1、科學探究過程技能單元的設計與思考蘇教版小學科學教材編寫組科學是一種知識體系。它是以確切的事實為依據(jù)、提出能對事實加以合理詮釋的“想法與理論”。這些想法及理論之間經(jīng)邏輯思考，建立起協(xié)同一致的、不相互矛盾的、可以相互援引的知識體系。某一知識是否被視為“科學”，不僅要從知識的確實性、一致性、邏輯性去考核，也可從獲得知識的“過程與方法”上去檢驗。因此，如何去獲得知識的“方法和過程”也常成為檢驗“此一知識是否為科學”的依據(jù)。科學教育一種重要的目標就是培養(yǎng)學生在科學探究過程中所需運用的各項技能；設想學生一旦擁有這些技能，便可憑借這些技能來探究周圍的世界，并且所獲得的知識也就能具有“科學”的特質。基于以上的

2、考慮，蘇教版小學科學教材特別突出了科學探究過程技能方面的訓練，并為此特別安排了一個序列，來系統(tǒng)地訓練兒童科學探究能力。本文將系統(tǒng)地介紹蘇教辦小學科學教材的過程技能單元的編排思路及特色。一、國際科學教育領域中對科學探究過程技能的研究美國在六十年代興起改進“科學教育”的熱潮，美國科學促進會（AAAS：American Association for the Advancement of Science）自一九六一年開始考查及分析科學家進行科學研究工作的過程及行為，并設法將科學工作過程所運用的技能納入自然科學的課程及教學活動中。經(jīng)過九年的研究與發(fā)展，提出一套稱之為SAPA（Science-A Pro

3、cess Approach）課程。這一課程的教學（或學習）活動就是仿照科學家在實驗室中的研究工作所為，期望學童經(jīng)過這樣的教學模式，能熟練科學研究過程中所運用的各項技能。即使在他長大成人之后，在處理事情及解決問題時，能夠像科學家一般地思考一般地做。SAPA課程中的“科學過程技能”首先考慮的是科學家在實驗室或野外從事科學研究工作時，他們做些什么？怎么做？研發(fā)者將這些科學工作過程加以解析，共標示出：觀察、應用時空關系、分類、應用數(shù)字、測量、傳達、預測、推理、控制變因、解釋數(shù)據(jù)、形成假設、下操作型定義、進行實驗等十三項技能。科學SAPA課程研制者將“科學家的過程技能”探究與發(fā)現(xiàn)過程加以解析之后，把這些

4、操作融入科學教學活動之中，形成了特別的“SAPA課程”的過程技能。在SAPA課程中，“科學探究過程技能”和“科學知識”一樣都是列為學生所應學習的內容。這種“以科學探究活動過程來進行教學”的課程，迅速流傳到世界各國，并相繼納入自然科學的教學活動中加以培養(yǎng)；我國新課程改革以來的科學教育理念也吸收了SAPA的過程技能的序列，蘇教版小學科學教材也以此為依據(jù)之一來設計教材。二、蘇教版關于科學探究過程的表述科學探究的過程：提出問題收集證據(jù)分析與解釋交流與質疑結論與拓展觀察調查實驗測量分類假設控制科學思維科學方法從上述內容可以提煉出科學探究中的過程如下提出問題l 能提出與科學有關的問題。l 能清晰表達自己的

5、問題。l 能夠從問題中篩選出自己能夠研究的問題。收集證據(jù)l 能針對問題，通過觀察、實驗等方法收集證據(jù)。l 尊重事實，對收集到的證據(jù)能做好原始記錄，并注意保留且不隨便涂改原始數(shù)據(jù)。l 能對收集到的證據(jù)用文字、圖表等方式來呈現(xiàn)。l 能根據(jù)需要，從更多渠道查閱有關資料。分析與解釋l 能對收集到的證據(jù)進行比較、分類。l 能在總結證據(jù)的基礎上，做出合理的解釋。l 能對數(shù)據(jù)整理過程中發(fā)現(xiàn)的沖突或矛盾之處進行分析和判斷。交流與質疑l 能條理清晰地陳述自己的觀點，并為自己的觀點辯護，闡明自己觀點的合理性。l 能對研究過程和結果、對證據(jù)和解釋之間的邏輯關系，提出自己的看法和評論，并與他人交流。l 能傾聽和尊重其

6、他同學的不同觀點、評議或質疑，并反思和改進自己的研究。結論與拓展l 能對探究的問題做出初步的結論。l 能運用語言、圖、表等多種方式表述研究的過程和結論。l 能把探究過程中習得的知識、過程與方法運用于新的情境中。三、蘇教版教材學探究過程的自定義及其說明提出問題指提出與科學有關的問題，通過觀察、調查、實驗等探究活動可以獲得答案的問題，不復雜（不需要豐富的知識、身邊就能獲得探究必需的材料）的問題，道德的問題。威尼-哈恩英認為兒童的問題有4類：表現(xiàn)興趣的問題；獲取信息的問題；具有復雜性和哲學性的問題；兒童可進行調查的問題，即科學教育中最具有價值的問題。而學生可能提出的問題的類型：描述性問題。例如：什么

7、物質在水里溶解？我的心跳有多快？關聯(lián)性問題。例如：鹽比糖溶解得更快嗎？誰具有更高的心率男孩還是女孩？因果問題。例如：水的溫度影響糖的溶解速度嗎？人受到突然的驚嚇時心率會增加嗎？觀察與測量l 觀察是一種收集證據(jù)的方法，當我們想要了解身邊的物體或者現(xiàn)象的時候，就會運用自己的感官或借助儀器，來收集有關的證據(jù)。l 許多證據(jù)的表現(xiàn)形式是數(shù)據(jù)，測量就是將收集到的數(shù)據(jù)信息，同一單位標準，進行比較。說明最簡單的觀察就是用眼睛看，然后是運用多種感官去感知，再后是使用儀器來進行，最后，它被擴展為一種綜合的收集證據(jù)的方法，既存在于調查、實驗之中，也獨立地應對當前的、正在發(fā)生變化的事物或現(xiàn)象。測量是具體的技術技能，既

8、如影隨形于觀察，又一絲不茍于精確。它測長度、面積、體積、溫度、重量、質量等物質特性。測量的兩個基本條件是：有統(tǒng)一的測量單位，會使用測量工具。排序與分類l 排序是一種整理資料（數(shù)據(jù)，證據(jù)）的方法。探究者根據(jù)物體的同一種特征（如物體的輕重、軟硬、厚薄、快慢）進行排列，以發(fā)現(xiàn)其中的規(guī)律。l 分類也是整理資料的一種方法。探究者把具有相同或相似特征的事物組合在一起，找到其中的共同點。說明排序、分類好象是一個完整工作連續(xù)體上的不同位置。兒童天生有排序的熱情，只要他們認準一個特征，就會展開這樣的活動。因為他們是比試和不服輸?shù)母呤帧！叭フ乙徽遥囊环N樹葉最寬大？”“去采幾根草莖，哪一種最經(jīng)得住拉拽？”調查與預

9、測l 調查是一種收集證據(jù)的方法。如果不是事物正在變化或者將要變化，而是已經(jīng)發(fā)生了變化，就需要我們明確問題后制訂專門的計劃，從不同的途徑來收集該事物相對于當前變化的事實和證據(jù)。l 預測是我們根據(jù)現(xiàn)有證據(jù)和已有的經(jīng)驗對事物的未來變化做出的推論。說明調查作為一種收集證據(jù)的方法，主要以時間為向度，與觀察、實驗相互區(qū)分。如果我們想要了解周圍的生活，如果我們想要了解過去的情況，如果我們想知道發(fā)生在其他地方的現(xiàn)象與事件，我們必須從不同的途徑同時進行有效的“調查”，科學的調查就是要養(yǎng)成尊重事實的素養(yǎng)。習慣經(jīng)驗的覺醒，對變化跡象的識別，對發(fā)展趨勢的覺察，對一般規(guī)律的掌握，會形成指引方向的判斷，這就是預測。盡管預

10、測也會出錯，比如天氣預報，但預測就是預測，它培養(yǎng)了科學的直覺思維。解釋與建立模型l 經(jīng)過分析、比較等思考后，對事實發(fā)展變化的原因、事實之間的關系等情況做出的說明，這就是解釋：l 建立模型是我們用來解釋自己的思想和發(fā)現(xiàn)的方法之一，模型可以直觀地表達自己的想法，方便我們解釋那些難以直接觀察到的事物、事物的變化以及事物之間的聯(lián)系。模型包括圖畫圖表模型、物理模型、數(shù)學模型等。說明建立模型就是用模型來解釋。如果說我們的學生，過去是弱于動手的，那么我們今天想要表達和有所改變的正是這一點：建立模型恰恰是提高動手能力的重要內容。大家都知道吳健雄是了不起的女性科學家，很少有人知道：她強于動手。正是她的實驗和她所

11、建立模型成就了丁肇中、楊振寧的諾貝爾獎。建立模型的另一個重要意義就是：它是更明確，是更高級的解釋的形態(tài)。推理或推斷也是過程技能之一，但是我們把它置于下位的解釋層面，因為他們同屬于理性思維層面，所以我們將它們與其它思維過程與形式如分析、比較、判斷等并列。交流與質疑l 交流是用文字、口頭語言或者其他方式發(fā)布自己的科學探究信息，與其他人交換看法、分享信息的過程。l 質疑包括接受別人質疑、質疑自己和質疑別人，在相互質疑中評判科學探究的成果是否合理，是否準確，是否有價值，能否改進。說明交流和質疑一方面形成某種探究環(huán)節(jié)中特有的氣氛，另一方面栽培著傾聽、尊重、合作、誠實、信譽等重要的價值觀念。假設與實驗l

12、假設是探究者根據(jù)已有的經(jīng)驗，對什么原因或條件產(chǎn)生什么樣的結果和變化的猜測。假設有待收集證據(jù)加以驗證。“如果-那么-”是假設的一般表達句式。l 實驗是一種特別的收集證據(jù)的方法，它是通過認為自己“制造”的條件，收集事物如何變化的證據(jù)。實驗通常有模擬實驗和對比實驗兩種基本類型。說明狹義的科學家就是做實驗的么？不，首先是做假設的。許多科學家是靠做出假設成就一生的。假設是一種極富于魅力的探究，假設是一種特殊的過程技能。假設通過將問題具體化而打開通往可能的路徑，假設應該成為學生的探究習慣。實驗實際上是控制的藝術，如果我們想要反復收集精確的證據(jù)的話，需要用正反例來提示實驗控制的要領，需要在動手和比試中顯示控

13、制的能耐。拓展與應用l 拓展就是用學到的知識解釋更多的事實：學習科學能開拓視野，使世界看起來不同；我們發(fā)現(xiàn)花木的青翠源自于陽光、空氣和水，風源自于空氣的流動，云源自于水蒸氣的凝結和凝固，燃燒使花木回歸塵土和大氣，溶解可使部分巖石奔流入海。我們更進一步探討植物是如何將陽光、空氣和水形成養(yǎng)分滋長花木的，空氣是怎么流動起來的，水蒸氣的凝結或凝固、水的蒸發(fā)又是怎么發(fā)生的。用我們掌握的科學知識解釋更多的事實，發(fā)現(xiàn)更多的事實之間的關聯(lián)，提出更多的問題。l 認知這些自然現(xiàn)象和自然的演變規(guī)則，使我們能應用自然運作的原理，于是就有了各種創(chuàng)造發(fā)明。例如人們利用磁場的改變產(chǎn)生電流、利用電流通過導線產(chǎn)生熱和光、利用育

14、種技術產(chǎn)生新的生物品種等。說明學習的結果總是突顯在有限的重要方面，一個是對學習者精神世界的塑造：結構化與境界。通過科學與技術的進步，人類善用機具、材料、方法、知識和創(chuàng)意等資源，增強人類解決問題的能力。今天，氣象預報讓我們能多做準備、減少損失；食品的加工與保存讓我們能享受到四季與各地的美味；利用材料進行制造，使我們便于生產(chǎn)物品、提升生活質量；使用機械節(jié)省了大量的人力；電力的發(fā)明與電器的使用更使生活變得方便、舒適；電話和電視使我們便于溝通訊息、傳播知識；計算機和網(wǎng)絡使我們便于處理數(shù)據(jù)、節(jié)省許多時間；營建房舍和橋梁，使我們便于居家外宿、跨越兩地；舟車和飛機使我們便于交通往來、輸送貨物。這些都是科學與

15、技術對我們生活的種種影響。小學生科學探究過程技能培養(yǎng)是個重要而復雜的問題。在重要性上，科學探究過程技能培養(yǎng)對于小學生愛科學、懂科學、做科學具有的廣泛價值；在復雜性上，它涉及與其他科學素養(yǎng)培養(yǎng)的關系，也涉及自身所含內容的結構與關系。因此，在將過程技能具體落實到教材的過程中，需要解決三個問題：1、如何以課程標準為上位，將屬于下位的各項過程技能地排列成與兒童科學探究關聯(lián)的過程技能？2、如何將它們顯性化，即具體地陳述和適當?shù)厝诤显趦和幕顒又校箖和拈喿x理解盡可能準確，使兒童有關的心智技能和動作技能習慣化、程序化？3、如何自成一體，包括過程的和結構的整合？經(jīng)過研究，我們發(fā)現(xiàn)現(xiàn)在使用的科學探究有兩重含

16、義，一個指科學家們的專業(yè)活動，另一個指學生構建知識、形成科學觀念、領悟科學研究方法的各種活動（參見課程標準解讀）。我們在后者的含義上使用科學探究。郝京華教授曾將探究區(qū)分為四個不同的類型：提問法；發(fā)現(xiàn)法；純粹的發(fā)現(xiàn)；指導下的發(fā)現(xiàn)；實驗法；研究法（參見什么是科學探究郝京華）。在分析國內現(xiàn)有資料的基礎上，可以發(fā)現(xiàn)國內學者對科學過程技能有多種認識與把握的方式。第一種，從簡單、低級向復雜、高級排列，序列為：觀察，交流，估計，測量，搜集數(shù)據(jù)，分類，推斷，預測，制作模型，解釋數(shù)據(jù)，制作圖表，假設，控制變量，下操作性定義，探究(科學探究過程技能評價手冊，DR.KARENL.OSTLUND著,王春華主譯；高等教

17、育出版社)。第二種，將科學過程技能分為基本科學過程技能和綜合科學過程技能兩類，前者包括：觀察、推斷和預測、分類、測量，后者包括確認變量、制作圖表、假設、實驗論證、分析結論（小學科學教育概論陳華彬、梁玲編著，高等教育出版社）。第三種，先確定幾個基本的范疇，再在其中分解出內涵的類型（科學探索者，浙江教育出版社）。科學家使用的技能；動手測量；科學研究（提出問題，構想假說，實驗設計控制變量，自定義，分析數(shù)據(jù)，得出結論）；理性思維（比較與對比，應用概念，理解圖表，因果推斷，歸納，做出判斷，解決問題）；信息處理（概念圖，比較/對比表，維恩圖，流程圖，循環(huán)圖）；繪制圖表（記錄表，柱形圖，折線圖，扇形圖）。基

18、于上述考慮，我們提出把科學探究發(fā)生的過程與由簡單到綜合的技能學習連貫地結合在一起也是一種認識與把握過程技能的方式。因此，本教材是按如下方式來處理其中的關系：一方面，以課程標準的單元內容為教材內容的展開面，在其中貫穿和滲透有關的科學過程技能培養(yǎng)；另一方面，將全八冊教材視作一個過程整體，每冊編寫一個獨立單元，對小學生的科學過程技能予以專門培養(yǎng)。蘇教版小學科學教材科學探究過程技能學習與訓練的內容與安排順序三上提出問題三下觀察與測量四上排序與分類四下調查與預測五上解釋與建立模型五下交流與質疑六上假設與實驗六下拓展與應用本教材確定科學探究過程技能的依據(jù)，在回答下列問題的過程中，我們可以找到答案。問題的起

19、點：誰的探究？科學教育中的探究是在兒童探究的軌道上順延，而不是在兒童的心智上重新鋪設軌道。因為：科學家的探究是從兒童的探究通連出去的，而不是兒童的探究是從科學家的探究那里照搬過來的。要不要“靠攏”甚至“遷就”兒童經(jīng)驗的“前概念”？回答是肯定的。在“分類”的時候，我們給兒童按照自己的特征標準進行分類，而不是統(tǒng)一了科學標準之后全體同學進行同樣結果的分類。教師更有意義的努力在于立足兒童自主分類的基礎上組織交流和質疑。你為什么這樣分類，他為什么那么分類，我們的分類與科學家的分類相同還是不相同？要不要支持、鼓勵、幫助兒童的探究？回答也是肯定的。怎么做？給自主探究的機會，給動手操作的機會，給獨立思考自由表

20、達的機會，還有，用“我們的觀點”來表述。科學探究是最大限度釋放人性、最自由的地方；科學也是最強硬限制自由的地方。前者是就科學的創(chuàng)造性而言的，后者是就實事求是的科學態(tài)度而言的。要不要合乎科學研究方法分類的慣例？要把科學家代表著人類對未知世界的探究與兒童的學習式的探究有所聯(lián)系，有所區(qū)別。可以這樣做一個形象的比喻：我們要把東西放在規(guī)定的公認的大籃筐里，但是允許有擺放有先后次序和具體位置的差異。有沒有權威的、統(tǒng)一的或者趨向一致的表述？沒有；同時沒有必要去尋找權威、統(tǒng)一的或者趨向一致的表述。我們覺得有必要的是尋找更多的參照點。要不要兼顧文化習慣等境遇性差異？科學無國界，文化有邊界。民族精神、文化情懷從來

21、就不是科學想要回避、超越的時空。我們或許應該公開承認我們所懷抱的一種情結：在可能的情況下我們要優(yōu)先選用屬于我們國家的科學教育素材。同時我們也把這樣的情感通過教材的內容來表達，并期望并不豐富的它們能有限地影響它們的學習者。想編一個教材“通吃”中國的學習者從來就是一種妄想。可是哪怕是“蓮霧”這樣一種水果在教材的存在，也兼顧著學習者的家鄉(xiāng)守望和深切懷想，兼顧著學習者對異地它鄉(xiāng)的羨慕和張望。能不能在課程標準的基礎上作適當拓展？以及有沒有自成一體的可能與必要？國家的課程標準代表了一個特殊群體對我國開展科學教育的認識。他們的責任心和工作熱忱毋庸置疑。但是他們的工作顯然是一個探究過程，他們也在改動和調整他們

22、的工作成果。但是，無論怎樣，他們都為我們留下的是一個開放的空間。就蘇教版小學科學教材編寫五年的歷史看，我們對過程技能也在認識學習之中，現(xiàn)在的體系就是初步自成一體的面貌。怎樣與其他學科知識、智能、情感態(tài)度與價值形成的關聯(lián)？把探究的價值放置在什么位置上？工具與手段的價值，還是內容與目的的價值，亦或人生一大樂趣？倘若你推倒兒童搭的積木，那么你的行為會被兒童理解為一種侵犯，孩子面對著你的行為不僅增加了負性情緒體驗，而且會削弱搭積木的行為傾向，因為推倒意味著不贊成。倘若，他（她）若拆除一個玩具想探究個究竟，你看到的是饒有興致和心甘情愿，看到的是追根問底和無怨無悔。她（他）獲得的是正性情緒體驗。破什么和立

23、什么，取決于我們的立場。過程技能顯性化是本教材主要編創(chuàng)人員的強烈訴求。我們認為唯有過程技能顯性化，兒童才能將科學學習的熱情投入進去，才能將他們的創(chuàng)新性表現(xiàn)釋放出來。這一點，主編深受前蘇聯(lián)以加里培林、維果茨基等人的學術主張的影響。蘇教版小學科學教材編寫組提出的科學過程技能比較類同于科學家在實驗室或野外作調查時的工作歷程（觀察、預測、測量、分類、控制變因、分析、推斷、下操作型定義、推理由于許多科學家對于自己研究工作的“過程”有很大不同的體驗，因此不同的科學家對“科學過程技能”也就有了一些不同的看法，許多科學研究活動會偏重其中的某些段落，例如理論物理學家可能大半的時間都在從事演繹推理的工作。一般來說

24、，“能力”指“能夠去完成一些什么”的意思。在處理的過程中，總是進行著一系列的“活動”；這些活動若以內在心智運作來描述則用回憶、辨識、分析、比較、評估、推斷、概念化、綜合、統(tǒng)整等語匯來表示，可稱它為思考技能。若以外顯行為來表征，則用觀察、測量、分類、尋找因果關聯(lián)、解釋、制作模型、設計等動作名稱來表示，可稱它為操作技能。不管它是以內在的或外顯的活動來描述（或是混合起來表示），它皆可稱為一種執(zhí)行能力。當學習者以一種科學的方式與自然界相互作用時，他們會發(fā)現(xiàn)自己不知不覺地進行著觀察、提問、假說、預言、調查、解釋及交流等一系列活動，這些活動經(jīng)常被稱為科學的“過程技能”。“科學過程技能”在幫助學生形成科學概

25、念方面起著至關重要的作用，是從事“科學性探究”的“執(zhí)行能力”。而任何一項“能力”其實都會和其它各項智能之間有或多或少的相互依存或包容的成份。因此若我們想要使“科學過程技能”有一較明確的范疇，必須賦予它一些界說：l “科學過程技能”是可以經(jīng)過學習而獲得；l 它是從事科學性探究活動時必需經(jīng)歷的過程，所謂的“過程”可以是外顯的操作過程和內在的心智活動歷程的合一；l 它是一種工作的方法，或處理的方式（它在探究知識或解決問題的過程中普遍地呈現(xiàn)）；我們將探究過程技能作如此的界定，一則仍不脫SAPA課程中所提出的范疇（見第十期），二則它不致于作無限的延伸，以致于涵蓋整個“智能”。基于上述的理解，蘇教版小學科

26、學教材編寫組提出下列科學過程技能教學的基本理念：(一)科學家探究科學的行為雖然很復雜，然而這些活動可分解為較單純的八個基本過程及五個綜合過程。(二)這些科學家探究科學的方法可經(jīng)學習而得。由最簡單的基本過程開始，基本過程可作為學習較復雜綜合過程的基礎。(三)組織一系列教學活動，幫助兒童們從簡單的基本過程開始，然后逐漸進展到分類、測量、預測、推理，進一步發(fā)展控制變因，下操作型定義，如何做實驗，怎樣解釋實驗結果等。(四)經(jīng)過科學過程訓練的兒童，不必要求兒童去分別物理、化學、生物或地質學所定義的是什么。可是他們了解科學研究的是什么，使用什么方法研究，怎樣研究等問題。由此具有學習更多，更深科學課程的能力

27、。(五)熟練于科學過程的兒童，長大成人后，不必每一個都做科學家。可是他們都能夠像科學家一樣的想，科學家一樣的做，在自己的環(huán)境中時時發(fā)現(xiàn)問題，并應用在學校所學習的科學過程，自己去解決問題。教材組通過分析了大量的國內同行研究的探究過程技能資料，把科學探究所涉及到的這種過程技能，可以分成兩大類：一類叫做基礎的過程技能，還有一類叫做綜合的過程技能。基本的過程技能基本過程技能分為：觀察、應用時間或空間的關系、分類、應用數(shù)字、測量、傳達、預測、推理等八項。(一)觀察觀察是最基本的過程，仔細觀察是任何科學家研究所必要的。觀察不只是用眼睛看，而且尚需包括下列各項：l 五官的觀察動用眼睛、鼻子、耳朵、舌頭及手指

28、所做視覺、嗅覺、聽覺、味覺及觸覺等以從事觀察。l 定量的觀察以數(shù)量表示觀察結果。例如：一只粉筆約10公分長，一匙白糖約2公克等。l 變化的觀察白糖溶于水成澄清的溶液，硫酸銅溶于水成藍色溶液等。l 比較的觀察同樣的幾種白色粉末，有的較白，有的卻灰白色；有的摸起來滑滑的，有的摸起來粗粗的等。l 使用儀器的觀察用肉眼不易分辨的白色粉末，可用做藍色及紅色石蕊試紙。(二)應用時間與空間關系無論研究那一方面的科學，都要明確的說明物理意義。應用時間與空間關系能啟發(fā)這一技巧，以說明空間的關系及其與時間的變化。這技巧包括對圖形、對稱、運動及速率變化等之探討。(三)分類分類是科學家常用于整理所收集的事物或資料的過

29、程。生物學家將生物分為植物與動物兩大類；化學家常將物質分為酸、堿及鹽三類。分類時要找出能夠觀察特性來做分類的基準。對于任何一群事物，能夠做分類的基準不只一個，因此要檢討，要以那一基準來分類才能夠發(fā)揮最大的功能。(四)應用數(shù)字應用數(shù)字是科學家研究的一個重要過程。數(shù)字的練習必須放在科學活動中的理由為：(1)使兒童們曉得，應用數(shù)字的能力是最基本的科學過程。(2)給兒童們機會，用數(shù)字于有關科學實際問題的答案上。在科學測量中，每一兒童都會記錄各種不同的量度。他們記下的量度可能是長度的、質量的、時間的、溫度的或體積的。他們會明白，無論他們多細心，如果再測量時，準會得不到相同的數(shù)值。應用數(shù)字仍包括求平均值的

30、技巧。(五)測量測量是科學探究活動中必須具備的技巧之一。應用測量的技巧，兒童能夠測量物體的長度、體積及其它特性，并能夠由最大到小順序排列，訓練使用手指間距離、腳步長度、一杯水的體積等任意所指定的單位從事測量。測量的技巧不但需要適當選擇各種測量工具，而且要能計算測量所得而能夠判斷什么時候可用近似測量來代替精密測量。(六)傳達傳達不僅是科學的過程，也是人類自古能力從事的過程。清晰、精確而公正傳達是任何活動所必須的，也是一切科學工作基礎。科學家、教育學家、社會學者及一般企業(yè)經(jīng)常使用口頭、文字、圖表、數(shù)學式及各種視聽媒體來傳達數(shù)據(jù)。(七)預測預測是根據(jù)持久而仔細的觀察及精確的測量的結果，預報未來的觀察

31、事項的。如果不是根據(jù)觀察及測量所做的預測，祇不過是一個無意義的臆測或猜測而已。我們周遭的環(huán)境中，許多現(xiàn)象都具有規(guī)律性及周期性的變化。因此經(jīng)過仔細的觀察及測量，可做未來事項的預測。預測與傳達是分不開的。從觀察與預測所得的相關曲線，可用內插或外推法從事預測。多數(shù)預測都能加以試驗。學生在試驗預測時，發(fā)展判斷預測可靠程度的能力。學生發(fā)現(xiàn)所做的預測不正確時，應核對作預測的依據(jù)。(八)推理推理是對觀察結果的解釋。推理必須根據(jù)觀察，對同一觀察的資料，應有二種以上的推理。因此推理的結果不一定可靠，根據(jù)觀察者的觀察過程是否仔細、詳盡，從數(shù)種推理中，選擇最可靠推理的必要。推理的結果可能因新的觀察來修正。綜合的過程

32、技能綜合過程為建立在八個基本過程基礎上的較復雜，具綜合性的科學過程。綜合過程包含控制變因、解釋數(shù)據(jù)、形成假設、下操作型定義及實驗。(九)控制變因在科學活動中，時常使用控制變因的過程。因為在一個研究中辨認各種有關的變因，分別加予適當?shù)目刂?操縱一變因，固定一些變因保持不變，看看另一變因即反應的變因怎樣改變)時，才能得到可靠而有再現(xiàn)性的結果。(十)解釋資料解釋資料是將各科學過程所收集的各種資料，加以整理、分析、分析并解釋的過程。當學生看到報章雜志的圖表、照片或氣象圖時，需要有解釋數(shù)據(jù)的能力。(十一)形成假設將觀察的事實，做一般性的概括，或將推理作歸納性的解釋，就是所謂的形成假設。所形成的假設不一定

33、是正確的，因為假設必須經(jīng)過驗證。在驗證假設時，因為假設所敘述的對象，往往包括了同一類事物的全體，因此要找出一個不支持假設的觀察，遠比找所有支持假設的觀察容易。如果假設通過了許多驗證，沒有發(fā)現(xiàn)有任何不支持假設的觀察時，我們接受其為已經(jīng)驗證的假設，而可形成為概念或定律。如果有些驗證觀察不支持假設，即假設必須修正或放棄。(十二)下操作型定義一種定義包括逐項說明觀察或測量某一現(xiàn)象、事物或結構所用的操作加以描述出來的稱為操作型定義。要判斷某一用詞的定義是不是屬于操作型定義有兩個標準。第一，在此定義里，要描述需要操作什么，也就是需要做什么。第二，在此定義里面，要描述需觀察什么。例如：氧的操作型定義可用下列

34、方式表示“氧是一種無色、無臭、無味的氣體，將有余燼的木片放入裝有氧的容器時(你所做的)，木片會起火焰劇烈燃燒(你所觀察到的)。假如有一學生要辨認集中瓶中氣體是否為氧時，可采用這操作型定義，因為根據(jù)此定義，他知道要做什么，觀察什么，可辨認瓶中的氣體是不是氧。氧尚有其它定義：氧是一種非金屬元素，它的原子序為8，原子量為16。這定義對于一學生要辨認集氣瓶中的氣體是不是氧，毫無幫助，因為根據(jù)此定義，學生不知道要做什么，觀察什么，也就是非操作型定義。(十三)實驗實驗是包括所有基本過程與綜合過程的綜合能力。實驗的過程，通常先作詳細的觀察，由觀察提出發(fā)現(xiàn)的問題，設法加以回答。有時從問題中，形成假設，設計一個

35、實驗來回答問題。進行實驗時要先辨認變因并做適當?shù)目刂疲骱貌僮餍投x，收集及解釋數(shù)據(jù)，必要時修正被試驗過的假設。科學知識未必樣樣都可達到到因果關系的理解程度，有些僅止于事實的確認，例如知道“在油上點火，會引起燃燒”、“知道被石子打到很痛，被快速的大石子打到更痛，也可能受傷”、，有些則是知其然而未必知其所以然，只到了會做的程度，例如 “發(fā)現(xiàn)磁石會指向南北，就把它制成指南針”，“發(fā)現(xiàn)移動時用滾動的方式很省力，就設計輪子裝置車子，用來搬運貨物”、“知道吃了什么會有什么效果，就取來治病”不管對現(xiàn)象的認知到達什么程度，有一個基本的本質就是“真”；認識的事實要真確(確有其事，確如其事)、制作的過程和成果要

36、真實(不是幻想的、說空話的、而是做出來的成品是可用的、確如所想的)、詮釋時所依據(jù)的理論要合理(可解釋一切現(xiàn)象的、不相互矛盾的、其預測是可驗證的)。獲得知識方法和過程也常成為檢驗“某知識是否科學”的依據(jù)。因此，科學教育者非常想培養(yǎng)學生“在科學性的探究過程中所需運用的各項技能”，并設想學生一旦擁有此項技能，即可憑借此技能來探究問題，其所獲得的知識也就能具有“真”的特質。蘇教版過程技能的教學（或學習）活動系模仿科學家在實驗室中的研究工作所為，期望學生經(jīng)過這樣的教學模式，能熟練科學研究過程中所運用的各項技能。即使在他長大成人之后，在處理事情及解決問題時，能夠像科學家一般地思考、一般地做。首先，這里回答

37、幾個一線教師的疑問，并以此來解說科學過程技能的內涵：1、科學過程技能是培養(yǎng)動手能力，還是培養(yǎng)理性思維能力？科學過程技能是人們在處理問題、解決問題時的心智活動過程，所有的理性思維過程理都是如此。在實際的分科教學中，也只是有些過程偏重其中的一部份，但是這并不意味沒有經(jīng)歷其它的部份，只是掠過的時間較短而已。2、科學過程技能是不是指的就是操作實驗的能力？有人把科學過程技能看成是科學研究方法之一，是發(fā)生在實驗室的事，因此，他們把科學過程即等同于進行實驗的過程，把科學過程技能應用于實驗教學法中，培養(yǎng)學生規(guī)劃、設計及執(zhí)行實驗的能力，在強調由實做中學習的自然科學教學中，把科學過程技能視同實驗之操作能力應是一種

38、很合理的認定。3.科學過程技能中是否涵蓋知識認知及其它各項智能的成份？在中國人的表述中，把某種能力用技能來表述，似乎有削減心智思考的成份之意，而其實，由科學研究過程來看，若要擁有這些技能，都是不能免地包括有思考的成份，應宣稱為執(zhí)行能力，似乎更為適宜。例如：蘇教版科學教材中所列的觀察技能指的是能運用五官來從事觀察、能借助儀器或引發(fā)特殊反應的方法來觀察、能作定量的觀察、能注意到變化量的觀察、能作異同比較的觀察。于是，我們就會引發(fā)一些疑問：這些觀察的行為是目標已經(jīng)被確定之后的行為呢？還是包括有自主性的選擇目標的思辨行為？若是屬于前者，則它僅是一種技能，它的層次很低，根本不需要怎么去教導，學生自己就很

39、容易學會的。若是屬于后者，就是行動者對當前的狀況要有所了解、對正待探究的問題有所認識，而決定做出有目的、有方法的觀察行為，那么，它就不僅只是技能了！因為，行動者是在為了了解狀況、處理問題而作觀察的，是有意識、有意義、有目的、有方法的觀察，因此應稱為觀察能力才是。再以分類技能為例；所指的如將生物依其活動的特征分成植物與動物、將日常生活中的常見溶液的化學性質分為酸、堿及鹽三類從這些例子中，我們立即知道；每項分類的動作其背后均有一個目的，而且，均依照事物的某一屬性來分類。于是分類不僅只是一種奉命行事的技能，其實包括有針對某問題（目的）所應觀測的重點之選擇、對此重點所具有的關鍵屬性之認識、此一屬性呈現(xiàn)

40、在各類事物之表征的認識等認知上的活動，因此分類不僅只是技能，應還包括許多概念的認知成份，故應算是一種心智能力。再比如，如果將控制變因、解釋數(shù)據(jù)（推理演繹思維）、形成假設（包括有想象、創(chuàng)造的智能）、下操作型定義（包括有綜合統(tǒng)整的智能）各項技能加以解析，我們將發(fā)現(xiàn)科學過程技能不僅包含有知識的認知成份，還幾乎包括有想象、創(chuàng)造、推理、綜合等各項智能的運作！不過，分析的結果所得如此，并不令人感到訝異！這應是人類智能運作的本質沒有某一項的能力可單獨存在的，各能力之間總是或多或少會和其它項的能力有相互依存或包容的關系。也因此，科學過程技能幾乎涵蓋所有人類的智能！接下來談談蘇教版小學科學過程技能的培養(yǎng)。首先，科學過程技能是從實際操作中聯(lián)系形成的。因為既名之為技能，自然地