探究學(xué)習(xí)：含義、特征及核心要素
本課題組認(rèn)為，上述關(guān)于科學(xué)探究基本特征的闡述，揭示了科學(xué)的最重要、最基本的特征，反映了現(xiàn)代科學(xué)觀。具有這樣的基本特征的探究教學(xué)過(guò)程有助于學(xué)生對(duì)科學(xué)概念和方法形成更明晰、更深刻的認(rèn)識(shí)。因此，探究教學(xué)和教學(xué)資源要盡可能包含所有的上述五個(gè)基本特征，以充分發(fā)揮和利用探究的教育功能。然而，一項(xiàng)科學(xué)學(xué)習(xí)活動(dòng)是否必須包含上述全部五個(gè)基本特征才能稱得上是探究的學(xué)習(xí)呢？對(duì)于探究學(xué)習(xí)活動(dòng)所具有的每一項(xiàng)特征，是否可以劃分出不同的程度？
如果理想化和絕對(duì)化地理解探究，我們可能會(huì)認(rèn)為只有包含上述全部五個(gè)基本特征、且每一類(lèi)學(xué)生的活動(dòng)都具有高度的自主性和探索性才能稱得上是探究的學(xué)習(xí)。然而，這樣的看法既不符合科學(xué)研究的實(shí)際，也不符合學(xué)生科學(xué)學(xué)習(xí)的現(xiàn)實(shí)。探究無(wú)疑是科學(xué)研究的核心，真正的科學(xué)家也往往以探究為樂(lè)，但這并不妨礙他們積極學(xué)習(xí)和利用已有的、現(xiàn)成的知識(shí)。事實(shí)上，最有成就的科學(xué)家也最善于吸收前人已有的成果，站在巨人的肩膀上攀登科學(xué)的高峰。學(xué)生的學(xué)習(xí)就更不用說(shuō)了，盡管基于直接經(jīng)驗(yàn)的、探究的學(xué)習(xí)最有利于學(xué)生的全面發(fā)展，但間接學(xué)習(xí)在學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)中畢竟是大量存在的，要組織起有效的探究學(xué)習(xí)活動(dòng)，除了受教師、學(xué)生和教學(xué)設(shè)施條件等因素制約以外，還與所學(xué)習(xí)的科學(xué)知識(shí)內(nèi)容有關(guān)，有些知識(shí)內(nèi)容，由于各種原因，不易于設(shè)計(jì)成通過(guò)探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)去獲取。因此，對(duì)于特定的學(xué)生來(lái)說(shuō)，一些內(nèi)容的學(xué)習(xí)，用探究的方式，不僅效率太低，而且效果往往不如直接學(xué)習(xí)。在前面提到的美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)2000年組織編寫(xiě)出版的科學(xué)探究專著中，不僅對(duì)科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)進(jìn)行了概括，而且對(duì)每一類(lèi)活動(dòng)中學(xué)生自主探究的程度分別進(jìn)行了如下的劃分和描述。
根據(jù)這樣的劃分，教師在活動(dòng)中起組織作用的程度和學(xué)生自主設(shè)計(jì)進(jìn)行探究的程度可以各有不同。例如，每一個(gè)探究都會(huì)有學(xué)生對(duì)科學(xué)性問(wèn)題的研究，但是，在一些探究中問(wèn)題直接來(lái)源于學(xué)生，另一些探究中問(wèn)題可能是學(xué)生從可選問(wèn)題中選擇其一或是對(duì)給出的問(wèn)題提煉的結(jié)果；還有一些探究中，則是學(xué)生根據(jù)所提供的問(wèn)題展開(kāi)研究。即使在問(wèn)題由教師、學(xué)習(xí)材料或其他途徑完全給出的情況下，只要學(xué)生學(xué)習(xí)的過(guò)程是圍繞科學(xué)性的并能激發(fā)學(xué)生思維的問(wèn)題展開(kāi)，學(xué)生的學(xué)習(xí)仍然可以組織成具有高度探究的活動(dòng)。
在課堂教學(xué)中，特別是在對(duì)學(xué)生掌握知識(shí)內(nèi)容有明確目標(biāo)要求的學(xué)科教學(xué)中，要組織起在問(wèn)題、證據(jù)、解釋、評(píng)價(jià)和交流五個(gè)方面都具有高度探究的活動(dòng)是不容易的，也沒(méi)有必要刻意追求這樣的境界。如對(duì)探究的問(wèn)題來(lái)說(shuō)，要是探究的問(wèn)題完全是由學(xué)生自己提出來(lái)的，那當(dāng)然很好，而且在科學(xué)教學(xué)中也必須有意識(shí)地重視培養(yǎng)學(xué)生提問(wèn)、質(zhì)疑的能力，但是這并不意味著我們一定要等到學(xué)生能夠自己提出好的探究問(wèn)題之后才能組織探究學(xué)習(xí)活動(dòng)。相反地，在學(xué)科課堂教學(xué)中，切實(shí)可行而且效果良好的方法是教師設(shè)置問(wèn)題情境，并通過(guò)引導(dǎo)優(yōu)化和集中學(xué)生的問(wèn)題，使得后續(xù)的探究有。明確的目標(biāo)和內(nèi)容，這樣的教學(xué)過(guò)程也可以培養(yǎng)學(xué)生提出問(wèn)題的意識(shí)和能力。如果這樣的程度也不容易達(dá)到，就完全可以由教師直接提出探究的問(wèn)題，根據(jù)別人提出的問(wèn)題，學(xué)生也完全可以進(jìn)行有高度探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)。而且只要學(xué)生真正深入到探究知識(shí)的過(guò)程，他們就會(huì)提出這樣那樣的問(wèn)題。實(shí)際上，真正的學(xué)生探究活動(dòng)整個(gè)地就是由問(wèn)題引導(dǎo)的，學(xué)生提出問(wèn)題能力的培養(yǎng)可以貫穿于學(xué)習(xí)活動(dòng)的始終自然地進(jìn)行，而不必刻意追求一開(kāi)始問(wèn)題就是由學(xué)生自己提出來(lái)的。
三、探究學(xué)習(xí)的核心要素
對(duì)科學(xué)研究活動(dòng)和學(xué)生探究學(xué)習(xí)活動(dòng)特征的考察，使我們完全可以把探究學(xué)習(xí)請(qǐng)下神壇，不至于使人望而卻步。但是，設(shè)計(jì)一個(gè)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)，我們雖然不強(qiáng)求活動(dòng)在每一個(gè)方面都具有高度的探究，但畢竟要有具有一定探究的活動(dòng)內(nèi)容，而且尤其不能缺少能起著核心要素作用的探究活動(dòng)內(nèi)容。否則，就難免泛化，探究學(xué)習(xí)就會(huì)成為裝滿舊酒的新瓶上的時(shí)髦標(biāo)簽。
那么，在探究學(xué)習(xí)活動(dòng)中，什么是核心的要素呢？探究學(xué)習(xí)有時(shí)也被人們稱為“問(wèn)題導(dǎo)向式”的學(xué)習(xí)，因此“問(wèn)題”往往被視為探究學(xué)習(xí)的核心。然而，“問(wèn)題”在探究學(xué)習(xí)中的重要性主要體現(xiàn)在它對(duì)學(xué)生合適與否而不在于它是否一定是由學(xué)生探究得來(lái)的。如前所述，即使探究的問(wèn)題直接來(lái)自教師或其他途徑，學(xué)生也完全可以進(jìn)行高度探究的學(xué)習(xí)活動(dòng)。實(shí)際上，考察科學(xué)教學(xué)的現(xiàn)實(shí)，我們看到最大的問(wèn)題還在于對(duì)證據(jù)收集、解釋形成和求證的處理方式上。在一般的科學(xué)課堂上，學(xué)生可能沒(méi)少忙碌于證據(jù)的收集，也要進(jìn)行解釋和求證的活動(dòng)，但如何根據(jù)有限的線索確定證據(jù)收集的方向，如何在不止一個(gè)可能合理的解釋面前做出決策呢？這些對(duì)于探究至關(guān)重要的內(nèi)容則多由教科書(shū)或教師所包辦，留給學(xué)生探究的空間很小，例如，浸入液體中的物體所受浮力的大小與其排開(kāi)液體的多少是有關(guān)的，如果把物體排擠開(kāi)的液體收集起來(lái)稱量一下，就會(huì)發(fā)現(xiàn)它的重量剛好等于浮力的大小，這樣的結(jié)果無(wú)疑可以作為著名的阿基米德定律的實(shí)驗(yàn)事實(shí)基礎(chǔ)。但是關(guān)鍵的問(wèn)題是，人們一開(kāi)始怎么會(huì)想到要設(shè)法去收集那一部分由于物體的浸入而被排擠開(kāi)的液體呢？在科學(xué)發(fā)現(xiàn)的故事中，這才是最具奧妙、最有魅力的一段。這種最終能得到實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持的假說(shuō)就是通向發(fā)現(xiàn)的護(hù)照。而在謎底揭開(kāi)之前，人們能夠想到的、能夠選擇的假說(shuō)肯定不止那一個(gè)（事實(shí)上由于導(dǎo)致一個(gè)好的假說(shuō)的線索往往深藏在事實(shí)的迷霧之中而常常使人與它擦肩而過(guò)卻無(wú)緣相會(huì)），在向科學(xué)進(jìn)軍的道路上，大多數(shù)的人和大多數(shù)的時(shí)間實(shí)際上是耗費(fèi)在那些最終沒(méi)能得到實(shí)驗(yàn)證據(jù)支持的假說(shuō)上。但這就是真真切切的科學(xué)上的探究，沒(méi)有任何一位科學(xué)家會(huì)否定這種探索的價(jià)值。英國(guó)化學(xué)家戴維說(shuō)：“我的那些最重要的發(fā)現(xiàn)是受到失敗的啟示而做出的。”③美國(guó)教育家和哲學(xué)家杜威也認(rèn)為：“使一個(gè)不慣于思考的人只能感到沮喪煩忙的事，……對(duì)于有訓(xùn)練的探究者來(lái)說(shuō)，是動(dòng)力和指針……。它或是能披露新問(wèn)題，或是有助于解釋和闡明新問(wèn)題。”④然而，這樣的內(nèi)容在科學(xué)家最后發(fā)表的研究論文、報(bào)告中是很難找到的。實(shí)際上，與科學(xué)研究和科學(xué)精神的本質(zhì)不相符的情況即使在號(hào)稱科學(xué)探究的教學(xué)中也不難找到。例如，求證是科學(xué)研究過(guò)程中必不可少的一環(huán)，在科學(xué)知識(shí)的探究教學(xué)中，由于學(xué)生探究的是人類(lèi)早已發(fā)現(xiàn)的、成熟的知識(shí)內(nèi)容，學(xué)生的學(xué)習(xí)活動(dòng)不易設(shè)計(jì)成真正具有探究的過(guò)程。在較極端的情況下，往往成為目標(biāo)和路線都明擺著的形式化的探究，提出假說(shuō)的環(huán)節(jié)即使有也只是走走過(guò)場(chǎng)，而對(duì)假說(shuō)求證的過(guò)程則更是被誤導(dǎo)為純粹的證實(shí)（而且往往一二個(gè)事實(shí)就給人以得到證實(shí)的印象），而更能反映科學(xué)研究活動(dòng)真實(shí)的證偽則不見(jiàn)蹤影。這樣的教學(xué)，不僅不利于培養(yǎng)學(xué)生的探究能力，更嚴(yán)重的是會(huì)誤導(dǎo)對(duì)科學(xué)本質(zhì)的理解，在學(xué)生頭腦中形成不正確的科學(xué)形象。因此，要實(shí)施真正的探究學(xué)習(xí)，就不能省掉假說(shuō)這一環(huán)節(jié)以及為催生假說(shuō)而精心設(shè)計(jì)的活動(dòng)。
綜上所述，如果我們從基本特征上去把握探究學(xué)習(xí)，就可以分辨并避免對(duì)它的神化。同時(shí)，如果充分認(rèn)識(shí)到假說(shuō)的提出在科學(xué)家的探究和學(xué)生的探究中的核心地位，我們也就十分明確在科學(xué)探究學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)中功夫應(yīng)該花在什么地方并能分辨和避免對(duì)它的泛化。當(dāng)然，要使探究學(xué)習(xí)真正成為科學(xué)課堂的現(xiàn)實(shí)，需要研究解決的問(wèn)題還不少，本課題組已經(jīng)并繼續(xù)在做出努力，希望能推動(dòng)探究學(xué)習(xí)研究和教學(xué)實(shí)踐的發(fā)展。
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