中国教育

　　提要　本文从探究式学习的基本特征出发，得出探究式学习并不强求学生活动的全方位探究性，从而避免对它的神化；通过论述假说的提出在科学探究和学生探究式学习中的核心地位，表明了科学探究式学习活动设计应该努力的方向，以避免在教学实际中对它的泛化。

　　新一轮国家基础教育课程改革的一个重要而具体的目标，就是要改变至今仍普遍存在的学生被动接受、大运动量反复操练的学习方式，倡导学生主动参与的探究式学习。在理科各科国家课程标准中，科学探究的意义以及如何通过国家标准促进探究式学习实施的问题，得到了普遍的重视。科学探究不仅被作为重要的理念强调、作为教学建议提出，而且被列入了课程目标和内容标准之中，作为必须实施的内容要求。这势必对教材编写和教学实践产生重大影响。然而，探究式学习在我国毕竟尚处于探索阶段，它所需要的教育环境条件，特别对教师观念转变、理解水平的要求等等，不是课程标准本身就能解决得了的。由此引发一系列困惑、疑虑、担忧也都是很正常的。当前，急需的工作就是要对有关的理论和实践问题进行梳理，对一些牵涉教学实施的重大问题进行思考、作出回答，以保证课程改革的实效。下面就探究式学习的含义、特征和核心要素谈谈本课题组的一些学习心得和研究体会。

一、探究式学习的含义

　　在当今国际科学教育改革的热潮中，inquiry是出现频率最高的几个关键词之一。英文inquiry一词起源于拉丁文的in或inward（在…之中）和quaerere （质询、寻找），按照《牛津英语词典》中的定义，探究是“求索知识或信息特别是求真的活动；是搜寻、研究、调查、检验的活动；是提问和质疑的活动。”其相应的中文翻译有“探问”、“质疑”、“调查”及“探究”等多种译法。与“研究”比较，在科学领域人们普遍接受的“探究”一词和英文原意更为贴切。就语义而言，据《辞海》（1989年版）的解释，“研究”指“用科学的方法探求事物的本质和规律”，“探究”则指“深入探讨，反复研究”。从语感来说，“研究”一词似乎多了几分严谨、稳重，而“探究”则更有生气，更有动感，也更符合青少年学生的身心特点。因此，现在使用的科学探究具有双重含义。如美国《国家科学教育标准》中对科学探究就是这样表述的：“科学探究指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。”①之所以这样表述，乃是由于学生的科学探究式学习活动在本质上与科学家的科学探究活动有很多相似之处。在讨论科学教育的文献中，不管是使用探究（inquiry）还是科学探究（scientific inquiry）这个词，除特别注明外都是指探究式的学习活动而非科学家的探究。

二、探究式学习的特征

　　由于多种原因，人们在理解和实施探究式教学中容易出现两方面的偏差，一是对探究的泛化，另一是对探究的神化。前者就是随意地给一些人们早已熟知的教与学的形式贴上探究的标签，如一个从目的到内容再到方法、步骤，甚至连表格都画好了的实验活动设计，却不仅被冠以探究而且是自由探究的名称；后者则只把从问题的提出、证据收集主案的制订和实施到解释的形成、检验和结论的得出等等都是由学生自主发现、由学生独立完成的活动才归为探究。这两种理解都背离了探究式学习的本质意义，如不加以澄清和纠正，将极大地影响探究式教学的实施。

　　区别事物的基本方法就是把握它们的特征。要正确实施科学探究式的教与学，必须把握其基本特征，美国国家研究理事会2000年组织编写出版了一本专著，对科学探究式教与学的重要问题进行了比较系统、比较有说服力的阐述，其中，将探究式教学的基本特征概括为如下五个方面的内容。②

1．学习者围绕科学性问题展开探究活动

　　所谓科学性问题是针对客观世界中的物体、生物体和事件提出的，问题要与学生必学的科学概念相联系，并且能够引发他们进行实验研究，导致收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。在课堂上，一个有难度但又让人能尝到果实、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望，并能引出另一些问题。比如，对于低年级学生，符合上述标准的一个问题可以是大黄粉虫幼体是如何对光做出反应的？对高年级学生，可以问：基因如何影响人的眼睛的颜色？而即使对高年级学生，提出今后一百年问全球气候将会如何变化这样的问题也是不合适的。这个问题虽具有科学性，但过于复杂，学生回答这个问题决不可能全面考虑预测范围内有关的证据和论据。学生可能只会考虑个别因素，如云量的增多对气候变化将产生怎样的影响；或者可能考虑一些因果关系，如气温升高（或降低）对植物、气流、天气将有怎样的影响。

2．学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据

　　与其他认知方式不同的是，科学是以实验证据为基础来解释客观世界的运行机制。科学家在实验中通过观察测量获得实验证据，而实验的环境可以是自然环境如海洋，也可以是人工环境如实验室。在观察与测量中，科学家利用感官感知，或借助于仪器如望远镜延伸感官功能进行观察，甚至用仪器测量人的感官所不能感知的物质特性，如测量磁场。有时，科学家能控制条件进行实验；而另一些时候则无法控制，或者实行控制将破坏实验现象。这种情况下，科学家只有对自然界中发生的现象进行大范围、长时间的观测以便推断出不同因素的影响。可以通过改进测量、反复观察，或者就相同的现象收集不同类型的实验数据的方法提高所收集到的证据的可靠性。证据是可以被质疑和进一步调查研究的。

　　在课堂探究活动中，学生也需要运用证据对科学现象做出解释。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、时间进行测量并仔细记录数据；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。

3．学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答

　　科学解释借助于推理提出现象或结果产生的原因，并在证据和逻辑论证的基础上建立各种各样的联系。科学解释须同自然观察或实验所得的证据一致，并遵循证据规则。科学解释还须接受公开的批评质疑，并要求运用各种与科学有关的一般认知方法（如分类、分析、推论、预测）以及一般的认知过程（如批判性推理和逻辑推理）。

　　解释是将所观察到的与已有知识联系起来学习新知识的方法。因此，解释要超越现有知识，提出新的见解。对于科学界，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产生新的认识。例如，学生可根据观察或其他的证据解释月相的变化、不同条件下植物的生长状况不同的原因以及饮食与健康的关系等问题。

4．学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出科学性理解的解释，来评价他们自己的解释

　　评价解释，并且对解释进行修正，甚至是抛弃，是科学探究有别于其他探究形式及其解释的一个特征。评价解释时，可以提出这样的问题：有关的证据是否支持提出的解释？这个解释是否足以回答提出的问题？从证据到解释的推理过程是否明显存在某些偏见或缺陷？从相关的证据中是否还能推论出其他合理的解释？

　　核查不同的解释就要学生参与讨论，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。这一特征的一个根本要素是保证学生在他自己的结论与适合他们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所提出的解释

　　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，以便疑问者进一步地核实或者其他科学家将这一解释用于新问题的研究。而课堂上，学生公布他们的解释，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。