首页 -> 2006年第8期
幼儿科学探究过程技能的培养
作者：郝京华
对科学方法教育的重视始于二十世纪六十年代。面对科学知识呈几何级数的增长和陈旧率不断加速的态势，教育家重新思考一个古老的问题：什么知识最有价值?在科学技术对人类生产生活产生巨大影响的工业革命时代，该问题的提出者斯宾塞的回答是“科学知识最有价值”。但六十年代教育家的观点则认为，方法比知识更重要。尤其是“对于孩子们而言，学会如何做科学要比学习别人已经总结的事实、概念、原理、理论和法则好得多——学会做科学要优于学习科学本身”。①重视方法的科学教育并不完全出于对科学知识增长加速致使学校教不完的反思，它还有更重要的价值：运用科学方法可以创造更多的科学知识；科学思维方式的形成，对智力发展也有重要的影响。
什么是科学方法?简言之，就是科学家工作的方法。那科学家又是如何工作的呢?首先需要明确的是，做科学没有唯一的正确方法，科学研究是一个充满创造的过程。但这并不妨碍我们对科学探究所涉及的基本过程做大致的抽象概括，这些过程是大多数科学家常常会用到的一些基本方法：提出问题、做出假设、实验观察、数据采集以及做出结论。二十世纪六十年代，科学教育的一个重要研究成果是更为具体的科学探究过程技能的提出。科学探究的过程技能指的是“一系列广泛的、可转移的能力，适合于许多科学规律，是科学家行为的反映。”(PadiⅡa)通过这些过程技能，孩子们可以发现科学家是如何思考和工作的，可以用类似于科学探索的方式探讨他自己的问题。这些具体的过程技能是：(1)观察——用感官(视觉、听觉、味觉、嗅觉和触觉)近距离地接触事物；(2)分类——从相似的物体中抽取共同特征后把不同事物分成不同的群或组；(3)测量——对物体量的测定，如长度、重量或质量、温度、时间、体积等；(4)交流——主体间信息的沟通，包括语言和非语言行为；(5)预测——是对某一情况下一步可能会发生什么事所做的猜测；(6)推断——是对某事发生的原因所做的猜测。这六个技能称为初级过程技能，除此外还有六个综合过程技能，它们分别是：(1)识别和控制变量；(2)形成并验证假设；(3)数据解释；(4)设计操作；(5)实验；(6)建立模型。初识过程技能是综合过程技能的基础，换言之，综合过程技能是在初级过程技能的基础上形成的。学者们普遍认为，初级过程技能可以从幼儿园开始培养，而综合过程技能则要到三年级以后才开始培养。其依据主要是儿童智力发展阶段理论。基础过程技能和综合过程技能的年级分配如下表(K指幼儿园)：
从表中可以看出，初级过程技能从幼儿园前期，一直延续到八年级。
科学探究过程技能的提出为科学课程的改革提供了新思路。首先，它使科学课程的设计多了一个课程要素——过程技能要素。下表是著名的美国科学课程Foss的整体单元架构。
右边的一列即为科学探究的过程技能，它们大多不是独立的单元，和左边的关系是交融、镶嵌的关系。其次，科学课程的设计开始考虑探究活动的安排，因为只有在探究活动中，才会有期望的探究行为发生。儿童的探究活动要依附于一定的物质载体，这样，科学课程便有了第三个变化——工具箱(供儿童探究用的各种学具)的设计。现在的科学课程已不是一些教师参考书和教科书的总称，而是包括成套工具箱在内的科学教学资源包。Handson成了新科学课程体系的代名词。Handson不单指动手，更包括重要的动脑。动手和动脑的关系可以用下面的矩阵图表示：
尽管以往幼儿科学教育也有很多动手的活动，但那些活动主要是为知识的理解服务的。而现在的动手活动要求“一箭双雕”——既顾及知识的理解，又要顾及科学探究技能的练习，甚至更强调后者。好的科学课程均应该具有这样的品质。这里仍以Foss幼儿科学课程为例：在《两两成对的动物》单元中，有关金鱼的内容中镶嵌了一系列的观察任务：(1)仔细观察一条小金鱼，并把它画下来；(2)再放人一条金鱼，比较这两条金鱼有什么不同；(3)放人一些水草，观察小金鱼的反应，并据此推断小金鱼对水草的喜恶；(4)放入一块假山石，观察小金鱼的反应，并推断小金鱼对假山石的好恶；(5)放入另一种水中动物，如河虾，观察小金鱼的反应……在《布》单元
里，课程设计者用了一些不同的布料，让儿童做各种匹配活动——在“感觉箱”里摸出和布样一样质地的布料；
拿着老师发给的布料，找出和挂在教室里一样的布料；按质地给布料分类；往不同的布料上滴水，观察布料的吸水情况——有没有形成水珠或一开始形成水珠然后又侵入布；侵入布时是集中于一点，还是流了出来；判断什么布料适宜做雨衣。一个单元下来，儿童不仅知道了什么是泡泡纱，什么是斜纹布，什么是呢子，什么是尼龙，什么是丝绸，观察、分类、推断、预测等技能也得到了充分的练习。
科学探究过程技能的培养，不仅要求设计课程时要多提供练习的机会，还应考虑过程技能的“螺旋上升”问题。儿童在接受正规教育前，或多或少都会形成一些和探究有关的技能，如分类、推理等；问题是“自然”与“使然”形成的过程技能有质的区别。为了保证“使然”的科学性，诊断儿童现有的探究过程技能水平就成为科学课程设计的一个重要逻辑起点。有一些现成的评价工具可以帮助我们思考：美国科学教育专家奥斯特伦协将前述12个过程技能中的9个——观察、交流、估计、测量、搜集数据、分类、推断、预测和制作模型分别由易到难排成六级水平。每一级都有相应的评价方案，包括评价的材料和过程指导。以推断为例：一级水平方案：材料：袜子，内装一个小物体，如花生、蜡笔。过程：(1)让儿童把一只手伸进袜子，感觉一下袜子里的东西；(2)描述该物体摸起来的感觉；(3)想象一下物体是什么样的，把它们画下来。二级水平的方案是：材料：从同一种颜色纸上剪下来的三角形、圆形、长方形、正方形若干；过程：(1)对照右表，把剪下来的几何图形一一放在表上；(2)观察每行图形的变化规律；(3)推断每一行最后一个应该是什么图形。
该评价手段不仅可以用作前科学探究过程技能的诊断测试，也可用作练习结果的测试。
科学探究过程技能使培养“聪明”的儿童成为可能，它扭转了智商决定论的思维定势，从幼儿园开始培养更可收到事半功倍之效。
[参考文献]
①②(美)大卫．杰纳，马丁著．走进中小学科学课——建构主义教学方法[M]吉林：长春出版社，2003.13955—56，P125．
③(美)FossIntroduction．
④(美)奥斯特伦著，王春华主译．科学探究过程技能评价手册[M]．北京：高等教育出版社，2004．