第二节 科学探究
科学探究内容标准框图：
一、对科学探究的认识
（一）什么是探究
在当今国际科学教育改革的热潮中，探究（Inquiry）是出现频率最高的几个关键词之一。按照《牛津英语词典》中的定义，探究是“求索知识或信息特别是求真的活动；是搜寻、研究、调查、检验的活动；是提问和质疑的活动”。其相应的中文翻译有“探问”、“质疑”、“调查”、及“探究”等多种译法。就语义而言，据《辞海》（1980年版）的解释，“探究”指“深入探讨，反复研究”。
（二）什么是科学探究
科学探究是指人们通过一定的过程和方法对客观事物和现象进行探索、质疑和研究。
现代教育科学使用的“科学探究”一词往往具有两个层面上的含义：一是科学探究活动，二是科学探究技能。
科学探究活动，又可以区分为科学家（泛指一切科学工作者）的科学探究活动和学生的科学探究活动，两者在对象、方法和结果上存在差异。
科学家的科学探究活动的对象是人类未知的，方法既规范严谨又富于创新，结果往往可以深化人类对客观现实的认知并改善人类的生活质量。
学生科学探究活动的对象通常只是学生自己未知的，方法比较简单，而且需要教师的帮助，结果一般只能提高学生对某个事物、某种现象的认识，在教师的引导下，这样的结果也可以用来改善学生的生活质量。
两者在过程或程序上是一致的。任何科学探究活动都包括如下一些基本步骤，即：Ａ.提出问题／明确问题；Ｂ.猜想与假设结果；Ｃ.制定计划并通过观察、制作、实验等手段来搜集并整理有关信息和证据；Ｄ.得出结论；Ｅ.表达与交流探究结论。科学家要通过这些步骤去发现真理，学生也能通过这些步骤去接近真理。
科学探究技能是指使人能够顺利完成科学探究活动的动作方式或操作顺序。显而易见，科学家的探究技能总体上优于学生的探究技能，但是学生时代掌握的探究技能为日后的探究技能发展奠定了基础。更有意义的是，掌握了初步的的科学探究技能的学生，不必等到日后，现在就可以开始探究并解决生活中遇到的一些问题，在实践中进一步发展探究技能。
（三）科学探究活动的特征
1.目标的双重性
科学探究活动的目标，一是指向具体的、未知的某个问题或某类问题；二是指向科学的本质，通过对具体问题的研究探索科学的奥秘。
2.活动的过程性
任何一个科学探究活动必定由若干个基本步骤所组成，每个科学探究活动的具体目标是有差异的，但是各个科学探究活动的基本步骤却是大致相同的。
3.方法的针对性
对于不同的问题必须采用不同的探究方法，如物理测量的方法，化学分析的方法，社会调查的方法，等等。
4.工具的有效性
科学探究活动中往往需要恰当地使用工具来帮助我们了解感官所不及的事物或现象。比方拨动琴弦来演示声波的存在，用望远镜观察月球的表面,等等。
5.证据的重要性
科学尊重事实、注重证据、实事求是、不迷信权威。
6.结果的可重复验证性
科学探究的结果必须通过一定方式与他人进行交流，一方面接受他人的重复验证，证明或证伪；另一方面可以在他人意见的基础上进一步完善自身的构思方法和探究结果。
7.结论的开放性
科学探究活动的结论来自对探究结果的归纳整理和逻辑推理，代表了特定的人在特定时段的研究水平，对它的合理怀疑是科学进步的动力，对它的进一步研究可以带来科学发展的新成就。
（四）为什么要在小学科学课程中强调科学探究
①探究是满足儿童求知欲的重要手段，对于保护儿童珍贵的好奇心至关重要。学生可以从中获得巨大的满足感、兴奋感和自信心，并焕发出内在的生命活力。如果在进入学校后就宣布禁止儿童开展探究活动，不仅违背儿童的天性，而且不利于儿童身心健康发展。
另外，探究也是人生主要乐趣之一，可以给童年带来乐趣。如果学生曾经有过沉醉于探究之中的经历、体验和印象深刻的回忆，那么，学生就更可能在现在和将来漫长的人生道路上，更好地享受探究这一人生乐趣，更敏锐地发现生活的美好，更充分地感受和珍爱生命之美，更深刻地体味人生的真谛和存在的价值。
②探究是学生获得知识的重要途径，要给予儿童真知，更要引导他们主动寻求真知。正所谓授人以鱼不如教人以渔。引导学生自主获取知识或信息，对于培养学生学会学习、终身学习具有重要意义。
另外，通过亲身探究获得的知识是儿童自己主动建构起来的，是儿童真正理解、真正相信的，是真正属于儿童的。只有通过亲身探究和实践，这些知识才在儿童心中真正获得新生和意义，获得“深层理解”。
③探究过程本身不仅可以使儿童的思维受到最好的锻炼，有利于学生解决问题能力的培养，而且是科学精神、科学态度、科学方法培养的主要途径。这对于儿童科学素养的全面发展十分关键。从中习得的科学过程与方法，对于儿童参与生活中与科学相关的问题解决与决策，是个重要的基础（与科学知识同样重要）
④由于探究过程需要探究者综合运用自己的已有的知识和经验，这对于增进和加深对已有知识的理解，将其融会贯通，十分关键。
⑤探究过程中需要学生们合作、交流和各种协调一致的尝试，这些合作与交流的实践和经验，可以帮助儿童学习按照一定规则开展讨论（而不是争吵）的艺术，学会准确与他人交流；学会相互接纳、赞赏、分享、互助，等等。这种客观开放精神的形成并非易事，要靠长久的教育才能得到。
⑥在亲历探究过程中，学生经历挫折与失败、曲折与迂回、成功与兴奋，这其中的许多感受和体验是他们理解科学的本质、理解科学精神的意义与价值的基础。
另外，也只有在这样的亲历过程中，儿童才真情地感受到并由衷地赞叹科学概念原理比他们以前的个人见解有更为强大的说服力、迷人魅力和科学规律美的震撼力——“科学之美”。
（五）小学生认识科学探究的具体内容标准
①知道科学探究涉及提出问题，解答问题，将自己的结果与已有的科学结论作比较。
②知道不同问题要用不同的探究方法。
③知道为什么使用工具比感官更有效。
④体验科学探究中证据、逻辑推理及运用想象建立假设与理解的重要性。
⑤了解科学探究的结果应该是可以重复验证的。
⑥知道对其他探究结果提出质疑是科学探究的一部分，了解合理怀疑是科学进步的动力。
⑦懂得交流与讨论可以引发新的想法。
⑧知道科学探究可为进一步研究提供新经验、新现象、新方法、新技术。
（活动建议：比较探究月相变化规律和解暗箱过程中使用的不同方法）
二、科学探究的过程和方法
科学探究的过程和方法主要是提出问题、猜想与假设、制定计划、观察、实验、制作、搜集整理信息、思考与结论、表达与交流等。
（一）提出问题
具体内容标准：
①能从“这是什么”、“为什么会这样”等角度对周围事物提出问题。（活动建议：在教学活动起始阶段，安排学生进行发散性提问）
②能选择适合自己探究的问题。
③能对所提出的问题进行比较和评价。
（活动建议：进行比较时，找出多数学生感兴趣、有条件可研究的、有价值的问题）
（二）猜想与假设
具体内容标准：
①能应用已有知识和经验对所观察的现象作假设性解释。
②能区分什么是假设，什么是事实。（活动建议：在动手实验之前，让学生对实验结果进行假设和预测。如在做物体的沉浮实验之前，先让学生假设物体的沉浮与什么有关，然后对给出的几种物体的沉浮做出预测。）
（三）观察、实验、制作
具体内容标准：
①能用各种感官直接感知自然事物并用语言或图画描述所观察的事物的形态特征。（活动建议：对动物、植物、水、空气、岩石等外部形态特征进行观察与描述）
②能用简单的工具（放大镜、显微镜等）对物体进行较细致的观察，并能用图和文字表达。（活动建议：对花的构造、细胞等进行观察，并能画图和用文字说明）
③能用简单测量工具（尺、测力计、天平、量筒、温度计、秒表等）对物体进行定量观察，采集数据，并作简单记录。（活动建议：测量物体长度、重量、温度等，并用计量单位记录）
④能用简单器材做简单的观察实验，并作实验记录。（活动建议：杠杆平衡实验、斜面省力实验、种子萌芽条件对比实验等）
⑤能做控制变量的简单探究性实验，会设计简单的实验报告，绘制简单图表。（活动建议：探究小车运动速度与载重量的关系；探究电磁铁磁性大小与哪些因素有关系）
⑥能制作简易科学模型。（活动建议：制作岩石标本，昆虫模型，火山、地层模型等）
⑦能综合运用所学知识，制作带有创造性的科技作品。（活动建议：起重机模型、生态瓶能量转换装置等）
（四）搜集整理信息
具体内容标准：
①会查阅书刊及其他信息源。
②能利用简单表格、图形、统计等方法整理有关资料。（活动建议：测量一杯热水温度的变化，并画出曲线图）
（五）思考与结论
具体内容标准：
①能尝试用不同的方式分析和解读数据，对现象作合理的解释。
②能考虑对同一现象做不同的解释。
③能反思自己的探究过程，将探究的结果与假设相比较。
（六）表达与交流
具体内容标准：
①能选择自己擅长的方式（语言、文字、图表、模型等）表述研究过程和结果。
②能倾听和尊重其他同学的不同观点和评议。
③能对研究过程和结果进行评议，并与他人交换意见。
