STEM教育的應(yīng)用范疇（十五）

向世清

前一講我們將探究分為4種方式和形式上的基本類型，本講我們?nèi)岳^續(xù)解讀不同方式和形式的探究中又是如何更能滿足STEM的教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)的。這是基于基本類型闡述基礎(chǔ)上的更深層次的解剖，可以幫助大家更好地理解、設(shè)計(jì)和引導(dǎo)學(xué)生展開更為有效的探究，并由此逐步向研究過(guò)渡，為未來(lái)真正掌握研究所具有的規(guī)范和水平高度的要求奠定經(jīng)驗(yàn)性基礎(chǔ)上的理解基礎(chǔ)。

根據(jù)國(guó)際上已有探究的理論研究結(jié)果，除了4種方式和形式上的基本類型劃分之外，探究還可以按照進(jìn)行過(guò)程的深度和水平能級(jí)分為6個(gè)層次。這種劃分主要的理論依據(jù)是著名教育家約翰·德威的“經(jīng)驗(yàn)式學(xué)習(xí)法”（ExperientialLearning）。6個(gè)水平層次簡(jiǎn)單地概括在表1之中。

在仔細(xì)解讀之前，我們強(qiáng)調(diào)性地說(shuō)明一下，約翰·德威的“經(jīng)驗(yàn)式學(xué)習(xí)法”背后所依據(jù)的教育學(xué)理論正是建構(gòu)主義教學(xué)理論，這一理論已被證明在迄今為止的所有教育理論中相對(duì)具有更好的科學(xué)性（這里不具體詳述，請(qǐng)大家自己查閱相關(guān)資料），其核心是，每個(gè)人的知識(shí)都是逐步建構(gòu)起來(lái)的，其新的知識(shí)總是依據(jù)其過(guò)去已掌握的知識(shí)逐步向更多拓展和積累。在這一過(guò)程中，已有的知識(shí)不僅起著向新知識(shí)的出發(fā)點(diǎn)的作用，更是理解和逐步“前探”能夠“觸碰到”的新知識(shí)的基礎(chǔ)承載，借由事物的性質(zhì)、規(guī)律，以及事物之間的內(nèi)在聯(lián)系，將新的知識(shí)內(nèi)涵和意義連接到原來(lái)已學(xué)的知識(shí)內(nèi)涵和意義之中，并將它們吸收并融合進(jìn)入已有的知識(shí)體系，從而不斷將未學(xué)知識(shí)“建構(gòu)”轉(zhuǎn)變成發(fā)展的已學(xué)知識(shí)體系，以此循環(huán)往復(fù)前行。那么，探究的6個(gè)層次說(shuō)正是基于這樣的認(rèn)識(shí)實(shí)現(xiàn)層次劃分的。

從建構(gòu)主義教育理論很容易看出，探究層次劃分從最簡(jiǎn)單的第1個(gè)層次“發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)”，到第6個(gè)層次“假說(shuō)性探究”，探究的目的和難度是在逐步提高層次的，所涉及的知識(shí)本身是逐步深化和遞進(jìn)的，而且其中有關(guān)研究的成分也是越來(lái)越得到增多的。以下對(duì)6個(gè)層次進(jìn)行逐一解讀。

（1）發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí) 這一層次的探究，實(shí)際上是學(xué)習(xí)者在嘗試建立新知識(shí)前的一種過(guò)程性情形的寫照。學(xué)習(xí)者見到一個(gè)新的概念時(shí)，他會(huì)自然而然地在已有知識(shí)的概念下，對(duì)新的概念性知識(shí)進(jìn)行一種初步的嘗試化判斷，看看新的知識(shí)是不是那樣一種自己想象的“樣貌”，然后繼續(xù)驗(yàn)證所構(gòu)建的“樣貌”是不是感覺對(duì)了，是不是估計(jì)就是那樣子的，這相當(dāng)于發(fā)現(xiàn)了一種新東西之后，因?yàn)椴恢?，就?huì)臆測(cè)這是什么，所以帶有發(fā)現(xiàn)的感覺在其中?？梢钥闯觯瑢W(xué)習(xí)者原有什么樣的知識(shí)，他所想象的新知識(shí)的“樣貌”就會(huì)有某種什么樣的他原有知識(shí)的“影子”。于是，這時(shí)學(xué)習(xí)的過(guò)程就是站在他已有知識(shí)基礎(chǔ)上的探究，雖然就像上一講所述的，它有著完全的開放性和目標(biāo)不確定性（包括內(nèi)容范疇和深度程度等），但探究的方向和線索都是發(fā)自于其已有知識(shí)的延展性擴(kuò)充、發(fā)散、變換、轉(zhuǎn)換等。這是學(xué)習(xí)者對(duì)于新知識(shí)的“判斷”和“理解”，只是這是不是真正的新知識(shí)應(yīng)有的概念和意義還需要驗(yàn)證而已（多數(shù)情況下類似于我們常說(shuō)的“先入為主”，如圖1）。然而，經(jīng)由這樣的過(guò)程和不斷的驗(yàn)證，他的知識(shí)理解、他的知識(shí)意義的建構(gòu)就在“增量長(zhǎng)大”中和“積累提高”中提升，新的知識(shí)就逐漸和已有知識(shí)融合，然后又變?yōu)橐延械闹R(shí)作為更新的知識(shí)的學(xué)習(xí)基礎(chǔ)。所以，發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)的探究層次的核心就在于他的嘗試化構(gòu)建新知識(shí)的“動(dòng)作和行為”，當(dāng)然這主要發(fā)生于思維認(rèn)識(shí)之中。有了這樣的認(rèn)識(shí)，教師在學(xué)生探究的最基本出發(fā)時(shí)，就應(yīng)該鼓勵(lì)和啟發(fā)學(xué)生依據(jù)其自身已有的知識(shí)，多“想象”新知識(shí)概念的“樣貌”，并可以鼓勵(lì)學(xué)生形成豐富多樣的“想象”（在已有知識(shí)上的構(gòu)建一定不是只能給出一種單一的樣子來(lái)的）。

（2）交互性證實(shí) 當(dāng)前一個(gè)層次“發(fā)現(xiàn)性學(xué)習(xí)”的探究發(fā)生后，學(xué)習(xí)者會(huì)形成對(duì)新知識(shí)的某些“認(rèn)識(shí)”，但這時(shí)他一般不知道認(rèn)識(shí)“對(duì)不對(duì)”或者“準(zhǔn)不準(zhǔn)”，于是他會(huì)憑著一股渴望驗(yàn)證自己“認(rèn)識(shí)”的正確性和成功性?！跋热霝橹鳌苯o了他驗(yàn)證的“靶子”，也給了他修正的機(jī)會(huì)。當(dāng)他繼續(xù)和客觀事實(shí)、思考分析結(jié)果及他人的已有認(rèn)識(shí)不斷互動(dòng)性對(duì)比時(shí)，尤其是與先賢所認(rèn)識(shí)的結(jié)論對(duì)比時(shí)，他會(huì)不斷感覺到應(yīng)該什么樣的“認(rèn)識(shí)”才是更合適和更為符合客觀結(jié)果的應(yīng)有反映。這樣一種反復(fù)驗(yàn)證的過(guò)程就帶有探究的性質(zhì)，因?yàn)樗尿?yàn)證往往也是并不知道該怎么進(jìn)行，也是憑著以前的已有知識(shí)展開更多的“嘗試”。直到他的嘗試逐漸與應(yīng)有的認(rèn)識(shí)“吻合”了，他才會(huì)定下心來(lái)，覺得自己“掌握了”新知識(shí)。實(shí)際上，人的學(xué)習(xí)過(guò)程中，的確總是以前面已有的知識(shí)不斷交互性感知新知識(shí)的，這樣一種交互驗(yàn)證使得探究的層次有所深入，會(huì)使得學(xué)習(xí)者逐步靠近新知識(shí)的真實(shí)“樣貌”。這樣的交互性驗(yàn)證的探究越多越豐富多樣，尤其是經(jīng)歷認(rèn)知曲折，學(xué)習(xí)者用于認(rèn)識(shí)的信息就越多，會(huì)使得其對(duì)新知識(shí)的理解大大增強(qiáng)。作為教師，我們就是要更多地給予學(xué)生這樣的交互驗(yàn)證過(guò)程，這遠(yuǎn)比直接將新知識(shí)的應(yīng)有“答案”告訴學(xué)生來(lái)得有效，雖然在這里會(huì)讓學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度和速度減緩，但卻會(huì)在后續(xù)的理解中極大減少時(shí)間耗費(fèi)，是一種真正符合學(xué)習(xí)規(guī)律的方式（相比應(yīng)試教育模式，這樣一種耗費(fèi)時(shí)間的前后時(shí)空轉(zhuǎn)換大家一定要認(rèn)識(shí)到。您多想一想，時(shí)間是前面多花好，還是后面多花好呢？如圖2）。

（3）機(jī)理性探究 當(dāng)前述層次的探究發(fā)生后，學(xué)習(xí)者會(huì)感知到所探究的是什么了，這時(shí)他自然而然地會(huì)產(chǎn)生這里面為什么是這樣子的“解密”愿望。所以他會(huì)繼而進(jìn)入到探究“什么”背后的“為什么”。這種類型的探究是一種在對(duì)知識(shí)內(nèi)隱含的機(jī)理和原理層次上所進(jìn)行的更為深入的探究。通常說(shuō)來(lái)，這時(shí)更需要用到以前所學(xué)過(guò)的相關(guān)的一些涉及到各種原理性的知識(shí)。這樣的理解和認(rèn)識(shí)一般更難、更復(fù)雜、更深層次，所以這里需要有更多分析、歸納、凝練等中高階思維，其探究過(guò)程也一般會(huì)帶學(xué)習(xí)者進(jìn)入一個(gè)高層次范疇。這其中，更多的因果關(guān)系的考慮是必不可少的，對(duì)“為什么”的猜測(cè)判斷也自然高于了前面交互性驗(yàn)證層次的對(duì)“是什么或什么樣”的猜測(cè)判斷的層次。因?yàn)檫@里所使用的中高階思維更多，所以這里的探究意義會(huì)更大。作為教師，此時(shí)可能需要對(duì)學(xué)生有更深入的學(xué)習(xí)過(guò)程關(guān)注，確保他們的探究有較好的因果關(guān)系分析過(guò)程，確保他們是在進(jìn)行“想知道究竟為什么”類型的探究。所以，這里教師要多跟蹤學(xué)生的探究狀態(tài)和進(jìn)程情況，然后“該出手時(shí)就出手”，關(guān)鍵的時(shí)候予以啟發(fā)和修正。但是，切忌直接將“為什么”告訴給學(xué)生。

（4）驗(yàn)證性探究 順理成章、水到渠成的是，當(dāng)學(xué)習(xí)者進(jìn)行過(guò)機(jī)理性探究這一層次的活動(dòng)后，他就會(huì)對(duì)他自身所“認(rèn)識(shí)”到的機(jī)理產(chǎn)生正確性和準(zhǔn)確性判斷的要求。于是，他就會(huì)在各種可能下進(jìn)一步和客觀實(shí)際情況、他人已經(jīng)得到的機(jī)理性認(rèn)識(shí)對(duì)比，反復(fù)確認(rèn)自身的認(rèn)識(shí)究竟是不是“對(duì)了”和“準(zhǔn)了”。這實(shí)際上是在以反復(fù)實(shí)驗(yàn)性的方式驗(yàn)證知識(shí)背后的規(guī)律層次上所進(jìn)行的探究。毫無(wú)疑問(wèn)，因?yàn)檫@其中要總結(jié)出規(guī)律來(lái)，就需要更高層次的凝練和抽象，所以高階思維發(fā)生得更多，也因此這一探究層次更有價(jià)值，是認(rèn)識(shí)的關(guān)鍵到位層次。所以，教師在探究的這個(gè)層次中始終應(yīng)牢記更多給予學(xué)生機(jī)會(huì)的原則，讓學(xué)生多多“探究并歸納規(guī)律”（因此說(shuō)，應(yīng)試教育中，直接教“定理”“定律”是沒(méi)有給學(xué)生機(jī)會(huì)學(xué)會(huì)真正的認(rèn)知）。

講到這里，本講已經(jīng)解讀了6個(gè)探究層次中的4個(gè)，那么，下一講我們將繼續(xù)解讀剩下的2個(gè)探究層次，并更多聯(lián)系到與研究的關(guān)系。后者是我們?yōu)槭裁刺匾庖?個(gè)層次下一講解讀的關(guān)鍵原因。