美国《国家科学教育标准》中的探究
作者：徐学福文章来源：外国教育研究点击数： 1197 更新时间：2006-11-7
在我国大力倡导“科学学习要以探究为核心”的今天，许多科学教育工作者意识到开展探究教学势在必行。然而，到底什么是探究？是像有些人认为的那样是一种教学方法或教学模式，还是有别的什么含义？这些问题在我国教育界还相当模糊。1996年出版的美国《国家科学教育标准》（以下简称《标准》）对探究作了大量论述，明确这些无疑有助于我们消除误解，澄清对探究的认识，推动我国科学课程的实验与推广。
《标准》的编制者们吸取历史上有关探究的研究成果，尤其是施瓦布“通过探究教授作为探究的科学”这一基本主张，不再把探究仅作为学生学习科学的一种方法或过程，而是从学习内容与学习方式两个维度对探究进行说明，并进而对教学提出相应的要求。换言之，在《标准》中探究有三个方面的含义：作为学习内容的探究；作为学习方式的探究；作为教学指导思想的探究。三者紧密联系，相互制约，使得课堂上学生的探究与科学家的探究既有区别又有联系。
一、作为学习内容的探究
作为学习内容的探究，强调科学即探究，或者说科学不是知识的堆积，而是一种认识世界的方式，这种探究或认识方式的具体内涵被“作为探究的科学”的内容标准所限定。在《标准》中，作为探究之科学的内容标准包括探究能力和对探究的理解两方面，而且从幼儿、小学至高中这两方面的要求是统一的，只不过因为要与他们的认知发展水平相适应，因此在程度上有所不同而已，这一点从表1和表2中可明显体现出来。
（一）进行科学探究所必须的能力
表1是《标准》所要求的各年级学生应当具备的基本探究能力，它们实际上就是学生的学习目标或预期学习结果，学生要在掌握其他内容标准的过程中实现这些目标。从表中可以看出，从一个年级段到下一个年级段，学生的探究能力要求十分相似，但随着年级的升高越来越复杂。例如，幼儿至4年级学生要“利用数据作出合理解释”；5-8年级学生要“承认和分析提出的其他解释和预测”；9-12 年级学生除此之外还要承认和分析“其他模型”。
《标准》的这种做法与20世纪中期那种把科学仅作为过程或方法来强调相比是一种超越。那时，美国为培养科技尖端人才，为中小学开发出一系列科学课程，这些新课程十分强调对学生进行诸如观察、分类、数字的运用、测量、交流、预测、推理、解释数据、控制变量、建立假设、下操作性定义、实验等科学过程技能的训练。由于当时对过程的强调远甚于内容，新课程的学习最终演变成空洞的智力训练，结果不仅收效甚微，还使大多数学生惧怕科学，丧失学习科学的兴趣。《标准》吸取历史教训，放弃过去片面强
调过程的做法，强调“作为探究的知识是科学教育的根本，是最终组织和选择确定学生科学活动的支配原则。”要求学生积极参与科学知识的获得与评价，在把科学过程与科学知识结合的基础上，运用科学推理和批判性思维来加强对科学的理解，并通过把探究能力确定为内容标准来达到上述要求。
（二）对科学探究的理解
表2是《标准》对科学探究的理解方面的基本要求。如同探究能力一样，对探究的理解在相邻各年级段的要求十分相似，只是复杂程度有所不同。例如，幼儿园至4年级学生要理解“科学家们的解释要利用观察结果（证据）和对世界的已有认识（科学知识）”；"5-8 年级学生要认识到“科学解释强调证据，拥有符合逻辑的论据，还要运用科学原理、模型和理论”；9-12 年级学生要理解科学解释必须遵循证据法则，接受可能的修改以及满足其他判别标准尽管从某种意义上说，这些“理解”看起来与“能力”相对应，但它们的内涵实际上更加丰富。作为对新证据、逻辑分析和新解释作出的回应，对科学探究的理解反映了科学知识是怎样改变的以及为什么要作出这种改变。当然，从理论上说，科学探究与对科学探究的理解是相辅相成的关系，一方面科学探究活动是理解科学探究的基础，另一方面科学探究的理解对科学探究活动有指导作用。然而从实际来看，二者并不是总能在个体身上得到统一。一个能从事科学探究的人，未必对科学探究本身有正确的认识，因为对科学探究的理解是在一定哲学观点指导下反思科学探究活动的基础上形成的。所以，《标准》不仅对学生提出科学探究能力方面的要求，同时也要求学生对科学探究有正确的理解。
从更为根本或深层含义来说，《标准》要求学生从学习内容的角度把握探究，是为了让学生认识到，作为一种探索未知的人类活动，科学探究不同于其他形式的认识，具有其特殊性。它要通过观察和实验验证假设或结论；使用数学来精确描述科学规律，作出科学预测；采用仪器与技术干预自然，揭示人类赤手空拳所不能发现的奥秘。通过对科学探究这些特性的认识，从而领悟科学探究与宗教、文学等人类其他认识活动的不同，进而把握科学探究的优点与不足，形成正确的科学与科学知识本质观。作为学习内容的探究要求学生不要把科学当作静止不变、完美无缺的科学真理来看待，它不过是人类在某个时代和一定条件下对一些科学问题的最好回答，它要随着后人的探索步步深入，循环往复，以致无穷。
二、作为学习方式的探究
采用什么方式来学习“作为探究的科学”呢？显然，传统那种把科学当作一种知识体系让学生仅通过听、读、背等被动接受的方式来学习是不能达此目的的。历史表明，这种做法只能使学生机械记忆科学概念和原理，形成僵化的科学观，与科学的本来面目相违背。因此，《标准》倡导以科学探究的方式来学习科学，指出“学科学的中心环节是探究”。
（一）什么是探究学习
至于什么是探究学习，表面来看《标准》似乎未作明确说明，全书也几乎没有出现探究学习（inquiry learning ）之类的字眼，但从其对“探究”所下的定义以及科学内容标准中不难找到答案。《标准》指出：“科学探究指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究提出种种解释的多种不同途径。探究也指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然所用的方法而进行的各种活动。”从这个定义中可以看出，学生的探究即探究学习并非就是科学探究，而是对科学探究的探究。或者说，探究学习是学生以类似科学探究的方式而开展的学习活动。那么，这种对科学探究的探究大致遵循怎样的过程呢？《标准》进一步解释说：完整的探究学习过程包括提出问题、设计研究方案、收集数据、构造问题的答案、交流探究过程和探究结果五个基本阶段。由于人们习惯地将“做”科学等同于探究学习，而做科学很容易使人联想到动手活动，而忽视动脑活动，因而为强调探究学习过程中内部思考活动的重要，《标准》接着指出：只动手不动脑的科学活动无法达到探究的目的，探究需要明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释。
(二)探究学习的特征
学生的探究学习虽不是科学探究本身，但却又必须与科学探究相对应，否则就会失去探究的基本规范，因而谈不上是探究学习。从《标准》提出的要求来看，探究学习主要具有以下几个特点。
1．学习者围绕科学性问题开展探究活动
《标准》强调：“对从学生们所亲历的事物中产生的一些实际问题进行探究，是科学教学所要采取的主要做法。”所谓科学性问题是针对客观世界中的物体、生物和事件提出的，它们与学生要学的科学概念相联系，能够引发学习者进行实证研究，通过收集和利用数据形成对科学现象的解释。如同科学问题激发科学家探究的欲望一样，在课堂上一个有难度但又是可以获得解决、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望，促使学生开展探究活动。只不过学生探究的科学性问题与科学家研究的科学问题在深度和广度上有所不同，形成问题的过程与接受的指导程度不同而已。
2．学习者重视帮助他们解释和评价科学性问题的证据
如前所述，《标准》要求学生认识到科学探究与其他认识方式不同，它是以实证为基础来解释客观世界的运行机制的。为此学生在课堂探究活动中，也需要运用证据对科学现象作出解释。因此《标准》要求学生：对动植物、岩石进行观察并详细记录它们的特征；对温度、距离、时间进行测量并细心记录数据；对化学反应和月相进行观测并绘制图表说明它们的变化情况。同时，学生也可以从教师、教材、网络或其他地方获取证据对他们的探究进行补充。与科学探究不同的是，在探究学习中学生收集证据的过程更多地需要他人的帮助。
3．学习者根据证据形成解释，对科学性问题作出回答
《标准》明确要求各年龄段学生尽力对探究问题作出解释，9-12年级学生更应该“构造一种解释方案或一个模型”。所谓解释是指在学习新知识的过程中，将自然或实验室观察结果与已有知识相联系，形成超越已有知识和当前观察结果的、理解。对于科学，这意味着知识的增长；对于学生，这意味着对现有理解的更新。两种情况的结果都能解释月相的变化、不同条件下植物生长状况不同的原因以及饮食与健康的关系等问题。探究学习与科学探究虽然都能产生新知识，但由于学生的知识和能力有限，探究学习所产生的新知识只针对学生本人而言。
4．学习者通过比较其他解释特别是那些体现科学理解的解释来评价自己的解释
评价、修正、甚至是抛弃解释，是科学探究有别于其他探究形式及其解释的一个重要特征。因此，《标准》相应地要求学生核查各种不同的解释，如参与讨论，比较各自的结果，或者与教师、教材提供的结论相比较，以检查学生自己提出的结论是否正确。这一特征的根本要素是保证学生在他自己的结论与适合其发展水平的科学知识之间建立联系，也就是说，学生的解释最后应与当前广泛为人们所承认的科学知识相一致。
5．学习者要交流和论证他们提出的解释
科学家以结果能够重复验证的方式交流他们的解释。这就要求科学家清楚地阐述研究的问题、程序、证据、提出的解释以及对不同解释的核查，以便有疑问者进一步核实
或者其他科学家将这一解释用于新问题的研究。《标准》也要求学生在课堂上公布他们的解释，使别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。学生间相互讨论各自对问题的解释，能够引发新的问题，有助于学生将实验证据、已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。最终，学生能解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验为基础的论证。
（三）探究学习的阶段性要求
根据内容标准所要求的科学探究能力与对科学探究的理解，《标准》对不同年级段的学生所开展的探究学习提出了相应要求。总的来看，在幼儿园至小学阶段，探究学习主要以动手探索活动为主，让学生在动手的基础上动脑思考，而不是反过来。诸如先对物体进行观察、摆弄、测量、试验等活动，然后了解物体的性质与作用，或对物体进行分类。由于此阶段的学生思维水平有限，对他们的探究活动不应提出力所不及的要求，例如“很难让幼儿园至4年级孩子从事对想法进行检验的实验，很难让他们理解使用证据来形成解释的逻辑过程”。在9-12年级段，探究学习应更具有目的性和自觉性，学生要充分利用科学假设、概念或原理对探究活动进行指导，尽量减少盲目、低效的探索。“在9-12年级成功进行科学探究的一个关键要素，是让学生对指导探究的概念进行思考。”比如，此年级阶段的学生在做实验时，应认识到实验是在假设或概念的指导下进行的，进行的实验的目的是为了检验假设或概念，进而做好变量的控制工作，而不能再像小学生那样，进行尝试错误性质的试验。5-8年级段的探究学习则介于这二者之间，学生既要有尝试探索的机会，又注意加强各阶段探究活动的自觉性。
三、作为教学指导思想的探究
从学习内容和学习方式界定探究后，随之而来的问题是怎样教学才能促进学生的探究学习？对此，《标准》中的科学教学标准作了比较全面的说明。表三是教学标准所包含的六个方面，各方面的具体要求未在此列出。但从《标准》对每个方面的较为详细的说明中可以看出，这些标准适应许多不同形式的教学，其中也包括探究教学。
尽管教学标准明确指出，探究并非科学教师所要采取的唯一策略，但各种策略在《标准》中的地位是不相同的，而探究则显然是教学标准的核心，如标准要求科学教师“制订以探究为基础的科学大纲”，让学生“把注意力集中到探究上，坚持进行探究”，“鼓励和培养科学探究所需要的种种探究技能”等。既然教的核心是要促进学生的探究，那么这种促进探究的“教”是否也是一种探究，如果是，其含义又是什么呢？在科学教学标准中，标准A , 是要求教师认真规划和设计以探究为基础的科学教学所涉及到的几个主要方面，如教学目标的制订、教学内容的选择与组织、评价方案的采用等，以提高科学教学的目的性和针对性；标准B讨论的是教师如何在课堂环境中有效实施标准A计划中所要做的工作，最大限度地促进学生的探究学习；标准C则进一步说明如何使评价真实反映学生的探究能力与理解水平，而不只是科学知识的掌握程度；标准D是要求教师对教学的时间、空间和资源作合理安排，以便为学生创造有利的探究学习环境；标准E讨论的焦点是课堂上，学生顺利开展探究学习所必须的交往环境和学习环境。通过这些标准及说明，它们并没有给教师如何促进学生的探究学习开一副灵丹妙药，使他们以不变应万变，而只是提出一些基本或原则性要求。至于实际教学时，教师到底怎样做才能使学生从探究的一阶段过渡到另一阶段，成功开展探究学习，都需要教师根据这些教学标准的要求去不断探究，正如《标准》所说：“科学教师要以探究和求索的态度对待自己的教学工作——去评价与审度、去思考与检验自己的教学实践，从自己的教学实践中去认识与学习。”而且可以肯定地说，教师不可能一劳永逸，这种探究同样是无穷无尽的。据此，我们认为，科学教学标准对教师提出了这样的要求：无论教师采取怎样
的教学行为，都不要把构成学习目标的有关概念和认识策略直接告诉学生，相反，教师要尽力创造一种良好的智力活动和社会交往环境，让学生通过探究发现有利于开展这种探究的科学学科内容要素和认知策略。并且，不存在达到这个要求的最佳教学模式，因此教师必须不断探索，采取多种教学措施或策略。换言之，教师促进学生探究学习的过程也是一种探究过程，而且这种探究不是一种具体的教学方法，而体现为一种教育哲学或指导思想。
四、启示
《标准》是美国一部分科学家、教育家、课程开发专家及一线教师等集体智慧的结晶。它所蕴含的探究思想既参照了现行优秀教师的探究教学经验，又吸取了历史上开展探究教学的教训，因而比以往任何时候所倡导的探究都要合理、可行。因此，它对我国的现行探究实验有重大启示。
（一）探究离不开学科科学内容
《标准》表明，学生探究能力的提高和对探究理解的加深，不会也不可能脱离科学内容孤立进行，而是要以他们所掌握的知识为基础去探索未知事物。如果某个教学时期内教师的教学目标是让学生学会探究，那么科学知识内容就是达到这一目的的基础。然而，当今我国教育界一种颇为流行的看法是方法比知识重要，认为只要学生掌握了科学方法，他们就能用它事半功倍地去学习所需的任何科学知识。部分人还进而得出这样的结论：探究、发现、研究之类的学习是重过程超过重结果，甚至重过程不重结果。虽然与此同时也有少数学者认识到，科学知识是科学方法的基础，科学方法是科学知识的脉络，二者密不可分，科学知识在探究中不可或缺，反对在真空中训练学生的思维。但由于缺乏可行的措施，探究之类的教学实践仍普遍存在形式主义的科学方法或科学过程训练。显然，我国科学课程的探究教学实验目前所面临的问题不只是认识上的，更重要的是如何采取切实可行的措施，真正做到把内容与方法、过程与结果统一起来。《标准》从学习内容和学习方式两个维度来讨论探究，使探究既成为学习的内容、目标又是学习的方式，有利于科学内容与科学方法的真正结合。这启示我们要成功开展探究教学，不仅要作方法上的调整，也要相应进行科学课程的改革，把探究渗透到科学内容中去。另一方面，实际教学时，在探究活动过程的每一阶段，教师和学生都需要提出这样的问题：
探究中起作用的是什么？我们应当保留哪些数据？抛弃哪些数据？数据体现出什么规律？这些规律适合本次探究活动吗？对这些规律可作哪些解释？一种解释比另一种解
释更合理吗？这些问题的思考和回答，有助于加强内容与方法的紧密结合。
（二）探究不等于动手活动
许多人认为，科学探究学习也就是所谓的“做科学”，而做科学又主要是动手的事情，因而误以为探究学习也就是动手活动（hand-on）学习，其实不然。《标准》中强调“学习科学是个能动的过程”，然而动手活动不一定是能动的，能动的学习也不一定非要动手，能动与否关键在于学生是否积极参与学习过程。所以《标准》指出：“光是动手活动还不够——学生还必须有动脑的活动”。它所提倡的探究学习实际上既重视动手活动，又强调动脑活动。它对教师提出的下列要求便是证明：重视学生在观察中的思考、对探究结果的猜测、对后续探究活动的计划、考虑变量的选择和控制、对获得的数据进行分析整理、在与同伴的讨论中相互质疑和评价、反思自己的假设、考虑可能的其他解释、最终得出结论和报告等。因此，探究不一定非要动手，动手学习也并非总是探究。目前我国一些地方的幼儿园与小学正在仿照美、法等国的做法进行动手活动实验，新的科学课程的教学也使学生获得了比以住任何时候都要多的动手活动机会。对于低年级学生来说，这些动手活动无疑会大大提高学生的兴趣，丰富课堂生活，但我们同时不要忘记的是，不要让学生为动手而动手，而应当考虑如何使学生通过动手促进动脑，通过动脑指导动手。
（三）探究应包括教师的教和学生的学两方面
一提到探究学习或探究教学，人们往往认为仅指学生的探究，而忽视对教师的探究要求，以为教师只要掌握某个探究教学模式便可进行，这实际上是一种错误认识。《标准》提醒我们，没有教师对自己教学工作的不断探究，学生的探究学习不可能顺利进行，更不可能持久深入。因此，在实施新的科学课程时，广大教师不能以为自己的责任就是按照新课程的要求来进行，至于这些要求是否符合实际、是否有效，则与自己无关或力所不及，相反，教师必须持有这样的认识并躬身力行：教学即探究，教师即研究者。
探究学习的内涵辨析
作者：徐学福文章来源：教育科学点击数： 1223 更新时间：2006-11-5
明确界定探究学习的内涵,是开展探究学习研究的前提。然而,综观现有探究学习研究文献,其中大多数要么只讲什么是探究或科学探究,以为探究学习便不言自明,要么干脆对这个概念避而不谈,而是直接讨论某学科领域探究学习的具体模式或方法,因而读
来使人感到如同雾里看花,不甚明了。再加上探究式学习!探究性学习类似提法的出现,以及问题解决学习、发现学习与研究性学习的存在,使得人们的这种模糊认识更加严重。这种状况阻碍了探究学习的研究和运用,对实施和推广我国新颁布的各门自然学科课程十分不利,因而急待改变。为澄清认识,本文拟打算围绕科学领域的探究学习及相关术语展开分析。
一、界定探究学习的两个维度
探究学习的界定不可避免地受界定者个人观念的影响。探究学习不同于自然界的各种现象或事物,是一种客观存在,对其本质特征加以抽象,然后就可以概括出定义来。它是一种有待我们根据对探究学习的认识去创造的实践活动,即人为实在。就是一个业已存在的探究学习实践,不管实践者理论如何薄弱,或事先根本不知道什么是探究学习,它也总是在一定观念或想法的指导下进行的,只不过实践者的想法与探究学习观恰巧相符罢了。一个人要判断某种学习是否是探究学习,同样是以其头脑中的探究学习观念为依据,只是存在着这个依据是否可靠的问题,不然会导致轻信盲从。因此,一方面,从理论上说,人们对探究学习的看法不可能完全一致,不同的人尝试界定这一术语时会得出不同
的定义。另一方面,从客观上讲,个人界定概念时又不能随心所欲,所持的观念应当有根有据,言之成理,务使所下的定义全面、合理。
我们认为界定探究学习时可从以下两个维度出发:一是思想层面,二是具体层面。所谓思想层面,是指应首先把探究学习看作是一种学习观念或指导思想,而且这种思想观
念还要与体现时代精神的现代教学思想相符合。换言之,如同其它任何形式的学习一样,探究学习也必须以现代教学理论为指导,并结合自己的特点从整体上形成独具特色的探究学习思想。所谓具体层面的探究学习,是指还要把探究学习看作一种操作模式或方法,
反映探究学习是如何进行的,以便人们能从实践中去把握它。探究学习的思想层面与具体层面是紧密联系、相互依存的,其中前者要通过后者体现出来,而后者也必须接受前者的指导。忽视思想层面,探究学习就会走向机械、僵化,固步自封;而忽视具体层面,探究学习只能是纸上谈兵,无法落到实处,二者都是片面的。然而,无论国内还是国外,现有探究学习研究多从具体维度出发,主要把它当作一种模式或方法来探索、研究或实践,而对于指导具体操作的思想则重视不够或认识不清。这不可避免地导致理论上进展缓慢,实践中举步维艰的局面。难怪即使在探究学习开展较早的美国,仍有学者在20世纪90年代初期感叹说:“如果非要用某个词语来描述近30年来美国科学教育工作者所努力追求的目标,这个词一定是‘探究。’”然而,“时至今日,探究教学所面临的挑战仍很明显,从传统讲授向探究转变的步伐仍十分缓慢。”
那么,探究学习应有什么样的指导思想呢?至少或主要包括以下三个方面。主体学生观:探究是学生的探究,不能由教师安排好途径和方法,牵着学生顺路直达终点——要掌握的概念或原理,更不能为完成教学任务把答案直接告诉学生,让他们被动接受。探究学习时学生要独立思考,自己作出决定或选择,在探究活动的各阶段都要充分发挥主动性、能动性和独立性;合作思想:根据最近发展区理论,学生需要利用外在的物或人的帮助才能取得最佳发展,因此,必须把探究学习置于合作的背景下来考虑,不能误以为强调学生的主体地位,就可以对学生放手不管,让他们孤立地开展探究学习。探究学习中的合作有多种形式,可以是生生之间,也可以是师生之间。但无论采用哪种形式,彼此都应当通过平等的对话来实现合作。尤其是开展师生合作时,教师的作用不能是过去的那种直接传递式,而应当是间接启发式,即启发学生思考,以促进学生从探究学习的一个阶段过渡到另一个阶段;模拟思想:科学家的认识与学生的认识既有区别又有联系,既相异又相同,
关于这一点已有大量讨论。二者的这种关系要求我们既不要把科学学习与科学探究混为一谈,又不要把它们对立起来。既要认识到学生不是科学家,学生的探究也不是科学探究,其目的不是为了发现人类新知,而是要更好地理解科学,学会像科学家那样思考和认识
世界;又要认识到科学探究有巨大教育价值,可转化为科学学习,即根据学习目的与学生发展水平对科学探究进行模拟,使科学学习成为科学探究的简约复演。简言之,探究学习是对科学探究的模拟,而不是等同。上述三方面中模拟思想是关键,因为学生探究学习
时能否开展合作、主观能动性能否得到最大限度地发挥,主要看模拟是否得当。它们相互依赖、相互制约,共同形成探究学习思想:从参与科学知识获得过程的合作学习中,达到最佳发展。
至于具体层面的探究学习,研究者们提出了许多目标各有侧重、程序有多有少的探究学习模式,如美国学者兰本达提出的小学科学探究教学模式只有“调查研究(investigation)、讨论(colloquium)”两步,而另一名学者施瓦布提出的生物科学探究模式则有“明确探究范围或对象、形成调查研究的问题、确认调查研究的症结、思索排除困难的方法”四步。事实上,实际的探究学习在模式上也不可能存在普遍适应的或最佳的,而应该随着学生发展水平、具体教学目标、学科性质等因素的不同而不同。然而无论具体模式怎么变化或不同,都必须是探究式,学生经历的应是探究活动而不是别的。换言之,具体开展探究学习时首先要有典型形式,然后才有适应不同情况的变式,否则面对众多的探究模式,人们难免要感到杂乱、不得要领,也难以断定某种学习是否是探究学习。因此,对于具体层面的探究学习,把握其典型模式十分重要,而这又要以对科学探究的认识为前提。
二、探究学习的内涵
尽管中文原本就存在着“探究”与“学习”的说法,但二者结合起来形成的“探究学习”一词,最初由英文“inquirylearning”翻译而来。我国有少数研究者其中包括一些中小学教师在讨论探究学习的含义时,一般都借用施瓦布的定义,即探究学习是指这
样一种学习活动:“儿童通过自主地参与获得知识的过程,掌握研究自然所必须的探究能力;同时,形成认识自然的基础——科学概念;进而培养探索未知世界的积极态度。”这个定义实际上说明了通过探究学习,是要实现当今所说的科学素养教育目的,即让学生
在获得科学知识的同时,掌握探究技能和形成科学态度,并未明确提示探究学习的内涵。换言之,这个定义虽提到“主动地参与获得知识的过程”这一探究学习的重要特性,但并未说明这个过程到底是从哪里来的,因而很难对探究学习实践起明确的规范或指导作用,需要进一步完善。
根据上述思考探究学习的两个维度,我们提出如下定义:所谓探究学习,是指学生在教师指导下,为获得科学素养以类似科学探究的方式所开展的学习活动。这个表述说明:尽管
是探究学习,学习过程中的师生关系仍要体现“教师主导、学生主体”这一基本精神。只有这样,它才能有别于学生在好奇心驱使下所从事的那种自发、盲目、低效或无效的探究活动。事实上,学生探究活动过程所涉及到的观察、思考、推理、猜想、实验等活动是他们所不能独自完成的,需要教师在关键时候给予必要的提示。可见,有学者为突出学生的主动性,偏爱使用“探究学习”，对“探究教学”一词则避而不谈,好像教师一旦介入学生的探究之中,探究就不是学生的或不会发生探究学习,这是不必要的。探究学习是通过对科学探究的模拟来实现的。科学探究,又称科学研究,是人类认识自然的一种方式,它遵循一定基本程序,采用一系列方法,通过发现问题、提出和检验假设、表达和交流等活动,来揭示大自然的奥秘,推动科学发展。在探究学习时,学生模拟科学家采用的探究程序和方法,通过提出和解决与他们生活经历有紧密联系的各种科学问题,积极地参与到知识的获得过程中去。与科学探究相对应,探究学习遵循以下典型程序或模式:形成问题、搜集数据、提出假设、检验假设、交流结果。因此,不管探究学习呈现哪种形式,活动种类如何多样,其本质特征是:教师不把构成教学目标的有关概念和认识策略直接告诉学生,取而代之,而是创造一种适宜的认识和合作环境,让学生通过探索发现有利于开展这种探索的学科内容要素和认知策略。探究学习的目的是获得科学素养。科学探究有多种教育功能,将科学探究引入教学可服务于不同的教育目的。如布鲁纳倡导的发现学习、我国现行的研究性学习等,都要求学生像科学家搞研究那样来学习,但各自的目的是不同或不尽相同的,进而也引起实施上的差异。而且谁也不能断言这种情况将来是否还会发生,再次提出一个类似科学探究的其它学习来。因此,把科学素养目的反映到定义中十分重要,否则就会引起认识上的混乱,甚至使人产生玩弄术语的嫌疑。至于科学素养学习目的中,科学知识、科学探究技能和科学态度三者孰先孰后,孰轻孰重,要视不同教育阶段的学生发展水平而言,不可一概而论。如小学生可考虑重在培养热爱科学的态度,中学生重在掌握科学知识,中学以后重在培养探究技能。故这里不像施瓦布那样在定三、探究学习与探究式学习、探究性学习
尽管自20世纪80年代初期美国学者兰本达来我国举办探究教学讲习班,并出版《小学科学教育的“探究——研讨”教学法》一书后,以及受后来被介绍进来的美国其他学者对探究学习研究的影响,我国遂有人开展探究学习的研究与实践,并取得一定成果。但总体来看,近20年来研究有限,而且提法也比较统一。从学习角度来说,虽然也有少数人提“探究教学”或“探究法”,但大多使用“探究学习”一词。只是近来尤其是教育部
审定的新课标出台后,为响应“科学学习要以探究为核心”的号召,才有越来越多的人投入到探究学习的研究中,并出现了不同的提法,其中与探究学习类似的还有“探究式学习”和“探究性学习”两种提法。那么,它们是否真有什么不同,还是所指相同提法不同而已?虽然单从字面看这三种提法都有“探究”一词,似乎没有什么差别,但细加分析不难发现,它们各自所突出的侧面是不同的,不管使用者意识到与否。从用语角度来看,探究学习更强调探究活动过程本身。说得明白点,它从个体感受出发,强调个人经历的是探究活动,而不管受什么样探究思想指导,采用哪种探究活动形式,只有那种能使学生获得探究体验的学习才是探究学习。美国《国家科学教育标准》中的科学探究定义便体现出这种倾向:“科学探究指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径。科学探究也指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家们研究自然界所用的方法而进行的各种活动。”它说明从个体感受的角度来理解,学生学习科学的探究经历类似科学家的探究经历,二者无本质差别。而且也只有从这种角度出发,才能正确理解上述科学探究定义。否则会产生该定义将学生视为科学家、科学学习等同于科学探究的错误认识。探究性学习突出的是探究活动的可行性。由于传统的接受学习不能或不完全能使学生获得科学素养,因为科学知识、科学方法和科学精神从根本上说是在科学家的实践活动中产生和发展的,因而与此呼应,我们希望学生能以类似科学探究的学习方式来获得。然而如果这种学习不能在实践中贯彻实施,那就不会发挥它的优越性,进而也无存在的必要,而探究学习恰恰就存在这方面的问题。表现在探究学习与接受学习在实践中并非绝然对立,相反要以接受学习为基础,由接受向探究逐步过渡,学生在刚开始从事探究学习时尤其如此。结果是探究中有接受,接受中有探究,而纯探究学习是很难做到或不存在的。换言之,如果把纯探究与纯接受看作是两极,那么从接受到探究,探究性越强,反之则越弱。这样,两极之间的学习都可以看作是探究活动。由于探究性一词包容了不同程度的探究活动,因而探究性学习这一提法更加切实可行。与上述两种提法不同,探究式学习则侧重于探究的方式或程式,即探究学习的模式或基本程序。从某种意义上说,把探究学习与其它学习直观区别开来的是程序,如能体现启发思想的学习方式有多种,而它们之间的明显差别就在于基本程序。而且只有程序明确,实施起来才有章可循,不致使广大教师茫然不知所措。很多研究者都采用探究式学习这一提法,并致力于探究学习模式的建构,其意即在于此。也许正因为如此,国外的许多探究学习研究也特别关注具体层面,提出许多探究学习模式。
由上可见,探究性学习、探究式学习这两种提法是事出有因,的确都有合理之处。但笔者认为它们也存在明显不足,表现在:探究式学习会使人过分关注具体操作,而忽视其背后的思想基础,弄不好会导致生搬硬套,产生不良后果;探究性学习则容易使人置探究的基本规范即典型模式于不顾,借“符合实际”之名,行泛化探究学习之实,出现新瓶装旧酒、换汤不换药的情况。这绝不是危言耸听,这两种情况在一直就有不良教育研究与实践习惯的我国很容易变成现实:要么照葫芦画瓢,不思进取和创新,用一种模式打天下;要么搞齐上马,争取“雨后春笋”,让各种名目的探究学习纷纷出笼。事实上,为赶时髦目前已有人用启发式学习冒充探究学习。因此为防止这种误导作用,本文使用“探究学习”一词。
四、探究学习与问题解决学习、发现学习、研究性学习
科学探究的教育功能早在20世纪初期就被杜威所提倡,此后一直有人主张把科学探究引进课程与教学,提出了与探究学习既相似又有别的其它学习。杜威对20世纪以前科学教育那种只重视科学知识,而忽视把科学作为一种思维方式和认识态度来对待的作法提出强烈批评。他指出,科学不仅是学生需要学习的知识体系,同时也是一种学习过程或方法。他以对科学思维过程的分析为依据,提出了众所周知的五步问题教学法,要求学生通过解决问题来学习“做”科学,而不是被动地读科学。20世纪中期,为应付科学知识的迅猛激增和苏联军事竞争的挑战,布鲁纳带头掀起世界性的课程改革运动。他主张精简学科内容,突出学科结构,要求把学生当作“小科学家”来看待,广泛采用发现学习去掌握学科结构。与此同时,受当时科学哲学的影响,芝加哥大学的施瓦布以“科学的结构是不断变化的”为前提,主张把科学的可变性渗透到课程中,并采用探究教学来教授“作为探究的科学”,以便让学生更好地理解科学的本质。探究学习一词便是他于1964年首次提出的,此后,如何在学校开展探究学习便成为美国科学教育工作者所努力追求的目标。20世纪末期,面对我国长期以来一直存在的“高分低能”现象,有学者提出开展研究性学习,让学生以类似科学研究的方式主动获取和运用知识,并提高他们解决实际问题的能力。现在它已成为我国高中的一门正式课程,得到越来越广泛、深入的研究与实践。
上述四种学习虽然提出的时间不同,但从世界教育这个大舞台来看,较早提出的问
题解决学习并没有销声匿迹,而是随着后人的研究发展成为极为复杂的领域,并且对与
其有关的其它学习产生巨大影响,这在我国有关教育和心理书籍中有大量介绍。更值得
注意的是,尽管各自的名称不同,但由于它们都是要把科学认识方式或科学探究引进课程与教学,而各种学习的典型操作程序实际上也基本相同,以致人们认为它们并无什么区别,只不过是因时和因人而异的提法差异罢了。我们认为要正确区分这四种学习的关系,就不能停留在笼统的解释上,否则难以看到其间的微妙差异。因为当今这四种学习几乎在各学科领域都存在着,因而笼统说它们本质上无区别是不确切的,如很难想象我们能把科学探究运用到文学或历史学科中,或者说这些学科的探究学习与自然学科的探究学习无差别。但就自然学科来看,可以说它们在本质无差别,都是要以类似科学探究或研究的方式来学习科学,都属于问题解决学习。然而说它们本质相同,并不等于它们没有差别,更不等于这种差别不重要。事实上,它们之间的非本质差别会给教育实践产生巨大影响,忽视这些差别,开展探究学习时会产生重大偏差。这些差别主要表现在:其一,从这些学习提出的时代背景来看,各自要达到的目的不尽相同。问题解决学习是要提高学生解决将来社会生活所遇复杂问题的能力,所以它主要围绕学生所经历的与社会职业有关的各种“作业”问题来开展;探究学习强调培养学生的科学素养,它主要围绕与学生经验有关的科学学科问题来开展;发现学习是要培养未来的科学精英,它主要围绕学术性问题来开展;研究性学习是要提高学生运用知识解决问题的能力,它主要围绕涉及各门学科与日常生活的综合型问题来开展。简言之,这四种学习都要以问题为出发点,但问题的性质和来源是不一样的,这不可避免地影响到学习活动过程。其二,各自侧重点不同。问题解决学习从问题获得解决出发,强调问题获得解决,而不管用什么方法、规则或程序,或者是否有方法、规则与程序,只要解决问题就行;探究学习从探究过程的无穷性出发,强调领悟科学探究的无穷性和科学的相对性,它以科学概念或原理为基础,但不一定非要取得某个答案,有时也许有多种答案或根本没有答案;发现学习从发现结果出发,强调通过探究过程亲自发现科学概念和原理,理解学科的基本结构。也就是说,发现学习总是按照书本中的知识结构来设计的,有待发现的是学科结构,它总是指向某个特定结果的;研究性学习从熟悉科学研究基本形式出发,强调提高研究能力,与结果相比更重视研究过程,颇有点历史上的“形式训练说”。因此,当今兴起的探究热潮既不是在玩弄术语、与其它有关学习没有什么差别,又不是20世纪60年代探究学习的机械翻版,而是在新时代赋予新内涵。