許春良

摘要科學(xué)過程技能是學(xué)習(xí)者在參與科學(xué)探究過程中所從事的具體行為或是所采取的相應(yīng)的行為方式。圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)而開發(fā)的科學(xué)教材，其目的在于將科學(xué)過程技能以較為集中的方式通過“科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境”的整合加以實(shí)現(xiàn)。理想的科學(xué)過程技能教學(xué)應(yīng)當(dāng)是分散與集中互補(bǔ)性地展開，對學(xué)生科學(xué)過程技能方面的評量方式展開研究與探討。

關(guān)鍵詞 科學(xué)過程技能 科學(xué)探究 課程教學(xué)

中圖分類號：G424文獻(xiàn)標(biāo)識碼：ADOI：10.16400/j.cnki.kjdk.2021.24.027

Scientific Process Skills： Concept， Teaching and Evaluation

XU Chunliang

（Wuxi Dongbeitang Experimental Primary School， Wuxi， Jiangsu 214191）

Abstract： Scientific process skills are the specific behavior or corresponding behavior adopted by learners in the process of participating in scientific inquiry. The purpose of science teaching materials developed around cur？ riculum standards is to realize the scientific process skills in a more centralized way through the integration of"science， technology， society and environment". The ideal teaching of scientific process skills should be decen？ tralized and centralized， and the evaluation methods of students’ scientific process skills should be studied and discussed.

Keywords： scientific process skills； scientific inquiry； course teaching

《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱課程標(biāo)準(zhǔn)）指出：科學(xué)學(xué)習(xí)要以探究為核心，科學(xué)探究不僅是學(xué)生進(jìn)行科學(xué)學(xué)習(xí)的重要方式，同時(shí)也是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)。相應(yīng)的，科學(xué)探究的“過程技能”這個(gè)詞也開始進(jìn)入人們的視野，從課程標(biāo)準(zhǔn)解讀到教材編寫，從教學(xué)實(shí)施到效果測評，都無一例外地將“過程技能”作為重要的內(nèi)容列入其中。什么是科學(xué)過程技能？如何在教學(xué)中培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)過程技能？怎樣測評學(xué)生的學(xué)習(xí)效果？這些問題常常困惑著我們。

科學(xué)過程技能的概念

對于什么是科學(xué)過程技能，說法比較一致，都認(rèn)為其指學(xué)習(xí)者在參與科學(xué)探究活動中所做的具體行為或相應(yīng)的行為方式。如有學(xué)者提出：在從事科學(xué)性的探究活動中，為了確保所獲得信息準(zhǔn)確地如現(xiàn)象所顯示、為了使歸納與推理所得的想法不流于偏頗或曲解，必須在觀察或度量的技術(shù)上有要求、在演繹推理的思維上有規(guī)范。這些執(zhí)行探究的能力即稱為科學(xué)過程技能。美國學(xué)者多麗絲·阿什曾這樣表述：當(dāng)學(xué)習(xí)者以一種科學(xué)的方式與自然界相互作用時(shí)，他們會發(fā)現(xiàn)自己不知不覺地進(jìn)行觀察、提問、假說、預(yù)言、調(diào)查、解釋及交流等一系列活動。這些活動即稱為科學(xué)過程技能。由此可見，科學(xué)過程技能所表述的都是學(xué)習(xí)者在參與科學(xué)探究過程中所從事的具體行為或是所采取的相應(yīng)的行為方式。

課程標(biāo)準(zhǔn)對科學(xué)探究目標(biāo)從兩個(gè)層面進(jìn)行了闡述。一是闡述了科學(xué)探究總目標(biāo)，主要是讓學(xué)生了解科學(xué)探究是獲取科學(xué)知識的主要途徑，是通過多種方法尋找證據(jù)、運(yùn)用創(chuàng)造性思維和邏輯推理解決問題，并通過評價(jià)與交流等方式達(dá)成共識的過程。二是闡述了不同學(xué)段的科學(xué)探究分目標(biāo)，主要是從提出問題、作出假設(shè)、制訂計(jì)劃、搜集證據(jù)、處理信息、得出結(jié)論、表達(dá)交流、反思評價(jià)這八個(gè)要素來描述科學(xué)探究在各個(gè)不同學(xué)段的具體目標(biāo)。

綜上所述，人們對于“什么是科學(xué)探究的過程技能”在認(rèn)識上并無實(shí)質(zhì)性的差異，若有之，亦屬于表述角度的側(cè)重有所偏倚。目前國內(nèi)也出現(xiàn)了多套圍繞課程標(biāo)準(zhǔn)而開發(fā)的科學(xué)教材，它們在科學(xué)過程技能的安排方面都有較為獨(dú)特的設(shè)計(jì)考慮。例如展開專項(xiàng)主題單元設(shè)計(jì)，其目的就在于將科學(xué)過程技能以較為集中的方式通過“科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境”的整合加以實(shí)現(xiàn)。

科學(xué)過程技能的教學(xué)

科學(xué)過程技能和“科學(xué)知識”“科學(xué)態(tài)度”“科學(xué)、技術(shù)、社會與環(huán)境”一樣，都被列入為學(xué)生所應(yīng)掌握的內(nèi)容，由于它伴隨于其他各項(xiàng)學(xué)習(xí)內(nèi)容之中，直接影響到科學(xué)學(xué)習(xí)的最終效果，因此，科學(xué)過程技能的教學(xué)要特別引起教師的重視。如何有效地培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)過程技能，以下兩點(diǎn)建議僅供參考。

1.操作與思維共存

科學(xué)過程技能按照內(nèi)在的或者外顯的活動來劃分的話，可以分為兩大類：一是以內(nèi)在心智運(yùn)作來歸理，如回憶、辨識、分析、比較、評估、推斷、概括、綜合等，可稱其為思考技能；一是以外顯行為來歸理，如觀察、測量、分類、排序、設(shè)計(jì)、建立模型等，可稱其為操作技能。但在實(shí)際教學(xué)中，我們總是自覺或者不自覺地更側(cè)重于對學(xué)生操作技能的訓(xùn)練，削減了心智技能的成分。

以“觀察”為例，課程標(biāo)準(zhǔn)中的具體內(nèi)容是：能用各種感官直接感知自然事物并用語言或圖畫描述所觀察的事物的形態(tài)特征，能用簡單的工具（放大鏡、顯微鏡等）對物體進(jìn)行較細(xì)致的觀察，并能用圖和文字表達(dá)。

看上去上述要求對于教師和學(xué)生來講不難實(shí)現(xiàn)，教師提供一定的物體和工具，對學(xué)生進(jìn)行必要的觀察方法的指導(dǎo)，組織學(xué)生開展觀察活動就能夠達(dá)成了。但細(xì)細(xì)想一下，這個(gè)要求對于六年級的學(xué)生來講似乎偏低了一些。為什么？原因就在于，教師組織的這種觀察技能的教學(xué)是一種觀察目標(biāo)已經(jīng)被明確無疑的行為，它缺乏學(xué)生對觀察目標(biāo)的自主選擇，缺乏學(xué)生思考的成分。其實(shí)學(xué)生的觀察能力是逐步發(fā)展的。第一個(gè)層次是運(yùn)用感官辨別事物的特征，簡單地說就是用單一或多種感官，直接或者間接地進(jìn)行觀察；第二個(gè)層次，能夠依據(jù)時(shí)間順序或者空間位置的不同來觀察事物的變化；第三個(gè)層次是能夠依據(jù)對某種概念的認(rèn)知，有目的、有計(jì)劃地進(jìn)行觀察。所以，我們期待的是這樣的觀察技能的訓(xùn)練：學(xué)生應(yīng)該明確教師布置的觀察任務(wù)，并對當(dāng)前自己擁有的觀察條件有所認(rèn)識，然后決定自己該怎樣進(jìn)行觀察，重點(diǎn)放在何處，可能會遇到什么困難，如何克服，等等。這樣的觀察就不僅僅是一種技能，而且是一種觀察能力，一種帶有思維活動參與的操作能力。當(dāng)然這種訓(xùn)練應(yīng)當(dāng)按照從簡單到復(fù)雜，從易到難的順序進(jìn)行，不可能一蹴而就。一開始教師可能在技術(shù)層面上的指導(dǎo)多一些，但隨著教學(xué)活動的深入，就要有意識地培養(yǎng)學(xué)生思辨性地進(jìn)行操作，否則，學(xué)生的科學(xué)過程技能將變得生硬僵化。

2.分散與集中互補(bǔ)

每一種過程技能都有各自的特點(diǎn)，它們依照從簡單低級向復(fù)雜高級的邏輯順序排列，其順序?yàn)椋河^察—交流—估計(jì)—測量—搜集數(shù)據(jù)—分類—推斷—預(yù)測—制作模型—解釋數(shù)據(jù)—制作圖表—假設(shè)—控制變量—下操作性定義—探究。這些過程技能與學(xué)生的年齡段相適應(yīng)。但問題是小學(xué)生的科學(xué)探究活動過程很短，有時(shí)研究的問題比較粗淺，那么再強(qiáng)調(diào)一個(gè)個(gè)步驟的依序進(jìn)行就不切實(shí)際或者不可能。在這種情況下仍然堅(jiān)持分散進(jìn)行過程技能的訓(xùn)練也就不太現(xiàn)實(shí)了。

有人打過這樣一個(gè)比方：學(xué)習(xí)騎自行車，不能夠今天專門學(xué)習(xí)踩踏板，明天學(xué)習(xí)操縱車把，后天練習(xí)剎車的使用，這樣的話是對學(xué)習(xí)騎自行車是沒有多大益處的。對于這項(xiàng)任務(wù)而言，“協(xié)調(diào)”的動作才是最重要的。在整體的活動中，雖然從解析的角度來看需要各項(xiàng)技能，可是在心態(tài)上，是為了解決整個(gè)問題而努力的，什么情況下會運(yùn)用觀察、什么情況下會運(yùn)用推斷，其實(shí)是隨機(jī)應(yīng)變的、瞬息決定的。因此，有學(xué)者認(rèn)為，關(guān)于培養(yǎng)科學(xué)過程技能的教學(xué)，其實(shí)就是促成學(xué)生從事科學(xué)性探究活動的方法，整個(gè)活動是整體性的，而不是分項(xiàng)的。

“觀察與測量”是學(xué)生需要掌握的一項(xiàng)最基本的科學(xué)探究過程技能。很多教師對此產(chǎn)生片面理解，以為需要在這一內(nèi)容中全部進(jìn)行“觀察與測量”的技能訓(xùn)練，沒有從更高的站位思考這一編排設(shè)計(jì)的根本意圖，即一學(xué)期所著重訓(xùn)練的過程技能是“觀察與測量”，而不是集中在這一兩篇課文之內(nèi)。事實(shí)上也沒有哪一位教師用40分鐘時(shí)間來單一訓(xùn)練學(xué)生如何使用尺子、放大鏡或量杯，他們往往更傾向于設(shè)計(jì)某個(gè)具體的活動內(nèi)容來達(dá)成該項(xiàng)技能的課程目標(biāo)。如在“全國小學(xué)科學(xué)教育改革與發(fā)展研討會”上，特級教師曾寶俊設(shè)計(jì)的《一炷香燃燒多長時(shí)間》一課，就將觀察、測量、計(jì)算、預(yù)測、制訂計(jì)劃、實(shí)驗(yàn)等過程技能很好地融合在一起。所以，理想的科學(xué)過程技能教學(xué)應(yīng)當(dāng)是分散與集中互補(bǔ)性地展開，從早期就著手培養(yǎng)學(xué)生掌握所有的過程技能，這一點(diǎn)相當(dāng)重要。

科學(xué)過程技能的測評

盡管教師的教學(xué)水平與學(xué)生的學(xué)習(xí)效果之間有很大的正相關(guān)，但由于測評依據(jù)的不同或采用了不恰當(dāng)?shù)脑u量方式，很有可能出現(xiàn)的一種情形是：一位教師看起來很會教學(xué)生，課堂氣氛熱烈高漲，但是沒有教會學(xué)生任何東西。一個(gè)比較迫切的問題是：目前關(guān)注比較多的往往是對科學(xué)教師的教學(xué)狀況，而非學(xué)生的學(xué)習(xí)結(jié)果，更不用說關(guān)注學(xué)生的科學(xué)過程技能方面的發(fā)展了。課程標(biāo)準(zhǔn)的基本理念指出，評價(jià)既要關(guān)注學(xué)生學(xué)習(xí)的結(jié)果，更要關(guān)注他們學(xué)習(xí)的過程。此處的學(xué)習(xí)過程，亦可理解為科學(xué)探究活動中的過程技能。因此，我們有必要對學(xué)生科學(xué)過程技能方面的評量方式展開研究與探討。

1.分項(xiàng)式測評

這種測評方式是把科學(xué)過程技能解析之后，分項(xiàng)去測評，它可以針對各項(xiàng)過程技能的特質(zhì)去設(shè)計(jì)題目，目的性強(qiáng)，易于操作。如某學(xué)者設(shè)計(jì)的兩道測評題。

題1：經(jīng)驗(yàn)與通則的應(yīng)用（內(nèi)插法預(yù)測）

以下是數(shù)枚鳥蛋的大?。▓D中約為實(shí)際的一半）及其孵化小鳥所需的天數(shù)，其中有一枚野外發(fā)現(xiàn)的不知名野鳥的蛋。請你估計(jì)這枚蛋孵化出小鳥所需的天數(shù)。

□30天以上□約19～30天□約14～19天□約13～14天□約13天以下

題2：能采用適當(dāng)?shù)膯挝患暗刃У墓ぞ邅碜龆攘坎⒆龀龉烙?jì)

這是一張圖片，你能告訴我這個(gè)塔大約高多少米？你是根據(jù)什么來推算的？

2.體系式測評

體系式測評可以系統(tǒng)地評估學(xué)生在科學(xué)探究學(xué)習(xí)中對科學(xué)知識概念的理解力、自行探究科學(xué)的能力、對科學(xué)探究過程的認(rèn)識力以及對探究的理解。

作為一個(gè)相對完整的評價(jià)體系，“科學(xué)學(xué)習(xí)評價(jià)表”“科學(xué)日記”“科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆痹谶@一體系中各自發(fā)揮著不可或缺的作用。其中，“科學(xué)學(xué)習(xí)評價(jià)表”是這一評價(jià)體系的指標(biāo)系統(tǒng)，它列舉出了在一個(gè)學(xué)期的科學(xué)學(xué)習(xí)過程中必須完成的各項(xiàng)基本任務(wù)；“科學(xué)日記”是實(shí)施評價(jià)任務(wù)的主要載體，它以圖形或文字的形式直接反映著學(xué)生的科學(xué)探究活動歷程；“科學(xué)獎(jiǎng)?wù)隆弊鳛橐环N評價(jià)激勵(lì)手段，它以獎(jiǎng)?wù)碌男问綄W(xué)生所取得的成績予以肯定。

3.專題式測評

專題式測評是指讓學(xué)生圍繞某一主題展開相關(guān)的探究活動，對其在活動過程中的表現(xiàn)和結(jié)果進(jìn)行測評。

下表中是適合三、四年級學(xué)生使用的“好玩的聽診器”專題活動，其涉及多項(xiàng)科學(xué)過程技能。“好玩的聽診器”中的科學(xué)過程技能