教材探究能力設置體系概述

一、探究能力與科學概念并行發展

科學探究是人們探索和了解自然、獲得科學知識的重要方法。以證據為基礎，運用各種信息分析和邏輯推理得出結論，公開研究結果，接受質疑，不斷更新和深入是科學探究的主要特點。

小學科學課程主要以學生經歷獲取事實性知識的探究活動為主，注重科學概念與探究能力相互聯系、相互促進、同步發展，這為我們以科學概念和探究能力并行發展作為教材編寫的邏輯主線，提供了可靠的依據。

湘版小學《科學》教材從學生的知識背景和認知發展規律出發，綜合考慮學前教育起點和初中教育延續，以探究技能和科學概念并行發展為明線，以科學態度為隱性滲透、STSE為融合延伸的暗線來組織教材，用科技史來促進這兩條線的完善。同時，合理規劃課程標準中“科學知識、科學探究、科學態度、STSE”四維目標在三個學段的發展梯度，用活動有序來組織“物質科學、生命科學、地球與宇宙、技術與工程”四大領域的科學內容，有機融入具有上述“八個方面教育功能”的科技史，分步、分層落實基本方法、基本技能和綜合探究技能。教材的結構體系模型示意圖如圖1所示。

整套教材強調了領域之間的聯系和綜合，并注意與生活、社會相結合來選擇課題，從學生親歷的事物和生活中產生的一些實際問題出發，圍繞相關科學內容，選擇與設計有利于達成學習目標的各種活動，并提供適合的教學和學習策略，引領學生通過感知、體驗、觀察、調查、研究身邊的環境和事物，動手去“做科學”，讓學生在手腦并用中去獲取科學知識與技能，主動地獲得對科學的理解，提高實踐能力和創新意識，培養科學的精神和態度，增進對“STSE”之間關系的理解，形成科學的價值觀，實現四維目標融合統一，同步、協調發展。

二、技能方法，分項落實，循環訓練，螺旋上升

學生探究能力的發展是一個漸進的過程，必須符合小學生的年齡特點。指導性探究、引導性探究、自主性探究三個層次，每個層次的探究要素都涉及了多個單項技能方法，均屬綜合技能，綜合技能與某些單項技能方法之間具有一定的從屬關系。例如，探究要素“處理信息”，無論本人還是他人在整理、加工和概括事實材料時，均必須從比較和分類工作做起。因為，人們要識別事物、辨認事實，首先要做到鑒別事物的屬性和區分事物的種類。比較和分類正是做這種工作的基本方法，因此，掌握比較、分類方法，是培養處理信息能力的前提。

教材組在深入研讀小學課程標準的基礎上，綜合考慮技能方法及認知起點、目標層次、研究對象、自主性程度等相關因素，然后對科學探究學段目標進一步分層、細化，梳理技能方法之間的從屬關系和水平層次，構建技能方法發展體系，以便在編寫教材時，能更準確地預設學生的障礙點，把握“教、扶、放”的策略和時機。依據循序漸進、螺旋上升的原則，我們將探究技能方法的發展進行如下規劃：

低年級側重訓練感官觀察、比較、分類、提出問題等技能方法；

中年級側重訓練借助工具或儀器觀察、測量、描述、類比、歸納、抽象、概括、分析等單項技能方法，以及收集證據、處理信息等綜合技能；

高年級側重訓練控制變量、下操作性定義、作概念圖和統計圖表、撰寫報告、推理判斷、模型描述等單項技能方法，以及實驗設計、制訂計劃、作出假設、反思評價、得出結論、表達交流等綜合技能。

例如，探究要素“提出問題”從問題的屬性、提問的角度、學生自主性程度三個維度分成了三個發展進階層次。在此基礎上，進一步細化、分解“提出問題”進階段層次（如圖2所示）：

首先，將“提問過程”細化分解為如上圖所示的“兩個過程”和從左到右“五個環節”（有些問題只涉及部分環節）；

接著，分析完成這些環節需要的相關技能或思維方法（觀察、比較、分析、推理、判斷、表達、抽象、概括等），明確這些技能方法之間存在從屬關系（如“發現問題現象或關系”環節，需要在觀察、比較的基礎上，分析、推理等要以比較為前提，抽象要以比較、分類為前提，概括要以抽象為前提）；

再次，根據課標中“提出問題”的維度和學段目標、過程順序、技能方法從屬關系等劃分發展進階層次，為設計活動實施策略提供依據。

由于新課標將科學探究能力中各個要素的發展目標按低中高學段劃分成三個層級目標，因此將舊版教材分冊落實綜合探究技能并單設相應綜合單元的方式（如“我學習了觀察”“我愛做實驗”“收集信息，讓我大開眼界”“整理信息，讓我們發現更多”等），調整為先訓練單項技能和思維方法，再分段分級訓練八個探究要素相應的綜合技能，按“先單一后綜合、先局部后整體”的流程，用“個案滲透（感性體驗）——方法提煉（理性概括程序性知識）——引導遷移（方法指導）——自主運用”的編寫思路，分項、分步、分層在活動中加以落實，完成三個學段三次循環的梯級進階訓練。我們希望教師依據學生的年齡特點和認知背景，把握指導示范、引導啟發、自主合作的時機，讓學生經歷由模仿到半獨立再到獨立的過程，逐步將學生的探究引向深入，循序漸進地提升學生的探究水平，培養學生的思維能力、實踐能力和創新能力，進而發展探究能力。探究能力發展示意圖如圖3所示。

三、組織實施探究活動的兩種方式

教材中的探究活動主要采用發現式探究和接受式探究兩種學習方式，學習方法可分為接受式學習和探究式學習兩類，如圖4所示。

被大多數教師摒棄的授受式學習，是一種學習者被動接受的學習方法，目前大家研究較多的發現式探究學習是一種發現式學習方法。這兩種學習方法最大的區別，就在于學習者在學習過程中角色與位置不同、學習內驅動力不同。

發現式探究符合新課標提出的理念——學生是科學學習的主體。學生從問題出發，帶著自己的假設結論，在觀察實驗中去發現驗證自己假設結論的事實，從而得到一個正確的結論。在此過程中，學生能親自觀察，能動手做實驗，能在觀察、實驗中獲取事實，尋找事物間的關系或變化規律，這是發現式探究學習的關鍵。

然而，有許多探究活動中的事物難以實地觀察或在實驗室觀察實驗。此時，采用接受式探究方式進行探究活動便是恰當的選擇。接受式的探究學習過程與發現式探究的學習過程基本相同，學生的學習過程仍是從問題出發，帶著自己的假設結論，在前人的研究事實中獲取驗證自己假設結論的事實，從而得到一個正確的結論。

接受式的探究學習過程，也是一種好的學習方法，是學生主動探究的學習過程。在這一過程中，學習者主動接受了前人的研究結果，把它變成驗證自己假設結論的事實依據，從而建立自己的正確認識，它既符合探究式的學習過程，又包含了主動接受的學習內容。它與授受式學習最大的區別就在于：學習者在學習過程中始終處于主體學習的位置，并具有主動探求接受的內驅動力。