科學探究不僅具有外顯的可操作的實踐性特征，更伴隨著內隱的深刻的思維活動過程，即具有思維活動的認識性特征。
科學探究：知識建構與科學思維
■王慧君
科學探究對學生而言，既意味著學習內容，又是一種學習方式，是一種在領悟中獲取知識、形成能力的認識和實踐的過程?？茖W探究作為一種教學行為，教師要在其中進行有效的引領和指導，就必須明晰科學探究特別是具有教育教學意義的科學探究的本質特征之所在。
新課程所倡導的科學探究不僅包含從事探究的能力，還包含對探究本身的理解以及探究何以導致科學發(fā)現(xiàn)的理解。它既有實踐的成分，又有理解和認識的內涵，遠非實驗探究所能獨自承載?？茖W探究的最終目的是問題解決，而大多數(shù)的問題解決單靠實驗探究是無法完成的，還必須有理論的探究和建構，科學思維、創(chuàng)新性思維在其中起著關鍵性作用。科學探究必須通過理論探究和實驗探究過程，才能使學生經(jīng)歷真正的探究過程，獲得完整的探究體驗，從而使學生的思維能力、認識水平、實驗與創(chuàng)新能力都得到應有的提高，可以使學生學會主動獲取和建構知識，學會科學思維方法，形成科學態(tài)度，增進對科學探究的理解。
科學探究的能力以及對科學探究的理解不可能憑空產(chǎn)生和發(fā)展，科學探究與科學知識緊密相連。在探究中，學習者運用所掌握的知識去探究未知事物，并在探究中逐漸獲得對知識的理解，最終獲得知識的增長。即便是教師期望教學的主要成果是學生學會如何去探究，科學知識的內容也是達到這一目的的一種媒介。首先，無論是教師提出問題，還是學生自己提出問題，探究的問題必須基于學生現(xiàn)有的知識背景和理解水平，潛在地體現(xiàn)與學習者原有知識經(jīng)驗的聯(lián)系，同時還要蘊含新的關系和規(guī)律，即探究問題是進行知識建構的起點和基石，也是通向新理解、新知識的橋梁。面對確定的問題，學生需要運用自己原有的知識經(jīng)驗，將當前的問題情境同化或順應到已有的經(jīng)驗結構中，并使之與原有的知識發(fā)生聯(lián)系。通過科學探究，學生不僅獲得了解決某問題的經(jīng)驗，形成了相應的問題解決技能，而且還基于對問題的分析，建構起相關的原理性知識，形成了對問題的正確理解。這些新知識和經(jīng)驗是探究者在探究前所不具備的，是在探究的過程中逐步建構起來的。因此，科學探究的過程就是學生知識建構的過程，通過科學探究，學生的知識獲得了增長。
同時，一個高質量的科學探究問題往往涉及若干知識點，需要綜合該領域的多個概念、原理，聯(lián)系原有的各種具體經(jīng)驗才能對問題加以解決。而對這些知識的運用又不能生搬硬套，需要針對當前的具體問題對原有的知識進行一定的調整和變式，使原有的知識經(jīng)驗能順應于當前的問題情境。由此看來，對原有知識的運用過程也是一個知識重組和建構的過程。有人總結出了科學探究導致學生知識經(jīng)驗增長的三種不同方式：（1）鞏固和熟練。科學探究中的問題解決作為對原有知識、技能的應用，同時可以鞏固相應知識的記憶保持，提高相應技能的熟練化程度；（2）深化和整合。當問題與學習者原有的知識經(jīng)驗有一定距離時，學習者常常需要同時激活多方面的相關知識，并綜合起來進行一定的推理和轉化，這一過程可以幫助學習者深化對知識的理解，在知識經(jīng)驗中建立起更為豐富的聯(lián)系，形成更為整合、更為融會貫通的知識結構。（3）新知識建構。新知識建構包括基于科學探究活動本身而實現(xiàn)的新知識建構，和以問題為中心線索、綜合其他學習途徑而實現(xiàn)新知識的建構兩條途徑。所以說，科學探究過程同時也是知識檢視和建構的過程。科學探究的核心就是問題解決的過程，那種為了探究而探究，不關注學生知識背景和知識獲得的探究，不圍繞問題解決的探究只能是假探究，而一旦圍繞問題解決展開探究就不可能與知識和知識的建構分離。
科學探究的核心過程是問題解決過程，問題解決的過程必然伴隨著知識建構，而統(tǒng)領所有這些活動的靈魂便是科學思維，科學探究的教學活力也正是體現(xiàn)在激發(fā)和活躍學生的思維上。科學探究每一環(huán)節(jié)的實施都依賴于學習者的科學思維，在探究的過程中學習者既要進行歸納、演繹、推理，又要進行假設、猜想和反思。我們可以把科學探究過程中的思維概括為三個層次：邏輯推理、假設和猜想以及質疑和反思。第一，科學探究所得出的結論要符合邏輯推理原則，它遲早要經(jīng)過觀察或實踐的檢驗，學生必須依據(jù)邏輯推理和嚴密的核查證據(jù)對論點加以證明。第二，科學探究是邏輯和想象的融合，只有邏輯，沒有想象，不可能創(chuàng)造性地解決問題。美國《科學素養(yǎng)的基準》中說，科學探索（究）“比教科書中作為‘科學的方法’所介紹的教條性的步驟要靈活得多”，“在科學探索（究）中包含的想象與創(chuàng)造性比許多人能認識到的要多得多”。提出假設和猜想，然后再解決假設和猜想如何能夠接受現(xiàn)實檢驗的問題，往往比只是借助數(shù)據(jù)進行推理更具有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性，學生在這些過程中能充分發(fā)揮直覺判斷力和想象力，并逐步學會如何更好地運用直覺判斷和想象思維。第三，質疑和反思在科學探究中起著最為關鍵的作用，作為一種高水平的科學思維方式統(tǒng)領著整個科學探究的過程。一方面，它使思維不墨守成規(guī)，不受傳統(tǒng)窠臼的羈絆；另一方面，它又監(jiān)督思維不可天馬行空，任意臆想或幻想。質疑和反思思維保證了科學探究活動的主動、積極而持續(xù)地進行。
綜上所述，科學探究的本質特征，首先在于它是探究者對未知領域進行認知的一種有效的認識和實踐方式，這是它的基本定位。它揭示出了探究活動既是一個認識活動，又是一個實踐活動，更是一個認識和實踐雜糅在一起的難解難分的綜合活動的本質。任何忽略認識或忽略實踐的理解和做法都是錯誤的。科學探究絕不單是培養(yǎng)學生實驗能力的實驗探究過程，同時還是一個建構新知識、認識新領域的知識建構過程?？茖W探究本質特征中最重要的特征是科學思維方法，科學思維方法是統(tǒng)領整個科學探究活動的靈魂。沒有科學思維，就沒有科學探究，盡管它是內隱的，其作用卻是巨大的。我們只有認識到這一點、重視了這一點，才能使科學探究的課堂真正充滿智慧和靈性，真正擔負起培養(yǎng)學生科學探究能力的責任和使命。（作者單位：河南科技學院）
《中國教育報》2009年11月24日第4版
