近些年来,随着我国中小学科学教育改革的深入,探究教学受到了前所未有的重视。在国家教育部最近公布的物理、生物、科学等学科的课程标准(征求意见稿)中,几乎都将探究教学置于突出地位。例如,《生物学课程标准》(征求意见稿)明确指出要通过积极主动的科学探究过程学习初中生物学。然而,对什么是探究教学、探究教学有哪些特征、应当怎样展开探究教学等问题,目前还存在不同的看法和争论。本文拟结合自己的工作和研究,对探究教学所涉及的一些问题进行初步的探讨。　

一、探究教学的提出

探究教学的思想渊源可以追溯到20世纪初。当时,针对脱离儿童生活经验、纯知识灌输的美国传统教育,著名实用主义教育家杜威提出了以儿童为中心、做中学的教学方法。杜威认为科学教育不仅仅是让学生记忆百科全书式的知识,也是一种过程和方法,他主张教学应当遵循以下步骤:设置疑难情景、确定问题、提出假设、制定解决问题的方案并实施等。仔细分析这种教学模式便可以发现,它与我们今天所说的科学探究有着密切联系。这种蕴涵探究思想的教学模式不仅对美国科学教育产生了深远的影响,也为探究教学的提出奠定了基础。

20世纪中叶,在美国教育的学科结构运动中,对于应当采用什么样的方法来教授和学习学科结构,著名生物学家、教育家施瓦布在多年研究的基础上,提出了探究式的教学方法。探究教学的提出是建立在施瓦布的学科结构观上。在施瓦布看来,科学知识不是固定不变的,随着探究方式的更新,它们会被不断地修正。[1]这就是说,学科的结构处于不断的变化中。在科学技术迅猛发展的今天,这一点表现得更为突出。因此,施瓦布主张不能把科学知识当作绝对的真理教给学生,而应作为有证据的结论;教学内容应当呈现学科特有的探究方法,如解决问题的方法、探究叙事等;教师应当用探究的方式来教授知识,学生也应通过探究活动展开学习,即在学习科学的概念原理之前,先进行探究活动,再根据自己的探究提出科学的解释。

这种全新的教学方法,无疑对当时的科学教育产生了很大的促进作用。它促使人们思考科学教育存在的问题,积极探索怎样使学生深入理解科学知识,以及怎样提供更多的机会让学生体验科学的过程等。经过几十年的不断研究与改进,如今探究教学已成为美国科学教育中最重要、最有影响的方法。1990年美国科学促进会发表的《2061计划》强调,科学教育应当符合科学探究的特点。1996年公布的《美国国家科学教育标准》,将探究列为学习科学的核心方法。一位学者曾指出,如果必须选择一个词来描述20世纪50年代末以来美国科学教育的成果的话,它一定是探究。^[2]

　　二、探究教学的内容

什么是探究教学呢?要阐明这个问题,首先要弄清楚什么是探究。实际上,探究存在于我们生活的方方面面,对任何事情和所有事物的认识都属于探究的范畴。有人称这样的探究为普通探究,它既无研究范围的限制,也无研究方法的限定。[3]普通探究包括许多个子系统,其中之一便是所谓的科学探究。

科学探究是在一定的信念和假设指导下进行的。它可以是指科学领域里的探究,即科学家提出关于自然界的问题,寻求答案,深化理解的过程;[4]也可以是指学生在科学课堂所进行的探究,即学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动,包括观察、测量、制作、提出假设、进行实验、提出模型和交流等。[5]从这里不难看出,探究教学实质上是将科学领域的探究引入课堂,使学生通过类似科学家的探究过程理解科学概念和科学探究的本质,并培养科学探究能力的一种特殊的教学方法。

探究教学是怎样进行的呢?由于内容、目的、要求和条件不同,探究教学的形式、途径也有多种。但从探究教学的纵向展开过程来看,大体要经过一些类似的步骤,如提出科学的问题、建立假设、制定研究方案以收集证据、得出结论并对问题作出解释、对研究方案进行评估和交流推广等。

(1)提出科学的问题

在特定的情景中如观察、实验、案例分析、研究图片等,引导学生提出科学性的问题。例如,光遇到物体会产生什么现象?怎样确定我们在地球上的位置?我们吸入体内的气体与呼出的气体一样吗?这些问题应当是通过探究活动能够解决的,并且不能超出学生的能力范围。

(2)根据已有的知识和经验,提出假说或猜想

例如,对于“光遇到物体会产生什么现象”这一问题,学生可能会作出光会被物体吸收、光会被反射回来等假设。

(3)收集证据

首先,要制订出较详细的探究计划,计划中应明确所要收集的证据以及收集证据的方法。然后,通过多种途径和形式如观测、实验、调查、查阅文献、观看影视录像、个案追踪分析和上网等,搜集有价值的证据。

(4)解释

对所收集的证据进行筛选、归类、统计和列表分析等综合处理,并运用已有知识得出符合证据的结论,对问题作出科学的解释。

(5)评估

检查和思考探究计划的严密性,证据收集的周密性,以及解释的科学性,并对结论的可靠性作出评价。如果结论与假设不吻合,应重新确定探究方向、制订方案进行探究。

(6)交流和推广

通过制作模型、角色扮演、写论文或调查报告、举办辩论会或展览等交流自己的探究结果。交流过程中,要能够解释探究计划以及自己在探究过程中形成的见解,并认真听取他人的意见,对不同的意见进行讨论。最后,将结论运用到不同的情景中。

从探究教学的横向展开过程来看,它的每一个步骤可以是多种形式不同的活动。拿收集证据来说,可以通过观测、实验和调查来收集,也可以通过查阅文献和上网来收集。具体情况不同,所采用的方式不同。

目前存在一种看法,认为只有包含上述六个步骤的教学活动,才是真正的探究教学。其实不然。在实际工作中,探究教学的形式是多种多样的:有些教学活动包括了上述的六个步骤,如一些在教师指导下所做的研究性课题,这些活动往往会持续数周,甚至一两个月;有些教学活动所涉及的步骤会更多,例如,在交流了探究结果之后,又发现了新的证据,这时就需要补充或重新进行解释等。这两类探究教学均属于完全探究;但多数的探究教学活动只由上述的某些步骤组成,拿在美国教师协会编写的《Science》第一册来说,共编排有各类活动168项,其中的多数活动都根据教材或教师给出的问题而展开探究,或者通过定性观察归纳出结论,如“你的午餐吃什么”、“利用等高线”、“植物会对外界刺激产生反应吗”、“光怎样传播”等。像这些只含有上述某些步骤的探究教学被称为部分探究。

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