中小學(xué)理科課堂教學(xué)中的探究性學(xué)習(xí)教與學(xué) 一、關(guān)于“科學(xué)探究”、“科學(xué)素養(yǎng)”與“科學(xué)教育” 在我國(guó)當(dāng)前素質(zhì)教育課程改革的大潮中，“科學(xué)探究”、“科學(xué)素養(yǎng)”與“科學(xué)教育”成為倍受矚目的語(yǔ)匯。這些語(yǔ)匯昭示了我國(guó)科學(xué)教育領(lǐng)域的“范式轉(zhuǎn)型”。厘清這些語(yǔ)匯各自的內(nèi)涵及其相互關(guān)系，是促進(jìn)我國(guó)科學(xué)教育健康發(fā)展的理論前提。 （一）科學(xué)探究是什么 回答“科學(xué)探究是什么”，先須回答“科學(xué)是什么”。 美國(guó)最重要的科學(xué)研究組織之一“美國(guó)研究理事會(huì)”(National Research Council)在總結(jié)“美國(guó)科學(xué)院”、“美國(guó)工程院”及其他組織的眾多研究成果后，對(duì)當(dāng)代科學(xué)、科學(xué)研究和科學(xué)教育的新趨勢(shì)做了如下概括： 1．由強(qiáng)調(diào)“科學(xué)即探索與實(shí)驗(yàn)”，到更強(qiáng)調(diào)“科學(xué)即辯護(hù)(argument)與解釋”。 2．由強(qiáng)調(diào)獲得答案，到更強(qiáng)調(diào)運(yùn)用證據(jù)和策略發(fā)展或修正解釋。 3．由強(qiáng)調(diào)為科學(xué)問(wèn)題提供答案，到更強(qiáng)調(diào)交流科學(xué)解釋。 4．由強(qiáng)調(diào)運(yùn)用實(shí)驗(yàn)結(jié)果來(lái)終結(jié)探究，到更強(qiáng)調(diào)將實(shí)驗(yàn)結(jié)果運(yùn)用于科學(xué)辯護(hù)與解釋。 5．由強(qiáng)調(diào)學(xué)生個(gè)體和學(xué)生小組只是分析和綜合資料，不為科學(xué)結(jié)論辯護(hù)，到更強(qiáng)調(diào)學(xué)生小組經(jīng)常為辯護(hù)科學(xué)結(jié)論而分析和綜合資料。 6．由強(qiáng)調(diào)演示和證明科學(xué)內(nèi)容的活動(dòng)，到更強(qiáng)調(diào)研究和分析科學(xué)問(wèn)題的活動(dòng)。 7．由強(qiáng)調(diào)脫離情境的探究技能(process skills)，到更強(qiáng)調(diào)將探究技能置于情境之中。 8．由強(qiáng)調(diào)觀察或推理等單個(gè)的探究技能，到更強(qiáng)調(diào)控制、認(rèn)知、程序等多元探究技能。 9．由強(qiáng)調(diào)極少?gòu)氖卵芯恳允〕鰰r(shí)間學(xué)習(xí)大量科學(xué)內(nèi)容，到更強(qiáng)調(diào)從事更多研究以發(fā)展關(guān)于科學(xué)探究和知識(shí)的理解、能力與價(jià)值觀。 10．由強(qiáng)調(diào)在一節(jié)課內(nèi)的研究，到更強(qiáng)調(diào)將研究延伸到幾節(jié)課的時(shí)間中。 11．由強(qiáng)調(diào)學(xué)生向老師私下交流思想與結(jié)論，到更強(qiáng)調(diào)學(xué)生與其同學(xué)公開(kāi)交流思想與工作。 12．由強(qiáng)調(diào)管理材料和設(shè)備，到更強(qiáng)調(diào)管理思想和信息。 上述這些濃縮的概括所反映的是科學(xué)家視野中的科學(xué)、科學(xué)探究和科學(xué)教育的“形象”的變化。 首先，當(dāng)今時(shí)代對(duì)科學(xué)的新的理解是：科學(xué)即基于證據(jù)的思想、解釋與辯護(hù)。這一“科學(xué)觀”既繼承了“啟蒙運(yùn)動(dòng)”以后近三百年以來(lái)科學(xué)與技術(shù)思想發(fā)展的歷史傳統(tǒng)，又體現(xiàn)了當(dāng)今信息時(shí)代科學(xué)與技術(shù)思想發(fā)展的新特點(diǎn)、新趨勢(shì)。 “啟蒙運(yùn)動(dòng)”以來(lái)，人們對(duì)科學(xué)的理解大致經(jīng)歷了四個(gè)階段。在“啟蒙運(yùn)動(dòng)”時(shí)期，科學(xué)既以“理性自由”為基礎(chǔ)，又是“理性自由”之體現(xiàn)。正如德國(guó)著名哲學(xué)史家卡西爾所言：“‘理性’成了18世紀(jì)的匯聚點(diǎn)和中心，它表達(dá)了該世紀(jì)所追求并為之奮斗的一切，表達(dá)了該世紀(jì)所取得的一切成就。”這種追求“理性自由”的熱情，“有如一條河流沖決堤壩，在大自然中朝四面八方急流勇進(jìn)，洶涌地掃蕩擋住它去路的一切。”而所謂“理性”，“是一種引導(dǎo)我們?nèi)グl(fā)現(xiàn)真理、建立真理和確定真理的獨(dú)創(chuàng)性的理智力量。”“理性”的核心是“實(shí)證精神”，自然科學(xué)是這種精神的集中體現(xiàn)。“理性”的基本功能是分析還原與綜合重建，其中“分析精神”是基礎(chǔ)。正是由于追求“理性自由”成為一種時(shí)代精神，以實(shí)證精神、分析方法和數(shù)學(xué)計(jì)算為特點(diǎn)的新的方法論系統(tǒng)確立，具有真正現(xiàn)代意義的科學(xué)由此誕生。顯然，此時(shí)的科學(xué)等同于“理性自由”與實(shí)證探究。這是對(duì)科學(xué)的理解的第一階段。 然而，“啟蒙時(shí)期”所崇尚的“理性”本質(zhì)上是感官經(jīng)驗(yàn)的組合與聯(lián)結(jié)。用盧梭的話說(shuō)，幾種感覺(jué)組合成簡(jiǎn)單觀念，幾個(gè)簡(jiǎn)單觀念組合成復(fù)雜觀念，由此構(gòu)成人的“理性”。這樣，“理性”就具有機(jī)械、靜態(tài)、可還原的特征。“理性”來(lái)源于外部客觀世界在感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)中的反映、印刻。由此導(dǎo)致的第一個(gè)結(jié)果是：使人的心靈和感覺(jué)器官成為被動(dòng)的“受納器”。同時(shí)，“理性的知識(shí)”的代表當(dāng)然是科學(xué)，而科學(xué)是經(jīng)由感覺(jué)經(jīng)驗(yàn)而把握的事物的本質(zhì)、規(guī)律、規(guī)則、原理，它所體現(xiàn)的是“客觀世界”(主要是“自然世界”)的“真理”。這樣，科學(xué)作為真理的化身，最終變成了靜態(tài)的“物”，成為了可以傳遞和儲(chǔ)存的對(duì)象。這種對(duì)科學(xué)的理解是“啟蒙理性”的必然結(jié)果。從對(duì)應(yīng)的歷史時(shí)期來(lái)看，西方“啟蒙運(yùn)動(dòng)”以后，流行于十九世紀(jì)中后期的科學(xué)觀大致如此，這構(gòu)成了對(duì)科學(xué)的理解的第三個(gè)階段。當(dāng)前，我國(guó)科學(xué)教育中普遍存在的把科學(xué)知識(shí)當(dāng)作傳遞、灌輸和內(nèi)化的對(duì)象的做法，其背后的哲學(xué)根源之一即是這種受“啟蒙理性”支配的科學(xué)觀。 當(dāng)歷史發(fā)展到十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初，“啟蒙理性”的被動(dòng)性已獲得充分展露。人們?nèi)找嫔钋械馗惺艿?，這與“啟蒙運(yùn)動(dòng)”原初倡導(dǎo)的以批判、質(zhì)疑、判斷為特征的“理性自由”漸行漸遠(yuǎn)，人類社會(huì)迫切需要“再一次啟蒙”。如果說(shuō)原初的“啟蒙”是從封建迷信中獲得解放的話，那么這次“再啟蒙”則要從“啟蒙理性”的被動(dòng)性中獲得救贖。就科學(xué)與科學(xué)教育而言，人們一方面堅(jiān)持“啟蒙運(yùn)動(dòng)”以后關(guān)于科學(xué)與科學(xué)教育的經(jīng)驗(yàn)本性的立場(chǎng)，一方面擯棄經(jīng)驗(yàn)的被動(dòng)性，基于科學(xué)實(shí)驗(yàn)重建經(jīng)驗(yàn)的本質(zhì)，經(jīng)驗(yàn)(experience)因而變成實(shí)驗(yàn)(experiment)，經(jīng)驗(yàn)的本質(zhì)是人對(duì)置身于其中的環(huán)境、自然、世界的主動(dòng)反思、探究與問(wèn)題解決。科學(xué)由此成為“探索與實(shí)驗(yàn)”。這是對(duì)科學(xué)的理解的第三階段。從美國(guó)的科學(xué)教育理論與實(shí)踐的歷史發(fā)展來(lái)看，從二十世紀(jì)初的杜威到二十世紀(jì)50、60年代的布魯納，其共同堅(jiān)持的觀點(diǎn)是：“科學(xué)即探索與實(shí)驗(yàn)”。 二十世紀(jì)80、90年代以來(lái)的歷史，是人類逐步邁入信息時(shí)代的歷史。在這個(gè)時(shí)代，每一個(gè)人過(guò)有創(chuàng)造、有選擇的生活不僅是必要的，而且是可能的。在紛繁復(fù)雜的信息面前，不做出明智選擇、進(jìn)而從事創(chuàng)造，就不可能有一份健全生活、甚至無(wú)法生活。而網(wǎng)絡(luò)通訊等信息技術(shù)工具又為人的選擇和創(chuàng)造提供了物質(zhì)條件和手段。與這個(gè)時(shí)期相適應(yīng)的科學(xué)開(kāi)始具有“后學(xué)院科學(xué)”的性質(zhì)，即是說(shuō)科學(xué)實(shí)踐不再局限于科學(xué)共同體內(nèi)部，開(kāi)始“飛入尋常百姓家”。一方面，科學(xué)日益深刻影響社會(huì)、文化實(shí)踐和人們的日常生活，另一方面，公眾、產(chǎn)業(yè)、教育、政府等日益參與到科學(xué)研究進(jìn)程之中?？茖W(xué)開(kāi)始成為“公共科學(xué)”或“大眾科學(xué)”。在此背景下，科學(xué)的“發(fā)現(xiàn)情境”和“辯護(hù)情境”的界限日益模糊。科學(xué)日益具有解釋與辯護(hù)的性質(zhì)，它是一種動(dòng)態(tài)變化且情境關(guān)聯(lián)的有證據(jù)的思想。這是人們對(duì)科學(xué)的理解的第四階段。 當(dāng)科學(xué)被理解為有證據(jù)的思想、解釋和辯護(hù)的時(shí)候，不僅普通大眾有了參與科學(xué)研究的必要與可能，而且兒童亦可合法參與科學(xué)研究。“科學(xué)探究”(scientific inquiry)因而具有了新的內(nèi)涵。 “科學(xué)探究”即產(chǎn)生并發(fā)展思想，辯護(hù)并修正解釋。不存在劃一的、普適的探究技能。探究技能不僅是情境關(guān)聯(lián)的，而且是復(fù)雜、多元的?？茖W(xué)探究過(guò)程既體現(xiàn)個(gè)體獨(dú)特性，又體現(xiàn)社會(huì)性和對(duì)知識(shí)的集體創(chuàng)造。 具體言之，“科學(xué)研究”的新意義至少包括四個(gè)方面：第一，它是專業(yè)科學(xué)研究人員(即科學(xué)家)提出有證據(jù)的思想、解釋并為之辯護(hù)的過(guò)程；第二，它是普通大眾從事科學(xué)研究和技術(shù)設(shè)計(jì)的過(guò)程；第三，它是兒童設(shè)計(jì)和從事科學(xué)研究的過(guò)程、能力以及對(duì)科學(xué)探究本質(zhì)的理解；第四，它是科學(xué)教學(xué)和學(xué)習(xí)的取向與策略，即通過(guò)探究而教學(xué)和學(xué)習(xí)。這四方面的內(nèi)涵相互關(guān)聯(lián)。 研究認(rèn)為，科學(xué)教育中的“探究”有五個(gè)關(guān)鍵特征：學(xué)習(xí)者被科學(xué)問(wèn)題所吸引；學(xué)習(xí)者尋找證據(jù)以解釋科學(xué)問(wèn)題；學(xué)習(xí)者基于證據(jù)將對(duì)科學(xué)問(wèn)題的解釋體系化；學(xué)習(xí)者對(duì)其形成的解釋進(jìn)行評(píng)價(jià)，以獲得更恰當(dāng)?shù)慕忉?；學(xué)習(xí)者對(duì)其提出的解釋加以確證和交流。這五個(gè)特征可概括為：形成問(wèn)題——獲取證據(jù)——形成解釋——評(píng)價(jià)解釋——交流解釋。而這種對(duì)“探究”的理解，直接體現(xiàn)了“科學(xué)即基于證據(jù)的解釋”的新科學(xué)觀。 （二）科學(xué)素養(yǎng)是什么 科學(xué)探究是過(guò)程，科學(xué)素養(yǎng)是結(jié)果，二者相互依存?？茖W(xué)探究與科學(xué)素養(yǎng)自是一體兩面。 “科學(xué)素養(yǎng)”(scientific literacy)這一概念伴隨20世紀(jì)50、60年代美國(guó)“課程改革運(yùn)動(dòng)”(Curriculum Reform Movement)而系統(tǒng)確立起來(lái)。盡管對(duì)這一概念的內(nèi)涵尚未達(dá)成共識(shí)，但是，把科學(xué)素養(yǎng)作為科學(xué)教育的目標(biāo)，已在世界各國(guó)取得共識(shí)。 美國(guó)杰出科學(xué)教育專家、美國(guó)研究理事會(huì)科學(xué)、數(shù)學(xué)與技術(shù)教育中心執(zhí)行主任拜比(Rodger w．Bybee)(他曾是美國(guó)“課程改革運(yùn)動(dòng)”中推出的著名“新課程”BSCS生物項(xiàng)目組副主任)在研究了眾多代表性的關(guān)于科學(xué)教育改革的文獻(xiàn)后，指出：科學(xué)教育的目標(biāo)是達(dá)成科學(xué)素養(yǎng)。拜比認(rèn)為，科學(xué)素養(yǎng)包括不同的維度或要素，“然而，歷史上我們?cè)^(guò)度強(qiáng)調(diào)了科學(xué)素養(yǎng)的某一維度，如20世紀(jì)60年代我們過(guò)度強(qiáng)調(diào)學(xué)科結(jié)構(gòu)，80年代我們過(guò)度強(qiáng)調(diào)S—T—S主題，或者我們過(guò)度關(guān)注科學(xué)素養(yǎng)的一個(gè)方面，如科學(xué)術(shù)語(yǔ)或過(guò)程技能。”他因而認(rèn)為科學(xué)素養(yǎng)應(yīng)在如下四個(gè)維度上保持平衡： 1.功能性科學(xué)素養(yǎng)(functional scientific literacy)：即科學(xué)(與技術(shù))的術(shù)語(yǔ)(vocabulary)。指學(xué)習(xí)者能夠恰當(dāng)使用科學(xué)術(shù)語(yǔ)或技術(shù)語(yǔ)匯。這大體屬于習(xí)慣上所稱謂的“科學(xué)知識(shí)與信息”之列，是傳統(tǒng)科學(xué)教育過(guò)度強(qiáng)調(diào)的方面。 2.觀念性及程序性科學(xué)素養(yǎng)(conceptual and procedural scientific literacy)：即科學(xué)(與技術(shù))的思想(ideas)及過(guò)程(process)。“科學(xué)思想”指構(gòu)成科學(xué)各學(xué)術(shù)領(lǐng)域的主要思想，學(xué)習(xí)者能夠理解構(gòu)成各科學(xué)學(xué)術(shù)領(lǐng)域基礎(chǔ)的概念、原理，即表明有此類素養(yǎng)。“科學(xué)過(guò)程”指科學(xué)探究的基本過(guò)程及方法，學(xué)習(xí)者既能夠理解科學(xué)探究的性質(zhì)、又具有從事科學(xué)探究的能力，則表明有此類素養(yǎng)。美國(guó)另一知名科學(xué)教育專家、生物學(xué)家摩爾(J．A．Moore)則用“科學(xué)即認(rèn)知方式”(science as away of knowing)一語(yǔ)將科學(xué)思想與科學(xué)過(guò)程兩個(gè)方面整合起來(lái)。這顯然讓人聯(lián)想到這類素養(yǎng)與美國(guó)20世紀(jì)60年代所力倡的“學(xué)科結(jié)構(gòu)”的相似性。《全美科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》將“科學(xué)即探究”(science as inquiry)作為“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”之一，則是著力強(qiáng)調(diào)這類科學(xué)素養(yǎng)。那么，今日日益強(qiáng)調(diào)的“科學(xué)探究”與50年前力倡的“學(xué)科結(jié)構(gòu)”有何區(qū)別?顯然，其體現(xiàn)的科學(xué)觀及強(qiáng)調(diào)的內(nèi)容有所不同。如《全美科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》在規(guī)定“9—12年級(jí)從事科學(xué)探究的必備能力”時(shí)，做出下列劃分：“確認(rèn)引導(dǎo)科學(xué)研究的問(wèn)題與概念”；“設(shè)計(jì)并從事科學(xué)研究”；“運(yùn)用技術(shù)以完善研究及成果交流”；“運(yùn)用邏輯和證據(jù)以形成和修改科學(xué)解釋和模型”；“確認(rèn)并分析可替代的解釋和模型”；“交流并辯護(hù)科學(xué)論斷”。這里強(qiáng)調(diào)的重點(diǎn)顯然是通過(guò)問(wèn)題的探究而形成自己對(duì)自然現(xiàn)象的科學(xué)解釋和模型，并學(xué)會(huì)為之辯護(hù)和交流。這與當(dāng)年對(duì)“學(xué)科結(jié)構(gòu)”的關(guān)注相比，更強(qiáng)調(diào)科學(xué)和科學(xué)探究的建構(gòu)性。 3.多維科學(xué)素養(yǎng)(multidimensional scientific literacy)：即科學(xué)的情境(context)?？茖W(xué)的產(chǎn)生及發(fā)展、科學(xué)與技術(shù)的性質(zhì)、科學(xué)與技術(shù)對(duì)個(gè)人生活和社會(huì)生活的意義等，是此類素養(yǎng)關(guān)注的核心。學(xué)生應(yīng)當(dāng)既理解科學(xué)各主要學(xué)術(shù)領(lǐng)域的歷史以及科學(xué)與技術(shù)的性質(zhì)，又能夠運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和技能解決個(gè)人生活和社會(huì)生活中的問(wèn)題、做出明智判斷與抉擇。如當(dāng)社會(huì)中、媒體上流傳諸如“海南島產(chǎn)的香蕉能傳播SARS病毒”這樣的謠言時(shí)，學(xué)生能夠運(yùn)用科學(xué)知識(shí)和證據(jù)揭示其荒謬之處、進(jìn)而終止謠言的進(jìn)一步傳播，則表明學(xué)生具備此類科學(xué)素養(yǎng)。《全美科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》曾為“科學(xué)素養(yǎng)”下過(guò)一個(gè)這樣的定義：“科學(xué)素養(yǎng)是關(guān)于科學(xué)概念和過(guò)程的知識(shí)和理解。這些‘概念’和‘過(guò)程’是做出個(gè)人決策，參與公眾、文化事務(wù)和經(jīng)濟(jì)生產(chǎn)所需要的。它也包括各類具體能力。”這個(gè)定義顯然特別關(guān)注科學(xué)、技術(shù)與個(gè)人生活、社會(huì)生活的關(guān)系問(wèn)題，也即所謂S—T—S問(wèn)題。拜比也強(qiáng)調(diào)指出：“獲得科學(xué)素養(yǎng)的關(guān)鍵方面是幫助學(xué)習(xí)者理解科學(xué)在其個(gè)人生活和廣大社會(huì)中的限度和可能性。” 4.名義科學(xué)素養(yǎng)(nominal scientific literacy)：即教師和學(xué)生視野中的科學(xué)。“名義科學(xué)素養(yǎng)”是拜比提出的概念，他將之界定為：“名義科學(xué)素養(yǎng)意味著學(xué)習(xí)者能把術(shù)語(yǔ)、思想和觀點(diǎn)與科學(xué)、技術(shù)的一般領(lǐng)域聯(lián)系起來(lái)，但這些聯(lián)系卻反映著迷思概念、天真理論或不完整的理解。”拜比認(rèn)為，盡管“名義科學(xué)素養(yǎng)”尚不是真正的、完善的科學(xué)素養(yǎng)，但卻是上述三類科學(xué)素養(yǎng)的共同基礎(chǔ)，因?yàn)樗菍W(xué)生的科學(xué)觀與教師的科學(xué)觀?？茖W(xué)教育中的任何課程必須首先轉(zhuǎn)化為教師的科學(xué)觀、進(jìn)而轉(zhuǎn)化為學(xué)生的科學(xué)觀，方能促進(jìn)學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的提高。學(xué)生的科學(xué)觀(科學(xué)經(jīng)驗(yàn)與思想)盡管可能是天真的、不完整的、甚至錯(cuò)誤的，但卻是完善的科學(xué)素養(yǎng)的起點(diǎn)與基礎(chǔ)。當(dāng)代認(rèn)知科學(xué)取得的一大成就是發(fā)現(xiàn)兒童學(xué)習(xí)的一大特點(diǎn)：兒童對(duì)世界及其運(yùn)行能夠發(fā)展自己的理論，而這是其學(xué)習(xí)過(guò)程的重要構(gòu)成。用美國(guó)學(xué)者萊斯尼克(Lauren Resnick)的話說(shuō)：“學(xué)習(xí)者總是試圖將新信息與其已知的事情聯(lián)系起來(lái)，以根據(jù)已經(jīng)建立的結(jié)構(gòu)解釋新事物。”兒童是“理論的創(chuàng)造者”。兒童經(jīng)常在生活中提出自己“天真的理論”(na?ve theories)，這些理論是其日后發(fā)展成為成熟的科學(xué)探究者的基礎(chǔ)和生長(zhǎng)點(diǎn)。“名義科學(xué)素養(yǎng)”這一概念的提出顯然與兒童作為“理論的創(chuàng)造者”的認(rèn)知特點(diǎn)相吻合。從“名義科學(xué)素養(yǎng)”出發(fā)，通過(guò)一系列學(xué)生主動(dòng)參與的科學(xué)探究和技術(shù)設(shè)計(jì)活動(dòng)，逐步發(fā)展到成熟而完善的科學(xué)素養(yǎng)，是科學(xué)教育的一般過(guò)程。 由此可見(jiàn)，歷經(jīng)半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展之后，當(dāng)今的“科學(xué)素養(yǎng)觀”呈現(xiàn)出三個(gè)鮮明的特征： 第一，關(guān)注科學(xué)素養(yǎng)的整體性。功能的、觀念的、程序的、多維的、名義的科學(xué)素養(yǎng)，是相互交叉、彼此影響、有機(jī)統(tǒng)一的整體。這些要素大致包括：科學(xué)知識(shí)與技能、科學(xué)過(guò)程與方法、科學(xué)思想與精神、科學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。保持彼此間的恰當(dāng)?shù)钠胶夂捅舜碎g的有機(jī)聯(lián)系，是至關(guān)重要的。倘對(duì)某一要素關(guān)注過(guò)多或過(guò)少，必然會(huì)打破素養(yǎng)整體的“生態(tài)平衡”，從而達(dá)不到培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的目的。 第二，把科學(xué)素養(yǎng)與兒童的當(dāng)前經(jīng)驗(yàn)和思想有機(jī)結(jié)合起來(lái)。兒童的當(dāng)前經(jīng)驗(yàn)和思想不是科學(xué)素養(yǎng)形成的障礙，恰恰相反，它是一切科學(xué)素養(yǎng)的生長(zhǎng)點(diǎn)。兒童自己的科學(xué)觀是“種子”，在恰當(dāng)?shù)慕逃龡l件下，它會(huì)生長(zhǎng)為成熟而完善的科學(xué)素養(yǎng)。既然“科學(xué)是基于證據(jù)的思想和解釋”，兒童也可能基于證據(jù)提出自己對(duì)自然現(xiàn)象的解釋和思想，而且有其教育合理性。 第三，把科學(xué)素養(yǎng)與社會(huì)生活完善、社會(huì)民主化有機(jī)結(jié)合起來(lái)?？茖W(xué)素養(yǎng)這一概念原本就是“大眾主義時(shí)代”的產(chǎn)物。如今，無(wú)論是聯(lián)合國(guó)教科文組織這樣的國(guó)際機(jī)構(gòu)，還是某一國(guó)家或地區(qū)，當(dāng)倡導(dǎo)旨在培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的科學(xué)教育改革時(shí)，都把“科學(xué)為大眾”(science for all)、“科學(xué)為所有學(xué)生”(science for all students)、“科學(xué)為所有兒童”(science for all children)確立為基本前提。因此，當(dāng)今的科學(xué)素養(yǎng)觀內(nèi)在地包含了教育公平和社會(huì)民主化的基本訴求。 （三）科學(xué)教育的“范式轉(zhuǎn)型” 科學(xué)、科學(xué)探究與科學(xué)素養(yǎng)觀念的改變，必然導(dǎo)致科學(xué)教育價(jià)值取向的改變乃至整個(gè)科學(xué)教育的“范式轉(zhuǎn)型”。 當(dāng)前，世界科學(xué)教育的基本趨勢(shì)是：改變科學(xué)研究與科學(xué)教育的人為對(duì)立，實(shí)現(xiàn)科學(xué)研究與科學(xué)教育的內(nèi)在統(tǒng)一。傳統(tǒng)科學(xué)教育觀由于把科學(xué)研究與科學(xué)教育對(duì)立起來(lái)，科學(xué)教育被視為傳遞科學(xué)研究成果的過(guò)程，這不僅在科學(xué)研究與科學(xué)教育之間人為設(shè)置了價(jià)值等級(jí)上的權(quán)威與服從關(guān)系，而且取締了科學(xué)教育中“科學(xué)研究”的合法性，同時(shí)弱化了科學(xué)研究中所理應(yīng)承擔(dān)的“科學(xué)教育”的責(zé)任。新的科學(xué)教育觀認(rèn)為，科學(xué)教育的根本特性是“研究性”：科學(xué)教育是兒童的真實(shí)的科學(xué)探究、教師對(duì)兒童科學(xué)研究的理解與指導(dǎo)、以及教師與兒童合作開(kāi)展的科學(xué)探究這三類“研究”的統(tǒng)一。兒童、教師乃至普通大眾，與專職科學(xué)家一樣，都是“科學(xué)研究者”。彼此間的區(qū)別不在于有無(wú)科學(xué)研究，而在于科學(xué)研究的目的、內(nèi)容、方式不同。另一方面，專門(mén)的科學(xué)研究亦具有內(nèi)在的教育性：無(wú)論科學(xué)研究的過(guò)程還是結(jié)果，都可以轉(zhuǎn)化為對(duì)兒童、對(duì)普通大眾有教育意義和發(fā)展價(jià)值的資源。對(duì)這種新教育觀的基本概括即是“探究中心的科學(xué)教育”(inquiry—centered science education)。 “探究中心的科學(xué)教育”的價(jià)值追求和培養(yǎng)目標(biāo)可概括為： 1.倡導(dǎo)“兒童為本”，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)和健全人格 科學(xué)技術(shù)是人積極進(jìn)取的生活態(tài)度和理性精神的體現(xiàn)?？茖W(xué)是人學(xué)，是人類文明長(zhǎng)期發(fā)展的重要構(gòu)成。當(dāng)今世界，科技及其成果滲透進(jìn)人類生活的各個(gè)角落。作為一個(gè)現(xiàn)代人，沒(méi)有科學(xué)素養(yǎng)是不可想象的。而由前述可知，科學(xué)素養(yǎng)包含了與科技相關(guān)的方方面面。因此，科學(xué)教育的目的決不是為了讓兒童掌握盡可能多的科學(xué)知識(shí)和技能，而是為了全面發(fā)展兒童的科學(xué)素養(yǎng)、培養(yǎng)兒童的健全個(gè)性。科學(xué)教育的關(guān)鍵是將科學(xué)技術(shù)知識(shí)還原、轉(zhuǎn)化，使之切近兒童當(dāng)前的經(jīng)驗(yàn)，讓兒童親近、喜歡科學(xué)，反思、探究科學(xué)。 通過(guò)創(chuàng)設(shè)科學(xué)與藝術(shù)、科學(xué)與文學(xué)、科學(xué)技術(shù)與社會(huì)諸方面存在內(nèi)在聯(lián)系的探究情境，讓學(xué)生將科學(xué)素養(yǎng)與人文素養(yǎng)整合于一體，既能在批判、反思中變革世界，又能在體驗(yàn)、交往中融入、熱愛(ài)并看護(hù)世界，由此形成理智與情感、自我與世界交融整合的健全人格。 2.倡導(dǎo)“生活取向”，培養(yǎng)學(xué)生從事個(gè)人生活決策和對(duì)待公共生活的科學(xué)意識(shí)和能力 現(xiàn)代社會(huì)，科學(xué)技術(shù)在生活中、由于生活并為了生活，科學(xué)、生活與人的存在直接統(tǒng)一。兒童只有從沉潛其中的現(xiàn)實(shí)生活世界發(fā)現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的奧秘，才能從日常生活中脫穎而出，既理解科學(xué)技術(shù)的真諦，又學(xué)會(huì)反思生活、熱愛(ài)生活?？茖W(xué)教育的關(guān)鍵是從兒童的日常生活中發(fā)現(xiàn)科學(xué)探究和技術(shù)設(shè)計(jì)的主題，在探究和設(shè)計(jì)活動(dòng)中理解、運(yùn)用科學(xué)技術(shù)知識(shí)，形成科學(xué)意識(shí)、科學(xué)思想和技術(shù)設(shè)計(jì)能力，將之進(jìn)一步融人生活、提升生活。 通過(guò)提供歷史與現(xiàn)實(shí)中典型的個(gè)人與公共生活情境，讓學(xué)生在活動(dòng)中意識(shí)到：無(wú)論從事個(gè)人生活決策、進(jìn)行人生規(guī)劃，還是對(duì)待公共生活、處理社會(huì)事務(wù)，都需要科學(xué)觀念和科學(xué)過(guò)程，都需要有科學(xué)和技術(shù)根據(jù)的觀點(diǎn)或立場(chǎng)；通過(guò)豐富多彩的活動(dòng)，讓學(xué)生發(fā)展科學(xué)決策的知識(shí)、技能和能力。 3.倡導(dǎo)“探究取向”，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究與技術(shù)設(shè)計(jì)的興趣和能力 科學(xué)技術(shù)永遠(yuǎn)處于探究、創(chuàng)造的過(guò)程之中?？茖W(xué)的本質(zhì)是探究。無(wú)論是科學(xué)技術(shù)的最初發(fā)現(xiàn)、發(fā)明，還是科學(xué)技術(shù)的傳播、再生，都離不開(kāi)探究與創(chuàng)造。“探究”不僅是科學(xué)技術(shù)專業(yè)人員的工作方式，還是科學(xué)教育的基本取向。因此，科學(xué)教育決不是把專業(yè)人員發(fā)現(xiàn)或發(fā)明的成果(科學(xué)知識(shí)體系)傳遞或灌輸給學(xué)生，而是創(chuàng)造學(xué)生從事科學(xué)探究和技術(shù)設(shè)計(jì)的情境，讓學(xué)生在真實(shí)的探究和設(shè)計(jì)活動(dòng)中產(chǎn)生自己的科學(xué)思想和技術(shù)方案。 通過(guò)創(chuàng)設(shè)引人入勝且具有適度挑戰(zhàn)性的問(wèn)題情境，讓學(xué)生持續(xù)投入各類體現(xiàn)其個(gè)性特點(diǎn)的科學(xué)探究活動(dòng)，親身經(jīng)歷設(shè)計(jì)研究實(shí)驗(yàn)、從事科學(xué)觀察、基于證據(jù)形成理論假設(shè)等典型科學(xué)探究過(guò)程；通過(guò)提供真實(shí)的、與生活密切聯(lián)系的技術(shù)問(wèn)題情境，讓學(xué)生持續(xù)投入富有想象力的技術(shù)設(shè)計(jì)活動(dòng)，發(fā)展技術(shù)意識(shí)和操作能力；讓學(xué)生在活動(dòng)中意識(shí)到，盡管科學(xué)和技術(shù)各有不同的特點(diǎn)和歷史，但二者相互依存、相互促進(jìn)。 這種“探究中心的科學(xué)教育”既是我國(guó)科學(xué)教育的理想，又是其必然發(fā)展方向。 二、理科教學(xué)中如何實(shí)施科學(xué)探究性學(xué)習(xí)？ 首先必須明白：探究性學(xué)習(xí)≠研究性學(xué)習(xí) （一）什么叫做探究性學(xué)習(xí)？它與研究性學(xué)習(xí)是不是一回事？ 簡(jiǎn)而言之，探究性學(xué)習(xí)是與接受式學(xué)習(xí)相對(duì)的，它是一種在好奇心驅(qū)使下的、以問(wèn)題為導(dǎo)向的、學(xué)生有高度智力投入且內(nèi)容和形式都十分豐富的學(xué)習(xí)活動(dòng)。其基本特征可以概括為“活”和“動(dòng)”兩個(gè)字。“活”一方面表現(xiàn)為學(xué)生的積極性和主動(dòng)性，另一方面表現(xiàn)為學(xué)習(xí)活動(dòng)的生成性。教室里實(shí)際所發(fā)生的一切不可能都由教師所預(yù)設(shè)，學(xué)生的思維常常迸發(fā)出令教師意想不到的智慧的火花；“動(dòng)”表現(xiàn)為學(xué)生真正的動(dòng)手操作、動(dòng)眼觀察、動(dòng)腦思考。從本質(zhì)上看，它和研究性學(xué)習(xí)沒(méi)有什么區(qū)別。然而，在新課程中，研究性學(xué)習(xí)的實(shí)施是通過(guò)綜合實(shí)踐活動(dòng)這樣一種特殊形態(tài)的課程來(lái)進(jìn)行的，而探究式學(xué)習(xí)則是貫穿于各學(xué)科課程標(biāo)準(zhǔn)和教材之中的。 科學(xué)探究：改變學(xué)習(xí)方式的突破口 （二）為什么理科各學(xué)科的國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)要把科學(xué)探究置于核心地位？ 我想至少有以下三個(gè)方面的理由。20世紀(jì)80年代以來(lái)，世界性的科學(xué)教育改革風(fēng)起云涌。無(wú)論是人類所面臨的日益嚴(yán)重的全球性問(wèn)題、國(guó)家間日益激烈的國(guó)力競(jìng)爭(zhēng)，還是學(xué)校教育的現(xiàn)狀，都促使世界各國(guó)特別是西方發(fā)達(dá)國(guó)家不約而同地把目光投向中小學(xué)教育，特別是科學(xué)教育的加強(qiáng)和改進(jìn)。通過(guò)優(yōu)質(zhì)的基礎(chǔ)教育特別是科學(xué)教育提高全民的科學(xué)素養(yǎng)就成了當(dāng)今世界上一個(gè)國(guó)家謀求發(fā)展的戰(zhàn)略。我國(guó)在新一輪國(guó)家基礎(chǔ)教育課程改革中，特別強(qiáng)調(diào)學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改善，在理科各科的國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)中，將科學(xué)探究作為核心，是科教興國(guó)戰(zhàn)略在理科課程改革中的具體體現(xiàn)。 此外，本次課程改革的核心目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)課程功能的轉(zhuǎn)變，就是要改變課程過(guò)于注重知識(shí)傳授的傾向，強(qiáng)調(diào)形成積極主動(dòng)的學(xué)習(xí)態(tài)度，使獲得知識(shí)與技能的過(guò)程成為學(xué)會(huì)學(xué)習(xí)和形成正確價(jià)值觀的過(guò)程。實(shí)現(xiàn)這樣三位一體的課程功能，探究性學(xué)習(xí)是一個(gè)比較理想的載體。好的探究性學(xué)習(xí)活動(dòng)，通過(guò)富有啟發(fā)性的問(wèn)題、或能激起問(wèn)題的事物或現(xiàn)象，驅(qū)動(dòng)學(xué)生積極主動(dòng)地進(jìn)行觀察、實(shí)驗(yàn)、收集事實(shí)證據(jù)、提出和求證假說(shuō)、做出解釋等建構(gòu)知識(shí)的活動(dòng)，通過(guò)交流、辯論，使學(xué)生不僅能擴(kuò)展自己對(duì)知識(shí)的理解，而且能提高質(zhì)疑、推理和批判性地思考科學(xué)現(xiàn)象的能力。通過(guò)“做”科學(xué)，學(xué)生既能學(xué)到知識(shí)，又能掌握科學(xué)的思維方法，同時(shí)形成正確的科學(xué)態(tài)度。 還有一個(gè)重要的理由來(lái)自人們對(duì)學(xué)生如何學(xué)習(xí)科學(xué)的認(rèn)識(shí)。對(duì)于不少科學(xué)知識(shí)內(nèi)容，親歷探究是真正體驗(yàn)科學(xué)之魅力的最好途徑。 理科課程突出科學(xué)探究的學(xué)習(xí)方式，旨在讓學(xué)生通過(guò)手腦并用的探究活動(dòng)，學(xué)習(xí)科學(xué)知識(shí)和方法，增進(jìn)對(duì)科學(xué)的理解，體驗(yàn)探究的樂(lè)趣。 選擇核心內(nèi)容讓學(xué)生探究 （三）在實(shí)際教學(xué)中了解到，探究式學(xué)習(xí)在貫徹中遇到諸多問(wèn)題，作為教師如何給以恰當(dāng)?shù)囊龑?dǎo)。 在義務(wù)教育理科的國(guó)家課程標(biāo)準(zhǔn)中，科學(xué)探究既作為科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容，又作為科學(xué)學(xué)習(xí)方法出現(xiàn)，目的在于通過(guò)親歷科學(xué)探究活動(dòng)，讓學(xué)生既學(xué)到科學(xué)知識(shí)，又培養(yǎng)科學(xué)探究能力，同時(shí)增加對(duì)科學(xué)探究的理解。要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo)，時(shí)間確實(shí)是一個(gè)重要的問(wèn)題，因?yàn)樘骄繉W(xué)習(xí)的確需要更多的時(shí)間。然而，在這個(gè)問(wèn)題的理解上普遍存在誤區(qū)，那就是我們往往是靜態(tài)地、孤立地計(jì)算探究性學(xué)習(xí)所花費(fèi)的時(shí)間，而沒(méi)有考慮學(xué)生真正掌握知識(shí)為日后的學(xué)習(xí)所省下的麻煩。事實(shí)上，從學(xué)生真正理解的角度來(lái)計(jì)算，那種“堤內(nèi)損失堤外補(bǔ)”的辦法反而是效率更低的。 談到時(shí)間的問(wèn)題，還有一個(gè)相關(guān)的問(wèn)題也是至關(guān)重要的，那就是探究性學(xué)習(xí)的選題。學(xué)科教學(xué)中選擇探究性學(xué)習(xí)的內(nèi)容自然要依據(jù)課程標(biāo)準(zhǔn)，但我們不可能也沒(méi)有必要將所有的內(nèi)容都設(shè)計(jì)成探究性的。最值得選擇的內(nèi)容，應(yīng)該是對(duì)于學(xué)科來(lái)說(shuō)具有核心和基礎(chǔ)地位的那些概念和規(guī)律性知識(shí)，因?yàn)閷W(xué)生真正理解了這樣的知識(shí)，就等于掌握了學(xué)科知識(shí)的主干，形成了擴(kuò)充和擴(kuò)展自己知識(shí)結(jié)構(gòu)的能力。在這樣的知識(shí)的學(xué)習(xí)上，多花一點(diǎn)時(shí)間是沒(méi)有多大爭(zhēng)議的。 教師應(yīng)當(dāng)是“向?qū)?SPAN lang=EN-US>”而不是“看守”
（四）積極發(fā)揮教師在課堂探究性教學(xué)中的作用
時(shí)間不應(yīng)該成為阻礙科學(xué)探究性學(xué)習(xí)實(shí)施的障礙。不過(guò)，教師在探究性學(xué)習(xí)中的作用是另一個(gè)棘手的問(wèn)題。許多人感到探究性的課堂很不好控制，我們也看到一些探究課顯得亂糟糟的。而有人認(rèn)為，“亂”說(shuō)明學(xué)生活動(dòng)起來(lái)了，這正是新課程理念的反映。
首先，如果認(rèn)為課堂的一切都要在教師的掌握之中，教師失去對(duì)課堂的控制就意味著教學(xué)的失敗，這就涉及到觀念轉(zhuǎn)變的問(wèn)題了。既然探究性學(xué)習(xí)是學(xué)習(xí)者自己理解和發(fā)現(xiàn)世界的過(guò)程，教師的角色就應(yīng)該是這種過(guò)程的促進(jìn)者和引導(dǎo)者。因此，探究性科學(xué)教學(xué)需要從根本上重新考慮教師和學(xué)生的關(guān)系。如果我們承認(rèn)學(xué)生是有思想、有頭腦的活生生的人，而不是一個(gè)由教師操縱的機(jī)器，那在課堂上要刻意謀求的就不是控制課堂，而是如何引領(lǐng)學(xué)生探索知識(shí)的奧秘，這就是人們常說(shuō)的對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)教師應(yīng)該是guider(向?qū)?SPAN lang=EN-US>)而不是guarder(看守)。
解決了觀念的問(wèn)題，技術(shù)的問(wèn)題同樣棘手。我曾經(jīng)聽(tīng)過(guò)這樣一堂課，教師在不到10分鐘的時(shí)間內(nèi)，先后組織了學(xué)生的小組討論和跨小組的討論。學(xué)生真可謂“動(dòng)”起來(lái)了?？墒?，學(xué)生是怎么“動(dòng)”的？又“動(dòng)”了些什么呢？我們看到的是小組討論時(shí)，每個(gè)人都在高聲地說(shuō)，誰(shuí)也聽(tīng)不清誰(shuí)。而剛剛討論不到5分鐘，學(xué)生又要進(jìn)行跨小組的討論。這樣，大量時(shí)間都花在了體現(xiàn)“小組之間也有交流”的形式上了。其實(shí)，科學(xué)探究真正要強(qiáng)調(diào)的是“動(dòng)腦”，學(xué)生肢體上的“動(dòng)”、嘴巴上的“動(dòng)”，最終都是為了更好地、更積極地投入思考。從這個(gè)意義上說(shuō)，就是“行動(dòng)不如心動(dòng)”。談到這里，我特別要指出的是，盡管科學(xué)探究性教學(xué)中，不能老是牽著學(xué)生的思維沿著教師預(yù)設(shè)的軌道行進(jìn)，但探究性教學(xué)決不等于課堂上的雜亂無(wú)章，而應(yīng)該是一種精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)。一個(gè)富有啟發(fā)性的問(wèn)題、一個(gè)針對(duì)性強(qiáng)又富有挑戰(zhàn)性的任務(wù)提出后，課堂上可能很寂靜，但此時(shí)學(xué)生的頭腦也許“動(dòng)”得是最激烈的。
探究性教學(xué)是一種精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)
（五）探究性教學(xué)實(shí)際上是一種精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)，這樣是不是會(huì)與探究性學(xué)習(xí)的開(kāi)放性、自主性、生成性相矛盾？
教學(xué)活動(dòng)被“精心設(shè)計(jì)”之后，怎么能保證“開(kāi)放性”、“自主性”和“生成性”呢？這似乎有矛盾。但實(shí)際上，不管是問(wèn)題的“開(kāi)放”、學(xué)生的“自主”，還是課堂上教與學(xué)的“生成”都不是目的，我們最應(yīng)該關(guān)注的應(yīng)該是教室里實(shí)實(shí)在在所發(fā)生的學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)，我們最終所追求的也正是學(xué)生學(xué)習(xí)活動(dòng)的質(zhì)量。因此，我們不僅要關(guān)心課堂“開(kāi)放得如何”與“生成得如何”、學(xué)生“自主得如何”，還要計(jì)較課堂是“如何開(kāi)放”與“如何生成”的，學(xué)生又是“如何自主”的，更不能不管課堂“開(kāi)放了什么”與“生成了什么”、學(xué)生“自主學(xué)習(xí)了什么”。因?yàn)樾抡n程所提倡的科學(xué)探究性學(xué)習(xí)承載著科學(xué)知識(shí)的掌握、科學(xué)探究能力的發(fā)展、科學(xué)精神和科學(xué)思維習(xí)慣的培養(yǎng)等多重任務(wù)。正是這樣的任務(wù)決定了“探究性教學(xué)實(shí)際上是一種精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)”。
科學(xué)探究并不神秘
（六）推行科學(xué)探究性學(xué)習(xí)確實(shí)是一項(xiàng)長(zhǎng)期而艱巨的任務(wù)。針對(duì)當(dāng)前比較突出的問(wèn)題，特別加強(qiáng)下列幾方面的工作？
人類與生俱來(lái)具有探究的本能，探究的過(guò)程是由一個(gè)人的好奇心、求知欲或要理解觀察到的內(nèi)容、解決一個(gè)問(wèn)題的熱情所驅(qū)動(dòng)的。不應(yīng)該神話科學(xué)探究，我們沒(méi)有必要糾纏一堂課是否完整地經(jīng)歷了探究的幾個(gè)環(huán)節(jié)，在每一個(gè)環(huán)節(jié)學(xué)生是否達(dá)到了自主探究的程度；也沒(méi)有必要刻意去追求學(xué)生在程序上、形式上是否重復(fù)科學(xué)家發(fā)現(xiàn)的過(guò)程，我們真正關(guān)注的是學(xué)生的“學(xué)”。如果探究的環(huán)節(jié)都有了，探究的程序也都走過(guò)了，科學(xué)家的樣子也做得像模像樣了，學(xué)生的學(xué)習(xí)卻仍然是機(jī)械的而不是有意義的，那樣的探究又有什么真正的價(jià)值？
另外，探究性學(xué)習(xí)需要教師為學(xué)生營(yíng)造一個(gè)寬松、民主、和諧的課堂學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)生的想法即使與標(biāo)準(zhǔn)答案不一致也應(yīng)得到理解和尊重。沒(méi)有一個(gè)有利于教學(xué)創(chuàng)新的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)環(huán)境，在那種刻板僵化、追求形式、面面俱到的課堂教學(xué)評(píng)價(jià)模式的壓力下，很難想象一個(gè)教師在課堂上會(huì)真正聚焦于學(xué)生實(shí)際的學(xué)習(xí)生活、教室里師生互動(dòng)和生生互動(dòng)的質(zhì)與量
三、理科教學(xué)中如何實(shí)施探究性教學(xué)？
學(xué)生自主探究性活動(dòng)，是指學(xué)生從身邊的生活、學(xué)習(xí)以及周圍的環(huán)境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，通過(guò)信息收集處理、實(shí)驗(yàn)論證等分析問(wèn)題，并提出問(wèn)題解決的最佳方案的活動(dòng)方式。探究性活動(dòng)是豐富學(xué)生的生活體驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生創(chuàng)新意識(shí)的有效途徑。
新課程標(biāo)準(zhǔn)中明確提出:“教師要善于引導(dǎo)學(xué)生從真實(shí)的情境中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，有針對(duì)性地展開(kāi)討論，提出解決問(wèn)題的思路，使學(xué)生的認(rèn)識(shí)逐步得到發(fā)展?！币虼耍處熢诮虒W(xué)中要善于創(chuàng)設(shè)問(wèn)題情境，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察、閱讀教材等途經(jīng)引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)和提出問(wèn)題，以問(wèn)題為中心組織教學(xué)，將新知識(shí)置于問(wèn)題情境中，使獲得知識(shí)的過(guò)程成為學(xué)生主動(dòng)提出問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的過(guò)程。
開(kāi)展數(shù)學(xué)探究性活動(dòng)，能有效地溝通數(shù)學(xué)與生活之間的聯(lián)系，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)的興趣，并讓他們學(xué)會(huì)用數(shù)學(xué)的方法去研究現(xiàn)實(shí)數(shù)學(xué)問(wèn)題，在探究的過(guò)程中學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)、理解數(shù)學(xué)、發(fā)展數(shù)學(xué)。
作為自然科學(xué)包括理、化、生和自然都是以實(shí)驗(yàn)為基礎(chǔ)的自然科學(xué)，這些學(xué)科的形成和發(fā)展，新物質(zhì)的發(fā)現(xiàn)和發(fā)明無(wú)處不閃爍著探究性思維的光芒。因此，作為理科教師，我們應(yīng)該注重培養(yǎng)學(xué)生探究問(wèn)題的方法和能力，讓教學(xué)過(guò)程盡可能地成為學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的過(guò)程。在教學(xué)中，教師要盡可能把教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)成“利用實(shí)驗(yàn)——發(fā)現(xiàn)問(wèn)題——分析問(wèn)題——解決問(wèn)題”的創(chuàng)造型模式，著力營(yíng)造“情感共鳴溝通，信息反饋暢通，思維活潑流暢，創(chuàng)造精神涌動(dòng)”的“情知融合”的新型教學(xué)意境。
探究性學(xué)習(xí)表現(xiàn)在課堂上，主要有七大環(huán)節(jié)，現(xiàn)就這些環(huán)節(jié)在課堂教學(xué)中的運(yùn)用提出如下建議：
（一）提出問(wèn)題
提出問(wèn)題是進(jìn)行探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的第一個(gè)環(huán)節(jié)，這實(shí)際上也就是教師在課堂上想讓學(xué)生學(xué)習(xí)的問(wèn)題，但問(wèn)題怎樣提出和在何種情境下提出，對(duì)學(xué)生探究問(wèn)題和解決問(wèn)題是至關(guān)重要的。所以我們要在課堂上創(chuàng)設(shè)最佳問(wèn)題情境，這樣才能更好地激起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣和探究的欲望。問(wèn)題情境是一種心理狀態(tài)，一種當(dāng)學(xué)生接觸到的學(xué)習(xí)內(nèi)容與其原有認(rèn)知水平不和諧、不平衡時(shí)，學(xué)生對(duì)疑難問(wèn)題急需通達(dá)解決的這樣的心理狀態(tài)。并不是任何情境都能使學(xué)生產(chǎn)生心理困境，非常熟悉或者完全陌生的事物都不能有效地激發(fā)學(xué)生的思維活動(dòng)，不能構(gòu)成問(wèn)題情境。只有那些難易適度、有助于學(xué)生形成“心求通而未通”的認(rèn)知沖突的問(wèn)題或事物，才是構(gòu)成問(wèn)題情境的最佳素材，才能激發(fā)學(xué)生積極思維的學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和探究欲望。在新教材使用中，創(chuàng)設(shè)最佳問(wèn)題情境主要有：
1.矛盾對(duì)立型問(wèn)題情境：就是設(shè)計(jì)一定的問(wèn)題情境，誘使學(xué)生對(duì)結(jié)果做出矛盾對(duì)立、甚至是截然相反的兩種預(yù)測(cè)，以激起學(xué)生較強(qiáng)的情感反映和急切的求知欲望；然后可讓持有不同觀點(diǎn)的學(xué)生各抒己見(jiàn)，甚至展開(kāi)辯論；進(jìn)而最后用實(shí)驗(yàn)或事實(shí)材料判定其中一種預(yù)測(cè)，以便學(xué)生進(jìn)入急于想了解自己究竟為什么對(duì)或錯(cuò)的狀態(tài)。例如：學(xué)生在學(xué)習(xí)CO2性質(zhì)之后(小學(xué)自然和初中化學(xué)中都有這個(gè)實(shí)驗(yàn))，設(shè)計(jì)二氧化碳滅火實(shí)驗(yàn)，點(diǎn)燃一高一低的兩支蠟燭,放在一個(gè)大燒杯內(nèi),向大燒杯內(nèi)倒入二氧化碳?xì)怏w，問(wèn)哪一支蠟燭先熄滅?學(xué)生中存在三種矛盾對(duì)立的假設(shè):有的同學(xué)認(rèn)為高的一支蠟燭先熄滅, 有的同學(xué)認(rèn)為低的一支蠟燭先熄滅, 也有同學(xué)認(rèn)為兩支蠟燭會(huì)一起熄滅。然后,通過(guò)實(shí)驗(yàn)觀察得到低的一支蠟燭先熄滅，實(shí)驗(yàn)結(jié)果與我們假設(shè)相同或者矛盾。學(xué)生急于想了解自己究竟為什么對(duì)或錯(cuò)，自覺(jué)進(jìn)入想探究問(wèn)題的思維興奮狀態(tài)。
2.出乎意料型問(wèn)題情境：就是設(shè)計(jì)一種問(wèn)題情境，使學(xué)生對(duì)結(jié)果做出較為一致的并很自信回答或預(yù)測(cè),而最后的結(jié)果卻出乎意料從而使他們一下子全神貫注于“為什么會(huì)是這個(gè)結(jié)果？”進(jìn)而產(chǎn)生一種“噢、原來(lái)如此”的恍然大悟的滿足感。
3.選擇困惑型問(wèn)題情境：就是設(shè)計(jì)一種問(wèn)題情境，有幾種比較相似、迷惑性較大的答案選擇，學(xué)生一時(shí)難于做出正確抉擇，即使做出抉擇，往往只能知其然不知所以然在這種情況下學(xué)生不得不認(rèn)真對(duì)待面前的問(wèn)題，展開(kāi)思考。
4.無(wú)所適從型問(wèn)題情境：就是設(shè)計(jì)一種問(wèn)題情境，使學(xué)生感到既陌生又熟悉，好像明白卻又不明白，不知該從何入手解答問(wèn)題。這樣一來(lái)容易激勵(lì)學(xué)生非將問(wèn)題弄個(gè)水落石出不可。
（二）猜想與假設(shè)：
猜想和想象是思維探索的翅膀。愛(ài)因斯坦說(shuō)：“想象比知識(shí)更重要，因?yàn)橹R(shí)是有限的，而想象可以包羅整個(gè)宇宙?！痹诮虒W(xué)中，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想與假設(shè)，往往能縮短解決問(wèn)題的時(shí)間，獲得發(fā)現(xiàn)問(wèn)題的機(jī)會(huì)，鍛煉學(xué)生科學(xué)的思維?？茖W(xué)猜想不同于胡思亂想?？茖W(xué)猜想一般有以下幾個(gè)基本要素。第一，因?yàn)榭茖W(xué)猜想往往是一種知識(shí)飛躍性的聯(lián)結(jié)，因此要有扎實(shí)的基礎(chǔ)知識(shí)和豐富的經(jīng)驗(yàn)的支持。第二，是要有能迅速擺脫表象干擾的敏銳的洞察力和豐富的想象力。第三，要有執(zhí)著追求的情感。因此，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)猜想和想象力，首先要使學(xué)生學(xué)好有關(guān)的基礎(chǔ)知識(shí)。其次，新知識(shí)的產(chǎn)生除去推理外，常常包含前人的想象因素，因此在教學(xué)中應(yīng)根據(jù)教材潛在的因素，創(chuàng)設(shè)科學(xué)猜想情境，提供科學(xué)猜想材料，誘發(fā)學(xué)生的創(chuàng)造性猜想。另外，還應(yīng)指導(dǎo)學(xué)生掌握一些科學(xué)猜想的方法，像類比、歸納等。著名的哥得巴赫猜想就是通過(guò)歸納提出來(lái)的，而仿生學(xué)的誕生則是類比聯(lián)想的典型實(shí)例。
（三）設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案：
此環(huán)節(jié)要放開(kāi)讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)解決問(wèn)題的方案，教師不能包辦代替，也不要怕浪費(fèi)時(shí)間，要讓學(xué)生竭力設(shè)計(jì)方案來(lái)證實(shí)自己的猜想和假設(shè)的正確性。由于學(xué)生的個(gè)體差異，當(dāng)一個(gè)問(wèn)題出現(xiàn)的時(shí)候，每個(gè)學(xué)生都會(huì)聯(lián)系自己的經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，用自己的方式來(lái)思考問(wèn)題、解決問(wèn)題。這就必然會(huì)出現(xiàn)解決問(wèn)題不同的思路和方法，讓學(xué)生用自己的語(yǔ)言表達(dá)對(duì)自己方案的理解。如：在總結(jié)軸對(duì)稱圖形與軸對(duì)稱的不同點(diǎn)時(shí)，不同層次的學(xué)生會(huì)總結(jié)出不同說(shuō)法，在共同相互討論中獲得統(tǒng)一，以如剪紙游戲中不同層次學(xué)生剪出不同的對(duì)稱圖形。在教學(xué)時(shí)要讓學(xué)生有充分的空間和時(shí)間說(shuō)自己想說(shuō)的，做自己想做的，體驗(yàn)成功的樂(lè)趣，因?yàn)閷W(xué)生剪出不同的對(duì)稱圖形不但非常自然，也很可貴，這是學(xué)生對(duì)生活經(jīng)驗(yàn)的一種自覺(jué)提升，它更接近數(shù)學(xué)學(xué)習(xí)的本質(zhì)。
（四）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程：
此環(huán)節(jié)雖然是探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的中心環(huán)節(jié)，但是只要前面設(shè)計(jì)方案正確，只需要放開(kāi)讓學(xué)生自己按照設(shè)計(jì)的解決問(wèn)題方案去做就可以了。對(duì)于理、化、生、自然學(xué)科來(lái)說(shuō)，此過(guò)程也就是學(xué)生實(shí)驗(yàn)操作的過(guò)程，這里教師要注意隨堂指導(dǎo)學(xué)生完成實(shí)驗(yàn)探究活動(dòng)。
（五）分析和論證，得出結(jié)論：
此環(huán)節(jié)是對(duì)科學(xué)探究中或?qū)嶒?yàn)操作過(guò)程中，得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行收集和整理得出相關(guān)結(jié)論的過(guò)程。數(shù)學(xué)是很嚴(yán)密的科學(xué)，只要探究思路和方法正確，結(jié)論自然是正確的，但理、化、生、自然學(xué)科的實(shí)驗(yàn)中往往由于實(shí)驗(yàn)誤差、儀器方面的原因，可能出現(xiàn)數(shù)據(jù)很不一致，甚至個(gè)別時(shí)候有的學(xué)生還得出錯(cuò)誤的結(jié)論，教師要耐心和學(xué)生一起分析錯(cuò)誤的原因，實(shí)驗(yàn)重做都可以，注意不要粗暴行事、一棍子打死，以免打擊學(xué)生探究的積極性和自信心，影響我們的下次探究活動(dòng)。
（六）評(píng)估：
所謂評(píng)估就是讓學(xué)生找出在探究過(guò)程中或者實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有沒(méi)有不合理的地方，操作中有沒(méi)有失誤，獲得的數(shù)據(jù)和所得的結(jié)論是不是可靠。此過(guò)程最好是讓學(xué)生自己說(shuō)出，同學(xué)們一起進(jìn)行評(píng)估，以增強(qiáng)學(xué)生辨別是非的能力和同學(xué)之間互相幫助的意識(shí)。當(dāng)然如果遇到較大困難，教師也可以和學(xué)生一起解決，但教師要盡可能地少參與。
（七）交流與合作：
教學(xué)中加強(qiáng)討論、合作活動(dòng)，不僅有利于學(xué)生之間的相互補(bǔ)充、相互幫助，還有利于學(xué)生學(xué)會(huì)合作、學(xué)會(huì)討論，加強(qiáng)交流、增強(qiáng)整體意識(shí)，在整體中培養(yǎng)自己的創(chuàng)新素質(zhì)，發(fā)揮自己的創(chuàng)新才能。組織小組學(xué)習(xí)：通常同桌或四人一個(gè)小組對(duì)探究結(jié)果進(jìn)行互相討論、互相補(bǔ)充、互相學(xué)習(xí)，讓每個(gè)同學(xué)都發(fā)表自己的見(jiàn)解，充分發(fā)揮生生間的互補(bǔ)作用，為全體學(xué)生，尤其為學(xué)習(xí)困難生提供更多的課堂參與機(jī)會(huì)，并將個(gè)人獨(dú)立思考的成果轉(zhuǎn)化為全組、全班共有的認(rèn)知成果，培養(yǎng)學(xué)生的群體意識(shí)及合作能力。如：在按教材中的意途教好了圓的面積的計(jì)算公式之后，讓學(xué)生討論除了剪拼成平行四邊形來(lái)推導(dǎo)，還可不可以把它剪拼成其它圖形來(lái)推導(dǎo)呢？這樣學(xué)生在推導(dǎo)中已經(jīng)掌握了一定的數(shù)學(xué)思想之后再讓他們小組討論，更容易發(fā)揮學(xué)生們的創(chuàng)新才能。有的學(xué)生就想出了可以拼成三角形來(lái)推導(dǎo)，有的學(xué)生甚至想把它拼成平行四邊形、梯形等，這樣一來(lái)學(xué)生的思維就寬了。
當(dāng)然也并不是每次探究活動(dòng)都必須要進(jìn)行以上七個(gè)環(huán)節(jié)，可以根據(jù)授課內(nèi)容和實(shí)際情況進(jìn)行其中幾個(gè)環(huán)節(jié)的探究活動(dòng)。同時(shí)也并不是每一節(jié)課都要使用探究學(xué)習(xí)，我們要根據(jù)具體的教材內(nèi)容來(lái)安排授課的具體方法，但是希望在能進(jìn)行探究學(xué)習(xí)的課程內(nèi)容中要盡量讓學(xué)生探究，尤其是使用新教材的年級(jí)的老師一定要把課本中規(guī)定的探究性內(nèi)容開(kāi)展好探究活動(dòng)，不能怕浪費(fèi)時(shí)間或怕麻煩而用講授來(lái)代替探究活動(dòng)。
所謂教學(xué)反思是指回顧和思考你在課堂探究教學(xué)過(guò)程中，對(duì)以上七個(gè)環(huán)節(jié)中有哪一個(gè)環(huán)節(jié)做的比較成功，有哪一環(huán)節(jié)中還有不足之處，進(jìn)行總結(jié)，以便于下一節(jié)課或者下一學(xué)年度教學(xué)過(guò)程中進(jìn)行改進(jìn)。反思時(shí)要注意對(duì)上課的每一個(gè)環(huán)節(jié)逐一反思，詳細(xì)記錄每一個(gè)環(huán)節(jié)中的成功與失敗，特別是對(duì)感覺(jué)不太如人意的地方，要分析是什么原因造成的，到底是課堂教學(xué)設(shè)計(jì)上的問(wèn)題，還是教師、學(xué)生的問(wèn)題或者是儀器等其它原因造成的，應(yīng)該怎樣改進(jìn)，必要時(shí)可以向同科的教師請(qǐng)教，發(fā)揮群體優(yōu)勢(shì)幫助解決，并在備課中詳細(xì)記錄改進(jìn)的意見(jiàn)和措施，以留下以后教學(xué)改進(jìn)的可持續(xù)發(fā)展資源。只有這樣，我們教師的課堂教學(xué)水平才能一節(jié)比一節(jié)有所改進(jìn)，一學(xué)年比一學(xué)年有更大的提高。
因此，我們教師在探究式實(shí)驗(yàn)教學(xué)中應(yīng)做到三個(gè)字 “引” “放” “控”
1.正確引導(dǎo)：
幫助學(xué)生理解物理實(shí)驗(yàn)的一般模式，使之掌握用實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證、歸納規(guī)律的方法；
引導(dǎo)學(xué)生掌握正確的實(shí)驗(yàn)操作技能，主要是使之熟悉各種儀器的原理和構(gòu)造，學(xué)會(huì)操作方法；
引導(dǎo)學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)。
2.敢于放手：
新課程《標(biāo)準(zhǔn)》把提高學(xué)生的能力和素質(zhì)擺到了非常重要的地位，探究實(shí)驗(yàn)正是達(dá)到這一目的的最好手段。
要敢于放手讓學(xué)生自主觀察、實(shí)驗(yàn)、思考，讓具體的自然事物、有趣的自然現(xiàn)象去緊緊吸引學(xué)生，激活學(xué)生思維。提高學(xué)生的探究能力。
3.有效控制：
教師一忌當(dāng)“保姆”，把實(shí)驗(yàn)一手操辦；
二忌當(dāng)“看客”，對(duì)學(xué)生聽(tīng)之任之；
三忌當(dāng)“殺手”，對(duì)學(xué)生指手劃腳。
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