透視科學(xué)探究性學(xué)習(xí)

余慧娟 賴配根

課程專家就教師關(guān)心的問題答本刊記者問（三）

新課程倡導(dǎo)學(xué)生主動參與、樂于探究、勤于動手， 《科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》更是把科學(xué)探究作為科學(xué)學(xué)習(xí)的核心。但是，怎樣科學(xué)地理解探究性學(xué)習(xí)、正確地處理探究性學(xué)習(xí)中的各種關(guān)系，如何設(shè)計有效的科學(xué)探究活動，教師面臨許多困惑。為此，我們專門就科學(xué)學(xué)科背景下的探究性學(xué)習(xí)問題，采訪了有關(guān)專家。由于實際上許多問題是共通的，下面的內(nèi)容相信對其他學(xué)科的教師也同樣具有啟迪、借鑒作用。

本期座談專家：羅星凱 （教授、博士，廣西師范大學(xué)基礎(chǔ)教育課程研究中心常務(wù)副主任、科學(xué)教育研究所所長。主持承擔(dān)教育部重點課題科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的理論與實踐研究”，為學(xué)科國家課程標(biāo)準(zhǔn)的研制以及后續(xù)的課程改革實驗工作提供專題學(xué)術(shù)支持。）

記：我們知道，學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)要以探宄為核心。那么，基于課堂的探究性學(xué)習(xí)區(qū)別于其他學(xué)習(xí)方式，有哪些基本特征呢？

羅：總的說來，探究性學(xué)習(xí)是一種在好奇心驅(qū)使下的、以問題為導(dǎo)向的、學(xué)生有高度智力投入且內(nèi)容和形式都十分豐富的學(xué)習(xí)活動。其總的特征，我認(rèn)為，可以概括為“活”和 “動”兩個字。“話”一方面表現(xiàn)為學(xué)生的積極性和主動性，另一方面表現(xiàn)為學(xué)習(xí)活動的生成性，教室里實際所發(fā)生的一切不可能完全由教師所預(yù)設(shè)，學(xué)生在思維和行動上常常迸發(fā)出令教師意想不到的充滿童趣的智慧火花;“動”表現(xiàn)為學(xué)生真正的動手動腦。具體到學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)，可以細(xì)化為如下五個方面的基本特征。

首先，學(xué)生是圍繞科學(xué)性問題展開探究活動。這里的“問題”要與學(xué)生必學(xué)的科學(xué)概念相聯(lián)系，并且能夠引發(fā)他們進(jìn)行實驗研究、收集數(shù)據(jù)和利用數(shù)據(jù)對科學(xué)現(xiàn)象做出解釋的活動。還要有一定的難度，否則就不能激起學(xué)生的興趣，但又要能讓學(xué)生嘗到探究的成果，萁程度要足以引發(fā)學(xué)生探究、求知的欲望，并能引出另一些問題。

其次，學(xué)生需要收集用于解釋和評判科學(xué)性問題的證據(jù)。比如，對月相進(jìn)行觀察并繪制圖表說明其變化情況，用不同的材料接入電路并記錄所引起的電路中電流的變化。觀察、實驗是獲取科學(xué)事實和證據(jù)的最基本的方法，但不是惟一的途徑，學(xué)生也可以從教師、教材、網(wǎng)絡(luò)或其他地方獲取證據(jù)，對他們的探究進(jìn)行補(bǔ)充。

第三，學(xué)生要根據(jù)所收集到的事實證據(jù)形成解釋，對科學(xué)性問題做出回答。所謂解釋無非是將所觀察到的事實與已有知識聯(lián)系起來，它就是我們學(xué)習(xí)新知識的方法，對學(xué)生來說，這意味著對現(xiàn)有理解的更新和知識的增長。比如，學(xué)生根據(jù)觀察到的實驗現(xiàn)象解釋受熱和遇冷時液體的變化及其原因。

第四，學(xué)生通過比較其他可能的解釋、特別是那些體現(xiàn)出科學(xué)性理解的解釋，通過進(jìn)一步觀察和實驗等方法，對自己的解釋進(jìn)行求證和評價。由于原因往往深藏于現(xiàn)象的背后，人們?nèi)菀渍业降氖鞘挛镩g表層的、非本質(zhì)的聯(lián)系，加上學(xué)生認(rèn)識的差異，對同一個現(xiàn)象有不同的解釋是完全正常的。因此，評價解釋并對解釋進(jìn)行修正甚至是拋棄，是科學(xué)探究的奉質(zhì)特征之一。在真正的探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生需要面對不同的解釋結(jié)果并展開討論，通過比較各自的結(jié)果，或者與教師、教材提供的結(jié)論相比較，學(xué)生可以檢查自己提出的結(jié)論是否正確，推理過程是否存在缺陷等，以保證學(xué)生在他們自己的結(jié)論與適合他們發(fā)展水平的科學(xué)知識之間建立聯(lián)系。

第五，學(xué)生要交流和進(jìn)一步論證他們所提出的解釋。學(xué)生相互交流信息對建構(gòu)個體和群體的理解來說是至關(guān)重要的。當(dāng)學(xué)生公布自己的解釋時，別的學(xué)生有機(jī)會就這些解釋提出疑問、審查證據(jù)、挑出邏輯錯誤、指出解釋中有悖于事實證據(jù)的地方，或者就相同的觀察提出不同的解釋。討論中，往往引發(fā)新的問題，導(dǎo)致進(jìn)一步的求證活動和最終的建立在實驗基礎(chǔ)上的共識。

具有上述基本特征的探究性學(xué)習(xí)過程，將科學(xué)知識與科學(xué)方法以及科學(xué)本質(zhì)的學(xué)習(xí)融為一體，應(yīng)該是探究式教學(xué)所盡力追求的。

記：一項科學(xué)學(xué)習(xí)活動是否必須包含上述全部五個基本特征才稱得上是探究性學(xué)習(xí)呢？

羅：首先要說明的是，探究性學(xué)習(xí)并不是科學(xué)學(xué)習(xí)的惟一方式。盡管基于直接經(jīng)驗的、探究式的學(xué)習(xí)最有利于學(xué)生的全面發(fā)展，但基于間接經(jīng)驗的學(xué)習(xí)在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動中仍然大量存在。要組織起有效的探宄性學(xué)習(xí)活動，除了受教師、學(xué)生和教學(xué)設(shè)施條件等因素制約外，還與所學(xué)習(xí)的科學(xué)知識有關(guān)。有些知識內(nèi)容，由于各種原因，不易設(shè)計成通過探究性學(xué)習(xí)活動去獲取。有時，對特定的學(xué)生和學(xué)習(xí)內(nèi)容，也許基于間接經(jīng)驗的學(xué)習(xí)會更好。

對探宄性學(xué)習(xí)而言，這些特征都可以根據(jù)實際情況做出調(diào)整。只要學(xué)生學(xué)習(xí)的過程是圍繞科學(xué)性的、并能激發(fā)學(xué)生思維的問題展開，那么為特定的教學(xué)目標(biāo)所做的任何調(diào)整，都是可以接受的。比如，學(xué)生的學(xué)習(xí)始于教師或課本安排好的實驗，那么探究的一個特征就不具備，但學(xué)生后續(xù)進(jìn)行的完全可以是探宄特征明顯的學(xué)習(xí)活動。

記：這樣說來，教師在活動中起組織作用的程度和學(xué)生自主設(shè)計進(jìn)行探究的程度就可以各有不同了。

羅：對。在課堂教學(xué)中，特別是在對學(xué)生需要掌握的知識內(nèi)容有明確要求的學(xué)科教學(xué)中，要組織起在以上五個方面都具有高度探究性的活動是不容易的，也沒有必要刻意追求這樣的境界。美國國家研究理事會20010年出版的《科學(xué)探究與國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中，對每一類活動中學(xué)生自主探宄的程度分別進(jìn)行了劃分和描述（如下表）。這對教師理解和在具體教學(xué)中把握探宄性教學(xué)會很有裨益。

比如第一個特征：探究的問題要是完全由學(xué)生自己提出來，當(dāng)然很好。但這并不意味著我們一定要等到學(xué)生能夠自己提出好的探究問題之后才能組織探究性學(xué)習(xí)括動。相反地，在科學(xué)課堂教學(xué)中，切實可行而且效果良好的方法是教師設(shè)置問題情境，并通過引導(dǎo)優(yōu)化和集中學(xué)生的問題，使得后續(xù)的探究有明確的目標(biāo)和內(nèi)容，這樣的教學(xué)過程也可以培養(yǎng)學(xué)生提出問題的意識和能力。實際上，篩選出那些可能會引發(fā)富有成效的研究活動的問題，與提出好的問題同等重要。

如果這樣的程度也不容易達(dá)到，就完全可以由教師直接提出探究的問題。根據(jù)別人提出的問題，學(xué)生也完全可以進(jìn)行有高度探究性的學(xué)習(xí)活動。而且，只要學(xué)生真正卷入了探究知識的過程，就會提出這樣那樣的問題。實際上，真正的學(xué)生探究活動整個地就是由問題引導(dǎo)的，培養(yǎng)學(xué)生提出問題的能力可以貫穿于探究活動的始終，自然地進(jìn)行。

所以，教師如果把握了探究性學(xué)習(xí)的本質(zhì)，就能在具體的教學(xué)中靈活地設(shè)計和取舍，使探究性學(xué)習(xí)獲得真正的成效。

記;在把科學(xué)探究性學(xué)習(xí)落實到教學(xué)實踐的時候，出現(xiàn)的最大問題是什么？當(dāng)前特別需要加強(qiáng)哪些方面的工作？

羅：考察科學(xué)教學(xué)的現(xiàn)實，我們就會發(fā)現(xiàn)，其中最大的問題在于對證據(jù)收集、解釋形成和求證的處理方式上。如何根據(jù)有限的線索確定證據(jù)收集的方向，如何在不止一個可能合理的解釋面前做出決策呢？對于科學(xué)探究來說，這些才是至關(guān)重要的內(nèi)容?？墒?，它們往往由教科書或教師包辦代替了。學(xué)生學(xué)阿基米德定律就是一個典型的例子。一般教科書對此的處理在表面上看仿佛是從事實得出規(guī)律的，但關(guān)鍵的問題是，人們一開始怎么會想到要設(shè)法去收集那一部分剛好由于物體的浸入而被排擠開的液體呢？在科學(xué)發(fā)現(xiàn)的故事中，這才是最奧妙、最有魅力的一段，而對于學(xué)生來說，如果一旦把這變成了陽關(guān)大道，發(fā)現(xiàn)阿基米德定律就被等同于幾步測量的操作了。

因此，在我看來，要把科學(xué)探究性學(xué)習(xí)真正落實到教學(xué)實踐中，首先是教師需要在知識結(jié)構(gòu)上的更新。

與發(fā)達(dá)國家相比，我國的理科教師，特別是中學(xué)理科教師，在科學(xué)知識上是有優(yōu)勢的，這無疑是實施科學(xué)探究性學(xué)習(xí)的有利條件。因為不可想像一個缺乏科學(xué)知識基礎(chǔ)的教師能有效地組織學(xué)生開展真正有深度的科學(xué)探宄性學(xué)習(xí)活動。但在對科學(xué)知識本質(zhì)的理解上、在對科學(xué)知識發(fā)生發(fā)展規(guī)律的把握上，我們急需更新觀念。因為在科學(xué)教學(xué)實踐中，我們?nèi)菀卓吹降耐菍嵶C主義的科學(xué)哲學(xué)觀的影子。

例如，求證是科學(xué)研究過程中必不可少的重要環(huán)節(jié)。在科學(xué)探究性學(xué)習(xí)中，學(xué)生探究的是人類已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的、成熟的知識內(nèi)容，學(xué)習(xí)活動不易設(shè)計成真正具有探究性的過程，甚至有可能成為目標(biāo)和路線都明擺著的形式化的探究，提出假說的環(huán)節(jié)即使有也只是走過場，對假說的求證的過程則更是被誤導(dǎo)成了純粹的證實（而且用一兩個事實就給人以得到證實的印象），而更能反映科學(xué)研究活動真實的證偽則不見蹤影。這樣的教學(xué)，不僅不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，反而會誤導(dǎo)學(xué)生對科學(xué)本質(zhì)的理解，在其頭腦中形成不正確的科學(xué)探宄形象。

其次，學(xué)生的科學(xué)探究性學(xué)習(xí)需要一個寬松民主、和諧互動的課堂環(huán)境。

作為教師，必須要理解的是學(xué)生究竟是如何學(xué)習(xí)科學(xué)的，否則就不可能真正認(rèn)識到營造這樣的環(huán)境的重要性。傳統(tǒng)的以教為中心的教學(xué)行為是從這樣一種假設(shè)出發(fā)的，那就是離開了我們的教，學(xué)生就無所適從。而事實上，主動探究可以說是兒童的天性，他們一次次地遇到不解的現(xiàn)象，內(nèi)心失去平衡從而努力恢復(fù)平衡，而這正是其知識結(jié)構(gòu)不斷建構(gòu)和豐富的最自然的過程。因此，兒童認(rèn)識事物的過程，從本質(zhì)上就是一個不斷探究的過程。任何人只要反省自己認(rèn)識事物的過程，就不難領(lǐng)會這樣的道理。然而，我們成年人很快就忘記了做兒童是怎么一回事。在我們滔滔不絕的教導(dǎo)中，學(xué)生自己的理解根本就沒有表達(dá)的機(jī)會，久而久之，再有想法的頭腦也會變得僵化，我們因此也不知失去了多少真正讀懂兒童的機(jī)會。

在科學(xué)探究性學(xué)習(xí)課題研究和教學(xué)實驗的過程中，我們更加深切地體會到了教師角色和行為轉(zhuǎn)變的價值。在 《亞里士多德和伽俐略都不對！——發(fā)自探究課堂的驚嘆號》一文見后面的案例選登）所述的一堂課中，我最大的感觸就是，只要我們的課堂能真正回歸學(xué)生作為學(xué)習(xí)主人的地位，他們就會回報給你驚喜。

最后，也是最實際的，就是要對教師提供有效的專業(yè)支持。首先，是要營造一個有利于教學(xué)創(chuàng)新的課堂教學(xué)評價環(huán)境，特別是要改變那種刻板僵化、追求形式、面面俱到的課堂教學(xué)評價模式，將課堂教學(xué)評價聚焦于學(xué)生實際的學(xué)習(xí)生活，教室里師生互動、生生互動的質(zhì)和量，同時淡化評價對教師的功利作用，強(qiáng)化其促進(jìn)交流研討和專業(yè)發(fā)展的功能。其次，盡管科學(xué)探究性教學(xué)中，不能老是牽著學(xué)生的思維沿著教師預(yù)設(shè)的軌道行進(jìn)，但探宄性教學(xué)實際上是一種精心設(shè)計的教學(xué)活動，而不等于課堂上雜亂無章一鍋粥。在有效的活動設(shè)計方麗，一線教師也急需專業(yè)支持。作為國家基礎(chǔ)教育課程改革項目中的專項課題組，我們也一直致力于設(shè)計開發(fā)經(jīng)過教學(xué)實驗的探究性學(xué)習(xí)活動，后面案例選登中的《密度概念的引入探究性教學(xué)設(shè)計》就是其中的一個實例。我們希望有更多的研究人員和一線教師加入到這樣的工作中來，不斷豐富和優(yōu)化探究性教學(xué)活動的設(shè)計，使教師不再因為缺乏好的教學(xué)設(shè)計方案而放棄對探宄性教學(xué)的追求。