小学科学探究性学习的内涵

——实践者的视角

The connotation of inquiry-based science learning 
in the primary school－－The view of a practitioner

作者：吴向东　华南师大附小

关键词：探究性学习，开放系统，科学知识，科学问题，促进者，儿童科学认识活动的规律

　　新的小学科学课程标准指出：“科学学习要以探究为核心”，这对我国目前的小学科学课程的改革来说既是一个新的理念，又是近二十年小学自然教学改革所一直推崇的教学思想。从1981年教育部决定开设自然课起，在以刘默耕先生为首的一批有识之士的努力下，通过对当时“世界东西方主要国家改革小学科学教育的理论、实践和发展的动向趋势”的分析，通过对美国兰本达教授的“探究——研讨”教学法中所蕴含的“珍宝”的搜寻，奠定了中国小学科学教育的哲学基础⑴，使自然教学改革一开始就走到了我国各科教育改革的前列。但是，近二十年的改革探索，还难以称得上从教育学、心理学、科学哲学方法论等更具体的层面取得深入的进展，以至于对小学自然（科学）教学思想的核心——探究性学习的内涵缺乏必要的正确理解。特别是现在大力推进小学科学教育改革的时代背景下，在传播“科学学习要以探究为核心”这个新的理念中，在实践一线工作的老师们普遍反映存在理解上的困惑，笔者以一个长期从事小学科学教育实践者的视角，试图对这些困惑做一点梳理，企望对探究性学习能做一个较全面的阐释，以供参考。

一、我国小学科学探究性学习观念的沿革
　　20世纪70年代末，小学科学教材称为《自然常识》，以教授科学知识为主。到了80年代初，小学科学教材改称为《自然》，以探究性学习活动为主，在当时引起了巨大反响。同时，我国教育界从美国引进了兰本达的“探究—研讨”教学法，并在教师们当中广泛传播。“探究—研讨”教学法的本质就是一整套的、如何让学生进行探究性学习的方法，它不仅仅从教育学的角度，而且还深入到儿童思维及概念发展的心理学的角度，全面深入地探讨了小学科学教育的方法体系。它将课堂教学分为了两个部分，先是探究活动，而后是对探究的科学事实进行研讨交流，从而发展儿童的科学概念和思维。兰本达认为，“探究——研讨”教学法与维果茨基的儿童思维发展理论是一致的。它反映了这样一种思想方法：“通过对自然事物的观察、描述、互相交流感受和解释，在思想上形成解释认识对象的模型，然后在实践中加以检验，从而找出纷繁复杂的现象之间的关系和联系，形成对自然界的有次序的理解”⑶。“探究——研讨”教学法对我国小学自然（科学）教学思想的形成产生了深远的影响。

　　刘默耕是这二十余年我国科学教育改革最有影响的教育家，小学科学教育改革从一开始就被以他为首的开创者引上了正确的道路。兰本达的“探究—研讨”教学法在中国的传播与他息息相关。刘默耕没有提出任何什么教学法方面的名词，但他的思想实际上就包含了探究性学习的思想，这在他的“小学科学教育的哲学基础”一文中有着明确的阐述：“每一课，不管讲什么，都是从科学的本性出发的，第一要掌握事实，而且要掌握大量的事实，第二要整理事实，第三要进一步整理研究这些资料，发现其中的规律性，第四要发动小孩子来创造性地对这些规律做个解释。这一门课最基本的东西就是这几样贯穿起来，至于不同的体裁，不同的内容，在课堂结构上，在实施教学的方法方式上，当然要因时因地因学生因条件来创造性地设计”。

　　在新的小学科学课程改革的酝酿期，一批理论工作者开始大量地将国外的小学科学课程的思想介绍进来，特别是1996年美国国家科学院推出的《国家科学教育标准》，对探究性学习思想在国内的传播影响深远。美国《国家科学教育标准》明确提出，科学学习的主要方式是探究性学习：探究是一种多侧面的活动，需要做观察；需要提出问题；需要查阅书刊及其他信息源以便弄清楚什么情况已经是为人所知的东西；需要设计调研方案；需要根据实验来检验已经为人所知的东西；需要运用各种手段来搜集、分析和解读数据；需要提出答案、解释和预测；需要把研究结果告之于人。探究需要明确假设，需要运用判断思维和逻辑思维，需要考虑可能的其他解释⑷。同时指出，“这部标准虽然强调探究，但是这不能解释为我们建议科学教学只应取探究的方式”，“要掌握内容标准中所描述的那些应该弄懂的东西和应该学会的技能，靠任何单一的教学策略或学习活动都是无法办到的”。由此，它非常明了地摆正了探究性学习在科学教育中的位置。

　　2001年出版的我国《科学（3～6年级）课程标准》实验稿中并没有对探究性学习做出明确的定义，但从它的表述来看，与美国科学教育标准中的探究性学习的内涵是相一致的。但由于新课标对探究性学习的表述和要求不够系统化，也给课改实践带来了一些理解上的困惑和偏差。

二、小学科学探究性学习的内涵探讨
　　对探究性学习内涵的理解，普遍存在一个误区，最常见的是把探究性学习仅作为一种学习方式，因而有人把探究性学习称为探究式学习，也许这是仅停留在教学方法论上的理解。实际上，探究性学习重在学习的性质，它更重要地体现为一种教学思想。正因为它是一种具有统帅作用的思想，探究性学习才能重新定位科学教育的目标与功能，使我们不得不变革课程的内容与实施办法，使我们不得不去关照儿童科学活动的特点，否则，新的科学教育课程改革的实施将无法获得思想上、理念上的依托。

　　全面准确地把握探究性学习的思想，不能仅仅停留在教学方法论的理解上，而应该从小学科学教育宏观整体的构架上，去全面地把握“科学学习要以探究为核心”这一理念。因而笔者认为，从宏观上来看，探究性学习是一种教学思想，而不仅仅是教学方法。作为教学思想，它就必定要整合小学科学教育的方方面面。如果仅仅把它作为教学方法来看待，就很容易被变为所谓的教学模式而教条化、理想化。比如《搭纸桥》这一课，一个比较好的探究方式是：给每一小组几张相同的纸做纸桥，然后让学生想办法改变纸的形状来增加纸的承重量，这个活动可以使学生的创造力得到很好的锻炼。当把探究模式化、教条化后，却出现了这样的一个设计：老师先出示三种形状的纸桥，然后让学生作预测，把每一个小组的预测在黑板上写完后（占用了好多时间），才让学生实验验证自己的预测，最后得出结论。这样的设计，意在突出探究的“预测”这一环节，然而，由于教师已经事先安排只让学生研究三种形状的纸桥，不仅无法发挥学生的创造力去自主探究，而且如此教条化的教学根本就称不上是探究性学习。

　　从教学思想的角度来探讨探究性学习的内涵，笔者认为，探究性学习是一个能融合各种学习方式的开放系统，它以知识为载体，以具有儿童情趣的和既有科学价值与能力训练价值、又有社会价值的科学问题为学习的主干内容，以符合儿童科学认识活动规律的教学过程组织形式，在教师的促进下进行的一种充分自主而有效的科学学习活动。

　　1、依据探究性学习过程的特性，探究性学习是一个能融合各种学习方式的开放系统。
　　从学习方式的角度来说，探究是基于过程的科学学习的方式，但它绝不是唯一的科学学习的方式，各种学习方式有机并存恰恰能促进探究性的学习。我国的《科学（3～6年级）课程标准》中指出，“科学学习要以探究为核心”，并明确提出，“探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式”。这些理念的明确提出，无疑推动了我国科学教育理论的发展。在此认识下，在感到耳目一新之余，有人产生了把探究性学习教条化、理想化的倾向，转而对其它教学方式持怀疑态度。而依据探究性学习过程的特性，笔者认为，探究性学习是一个开放系统，具有包容性。在探究的不同阶段或由于探究的内容不同，我们需要采用不同的教学方法。比如，在探究学习的起始阶段，教师需要用讲述的方式向学生传授观察记录的方法；在讨论阶段，教师要运用一定的启发式方法挑起矛盾，使讨论更深入；在学习了新的概念后，教师要用掌握学习的技巧向学生出示一些变式（如“鳝鱼是不是鱼”这类问题），以使学生更充分地理解概念；在进行通过查阅资料的学习时，教师在学生占有资料不足的情况下，要对有关的科学事实进行讲授，等等。因而笔者认为，探究性学习从方法论上来说是着重于教学或学习过程的方法，而依据探究性学习过程中的内容和形式的不同，其它教学法可以发挥各自的长处作用于其中。因此，我们必须正确地看待探究性学习与其它教学法的关系，诸如有意义接受学习、掌握学习、范例教学、非指导性教学、启发式教学等等。这些先进的教学形式都是在反对传统教学过分注重灌输的背景下产生的，实质上也含有“探究”的某些因素。探究性学习虽然与其它的教学法有相对独立性，但与其它的教学法也有共通之处。所以，我们不仅不应当加以排斥，反而要善于从中吸取长处，以促进探究性学习自身的完善与发展。那种认为探究性学习高于一切，是一种完美的教学形式，从而将其与其它教学对立起来的做法，是片面的、极端的、有害的，也有悖于探究性学习的精神实质⑸。

　　2、探究性学习的总原则是：科学教学要符合儿童科学认识活动的规律。
　　既然是探究性地学习科学，那么科学教学就必须符合儿童科学认识活动的规律，而不能主要采用灌输式的和传授式的教学方法了。爱因斯坦曾经把科学定义为“探求意义的经历”，这句话虽然说的是科学，但这句话同样适用于科学教学。首先，科学教学是一个指导学生探究的过程（经历）。从科学教学活动本身来讲，它是对科学活动的一种特殊形式的反映，就像刘默耕所说的那样“学科学就要根据科学的本性来办事” ⑹。在科学教学活动中，与科学研究一样，都要涉及提出问题、猜想结果、制订计划、观察、实验、制作、搜集证据、进行解释、用语言符号表达与交流等活动。从科学教学的目的来讲，就是要指导儿童学习“像科学家那样探索大自然”。从儿童的天性来讲，儿童对科学对大自然有着天生的好奇心，他们希望通过自己的亲身实践去发现科学的真谛和大自然的奥秘。这些科学活动本身是源于儿童内部的需要和兴趣，是一种持续时间长、强度大的内部动机。利用这个动机，将科学教学中的学习活动设计成一种探索式的、研究式的或发现式的，自觉而自动的学习将自然而然地产生。

　　其次，科学教学是指导学生探求意义的过程，这个“意义”包含两层意义：一个层面是指科学新知，第二个层面是这些科学新知还必须是有价值的（关于这两点，参见后文3、4的阐述）。因此，我们认为，“科学教学要符合儿童科学认识活动的规律”是设计探究性课堂的一个总原则。

　　3、探究性学习要以知识为“载体”。
　　我们接着来阐释“意义”的第一个层面：科学教学是指导学生探求科学新知的过程。首先，科学知识是科学学习的目标之一，如果否认这一点，探究性学习探究什么？科学的“意义”何在！其次，科学知识是探究性学习的基础，没有一定的科学知识做为基础，探究性学习又怎能起步？所以，刘默耕一针见血地指出：知识是“载体”⑺。

　　当前，有这样一种看法，认为探究性学习重探究过程轻知识结论，因为探究过程的训练是使学生终生受益的。这种看法看似强调教学过程，重视学习方法，实则是要将教学方法与教学内容相分离，孤立进行探究的过程技能的训练。但认为起假设作用的概念和原理性知识无足轻重，其结果必然演变为徒有形式的机械练习或无理论指导的盲目摸索⑻。在这种看法的影响下，新的实验教材中也不乏这类课程，如《连通气球》、《马铃薯在水中是沉还是浮》，等等，这些都是不求甚解，追求新奇体验的课，学生上完课后除了感到新奇之外，对其中的科学奥妙无法进行真正的探究。诚然，探究过程的充分体现，的确改变了学生的学习方式，但对知识结论的过分蔑视，别说学生学到了什么，长此以往，就连学生的学习也总是处在失败中的，“探不探究出结论无所谓”吗。长期下去，没有科学知识目标的达成，没有成功的体验，总是失败的“探究”是不可能使学生学会如何进行科学探究的，又怎谈得上使学生终生受益呢。当然，精心设计或信手拈来的一些探究没有知识结论的反例也是需要的。让学生由此而了解探究并不总是成功的，老师和同学都会犯错误，而且通过这样的反例，让学生自己总结或猜测“这一次”探究失败在哪里、如何改进等。这样的教学，虽然在知识上没有结论，但在探究上却有了这样的一些有价值的收获。

　　过于重探究过程，最令人担心的是极可能造成的经验主义的倾向。就像兰本达所描述的：“儿童们各自从事自己的实际活动，只注意眼前的实际事物，东试试，西试试，探索一些孤立的性质而回避形成概念，既不管过去，也不问将来”。由此形成的儿童对科学的认识就会趋向片面，更不可能形成辩证唯物主义的“全面看问题”的观念⑽。

　　“重探究过程轻知识结论”，从逻辑上来讲也是说不通的。完整的科学探究过程应该包括从发现问题、提出假设、直到得出对问题的解释（结论）、以及验证结论等，没有得出结论这个环节，就不是完整的科学探究过程。也许有人认为，科学家的研究在很多情况下是失败的，没有得出结论，这不也是一个科学过程吗？但这个过程严格来讲还是在进行中的，人类对某一科学问题的研究必定最终是要获得结果的，既使这一过程有时很漫长。

　　持这种看法的人还认为，知识是在变化的，所以现在学不学得到科学知识并不重要。当然，对于小学科学教学来说，小学生学到的科学知识主要是处于前概念水平的，有些是不精确的，到了中学还要重新学习的。但是，这些前概念水平的科学知识并不是错误的，它只不过是为了适应儿童的认识水平做了更浅显的表述罢了。而且，这些科学知识是从人类几千年来的积淀中选取的稳定的那些最基础的部分。正如美国《科学素养的基准》一书中所指出的：事实上，重要的是不要过份地渲染“科学总在变化”这一主题，因为科学知识的主体是非常稳定的，在缓慢的修证之中发展着，并且渐渐地扩展其边缘⑾。

　　4、探究性学习的内容应以富有儿童情趣的（心理价值）、既有科学价值与能力训练价值、又有社会价值的科学问题为主干。
　　科学探究始于科学问题，对科学问题的探求可以获得科学新知。我们再来探讨科学新知的价值问题，即“意义”的第二个层面。

　　确定好科学课中要探究的科学问题直接关系到探究活动的训练价值。“在课堂上，一个有难度但又能让人得到果实、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望，并能引出另一些有关现象发生的原因及方式的问题”，“有经验的教师会帮助学生将注意力集中在探究的问题上，使它们的探究活动既有趣又真正有所收获” ⑿。但我们到底该如何确定探究的问题呢？笔者认为，以富有儿童情趣、既有科学价值与能力训练价值、又有社会价值的科学问题应为主干。

　　科学家就是“长大了的孩子”，科学本身就是非常迷人的，天生的好奇心与科学探究活动就像珠联璧合。这就是科学能吸引那么多人乐此不疲的原因——科学的心理价值。对于儿童来说，富有儿童情趣、能激发儿童兴趣的科学问题，即能满足儿童心理需要的科学问题，是推动儿童科学活动的直接动机，所以我们应当首先考虑。这就要求科学教育要充分与儿童生活的方方面面紧密相联系。从我们过去的《自然》教材和现在的《科学》实验教材来看，虽都已考虑到，但并没有强烈地体现。有些课题很难引起学生的探究欲，如某《科学》教材中的《手》，虽然编者期望能藉此训练小学生对周围常见事物的观察，但由于其科学意味很淡，学生普遍表现出没有多大兴致。还有些课题可以延伸其社会价值的没有得到延伸，如《水》，整节课研究的就是一杯自来水：通过感官认识水是无色、透明、无气味、无味道的液体，学生同样也表现不出多少探究的兴致。为什么不能多用几种水呢？比如矿泉水、自来水、井水、池塘里的水、湖水、河水、海水、污染了的水、自然水体中饮用水源中的水、蒸馏水等等，就近找几种，水的种类多了，其中蕴含的能力训练价值、环保教育价值不就更丰富了么！脱离学生周围的自然与社会环境的探究教学，就像枯燥的小游戏，不仅学生学起来索然无味，而且使许多教师也感到无法顺利教学。丧失探究科学的兴趣和热情，科学素养的培养又从何谈起！

　　在世界科学教育中，“科学-技术-社会”（STS）的思想是极有价值的。STS体现的是科学精神与人文精神的融合，即我们培养的社会人，既要有科学求真求实的精神，又要有哲学关怀人生社会的胸襟，可以说，这也是我国素质教育所追求的最高境界。因此我们可以从人类社会发展整体的高度，把科学问题分为三类：科学方面的、技术方面的、科学技术与社会的关系方面的。从现在的科学教育的教材内容来看，科学方面的问题几乎占去了科学教育的全部，技术方面的特别是技术设计改变人类生活方面的非常薄弱，在现行小学自然教材中，只有诸如《搭纸桥》等少数课涉及，而科学技术与社会的关系方面的则大多限于有关环保的课题，直到现在新的“科学”实验教材才有所改观。

　　长期以来，我们很大程度上是在以学科本位主义去发展小学自然或科学课程的，科学知识体系的构建并没有较好地摆脱中学理科的影响。如果我们能拨开雾霭、去掉学科本位主义，就会发现，我们不仅忽视了技术方面的教育，使学生学无所创、学无所用，还忽视了科学技术与社会的关系的教育，它涉及到诸如善用科学、科学技术是“双刃剑”、科学与迷信等等重要的社会问题。社会的变革，科学技术的发展，以及由其引起的种种社会问题，使我们无法回避。我们必须在科学教育的启蒙阶段就行动起来，发挥教育的作用去尽可能地认识它、研究它、解决它。因此，培养学生对科学技术的正确的价值观就显得尤其重要。在科学教育中，我们不能仅仅停留在对科学事实及原理的描述上，还要考虑这些科学事实及原理如何更好地为人类服务，以及考虑如何培养学生利用这些科学事实及原理进行科技创新、科技决策等等。

　　5、探究性学习要求教师充当促进者的角色。
　　要推进探究性学习，教师的角色就必须转变。美国人本主义教育家罗杰斯在对传统教育进行深刻批判的基础上，对教师提出了新的更加开放的要求：教师必须是促进学生自主学习的“促进者”，而非传统的只注重“教”的“传授者” 。探究教学的典型特征是，教师不直接告诉学生与教学目标有关的知识与认知策略，而是创造一个特定的学习环境，让学生经过探索后去亲自发现和领悟它们。它要求教师以促进者的角色，把重点放在创造条件、引起和激励学生的探究和发现上。促进者的角色模式有以下几个行为上的特点⒀：

　　①积极地旁观，不干涉学生的探究活动
　　②给以心理支持，创造良好的学习气氛
　　③多用鼓动性的表扬
　　④培养学生的自律与合作精神，保障探究活动的开展。

　　适应探究学习的需要，教师的角色从传授者转变为促进者，但这决不意味着对学生放任自流，在探究过程中，教师永远是帮助学生成功的伙伴。促进者的角色绝不意味着教师的作用降低，甚至无足轻重。有这样一种观念，认为不是完全放手让学生探究的教学，就是观念陈旧的教学。罗星凯等认为，这种完全放任自流的探究实质上是探究的泛化，它“既不符合科学研究的实际，也不符合学生科学学习的现实”⒁。最有成就的科学家最善于吸收前人已有的成果，站在巨人的肩膀上攀登科学高峰，而不是什么都要靠自己去探究，学生对科学的学习虽然主要是基于直接经验的、探究性的，但间接学习毕竟大量存在。按照完全探究的方式，学习者应该是自己提出要研究的问题，但是“即使在问题是由教师、学习材料或其它途径完全给出的情况下，只要学生学习的过程是围绕科学性的并能激发学生思维的问题展开，学生的学习仍然可以组织成具有高度探究性的活动”⒁。

　　另外，从学生的探究能力上来说，探究能力的形成与发展是一个渐进的过程，他们不可能一开始就有独立从事探究学习的能力。因此，教师在开展探究教学时，要根据各种具体情况，充分发挥主导作用，处理好“扶”与“放”的关系，逐步让学生学会独立的探究学习。

　　笔者对《爬行动物》一课的研究过程就经历了“传授知识——完全探究——部分探究”的过程。起初，《爬行动物》的教学是以蛇和壁虎为典型认识对象来学习爬行动物的特征的，这种学习方式所学到的爬行动物的特征的知识不是通过科学归纳发现的，可以说是教师传授给学生的（传授者角色）。后来，我花了两节课的时间让学生根据自己的认识和对资料的占有去自由地对动物进行分类（完全探究方式，促进者角色），一开始学生从各种不同的角度对动物进行了分类：如分为肉食、草食和杂食类，哺乳类、鸟类、鱼类、两栖类和爬虫类等，当时还为学生的“探究”能力所折服，但随着研讨的深入，发现学生根本就没有较好地理解各类动物的特征，他们更多地只是从名称上对动物进行了分类，这些动物类别的名称是他们看课外书知道的，他们并不理解名称（概念）的内涵，到课即将结束时，还是有不少学生认为“老虎既是爬行动物，又是哺乳动物”。分析这节课的失败，关键是学生对动物资料的占有不多和不准确所致。最后，我决定用多媒体手段，采取部分探究的方式（教师提供“证据”，而不是学习者自己收集“证据”）来学习⒂。你知道哪些动物是爬行动物？学生会说出许多动物的名称，其中既有真正的爬行动物，又有不是爬行类的动物，而且会出现学生意见不一致的情况，教师就用这个矛盾引出问题：到底什么样的动物是爬行动物？然后让学生在电脑上去看CAI课件中提供的较完整的爬行动物的资料，包括蛇、龟、蜥、鳄等12种动物的特征性的资料，这大约要花20分钟的时间，教师只是在操作上作一些帮助。看完后，引导学生讨论并归纳出爬行动物的特征，这时教师的作用在于挑起矛盾使学生能深入地讨论，这大约要花15分钟的时间。最后，再让学生去判断课一开始时所说的那些动物，到底哪些是爬行类、哪些不是爬行类，自然而然地使刚刚所学的概念得到了应用和巩固。

　　这样的学习不仅充分体现了教师的促进者角色，而且还成功地运用现代信息技术改变了传统的课堂学习方式，促使了探究学习的形成，这时学生获得的概念才是真正意义上理解了的。

　　由这个案例看来，促进者角色模式适用于多种形式的探究，而不是仅仅与完全探究划等号。促进者只是在适当的时候，给予学习者适当的帮助，以促使探究的深入和达成，所以说，“促进者”是帮助学生成功的伙伴。

　　探究性学习的思想给小学科学教育带来的影响是全方位的，它推动着我们去思考小学科学教育的方方面面，从一个宏观的整体的综合的角度，设计出一个贯穿了探究性学习思想的小学科学课程体系，还有待我们去上下求索。

参考资料：
⑴刘默耕，小学科学教育改革的哲学基础，小学自然改革探索，湖北教育出版社；
吴向东，找准方向 更上危楼，小学自然教学，1999.11
⑵吴式颖等编著，外国教育史简编，修订本，404页，教育科学出版社，1995
⑶兰本达等著，小学科学教育的探究研讨教学法，中文版序言，人民教育出版社，1983
⑷美国国家研究理事会著，戢守志等译，美国国家科学教育标准，30页，科学技术文献出版社，1999
⑸徐学福，探究学习认识偏差分析，教育理论与实践，2001第2期
⑹刘默耕，小学自然改革探索，湖北教育出版社，第37页
⑺刘默耕，小学自然改革探索，湖北教育出版社，第111页
⑻徐学福，探究学习认识偏差分析，教育理论与实践，2001第2期
⑼小学自然教学，2000～2001年的有关文章
⑽兰本达，刘默耕小学自然课改革探索，社会结构•思想体系•教学方法，283页：
⑾科学素养的基准，美国科学促进会著，科学普及出版社，第5页
⑿美国国家研究理事会，罗星凯等译，科学探究与国家科学教育标准学与教的指南
⒀吴向东，自然教师的一种新型角色--促进者，小学自然教学，1998.1～2
⒁罗星凯、李萍昌，探究式学习：含义、特征和核心要素，教育研究2001.12
⒂吴向东，用多媒体课件改变儿童的学习，小学自然教学，2001.2

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发布时间：2005年05月06日　最新更新：2005年05月06日