日本理科课程对学生探究能力的要求及对我国的启示

敬毅+黄鹤

摘要：近年来，把提高学生的探究能力作为科学教育的主要目标已得到国内外教育工作者的高度认同。学生学习水平的调查（PISA）结果显示日本学生科学素养以及问题解决能力多次位于被调查的国家的首位，理科教育调查（TIMSS）报告显示日本学生的理科成绩稳居于前十名。日本理科教育已有一百多年的历史，期间课程标准经历了多次的修订，其中关于探究能力的要求由模糊到具体。本文通过研究日本二战前后理科教育的多次改革中相关“科学探究”的发展，以及21世纪以后日本理科课程标准对学生科学探究能力的要求和培养，从而获取有利于我国的经验。

关键词：探究能力 科学教育 日本 初中理科课程标准

一、日本科学教育和理科教育改革中“科学探究”相关内容的发展

（一）第二次世界大战前

英国工业革命后，日本逐渐意识到科学技术在社会发展中的重要性。于是，1872年日本发布了学制，将科学课程分为物理、化学、生理等分科科目。[1]1886年日本文部颁布校令，将“理科”作为一门学科，所以，在1886年之前日本处于科学教育时代，之后至今都为理科教育时代。[2]

1901年至1931年，日本将其教学模式确定为：针对相关科学实验给学生准备一张实验说明，并提出一个实验问题，让学生结合实验说明和教师的指导自主设计、开展实验探索，重视在实验过程中观察、记录和分析数据，这就是现在广泛推广的科学探究的早期形式。[1]

（二）第二次世界大战后

1947年至1997年，日本颁布理科课程标准（试案），并经历了多次改订，这个阶段的科学探究发展的特点是：①注重社会生活问题，从学生的生活出发，教授科学原理[2]，强调问题解决的学习方式。②重视儿童主体参与知识形成的探究过程，但这并不排除教师的切实指导。③要求学生养成探究自然的能力和态度，注重学生探究过程。[3]

1998年，日本新订初中理科课程标准。将“理科”分成了两个领域，第一个领域包括“物理和化学”；第二个领域包括“生物和地学”。与以往不同的是，本次改革不只是要求学生简单地进行观察和实验，而是让学生在进行观察和实验之前就有设想并能预测结果。在教材的修改中，增加了探究性的实验内容，意在使基础教育中的理科学习从记忆学习转到探究学习上来。[4]1999年以后，日本对科学探究的相关要求等已有了明确的界定。这个阶段科学探究的特点是：①更加重视探究学习，重视培养探究自然的能力与态度及丰富的科学素养。 [5]②科学知识和概念密切联系社会实际生活，培养科学的看法和思考能力。 [6][7]

从以上所述可以看出，日本科学教育和理科教育中对“科学探究能力”的要求在多次改革中由抽象到具体、由浅显到深入、由忽视到重视，最终形成了相对完善的体系。

二、21世纪以后日本理科课程标准对科学探究的要求和培养

日本初中的课程标准是全国统一的[8]，其中没有明确的提出科学探究的定义及具体环节等，一些日本学者对此进行深入研究，认为所谓科学探究，是学生主体参与知识的获得过程，试图形成自然认识为基础的科学概念，培养探究未知自然的积极态度为宗旨的学习活动。[9]21世纪以后日本理科课程标准中科学探究能力的要求和培养如下：

（一）21世纪日本理科课程的总目标

（二）21世纪后日本科学探究的培养特点

（1）从自然环境、实际生活出发，发现并解决“真实”问题[10]，同时充实环境教育，应对构筑可持续发展社会的要求。[11]

（2）尊重并鼓励学生个性差异化的培养，强调多样化学习，有助于学生创新。

（3）重视培养学生科学思维。科学思维可概括为三个层次：逻辑推理，假设与猜想，质疑与反思。[12]需要注意的是科学探究是逻辑与猜想的融合，没有逻辑只有想象，或是没有想象只有逻辑，都不可能创造性地解决问题。

（4）强调培养能力。必须充分地重视实验、重视学生的亲自体验，以培养学生的观察能力、探究能力、操作能力、思维能力、信息处理能力、交流表达能力等。[13]

（5）重视培养学生科学精神和态度。科学精神是人们在长期的科学实践活动中形成的共同信念、价值标准和行为规范。学生所具备的科学态度应该包括好奇心、尊重实证、批判性思维及灵活性。

（6）符合学生的认知规律。探究的问题必须基于学生现有的知识背景和理解水平，潜在的体现与学习者原有知识经验的联系，同時还要蕴含新的关系和规律。[12]

（三）21世纪日本科学探究能力的培养方法

（1）创设让学生能够产生探究真实问题的情境。注意要探究真实的问题，需要在提出问题的同时思考为了解决该问题而产生的假设，并且还要求此假设具有被检验的可能性。这就要求教师要把科学探究活动与解决问题联系起来，最终通过科学探究活动解决问题。

（2）要让学生在科学探究过程中，能够把日常生活中的认识转化、提升为科学的认识。只有自己经历过总结出的结论，才能使学生真正理解其中的道理。这就要求教师在设计科学探究活动时，最好以学生日常生活中的错误认识为探究问题，增强探究学习的有效性。[14]

（3）通过表达交流与合作，判断与自己不同的结论，完善自己得出的结论，并使其得到更多的人的认可。这就要求教师给学生创设一个能够积极、主动、自由发言的氛围。

三、对我国的启示

我国正在进行的新一轮的课程改革中大力强调发展学生的核心素养，生物学核心素养包括生命观念、理性思维、科学探究、社会责任四大方面。其中科学探究是途径，而且与理性思维和社会责任相互渗透。可见，科学探究将成为我国今后科学教育中的重中之重，仍然有很大的研究空间与价值。希望通过本文对日本的科学探究的相关研究，能够为我国学生科学探究能力的培养带来参考和启示。endprint

（一）发挥学生主体性、主动性、积极性

科学探究的主体应该是学生，教师不应过多的帮助或干预学生的探究活动。教师应该把重点放在培养学生科学探究的主动性和积极性，而不是给学生安排探究任务，更不能通过考试的形式强迫学生进行探究活动。

（二）注重与社会生活的联系

日本对科学探究最初就是强调其与社会生活的联系，主张一切探究源于自然、源于生活实际，这种观点被全世界的国家多认同，中国也一直在课程标准中多次强调，但是这并没有引起我国教师的重视。我国初高中生物教材中的探究实验有些仍然远离学生的实际需要、远离学生的生活，这样的探究实验不仅增加了学生的负担，也打消了学生和教师的积极性。

（三）注重科学探究过程

科学探究是一个复杂的、无固定模式的过程。结合日本学者的研究进程和我国的实际情况和经验，建议科学过程可以分为以下几个环节：提出问题、作出假设、制订计划、实施计划、记录结果、得出结论、表达与交流、完善结论。每个环节紧密相连，使探究过程更加完整，更符合学生的认知水平。“提出问题”的阶段应该是学生在实际生活中对所遇到的难题的自发发问，而不应是教师给定任务。学生应该通过动手操作去体验科学探究的过程，而不是通过老师提供的他人的研究历程分析理解探究过程。

（四）注重科学素养的培养

日本从很早就开始关注学生科学素质、科学精神、科学态度等的发展，这与我国近年来提出的发展学生的科学素养相一致。科学素养包括具有理解自然界所需的基本知识，掌握基本的研究方法；愿意并能够运用有关知识和方法描述自然现象、提出问题，能基于证据和逻辑得出结论、与人交流；具有批判性思维品质；具备尊重事实、理性质疑的精神，理解科学的本质，关注科学技术与社会的关系。

（五）注意“结果”和“结论”的不同

结果是真实的、客观的，是根据实验现象观察、计算、测量得出了实验数据或信息。在这个基础上分析数据、整合信息、根据个人认知和经验得出的才是结论。即结论是带有主观意识的、抽象的。我国学生经常出现把结果当成结论的情况，有时甚至教师也没有意识到这一点。

参考文献：

[1]刘玉婷.日本初中理科《新科学》教材的分析研究——以生命科学领域为例[D].华中师范大学，2013.

[2]刘继和.日本初中理科教科书设计研究[D].华东师范大学，2005.

[3]付秀丽.多元文化视角下的日本当代基础教育改革[D].华东师范大学，2009.

[4]王晶.日本义务教育理科课程的改革[J].课程·教材·教法，1999（7）：59-61.

[5]陈连松.日本高中理科教育课程的改革[J].学科教育，2000（7）：45.

[6]文部科学省《中学校学習指導要領案》平成20年2月.

[7]中央教育審議会.学校教育法施行規則の一部を改正する省令案並びに幼稚園教育要領案、小学校学習指導要領案及び中学校学習指導要領案について（概要）.http：//www.mext.go.jp/a_menu/shotou/new-cs/news/080216/004.pdf.

[8]王丹.中日美小學科学课程标准比较研究[D].四川师范大学，2013.

[9]刘继和.解读日本新订初中理科课程标准[J].全球教育展望，2009（3）：65-67.

[10]李玉芳，郝瑞峰.日本中小学科学教育的特色及启示[J].现代教育论丛，2011（8）：55-57.

[11] 陈谟开. 21 世纪日本基础教育改革的若干动向[J].外国教育研究，2002，29（5）：6-7.

[12]王慧君.科学探究的本质特征[J].河南科技学院学报，2010（11）.

[13]姚青山.初中生科学研究能力的培养[D].华中师范大学，2008.

[14]孟令红.日本探究式科学教学的特点及其对我国的启示[J].当代教育科学，2009（12）：53-54.endprint