第六章 探究式科学教育

对于每一个想要改进科学教育的人来讲，所面临的挑战就是如何寻找到一种可以有效开发利用儿童好奇天性的教育方法，使其终其一生都保持着学习的动力。探究以及探究式科学教育被认为是迄今为止，最接近此种目的的一种科学教育的模式。本节将在厘清探究、探究式科学教育与学前儿童探究式科学教育内涵的基础上，进一步说明学前儿童探究式科学教育活动的步骤与指导要点。

一、探究与探究式科学教育

明白何为探究、何为探究式科学教育是科学、有效进行学前儿童科学教育的基础，为此，首先探讨探究和探究式科学教育的内涵与特点。

(一)什么是探究

美国《国家科学教育标准》一书中指出，探究既是科学研究的基本方法，也是儿童学习科学的主要方式。前者是指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；后者则指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。尽管学生是使用探究方法学习科学知识，而科学家是在努力增进人类对自然界的了解，学生和科学家所从事的活动及思维过程都有许多相同之处。事实上，无论是物理学家探寻新的粒子，还是一个小孩想知道蚂蚁如何在地下生活，都可称为探究。 因此，探究在教育中扮演的角色正愈来愈引起人们的关注。

那么，探究在教育中是如何定义的呢？美国国家研究理事会在《国家科学教育标准》中指出：“探究是一种多层面的活动，它包括：进行观察；提出问题；通过浏览书籍和其他信息资源来了解什么是已经知道的知识；制定调查研究计划；根据实验方面的证据，评价已经知道的知识；用多种手段来搜集、分析和解释数据；提出解答、阐述和预测；交流结果。简言之，探究需要对假设进行证明，运用批判性思维和逻辑思维，并考虑其他可供选择的解释。”

（二）探究式科学教育

韦钰指出探究式科学教育是在教师和学生共同组成的学习环境中，让儿童亲历科学探究的学习过程。在此概念中的关键词包括：共同，环境非教师根据自己的意愿、兴趣和思考独自创设，而需要师生共同讨论，以学生的思考为主辅以教师的引导共同创设环境；学习，该环境非游戏娱乐的环境，而是能够促使学习发生的环境，同时，亲历的过程也非仅仅是一个游戏娱乐的过程，而是一个有学习发生的过程；亲历，在师生共同创设的学习环境中，学习的发生不是教师的单方面灌输，而是学生动手动脑的亲身经历的主动探究过程。

与探究的过程相一致，探究式科学教育（学习）的过程包括：根据实际情景、观察到的现象和可获得的信息，从儿童已有的知识、对问题的了解和已具有的科学概念（想法）出发，提出问题；对问题的解答进行推测；为证实推测而设计实验或进行观察等；收集和整理数据；得出结论和进行交流；提出新的问题，尽可能鼓励学生将学到的科学知识和日常生活相联系。据此，课堂探究应具备如下五个特征：

① 学习者围绕科学性问題展开探究活动；

② 学习者要优先考虑证据，运用证据帮助他们解释科学性问題，并对提出的解释予以评价；

③ 学习者要从证据中提炼出解释，对科学性问题做出回答；

④ 学习者通过比较其他的解释，特别是体现出科学性理解的解释，来评价自己提出的解释；

⑤ 学习者要交流和论证他们所提出的解释。

在教育部颁布的《课程标准》中指出，探究既是科学学习的目的，又是科学学习的方式。之所以是目的，是指通过探究式科学学习，期望学生可以掌握探究的步骤与方法，在今后遇到问题时，可采用探究的方法思考与解决问题，简言之形成探究能力；之所以是方式，是指此探究能力的形成，不是依赖于老师的单向灌输，不是依赖于知识的背诵和记忆，而是依赖于学生亲历探究过程，通过探究的方式进行学习，从而获得探究的能力。对年幼的学生来讲，学习探究的过程比掌握具体的知识更为重要。但也不代表可忽略所学习科学知识的完整性和系统性，如果所探究科学知识不是在儿童认知发展规律及已有科学知识基础上所精心选择并加以组织，杂乱、零碎的案例不足以培养儿童的科学探究能力。因此在探究式科学教育中，需要把让儿童建立新的科学概念、改善和纠正已有的前科学概念，以及探究能力、科学态度的培养综合考虑。

二、关于探究式科学教育的误区

在现实的探究式科学教育活动中，存在一些误区需要避免。总体来讲，关于探究式科学教育的误区在于或把探究视为高不可攀，或忽略探究性学习的基本特征，因而直接威胁到科学教育改革取得进步。具体来讲，主要表现为以下五个方面：

（一）误区之一：所有的科学知识都应该用探究的方式来教授

探究式科学教育是学生学习科学的主要方式，但非唯一方式。有效的科学教育要求综合运用各种教学方式和策略，不可能所有的科学知识都通过探究方式来教授或学习。教育者一定要摒弃非探究不科学的错误观念，根据科学学习的具体内容采取相应的方法。事实上，所有的科学知识都只用一种方式教或学易造成低效，且过于形式化也会使学习者感到枯燥无趣。正如《科学(3〜6 年级）课程标准》中所指出：探究不是唯一的学习模式，在科学学习中，灵活和综合运用各种教学方式和策略都是必要的，如游戏、扮演、阅读文学作品等各种方法。

（二）误区之二：研究问题必须由学习者提出才会产生真正的探究

对于学习者尤其是低龄儿童而言，提问的能力是逐步培养起来的，不可能从一开始个体就具备提出问题的能力，要发展提问的能力必须经过提问的“训练”。为此，教育者不能认为问题由教师提出就不能产生学习者真正的探究。事实上，如果教学目标是学习科学教材中的内容，问题的来源就比问题本身的性质次要。但是，需要指出的是，在传统的科学教育甚至今天科学教育的课堂上，学习者提问并追踪他们提出问题的机会还不够多，问题往往是由教育者从外部强加给学习者，学习者根据教师的要求进行探究。为此，在抛弃非学生提问不探究的错误观念的同时，教育者应注重培养学习者发现问题、提出问题的能力。

（三）误解之三：使用强调动手实践或提供成套学具的教材易进行探究活动

一个探究活动的有效开展，最核心影响因素是教师正确的科学教育观念与有效的科学学习引导。某种程度上，强调动手实践或提供成套学具的教材可能会使学习者的思维更易于集中于某个事物，使学习的过程更可能以一个正确的顺序展开。但是，即便最佳教材其本身也不能保证学习者能够参与丰富的探究活动，或探究活动能够达到预期的目的。更重要的因素还是在于教师对于何为有效探究、何为有效支持引导等问题的理解与教育行为上。有经验的教师在评判一套教材是否适宜时，会将重点放在教材是否设计了有效的教与学、是否包含了探究的五个基本特征，是否以适当的方式体现探究等方面，而非仅仅关注是否提供了成套学具。

（四）误解之四：只要学习者动手就能保证教与学的探究性

探究的内涵及课堂探究的基本特征已经表明，真正有效的探究绝不仅仅停留于动手操作。如果学习者的动手仅仅是被动的动手，是在他人思维指挥下的动手，则不能称之为探究。探究需要学习者对探究问题的可能答案进行推测、设计实验等问题解决方案寻求问题的答案、可运用实验结果即证据进行解释、比较、评价等，上述一系列行为都不仅仅是指动手操作，而更多地是指向动脑，动脑的基础上的动手才有价值。尽管学习者值得参与包含动手操作的学习活动，但仅仅单方面强调动手并不足以保证学习者的思维能投入到任何一个基本的探究过程，为此，《幼儿园教育指导纲要》中指出“动脑动手，探究问题”。

（五）误解之五：探究可以脱离所要学习的内容

20 世纪 60 年代美国曾有一种观点：掌握科学的方法是科学教育的惟一有意义的学习成果。当今，美国仍有一些教育家坚持认为只要学生掌握了科学的方法，他们就可以运用这些方法去学习任何所需的科学知识。但是，方法不可能凭空获得，必须是在对不同问题的探究过程中才能习得科学方法，学习者对探究的理解也不可能脱离科学内容孤立进行。在教育目标指向是学习者获得某种探究方法与策略时，科学学习的内容则是达到目标的一种媒介。为此，科学学习的内容与科学的方法相互支持，相辅相成，缺一不可，不能强调某个方面而偏废另一方面。此外，正如第一章所述，当前科学教育的目标强调科学精神、科学方法与科学知识三位一体。

（六）误解之六：探究的各个环节可分割进行学习

探究式科学学习是一个完整的过程，有其基本的探究环节和步骤。对于个体的探究能力培养而言，探究式学习的环节和步骤，应该统一在同一个或同一系列的活动之中，而不能割裂开来分而治之。或许不是每一个探究活动都包括完整的五步或者六步，但应包括探究式教育活动的大部分环节，以便学习者围绕着一个核心问题或主题经历完整的探究过程和环节。教师切记不能将探究能力分割，在探究“磁铁”中培养学习者的提问能力，在探究“电”中发展猜想和预测能力，在其他活动中再培养实验设计和实施能力等。总之，割裂的学习不是真正的探究，也不能使学习者体验到科学的过程与本质。