科學(xué)探究過程中參與觀察、實(shí)驗(yàn)和制作階段較少；而普通高中因?yàn)樯龑W(xué)壓力，青少年參與狀況亦不樂觀；相反，小學(xué)生和初中生由于開展科學(xué)探究活動(dòng)普遍比較好，因此學(xué)生在科學(xué)探究過程中體驗(yàn)觀察、實(shí)驗(yàn)和制作狀況比較好。 為什么調(diào)查出來的數(shù)據(jù)與人們認(rèn)識(shí)客觀事物的規(guī)律相反，小學(xué)生與初中生在已有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，能夠通過簡(jiǎn)單的思維加工——邏輯思維和創(chuàng)造性思維，得出自己的結(jié)論的人數(shù)反而比高中學(xué)生多？究其原因可能與教師的教育觀念、教學(xué)手段、方法、形式有關(guān)。一般來說，小學(xué)、初中升學(xué)壓力相對(duì)小，所以采用的教學(xué)方式更側(cè)重調(diào)動(dòng)學(xué)生的創(chuàng)造性思維和發(fā)散性思維。 提問能力仍處于低級(jí)階段 調(diào)查發(fā)現(xiàn)，青少年已從只會(huì)提出單純記憶性的問題，轉(zhuǎn)而進(jìn)步為可以提出對(duì)兩種事物進(jìn)行比較的問題，但仍不善于發(fā)現(xiàn)需要探究才能得到實(shí)證的科學(xué)問題，這說明我們平時(shí)的課程教育還明顯存在著教師為主體的痕跡，學(xué)生的思維方式處于低級(jí)階段，只能夠發(fā)現(xiàn)與事物表象相關(guān)的問題，還不能夠捕捉住與事物本質(zhì)有關(guān)的問題。因此，科學(xué)探究活動(dòng)中還需著力培養(yǎng)青少年“發(fā)掘”多元問題的能力。 不同年齡階段的青少年提出和發(fā)現(xiàn)問題狀況也有相當(dāng)大的差異，小學(xué)生明顯比中學(xué)生善于發(fā)現(xiàn)需要通過探究才能得到實(shí)證的科學(xué)問題，除了無(wú)升學(xué)壓力外，小學(xué)生知識(shí)積累較少，因此受思維定勢(shì)影響亦較少，比之中學(xué)生更“敢”想。所以，如何隨著青少年年齡和知識(shí)的增長(zhǎng)，保持和發(fā)揚(yáng)其敢于質(zhì)疑問難的精神，是一個(gè)值得研究的課題。 探究課題大多來源于生活 關(guān)于探究性課題的選題來源，66.4％的被調(diào)查者表示“來源于身邊的生活”，54.9％表示“來源于廣闊的大自然”，32.9％表示“來源于工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”。這反映出上海青少年探究課題與實(shí)踐緊密結(jié)合的良好發(fā)展趨勢(shì)。但值得注意的是，62.4％的被調(diào)查者認(rèn)同“探究性課題的選題來源于書本及其它資料”，這種“從書本到書本”的探究?jī)A向值得我們注意，還是應(yīng)引導(dǎo)青少年更多地選擇“從書本到實(shí)際”的探究方向。 善于運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)作為工具 互聯(lián)網(wǎng)在現(xiàn)代科學(xué)探究中具有無(wú)法替代的重要作用，諸如與科學(xué)探究方向相關(guān)信息的收集，以及相關(guān)文獻(xiàn)資料的檢索等。 這次調(diào)查表明，上海青少年運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)輔助對(duì)科學(xué)問題探究的狀況，明顯優(yōu)于全國(guó)，這從與2002年全國(guó)青少年創(chuàng)造能力培養(yǎng)社會(huì)調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)的比較可以看出，2002年全國(guó)中學(xué)生能夠在家庭、學(xué)校上網(wǎng)的比例均低于30％，而本次調(diào)查中上海小學(xué)生表示“我可以運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)作為工具，為自己所要探究科學(xué)問題尋找相關(guān)的解決辦法”的就高達(dá)64.3％。 缺乏克服困難的自信心 青少年在實(shí)施探究性課題時(shí)，“有沒有興趣去探究”，“能不能完成探究任務(wù)”，都涉及到其興趣、自信心和意志力等人格因素。被調(diào)查者中，只有48.2％的表示“我自己在做探究性課題研究時(shí)能夠克服困難，圓滿完成”，也就是說，尚有半數(shù)左右的青少年缺乏克服困難的自信心和意志力，青少年在人格方面存在的上述問題值得我們關(guān)注，因?yàn)樗苯佑绊懙角嗌倌陞⑴c科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的成功與否。 另一個(gè)值得注意的問題是，隨著年齡和知識(shí)的增長(zhǎng)，青少年克服困難的自信心和意志力卻在下降，這無(wú)疑提醒我們，在發(fā)展青少年智力的同時(shí)，不可忽視其非智力因素的培養(yǎng)。知識(shí)、技能和人格的培養(yǎng)必須同步進(jìn)行。 家校環(huán)境正逐步得到改善 在青少年時(shí)期，影響最大的是學(xué)校和家庭。在家庭中，孩子與家長(zhǎng)之間的關(guān)系應(yīng)該是平等、民主的。父母應(yīng)給孩子創(chuàng)設(shè)一種活躍的思想氛圍，有意識(shí)地培養(yǎng)孩子的獨(dú)立思考能力。而學(xué)校則應(yīng)采取開放式教育，鼓勵(lì)青少年開動(dòng)腦筋，大膽質(zhì)疑問難，營(yíng)造有益于探究的良好氛圍。 令人樂觀的是，有82.2％的被調(diào)查者認(rèn)為在課堂上老師鼓勵(lì)學(xué)生質(zhì)疑問難、提出問題，這說明在培養(yǎng)青少年發(fā)現(xiàn)問題的能力上，老師的觀念已經(jīng)更新，探究性學(xué)習(xí)的教學(xué)模式得到認(rèn)同，質(zhì)疑問難的教學(xué)手段已普遍使用。隨著社會(huì)的不斷進(jìn)步，家庭的民主氛圍亦逐漸加強(qiáng)，學(xué)習(xí)型家庭的隊(duì)伍不斷壯大，這反映在57.7％的被調(diào)查者表示在家庭中可以和父母一起探究問題。 專家資源還未充分挖掘 隨著上海近年來教育現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，學(xué)校場(chǎng)地已從過去弄堂學(xué)校的6人1平方米擴(kuò)展到每人6平方米以上，大部分學(xué)校有了專用實(shí)驗(yàn)室供學(xué)生探究型學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)之用，校外教育的場(chǎng)所多了、大了，青少年科普教育基地資源豐富了，因此在做探究性課題時(shí)近4成的青少年表示可以找到實(shí)驗(yàn)場(chǎng)所。 青少年參與探究式學(xué)習(xí)及相關(guān)課題研究時(shí)，除了硬件條件外，更需要一個(gè)良好的“軟”環(huán)境，教師的指導(dǎo)、父母的支持、有關(guān)專家的指點(diǎn)都對(duì)學(xué)生的探究型學(xué)習(xí)有很大幫助。調(diào)查顯示，“軟”環(huán)境中的教師指導(dǎo)、父母支持率都達(dá)到了65％以上，比較理想。但專家指導(dǎo)這方面還存在很大問題，即上海的專家資源對(duì)青少年培養(yǎng)的作用發(fā)揮得還不夠，專家志愿者隊(duì)伍還有待發(fā)展和完善，這反映在只有26.4％的被調(diào)查者表示在參與探究學(xué)習(xí)時(shí)能得到專家的指導(dǎo)。 半數(shù)學(xué)生時(shí)間得不到保證 從調(diào)查中我們也發(fā)現(xiàn)青少年在做探究性課題研究時(shí)，能夠得到時(shí)間保證的只有45.6％，這說明還有半數(shù)以上青少年在時(shí)間上得不到保證，究其原因：考試、升學(xué)的壓力和家長(zhǎng)教育觀念的滯后，導(dǎo)致青少年業(yè)余時(shí)間的日程表上排滿了文化課的補(bǔ)習(xí)內(nèi)容，而無(wú)暇去參與和實(shí)施探究性課題。 我們看到，在各級(jí)各類學(xué)校中，小學(xué)課程為學(xué)生提供的科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的機(jī)會(huì)最多，課外科技活動(dòng)亦為小學(xué)生提供的機(jī)會(huì)最多，原因只有一個(gè)，小學(xué)生的課業(yè)負(fù)擔(dān)相對(duì)比初中生、高中生輕，因此參加的各類活動(dòng)機(jī)會(huì)相對(duì)多一些。日常參加課外科技活動(dòng)的小學(xué)生明顯多于高中生，這在上海各少年科技指導(dǎo)站是普遍現(xiàn)象。 左圖：上海市長(zhǎng)寧區(qū)少科站的老師在指導(dǎo)學(xué)生采集蘇州河水樣。 右圖：學(xué)生在對(duì)植物進(jìn)行觀察、記錄。 被調(diào)查者對(duì)體驗(yàn)科學(xué)探究過程中各相關(guān)階段的認(rèn)同率之比較單位：％ 相關(guān)鏈接 聚焦“關(guān)鍵能力”——國(guó)外開展青少年科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)現(xiàn)狀 從20世紀(jì)80年代末開始，世界各國(guó)對(duì)本國(guó)的學(xué)校教育系統(tǒng)進(jìn)行了重大的改革，教育改革成為全球政治、經(jīng)濟(jì)改革的先導(dǎo)和重要組成部分。就基礎(chǔ)教育而言，各國(guó)改革的一個(gè)基本點(diǎn)和共同點(diǎn)都集中在如何使本國(guó)的青少年具備21世紀(jì)所需要的“關(guān)鍵能力”。這種“關(guān)鍵能力”可以比較集中地概括為用新技術(shù)獲取和處理信息的能力、主動(dòng)探究能力、分析和解決問題能力、與人合作及責(zé)任感、終身學(xué)習(xí)的能力等。要培養(yǎng)這些能力僅靠傳統(tǒng)的學(xué)科教學(xué)和原有的學(xué)習(xí)方式難以勝任，必須尋找和創(chuàng)造新的課程形態(tài)和新的學(xué)習(xí)方式。于是，一種名為“project－based learning”或“project learning”（譯為項(xiàng)目課程或?qū)ｎ}研習(xí)、綜合學(xué)習(xí)等）的課程應(yīng)運(yùn)而生。 美國(guó)：強(qiáng)調(diào)以“探究”為特色 1996年美國(guó)國(guó)家科學(xué)院推出的《國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》明確指出：科學(xué)探究是科學(xué)教育的核心，學(xué)校教育要把科學(xué)探究作為獲取知識(shí)和認(rèn)識(shí)世界的一種方法，突出了學(xué)生主動(dòng)探究的學(xué)習(xí)在整個(gè)教育中的地位和作用。 20世紀(jì)90年代以后，美國(guó)掀起了第三次教育改革熱潮，特別強(qiáng)調(diào)以“探究”為特色的教學(xué)策略與方法，目的是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣與能力，包括學(xué)會(huì)與人合作，自主決策，收集信息，解決問題等方面的技能，從而促進(jìn)學(xué)生個(gè)性的健全發(fā)展。 美國(guó)積極倡導(dǎo)“以項(xiàng)目為中心的學(xué)習(xí)”和“以問題為中心的學(xué)習(xí)”兩種學(xué)習(xí)方式，都強(qiáng)調(diào)學(xué)校以學(xué)生發(fā)展為中心，教師在學(xué)習(xí)中扮演著教育促進(jìn)者和教學(xué)指導(dǎo)者的角色。美國(guó)把科學(xué)教育植根于中小學(xué)學(xué)校之中，其中在學(xué)生學(xué)習(xí)方法和學(xué)習(xí)過程中又“更強(qiáng)調(diào)”科學(xué)探究學(xué)習(xí)，這種做法將從根本上解決國(guó)民科學(xué)素質(zhì)問題。 歐盟國(guó)家：讓學(xué)習(xí)更貼近實(shí)際生活 20世紀(jì)90年代以來，歐盟各國(guó)的基礎(chǔ)教育課程改革特別強(qiáng)調(diào)，在改革課程內(nèi)容的同時(shí)，提倡運(yùn)用理論聯(lián)系實(shí)際、讓學(xué)生學(xué)習(xí)更貼近實(shí)際生活及解決實(shí)際問題的教學(xué)方法。 在北歐，挪威政府規(guī)定，中學(xué)生在校除學(xué)習(xí)學(xué)科知識(shí)外，還要研究一些必學(xué)的和選學(xué)的主題，其中必學(xué)的主題有：交通安全、環(huán)境、家庭生活、消費(fèi)教育、營(yíng)養(yǎng)、急救、性教育等。 在東歐，波蘭政府1999年頒布《中小學(xué)教育法》規(guī)定，小學(xué)要引導(dǎo)學(xué)生討論健康、生態(tài)環(huán)保、媒體等問題，中學(xué)引導(dǎo)學(xué)生參與社會(huì)和家庭生活，研究人與環(huán)境、人和現(xiàn)代社會(huì)等問題，思考和解釋各種社會(huì)現(xiàn)象。 在西歐，德國(guó)、英國(guó)等國(guó)中學(xué)陸續(xù)普遍開設(shè)了項(xiàng)目學(xué)習(xí)的課程。法國(guó)基礎(chǔ)教育和我國(guó)極為相似：重哲學(xué)、重歷史、重基礎(chǔ)文化，內(nèi)容龐雜，學(xué)生負(fù)擔(dān)較重。從20世紀(jì)90年代開始，新技術(shù)的發(fā)展和知識(shí)經(jīng)濟(jì)的崛起，對(duì)原有的教學(xué)內(nèi)容、育人方式提出了挑戰(zhàn)，法國(guó)基礎(chǔ)教育開始進(jìn)入一個(gè)深刻的轉(zhuǎn)型階段。在中小學(xué)教育改革措施中，最突出的有兩條：一是為了讓每一個(gè)學(xué)生都能取得成功，加強(qiáng)了“個(gè)別化教學(xué)”；二是為了強(qiáng)化培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和動(dòng)手實(shí)踐能力，增設(shè)了項(xiàng)目學(xué)習(xí)課程（簡(jiǎn)稱為TIPE課程）。這一“適度發(fā)揮學(xué)生創(chuàng)造力”的課程從初中到大學(xué)預(yù)科都有開設(shè)，形成了相互銜接的課程系列。 亞洲國(guó)家：增設(shè)研究性學(xué)習(xí)板塊 亞洲國(guó)家受儒家教育文化影響深重，長(zhǎng)期以來重記憶、重學(xué)術(shù)、重知識(shí)的傳承。但進(jìn)入20世紀(jì)90年代以來，亞洲各國(guó)的教育改革方案中都不約而同地把培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力作為關(guān)鍵顯現(xiàn)出來。新加坡、日本等國(guó)先后在中小學(xué)課程結(jié)構(gòu)中增加了類似我國(guó)研究性學(xué)習(xí)的板塊。其中日本在1998年12月和1999年3月頒布的《學(xué)習(xí)指導(dǎo)綱要》中規(guī)定，從小學(xué)三年級(jí)到高中統(tǒng)一增設(shè)“綜合學(xué)習(xí)時(shí)間”其課時(shí)為小學(xué)每學(xué)年105－110課時(shí)，初中為每學(xué)年70－130課時(shí)，高中每學(xué)年150－210課時(shí)，為畢業(yè)必修分。
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