2016-12-09 发布者：李睿 浏览数( -)
科学探究
1．什么是探究？
在当今国际科学教育改革的热潮中，按照《牛津英语词典》中的定义，探究是“求索知识或信息特别是求真的活动；是搜寻、研究、调查、检验的活动；是提问和质疑的活动。”
就语义而言，据《辞海》（1989年版）的解释，“探究”指“深入探讨，反复研究”。
科学探究具有双重含义：一方面，指的是科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式；科学探究也指的是学生构建知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。在讨论科学教育的文献中，不管是使用探究（inquiry）还是科学探究（scientific
inquiry）这个词，除特别注明外都是指探究式的学习活动而非科学家的探究。
2．探究式学习与发现式学习是一回事吗？
探究式学习有多样化的设计模式。从自主获取的信息的现成程度分，可将探究式学习区分为两大类：接受式探究与发现式探究。
在接受式的探究学习中，信息由学生主动从现有资料或现有资源（如从图书馆、互联网、科技场馆等）中直接搜集或向有关人士直接询问，所搜集到的信息是现成的，顶多只需略加整理即可。
在发现式的探究学习中，没有现成信息可以直接搜集到，而必须由探究者经过观察、实验、调查、解读、研讨等活动过程，通过整理分析来获得或发现。
案例：
观察蜗牛。（观察）
设计一个一秒钟摆动一次的摆。（问题解决）
探究摆的频率与什么因素有关。（实验-变量定性分析）
探究圆的周长与什么变量有关，其数量关系如何。（变量定量分析）
研讨：具有什么特征的事物才是有生命的。（概念澄清）
课文《在山的那边》一诗中，“山”指什么？（文本解读）
鉴赏约翰·史特劳斯的圆舞曲《蓝色的多瑙河》（文本解读）
从以上范例中亦可以看出，发现式探究也有多样化的模式。如观察、实验、问题解决、变量分析、概念澄清、文本解读，等。
下表按信息获取方式将学习进行了分类，从中我们可以看出探究式学习、发现式学习与接受式学习的复杂关系。
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信 息 的 获 取 方 式 |
信息由教师直接提供，主要表现为教师讲（讲授或演示），学生听（tell-listen）： 授受式学习（被动接受式学习） 如：课堂上教师讲解爱迪生的故事，学生听。 |
信息基本上是现成的，学生只需直接听取、获取，或稍加整理即可：
接受式学习 |
学
习 |
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信息由学生自主获取：
探究式学习
[探究式学习具有多样化的模式，可以是发现式学习，也可以是接受式学习。] |
信息由学生主动从现有资料或现有资源（如从图书馆、互联网、科技场馆等）中直接搜集或向有关人士直接询问： 接受式探究（主动接受式学习） 如：小论文——对三峡工程的支持意见与反对意见综述。 |
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信息由学生在观察、实验、调查、解读、研讨等活动过程中，通过整理分析获得： 发现式探究 ／ 发现式学习 如： 观察各种各样的种子。（观察） 看谁能吹出最大的肥皂泡。（问题解决） 探究肥皂泡的大小与什么因素有关。（实验-变量定性分析） 测量一杯水温度的持续变化。（变量定量分析） 研讨：鸟类就是会飞的动物吗？（概念澄清） |
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从上表中可以看出，接受式学习与发现式学习是一对概念，探究式学习与授受式学习是一对概念。探究式学习可以是发现式的，也可以是接受式的。授受式学习一定属于接受式的学习方式。发现式学习一定属于探究式学习。
因此，探究式的学习不一定是发现式的，接受式学习也可以是探究式的。目前我们大力倡导探究式学习，并非大力倡导发现式学习。应该说，接受式探究或称主动接受式学习应成为目前倡导探究式学习的重点之一。
学习分类的简图可以如下：
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学习 |
授受式学习（被动接受式学习） |
接受式学习 |
学习 |
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探究式学习 |
接受式探究（主动接受式学习） |
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发现式探究 ／ 发现式学习 |
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3．为什么说探究是一种本能？
几乎所有的动物都具有天生的探究本能。食蚁兽具有高超的探究本能来发现蚂蚁的行踪，人在初生时也具有一些天生的探究本能。但由于人类具有独特的基因潜能基础，使人类能够突破和超越自身天生的探究本能，而具有更卓越的探究能力。实际上，儿童不仅能够像食蚁兽那样探究蚂蚁的行踪，而且还能够像蚂蚁那样探究蚜虫的天性。也就是说，动物往往只对一定范围内的事物（往往是与他们的生存密切相关的事物）有探究的兴趣，可是儿童却对他们所接触到的任何事物有兴趣去探究。儿童不仅在探究的范围上远比任何一种动物广泛，而且能够学会不仅使用感官，而且使用人类创造的独特工具（如放大镜）和方法（如对比实验）来对世界进行更加深入科学的探究。
在人类的发展史上，人类已经对诸如天体运动、季节变迁的原因、物体运动、生物起源、人类基因组等等问题进行过探究，并创造了人类知识的宏伟宝库。而这些，都是除了人以外的其他动物所不能的。人类不仅通过日益强大的探究能力创造了浩大的知识体系，而且还对科学探究本身形成了日益深入的认识（如科学探究的过程、方法、规范、范式等）。作为继承者的新一代，不仅要学习这人类智慧遗产的精华，而且要学会科学地开展探究活动，培养探究素质。
实际上，从儿童的诞生的那一刻起，我们就没有停止过探究。因此，探究作为一种天生的本能，并不是一种从无到有要去学习的事物——他们无需学习如何提出问题、如何探究内部的结构、如何表达他们的发现，他们天生是“讨厌的”提问者、“可气的”拆卸者、“可恶的”破坏者、“可恨的”涂画者和“烦人的”嚷嚷者。（“一粒小小的种子怎么会长成那么大的一颗树？种子里面有什么神奇的东西？”“植物吃泥土吗？”……）
我们所要努力追求的，不过是促使儿童这种天生的探究能力不断提高和完善。从一个小孩想知道蚯蚓如何在地下生活，到一组科学家探究新的纳米材料，只不过是探究能力不断提高和完善的漫长过程中的一个个阶段。而处于这之间的恰恰就是我们教育工作者最为得意和引以自豪的那个过程：在教师指导下的探究。正是在教师指导下的探究，促成了儿童从自发的不成熟的探究，走向科学的探究。在这个从量变到质变的过程中，教育起了关键性的核心作用。
的确，说儿童是天生的探究者，这毫不夸张。实际上，儿童正是通过他们自发的探究，不断加深着他们对这个世界的认识。之所以对这一点我们常常视而不见，熟视无睹，主要是因为儿童的探究常常由于成人的介入而被打断、改变甚至被压抑住了。
4．儿童自发的探究有什么特点？
发展心理学已经对婴儿（0～3岁）、幼儿（4～6岁）等学龄前儿童的自发探究进行了深入的研究，详细说明了儿童自发探究的种种特点。例如：
儿童的探究常常被事物最突出的特点所吸引，如鲜艳的颜色、奇怪的形状（如现实中见不到的或不熟悉的动物像恐龙等）、能够运动、可以变化或变形、能够拆装等。
儿童明显地倾向于探究环境中某些特定的联系。由于知识经验的缺乏，在探究事物时需要依靠具体形象的支持，但在幼儿期，探究时思维的抽象逻辑性开始萌芽。由于生理发展的限制，还不能很好地控制和调节自己的探究行为，将注意长时间稳定下来还很困难。
探究的不随意性明显，但在幼儿期，探究的随意性（目的性、计划性）也开始发展，如：小班幼儿在开展探究活动前往往不能说出将要干什么，随兴所至，探究完成后，非常惊奇而又似乎突然有所发现地说出自己的探究结果；中班幼儿则在探究活动中边做边说，探究的计划性仍很差，探究的目标也很不稳定，一会儿探究这个，一会儿探究那个；大班儿童在探究之前已经能够清楚地说出自己将要探究什么和怎样做。这时，儿童的探究就带上了较为明显的目的性和计划性，探究也能在更长的时间内稳定在一个固定的对象或问题上。
而且，随着年龄的增长，幼儿在探究活动中科学交流的能力（言语表达）也在逐渐增长。有时，他们已经能够聚在一起，维持一段时间来集中研讨某一问题了。
在探究过程中，与他人合作、分享的能力缓慢发展。1.5～2岁的儿童已能主动提供帮助，如拿物品、提建议、用言语表达同情、请成人帮助等。合作行为在幼儿期逐渐增加，但6～12岁增长显著。总的说来，6岁以前儿童在探究中自发表现出的合作行为还较为有限，当然这受环境和教育的影响较大，尤其是与父母和幼儿园教师的教导关系较大。
下面是一个儿童自发探究的典型范例。这个例子说明儿童的探究常常由一个问题转向另一个问题，探究的开展随兴所至。探究过程往往也包括问题的提出、猜测（假设），甚至包括了实验验证、交流与合作。但整个过程简单、短暂且不严格，基本上以直接的观察为主要探究方法，较少利用工具，更不要说科学仪器了。
还有许多研究证实，儿童自发的探究中存在许多错误的推理过程和概念，如他们会认为把同样的水倒入细容器和粗容器时水变多了或变少了（守恒问题）。另外，他们在探究过程中，常常对发现的一些“常识”发生疑惑，觉得难以理解。如皮亚杰观察到：一个花园里玩弄石子的男孩把五颗石子排成一排，从左往右数是五颗，从右往左数竟然也是五颗；而且，无论把它们排列成什么形状，如圆形、方形、三角形等，无论从哪一颗小石子开始数起，竟然也都是五颗。这个小男孩感到十分兴奋，并对此大惑不解。我们常常看到的例子如：当儿童忽然发现妈妈竟然也有妈妈，而且妈妈竟然也曾作过女儿（“妈妈是外婆的女儿？！”），或听说在美国留学的小姨被美国人称为“外国人”时，也表现出了同样的兴奋与疑惑。
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关于小鸡的探究
一群五岁左右的小孩围着一群小绒鸡谈论着。 “你说这群小鸡知道自己的爸爸妈妈是谁吗？” “恐怕他们从蛋里钻出来之前早就与父母分手了，谁也不知道一箱鸡蛋中哪个是哪只鸡下的，鸡蛋看起来都一样。” “世上只有妈妈好，没妈的孩子像根草。离开妈妈的怀抱，生活享不了。”（唱着） “它们在一起就像一个幼儿园。说不定其中还有一两对是亲兄弟呢。不知其中有没有双胞胎？” “你看它们在地上跑来跑去找东西吃。” “它们喜欢吃什么呢，我们给它们弄点吃的。” “小鸡喜欢吃虫子，我在一本画书上看到两只小鸡争一个蚯蚓。” “可这地上并没有虫子，也没有蚯蚓。” “有些特别小的虫子你看不见，可小鸡看得见。” “我看这只小鸡好像在吃沙子。” “给它块巧克力尝尝。”（A从口袋里取出巧克力，掰了一小块丢在地上。） “它们都不吃，它们不爱吃。” “是因为没有看见。”（B用手把巧克力拿起，又放在小鸡群中。） “吃了，吃了。小鸡爱吃巧克力，这是肯定的。谁都爱吃巧克力。” “我家的贝贝就不爱吃。”（贝贝是一条小鱼。）
……，…… |
很明显，儿童自发的探究停留在较低的水平上。不仅儿童的探究能力有限，探究本身所使用的过程与方法也较为粗糙，问题多多。当然，对于儿童初步认识他周围的简单事物来说，这种探究还是基本能够胜任的。儿童也的确从中获得了很大的满足。而且，学前儿童经过6年的自发探究，的确也获得了关于身边世界大量丰富的初步经验和具有一定解释力的个人见解、观点、想法和认识。小到身边的衣食住行，大到宇宙、星体的运行，从自然现象到社会生活，他们几乎都有一些自己的看法。尽管这些原始观念有些十分粗浅甚至是错误的，但它们大多都是通过探究而不是想当然地提出的，往往也是有根有据的，而且它们的确也能够在很大程度上解释儿童所感知到的关于身边世界的许多现象。儿童珍视自己的这些原始知识，这些个人知识对儿童来说也是有价值、有意义的。
5．科学家的探究是怎样的？
科学家当然是不会满足于儿童自发探究这种水平的。这样的探究也不可能解决科学家们所关心的问题。科学家的探究是十分不同的另外一番景象。
科学史上有丰富多彩、相互不同的大量典型探究范例值得我们去深入思考和仔细研究。
如古代科学发展史上，阿基米德对浮力规律的研究。再如近代，伽利略对摆动的研究（详见《义务教育课程标准实验教科书·物理》，人民教育出版社2001年版第8页），伽利略对落体运动的探究（详见《动手做——法国小学科学教学实验计划》，人民教育出版社2000年（内部交流），第66页）。这些范例，展示了单个科学探究的完整过程，是“单情节（episode）科学探究”的典型范例。
近代对万有引力定律的发现与发展（详见《著名物理学家和他的一个重大发现》，山东科学技术出版社1998年版），展示了多位科学家针对一个领域或课题在不同历史时期持续进行探究的发生、发展过程，包含数个依次连续的单情节科学探究过程，是“连续单情节科学探究”的典型范例。
当代对人类基因组计划的研究，表现了探究需要多位科学家相互合作、联合攻关的现代科学特征，中国负责其中1%但极重要的一部分研究项目。这一研究是以国际合作为特征的“多情节科学探究”的典型范例。
科学发展过程中的每一个范例都能给人以无穷的、多方面的启迪。
另外，对于不同学科的探究规范和范式，科学哲学领域一直处在热烈的争论中，如科学探究中的逻辑实证主义、证伪主义等。而且自然科学与社会科学中各种与传统研究方法（观察法、实验法等）不同的、新的研究方法都正在日益受到人们的关注，如质的研究方法目前是新热点之一。
6．儿童自发的探究、科学家的探究与教师指导下的探究有哪些不同之处？
儿童自发的探究、科学家的探究与教师指导下的探究三者的不同是明显的。
首先，从探究在探究主体认识世界的众多方式中的地位来说，儿童自发的探究基本上儿童认识世界的主要方式，科学家的探究也是科学家深化人类对世界的认识的主要方式（没有人告诉科学家答案是什么）。但对于中小学生来说，教师指导下的探究却只是他们认识世界的方式之一。因为儿童在中小学阶段不学习大量必需的、基础的科学文化知识是无法适应现代社会与生活的需要的。而且儿童既没有足够的时间、充分的条件和能力对所有这些知识都经历探究的过程，也没有这个必要。因此，毫无疑问的是，直接的“授受式学习”也是中小学生学习的重要方式。
其次，儿童自发的探究与科学家的探究都基本上是在没有外部指导的情况下自主开展的，尽管在探究的诸多实践中，儿童和科学家也可以通过自己的反思和相互间的交流，来总结经验与教训，从而不断提高自己的探究能力与水平，但那基本上是一种自我教育的长期摸索模式。教师指导下的探究则是一种迅速提高学生探究素质的省时学习与发展模式，为了提高学生的探究素质，教师对于如何安排探究，探究过程中学生自主活动的重点是什么，教师重点指导探究的哪些方面，如何指导，何时介入等等问题，都有自己的思考和原则。
第三，儿童自发的探究计划性不强，常常随兴所至。科学家的探究则有科学的研究计划，甚至有自主制订的五年规划、十年规划。教师指导下的探究也有九年规划与三年规划（义务教育九年，高中三年），但那基本上是从外部由教育者制订的（虽然制订的过程要遵循儿童身心发展规律）。
第四，从探究问题的产生来看，儿童自发探究的问题往往直接来自身边生活与直接观察，问题由儿童自主提出。科学家探究的问题则主要来自高深的学科领域（虽然这些问题最终仍是来源于生活和社会的实际需要），问题由科学家自主提出。教师指导下学生探究的问题则主要是与生活、社会有关的学科中的问题，问题更多的是由教育者提出，或由教育者设置情境引导学生提出他们感兴趣的问题。但教师指导下的探究应从关注儿童提出的问题作为起点，而且儿童关心或感兴趣的问题始终应成为教师指导下的探究很重要的一部分。
第五，在探究过程中方法和技术手段的运用、问题的复杂性与创新性等许多方面，三者都不是在一个水平或层次上。如儿童自发的探究，所探究的问题其新颖性更多的只是针对儿童自身而言。科学家探究的问题处于科学的前沿，是人类历史上未曾揭示的，或对某国、某集团科学家团体来说具有新颖性。教师指导的学生探究，其问题新颖性多数只是针对学生而言，教师往往已经知道问题的答案。从探究方法方面来看，儿童自发的探究以观察为主，科学家的探究以观察、实验等方法为主，并辅以许多高科技的技术和手段，两者均是发现式的认识世界的探究方法。成人指导下的探究，其方法可以是观察、实验等发现式探究方法，也可以是“直接向图书馆、互联网或有关成人查询有关资料或打听有关信息”这一接受式的探究方法；成人指导下的探究不应过分强调发现法。
第六，从探究的跨学科性上来看，儿童自发的探究尚未分化出学科的维度，具有明显的综合性和学科模糊性。科学家的探究具有明显的学科性，但跨学科研究已成为一大趋势。教师指导下的探究以各科课程中的单科性主题为主，但现在也十分强调跨学科探究的开展（如环境主题的探究）。
7．儿童自发的探究、科学家的探究与教师指导下的探究有哪些共同之处？
由于上述三者毕竟都是探究，因而必然具有“探究”这一概念内涵中所包含的那些共同特征。
首先一点，三种探究都是起源于或围绕着一个对于探究者来说“新颖”的问题、情境或材料（建构主义十分强调学习的具体情境性，强调仿真性的探究情境，让学生解决真实性的问题）。
其次，就科学探究而言，三者都要经历一个基本的过程，运用一些一般的方法，开展一些基本的推理，尽管这些过程、方法与推理的细节、水平与程度有许多不同。
一般的探究过程涉及：观察，提出问题，做出预测、猜测或假设，设计研究方案并开展工作以搜集数据，对获得的数据进行处理分析与解释（解读数据）以验证假设，得出初步结论、考虑可能的其他解释及提出有待进一步探究的问题，将上述探究过程与结果以一定的方式陈述或表达出来，以及在这一过程中与他人合作、交流（分享）及开展评价。
主要的探究方法如：观察（用感官或仪器）、调查、实验（操作变量）、测量与统计、文献占有与分析等。
基本的推理过程包括：归纳与概括、比较与分类、分析与综合等。
另外，就知识与探究过程的关系而言，学前儿童、学生与科学家都需要运用他们已经掌握的关于这个世界的知识与经验，在观察的基础上对观察到的现象产生的原因做出解释，开展探究，并在探究过程中建立起新的理解从而深化和增长了自身的科学知识。
8．为什么要在小学科学课程中强调科学探究？
在小学课程与教学中，我们之所以强调在教师指导下，让学生继续开展他们自发状态下就一直热衷的探究活动，并不因为这能把每个学生都培养成科学家，而主要是出于以下几方面的考虑：
（1）探究是满足儿童求知欲的重要手段，对于保护儿童珍贵的好奇心至关重要。学生可以从中获得巨大的满足感、兴奋感和自信心，并焕发出内在的生命活力。如果在进入学校后就宣布禁止儿童开展探究活动，不仅违背儿童的天性，甚至简直是要了儿童半条命，不利于儿童身心健康发展。儿童进入学校以后，不仅不应禁止他们探究，而且应该对他们的探究提供支持、鼓励和帮助（包括适时地提供工具，在必要的时候教给他们更有效地开展探究的过程与方法等），以引导他们最终能够找到他们感兴趣的那些现象和问题的解释或答案。
另外，探究不仅给儿童带来乐趣，而且探究也是人生主要乐趣之一。如果我们允许学生探究，并指导他们逐渐发展探究能力并日益擅长探究，如果学生曾经有过沉醉于探究之中的经历、体验和印象深刻的回忆，那么，学生就更可能在现在和将来漫长的人生道路上，更好地享受探究这一人生乐趣，更敏锐地发现生活的美好，更充分地感受和珍爱生命之美，更深刻地体味人生的真义和存在的价值。一个懂得和感受过探究的幸福，享受过探究中的高峰体验的人，无论在日常生活中，在旅游休闲中，还是在职业工作中，都会收获与众不同的发现和惊喜，解读出富有个性魅力的独特意义。
因此，如果学生非要打破砂锅问到底，如果他（她）“自讨苦吃”，一定要对某个问题追根究底，非弄个水落石出不行，教师不应嫌厌或禁止，而应接受、肯定，甚至鼓励、赞扬，并提供帮助和支持。
（2）探究是学生获得关于这个世界的知识的重要途径。第斯多惠就曾说过，要给予儿童真知，更要引导他们主动寻求真知。正所谓授人以鱼不如教人以渔。引导学生自主获取知识或信息，对于培养学生学会学习、终生学习亦具有重要意义。
另外，通过亲身探究获得的知识是儿童自己主动建构起来的，是儿童真正理解、真正相信的，是真正属于儿童的。而且，实验已经证明，对于有些概念来说（如皮亚杰研究的数理知识），除非亲历探究过程来自主建构，否则儿童无法真正理解和习得；只有通过亲身探究和实践，这些知识才在儿童心中真正获得新生和意义，获得“深层理解”。
（3）探究过程本身可以使儿童的思维受到最好的锻炼，不仅有利于学生问题解决能力的培养，而且是科学精神、科学态度、科学方法培养的主要途径。这对于儿童科学素养的全面发展十分关键，从中习得的科学过程与方法，对于儿童参与生活中与科学相关的问题解决与决策，是个重要的基础（与科学知识同样重要）。从广泛迁移的角度来说，学会科学推理是大大提高孩子的智慧（思考力、明智的判断能力、批判性思维，以及创造力）的最有效方法，这对于他们谋求进一步的生存与发展，获得生活质量的提高至关重要。
（4）由于探究过程需要探究者综合运用自己的已有知识和经验，这对于增进和加深对已有知识的理解，将其融会贯通，十分关键。我们常常有这样的体会：在一个新的探究情境中，自己已有的知识和经验获得了新的理解，产生出新的意义。正所谓“温故知新”。
（5）探究过程中需要学生们合作、解释和各种协调一致的尝试，这些合作与交流的实践和经验，可以帮助儿童学习按照一定规则开展讨论（而不是争吵）的艺术，学会准确地与他人交流：向别人解释自己的想法，倾听别人的想法，善待批评以审视自己的观点、获得更正确的认识，学会相互接纳、赞赏、分享、互助，等等。这种客观开放精神的形成并非易事，要靠长久的教育才能得到。而上述这一切，是我们几十年追求的科学与民主这一国民精神的基石。这种思维与存在方式应当在孩童时代抓起，否则就只能产生出一批批盲从、人云亦云，或独断、不宽容的观点，从而在理智上缺乏独立性、自主性、批判性。
（6）在亲历探究过程中，学生经历挫折与失败、曲折与迂回、成功与兴奋，这其中的许多感受和体验是他们理解科学的本质、理解科学精神的意义与价值的基础。即使有些探究，学生走了弯路，甚至也没有找到问题的答案而不得不求助于教师直接给出解释，但此时学生对答案的渴求正好可以成为教师讲授的一个很好的前奏和准备。而且，学生仍可以从这一亲历过程中学到了不少东西。
另外，也只有在这样的亲历过程中，儿童才真情地感受到并由衷地赞叹科学概念原理比他们以前的个人见解更为强大的说服力、迷人魅力和科学规律美的震憾力——“科学之美”。
9．科学探究是唯一的科学学习方式吗？
探究式学习不是唯一的学习方式，教师讲授、学生听讲（授受式学习，tell-listen）也不是唯一的学习方式。两者应该相辅相成，互相促进。从我国目前的现实出发，应大力倡导探究式学习的研究与实践。
当然，为满足学生精神和心灵的渴望，学生必须接受式地学习大量的人类文化遗产中的精华，以丰富他们的心智与灵魂；而且，对于大多数学习内容来说，他们不可能自主发现式地进行建构。但这并不意味着这将成为惟一的学习方式。而且也不意味着间接知识的接受式学习就只能采取被动的、消极的听讲方式开展。实际上，儿童围绕一定情境或问题开展的主动搜集资料的过程（提出问题后查阅书刊及其他信息源，以便了解有关的已有知识），虽然是接受式学习，但却是主动的、积极的探究式学习过程的一部分。因此，也应该提倡以主动积极的探究方式来学习大量的间接知识，把间接知识的学习纳入到多样化的探究过程之中。
学生在学校的学习过程中，应综合运用多种学习方式。每种学习方式各有长处和短处，运用得好都会发挥其他学习方式不能代替的特殊功效，运用不好也都会产生这样那样的问题：授受式学习运用得好，如教师擅长讲授，也可以生动地向学生传达大量的有用信息；运用不好的话，授课会很沉闷，让人昏昏欲睡。探究式学习能启发和锻炼学生的思维，但运用不好，也可能使课堂讨论变得杂乱无章，离题万里。
总体说来，授受式学习和探究式学习均是中小学生的重要学习方式，不能认为探究式就是先进的，授受式就是落后的。两者应该彼此取长补短，互相促进，不可偏废。
10．只有好学生才有能力开展探究吗？
并非只有好学生才有能力开展探究，应该给每一个学生参与探究的机会。尤其是那些在班级或小组中较少发言的学生，应给予他们特别的关照和积极的鼓励，使他们有机会、有信心参与到探究中来。
在小组合作开展探究活动时，教师要注意观察学生们的行为，防止一部分优秀的探究者控制和把持着局面，要注意引导同学们注意让每一个人都对探究活动有所贡献，让每一个学生分享和承担探究的权利和义务。
当然，对于某些有特殊学习困难的学生和那些有特殊才能的学生，还要考虑利用其他时机（如课外兴趣活动中）给予他们一些专门适合他们水平和需要的探究任务。
11．科学探究仅仅是动手做吗？
探究强调动手做（hands-on），但更强调动脑筋（minds-on）。毕竟，真正的学习并非发生在学生的手上，而是发生在他们的脑袋里。这包括强调学生在观察中的思考，对探究结果的猜测（假设），为后续探究制订计划，考虑变量的选择和控制，对获得的数据进行整理、分析等处理，在与同伴的对话和交流中相互质疑和评价，反思自己的预设，考虑可能的其他解释，最终得出结论和报告，并向其他人展示或陈述，等等。这一切，都是不仅要动手，更要动脑才能完成的。尤其是随着年级的不断提高，对动脑的强调会越来越多。
12．在科学探究方面我国对小学生提出了哪些要求？
在科学探究方面，我国在小学科学国家课程标准中提出了明确的要求：
1）知道科学探究涉及的主要活动，理解科学探究的基本特征。
2）能通过对身边自然事物的观察，发现和提出问题。
3）能运用已有知识作出自己对问题的假想答案。
4）能根据假想答案，制定简单的科学探究活动计划。
5）能通过观察、实验、制作等活动进行探究。
6）会查阅、整理从书刊及其他途径获得的科学资料。
7）能在已有知识、经验和现有信息的基础上，通过简单的思维加工，作出自己的解释或结论，并知道这个结果应该是可以重复验证的。
8）能用自己擅长的方式表达探究结果，进行交流，并参与评议，知道对别人研究的结论提出质疑也是科学探究的一部分。
在小学阶段，对科学探究能力的要求不能过高，必须符合小学生的年龄特点，由扶到放，逐步培养。在具体的教学实施过程中，可以涉及科学探究的某一个或某几个环节，也可以是全过程。关于小学科学探究的具体内容，详见标准的第三部分“内容标准”。
13．科学探究与科学知识、情感态度与价值观是什么关系？
为了使总目标能够落实到科学课程的教学组织、教材编写、教师培训及课程资源配置之中，《标准》将总目标从科学探究、情感态度与价值观和科学知识三个领域进行分解，提出了分目标，但这绝不意味着在教学过程中各分目标的达成是单独进行的。好的教学活动，往往能达到多个教学目标。因此，在实践中，各分目标必须作为一个完整的体系来加以把握。
科学探究作为科学学习的中心环节，不仅可以使小学生体验到探究的乐趣，获得自信，形成正确的思维方式，而且可以使他们识别什么是科学，什么不是科学。
科学探究能力的形成依赖于学生的学习和探究活动，必须紧密结合科学知识的学习，通过动手动脑、亲自实践，在感知、体验的基础上，内化形成，而不能简单地通过讲授教给学生。
14．科学探究的学习重点在哪里？
探究学习的重点不在探究的操作方法和操作技能上，因此不必对此要求过高。
教师在指导学生探究时，不必追求科学家探究的水平，不能向博士导师指导研究生时所强调和所关注的方面看齐，在科学探究的操作方法及操作技能上不必要求过高，这也不是教师指导学生开展探究活动的重点。当然也不能满足于儿童自发探究的水平，而应当着眼于学生“基本科学素养”的提高。具体说来，教师指导下的科学探究应该把重点放在以下四个方面：（1）通过探究满足学生求知欲；（2）通过探究获得关于身边世界的理解；（3）通过探究培养科学思维能力，锻炼问题解决能力、合作与交流能力，培养科学精神与态度，初步习得科学方法；（4）逐步获得对科学探究本身及科学本质的理解（科学探究是人类与宇宙之间的对话，科学是人类对宇宙的解读）。这里，尤其要应注意引导学生通过直接参与探究过程，并通过自己的反省与思考，从亲身体验中获得对探究特征的深刻认识，以及深刻理解探究是怎样导致科学发现的（人类已有的知识是如何获得的，我们是如何一步步加深对这个世界的认识的）等一系列与科学的本质有关的问题。
尽管儿童没有射电望远镜用以观察太阳系的奥妙，没有电子显微镜来探究无限微小世界的秘密，人们也并不期望他们对物质有什么新发现，但是，儿童照样自发地或在成人指导下探究着这个世界的奥秘。探究并不复杂难懂、高不可攀，它存在于每个人身上，渗透于生活中的每一个角落。儿童所从事的探究与科学家的探究、与每个成人对自身所处社会的探究，本质上没有什么区别。教师在指导学生探究时，应关注的重点正是让学生学习作为探究之本质的那些共同的方面，那些具有广泛迁移价值的、在学生生活中和走向社会后也能有所启示和运用的共同的方面，如科学探究的基本过程、基本的科学思维方法；而不必过分强调某些具体的操作方法和操作技能，如滴定管的使用等。
15．科学探究的问题由谁提出？来自哪里？
我们的课程首先就要关注这些真正来自儿童和属于儿童的问题，联系学生生活和社会实际：第一，在设计小学科学课程时，首先应对6至12岁的儿童分别感兴趣的问题进行调查统计和分析，以此作为设计课程时选择探究主题和安排主题顺序的基础之一；第二，每学期都应留出一些“自由探究时间”，供学生探究他们自主提出的问题；第三，日常的课程设计应该根据儿童的即时兴趣做出适当的及时的调整。
以下是一个小学里的真实镜头，应该引起我们的反思。
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第一节课还在下雨，第二节时就停了。凸凹不平的地面上出现一些小水洼。刚刚做完课间操的一群小学生蹲在花池旁，热烈地议论着什么。还有几分钟就要上第三节课了，教小学科学的王老师从工具库中提着一大包下节课要用的教具朝教室走去。经过花池时发现他的学生还未进教室，他低头一看，原来他们正对草丛中的两条蚯蚓感兴趣。 “他们为什么从泥土中钻出来了？” “是因为缺氧。下雨时，小鱼也会从水中探出头来呼吸。” “或许是准备搬家。不是蚂蚁下雨前要搬家的么。” “现在的雨都是酸雨，把土都给腐蚀了，蚯蚓在土里呆不下去了。” “土里有空气，下雨后土里灌满了水，没有了空气，蚯蚓憋得慌。蚯蚓不喜欢太湿的地儿。” “他们出来让雨给他们洗个澡。” 王老师一看表，马上就要打上课铃了。他招呼同学们进教室准备上课，这节课他将与同学们一起探究“声音的产生”。他很高兴同学们对自然界保持着的积极的好奇心和探究欲望，遗憾的是，涉及蚯蚓的探究是在下一学期探究“动物与环境”的一课中。在那一课里，将引导学生主要探究“蚯蚓适于生活在什么环境里？明亮的地方还是阴暗的地方？潮湿的地方还是干燥的地方？” 作为教师，他还没有随意改动教学进程的权利，否则在上级进行教学检查时就可能受到批评。走进教室时，他发现同学们仍在小声地议论着蚯蚓的事。因此，他上课时不得不把同学们的探究兴趣从蚯蚓上移开，转到本课的探究题目上来。不过他对同学们说： “我刚才已经注意到同学们对蚯蚓的兴趣，对这个问题我们将在下学期研究，你们可以把今天的发现记下来，日后会用得到。不过，这节课，老师打算与同学们一起来探究一下，声音是怎样产生的？我们先来做一个实验。……” |
中国教师没有充分的教学决策权，这是抑制教师充分地倾听学生的一个重要原因。学生来到学校以后所开展的探究应该源于学生自发的探究，也就是说，首先应该是关注对学生自己的问题的探究，并允许学生对问题先自主进行一些非指导性探究。而不应该对学生说：“把你们的那些问题放在一边，在学校里你们应该探究这样一些问题。”也不应该总是对学生说：“我们今天要研究的是……，你们刚才提到的那个问题以后再说。”
因此，教师应该有权随时调整教学计划，可以随时插入临时性的单元或课题。一学期多数探究主题将是预先确定或设计的，但应该允许少数例外。还可以每学期末集中安排一些课时，与学生一起，通过观察、实验或查资料，共同来探讨一些“学生的十万个为什么”。
16．科学探究需要哪些支持条件？
探究式学习往往需要更多的时间，需要小班额教学，需要充足的材料，等。在一个学生数太多的班级中，如果又没有充足的必需材料，在较短的时间内组织学生开展探究是比较困难的；即使激起了探究活动，也难于展开和深入。当然，并非所有的探究活动都需要强大的经费支持和人员配备，但探究时间的保证（从而保证学生思考的充分展开和深入）、一定的师生比（从而保证学生充分表达、师生充分交流的机会）等还是必需的。
从时间方面说，学生们得要有时间去试验自己的新想法，得要留出出错误耽误的时间，得要有时间作沉思默想，还得有时间用来开展相互讨论。需要给学生留出充裕的时间去安排科学设备做实验，去野外作考察，或者去思考总结个人经验，去进行相互交流。还需要给学生们留出时间让他们以不同的组合方式——或个人，或结对，或小组，或全班——去做诸如阅读、实验、思考、记述和讨论等多种多样的活动。因此对课程中的知识总量必须加以控制，以便为科学探究活动留出足够的时间。
另外，探究对教师的要求比较高，同时应有一些制度上的保证来促使教师能够和愿意花时间来为学生的探究做复杂费时的准备工作。
17．如何处理探究中学生自主与教师指导的关系？
探究学习强调学生的自主性，但并不忽视教师的指导。应该特别强调教师适时的、必要的、谨慎的、有效的指导，以追求真正从探究中有所收获，包括增进对世界的认识和学生探究素质的不断提升，从而使学生的探究实践得到不断提高和完善。从幼儿的摸索到小学里开展的实验，是一步一步循序渐进地发展的：孩子逐渐从自发的行为到采取有条理的态度，从漫无目的地发问到选择性地提出问题，从单纯地依赖感官到使用多种工具，从毫无规则的观察到更为合理、井然有序的研究，从迷恋到努力和精确严谨，从被魔力吸引到快乐地学习知识。无论哪个阶段或水平的探究都可能伴随有疑惑、阻力、障碍、专注、紧张、艰辛、兴奋、喜悦或激动，但都绝不只是轻松和愉快。
问题是，教师如何指导学生的探究，即：探究的进度能否由教师预先确定或设计；是否应该先给学生一段时间让他们自主地开展非指导性的探究；探究过程中学生自主活动的重点是什么，教师重点指导探究的哪些方面；如何引导，何时介入，介入多少；哪些指导是必要的，怎样指导才算充分了；何时需要提供背景资料或有关信息，何时传授相应的准备性知识，何时推荐学生阅读教科书，或向图书馆、互联网、成人求助？要知道，在实际教学中，教师常常介入得过早（学生还没有充分地自主探究多长时间），以致阻碍了学生本可以自主发现的机会（“差一点我们就要找到答案了！”），有时则介入过晚以致让学生过久地处于无助状态甚至陷入危险之中。教师的指导常常根本不必要、不应该，以致剥夺了学生尝试-错误和从教训中学习的机会；有时指导又不够充分，以致学生感到手足无措。
18．为什么强调探究过程中教师要首先倾听学生？
教师要重视学生自己对各种现象的理解（学生的个人知识），首先倾听他们现在的想法，洞察他们这些想法的由来，并鼓励学生之间相互交流和质疑，了解彼此的想法，以此为根据，引导学生彼此丰富和调整自己的理解。有一种十分重要的教育理念，叫“倾听着的教育”，强调不仅要让“学生倾听教师”，更强调首先要“教师倾听学生”。应该说，这是十分重要的教育新理念，十分深刻，应引起广泛的重视：“教育的过程是教育者与受教育者相互倾听与应答的过程。……倾听受教育者的叙说是教师的道德责任。”“这样的倾听就是真正的倾听，它有效地改变教师的倾听方式，使他们从外在的听到内在的听，从抽象的听到具体的听，从观念的听到体验的听，作为一个真正的倾听者的教师，必定是这样的：他怀着深深的谦虚和忍耐，以一颗充满柔情的爱心，张开他的耳朵，满怀信心和期待地迎接那些稚嫩的生命之音。这样的倾听由于植根于生命的大地，根深蒂固，顺风摇摆，时常静默沉寂，但又潜藏着创造的活力，它的全部目的无非在于：为了在空中绽放花朵，凝结果实。”
这些思想都是非常深刻和感人的。
19．探究过程中如何对待学生已有的原始观念？
探究过程中要珍视并正确处理学生已有的个人知识和原始概念，引导学生积极反思。
前面已经提到，从儿童诞生的那一刻起，我们就没有停止过探究。当然，儿童自发的探究停留在较低的水平上。不仅儿童的探究能力有限，探究本身所使用的过程与方法也较为粗糙，问题多多。但是，对于儿童初步认识他周围的简单事物来说，这种探究还是基本能够胜任的。儿童也的确从中获得了很大的满足。而且，学前儿童经过6年的自发探究，的确也获得了关于身边世界大量丰富的初步经验和具有一定解释力的个人见解、观点、想法和认识。小到身边的衣食住行，大到宇宙、星体的运行，从自然现象到社会生活，他们几乎都有一些自己的看法。尽管这些原始观念有些十分粗浅甚至是错误的，但它们大多都是通过探究而不是想当然地提出的，往往也是有根有据的，建立在学生少量的直接观察和具体经验的基础上。而且它们的确也能够在很大程度上解释儿童所感知到的关于身边世界的许多现象，儿童珍视自己的这些原始知识，这些个人知识对儿童来说也是有价值、有意义的。
儿童从家庭和社区进入学校，他们并不是一张白纸；儿童并不是带着一个空白的头脑来到教室的。他们是带着他们对这个世界6年的丰富经验和个人观点来到教师面前的。一位小学教师说道：“可不能小看这些小人儿，他们懂得可多了，个个都精着呢！”尤其是现在，儿童的环境中充满了丰富的刺激，他们对许多问题（关于自然的、关于社会的、关于自我的）都已经有过自己的探究，形成了自己初步的看法，尽管这看法中有错漏粗疏之处：有些还不够全面，有些不够深刻，有些则是错误的（如学生可能认为“地球是一个平面”，“会飞的动物一定是鸟，因而蝙蝠是鸟而鸡则不属于鸟类”）。这些原始观念是儿童认识这个世界的开端，是学生建构起他们对这个世界的新认识的起点。
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以下是一些关于学生原始观念（alternative 幼儿园至4年级的学生在学习科学概念之前，不知道当水沸腾或蒸发后是作为一种气体存在的，他们更可能认为水沸腾或蒸发后“消失”了或者跑到天上去了。大多数孩子不知道电流必须在一个封闭的通路里才能流动，他们常常认为电是来自电源的，并且总是进入一个目标，因此他们认为只要把电池与灯泡之间用一根导线联接，灯泡就可以发光。他们对于“植物如何找到吃的东西？”感到好奇。许多孩子以能够不断长大来区分生物与非生物，又以能够运动来区分动物和植物。不少孩子则干脆以能否运动来区分生物与非生物，因而把植物归为非生物之列。 初中的学生对于力的概念常常有许多错误认识：许多学生认为，如果物体处在运动中，那么必然有一个力连续作用在该物体上，如果力“用光了”，运动就会停止。许多学生还认为，物体之所以保持静止或需要力才能动起来，是因为摩擦力（而不是惯性）。许多学生也无法想象放在桌子上的书尽管静止不动但确同时承受着几个力的作用。对于能量，许多学生会把它看成燃料和某些可以存储、使用和耗光的东西（而实际上能量是不会耗光的，它只是由一种形式转化成为了另一种形式而已）。 中学阶段的许多学生知道生命体是由细胞构成的，但他们往往不认为生命体也是由分子构成的，因为学生往往把分子只与非生命物质联系起来。许多学生对生物进化过程中的自然选择存在错误认识，如他们可能把生物进化过程中发生的适应性变异理解成一种有目的的生物行为。 |
只有通过进一步的亲身探究（在教师引导下），让他们自己亲自发现自己的已有经验与新发现的现象或事实之间的不一致甚至矛盾冲突之处，他们才会心服口服地审视、反思并修正自己的经验和认识，提出或接受（重建）“更为科学”的新解释、新假设、新概念。这是学习者自主建构的过程，是“顺应”与“同化”两方面统一的过程。在这一过程中，学生自主建构起来的这些新知识（新解释、新假设、新概念），才是真正属于儿童的认知结构的、真正有意义的和有效力的“活知识”。这种建构不可能由其他人代替。
仅仅通过教师讲解、学生听讲获得的新知识（如儿童被告知地球围绕着太阳转、地球是个球体、轻重的物体同时落地、衣服保暖并不是因为衣服能产生热量，等），儿童可能是知道教师在说什么，也似乎能够理解其字面的含义，并在考试时正确回答。但每个学习者都是在以自己原有的经验系统为基础对新的信息进行编码，建构自己的理解，因此对于上述听到的知识，儿童常常是半信半疑，很可能想不通，在他们后续的思维中则仍旧按照自己原来对这个世界的理解行事，或在不同的情境下用不同的理论（有时用书上的或听到的理论，有时又用自己的理论）来解释。教师的解释或书上的理论与儿童经验之间的不一致或矛盾之处并未获得合理的解决。
总之，要正确处理学生的个人知识和原始概念，强行更正是难于奏效的，唯一的途径是给他们亲历探究和开展反思的机会。
20．为什么强调探究过程中学生之间的合作与交流？
探究过程中需要学生们合作、解释和各种协调一致的尝试，这些合作与交流的实践和经验，可以帮助儿童学习按照一定规则开展讨论（而不是争吵）的艺术，学会准确地与他人交流：向别人解释自己的想法，倾听别人的想法，善待批评以审视自己的观点、获得更正确的认识，学会相互接纳、赞赏、分享、互助，等等。这种客观开放精神的形成并非易事，要靠长久的教育才能得到。而上述这一切，是我们几十年追求的科学与民主这一国民精神的基石。这种思维与存在方式应当在孩童时代抓起，否则就只能产生出一批批盲从、人云亦云，或独断、不宽容的观点，从而在理智上缺乏独立性、自主性、批判性。
教师要重视“学生之间的相互倾听”。在整个探究过程中，由于经验背景的差异，探究者对问题的理解常常各异，在探究者的共同体中，这种差异本身便构成了一种宝贵的学习资源：（1）探究者在相互倾听中，明白了对问题别人也可以有其他的不同解释，有利于他们摆脱自我中心的思维倾向（皮亚杰重视合作，十分强调这一点）；（2）在合作、相互表达与倾听中，探究者各自的想法、思路被明晰化、外显化，探究者可以更好地对自己的理解和思维过程进行审视和监控；（3）在讨论中，探究者之间相互质疑，其观点的对立及相互指出对方的逻辑矛盾，可以更好地引发探究者的认知冲突和自我反思，深化各自的认识；（4）探究者之间交流、争议、意见综合等有助于激起彼此的灵感，促进彼此建构出新的假设和更深层的理解；（5）探究中的合作、分享与交流，可以使不同探究者贡献各自的经验和发挥各自的优势，从而使探究者完成各单个探究者难以完成的复杂任务。研讨、交流，彼此表达与相互倾听，具有上述一系列价值（社会建构主义非常强调这一点）。在这一点上，我们成人也是深有体会的。
因此，不仅要从书本中学习，从大自然中学习，还要从他人那里学习。
21．如何对待探究过程中的挫折与失败？
在亲历探究过程中，学生经历挫折与失败、成功与兴奋，这其中的许多感受和体验是他们理解科学的本质、理解科学精神的意义与价值的基础。即使有些探究，学生走了弯路，遭遇挫折和艰辛，甚至最终也没有找到问题的答案而不得不求助于教师直接给出解释，但学生仍从这一亲历过程中学到了不少东西。用他们自己的话说：
“原来科学研究这么不容易，科学家真了不起。”“我以前就听说过科学的道路并不平坦，只有那些在崎岖的小路上不畏艰险、勇于攀登、坚忍不拔的人，才能征服最高的山峰。可是对于探索需要不屈不挠的科学精神这一点，今天通过这次挫折与失败，我才真正有些初步的感受和体验了。”“艰辛之后的成功更快乐，更迷人。”
“实验结果竟然与我们预期的差别这么大，怪不得老师告诉我们不能想当然地看问题。”“通过这次探究，我最大的感受是：多数人认为的不一定对，有时真理掌握在少数人的手里。”
探究过程中的挫折、错误、弯路甚至失败，对学生都具有重要的教育价值。当然，在多数探究中，教师要适时给予适当的帮助、引导，从而使探究在经历了一段努力之后有所结果，让学生体验到有所收获的喜悦和兴奋。否则，总是探究不出东西，学生也会丧失对探究的兴趣和信心。
22．对一个问题探究到什么程度才停止？
允许学生针对某一问题或材料，螺旋式地、分阶段地开展不断的探究活动。
如果通过教师引导下的探究，儿童仍不能接受新的解释或理解，那么就不必急于让儿童强行记住这一新概念，而应该待他日后适当的时候再进一步开展这一题目的探究。一方面，这可能超出了儿童的理解力；另一方面，我们常要求儿童：不迷信专家，不唯书，不唯上，敢于向权威挑战，“我爱我师，但我更爱真理”，因此也不能要求儿童强行接受某一概念。
23．能通过互联网来从事科学探究吗？
有条件的地方和学校在指导学生开展探究时，可以考虑从几个方面运用多媒体和互联网等现代技术。一方面，学生可以考虑从互联网上寻找信息和资料为自已手头的探究服务。另一方面，学生可以运用某些计算机软件对数据进行处理。第三，现在，我国的许多网站中出现了“基于互联网的探究性学习”，学生可以在互联网上注册，选择探究课题，申请指导教师，在开展探究的过程中学生随时通过互联网记录下自己的进展情况，由网站安排的指导教师（如专职人员，更多的是志愿者）随时对学生的探究计划和行动进行质询和指导。如优异研究院（www.ue100.com）、大眼睛科技教育网（www.eyecn.com）等都是这样把探究式学习与互联网技术结合起来的良好尝试。这样的尝试，有利于促使“每一个学生都投身于探究式学习之中”这一理想的实现。
如优异研究院的公告中写道：来自教育教学第一线的优秀教师、专业教育研究部门的教育理论工作者、资深的软件编程专家呕心沥血数月，根据我国研究性学习开展所取得的经验体会，汲取各国相关教学模式的优点，研制开发成功了基于网络应用的研究型课程平台“优异研究院”。这是我国基础教育领域第一个真正意义上的整合型课程、第一个真正体现互动学习精髓的教育网站，实现了传统学习模式向现代学习模式的转变。
“申请资讯”中包括三项内容：注册成为新会员、申请成为优异研究生、申请成为优异导师。“帮助中心”中包括以下一些问题：
为什么要来优异研究院？优异研究院可以为我们做些什么？
我怎样申请课题？我怎么才能提交上传研究方案、记录、报告和体会等课题文档？
我有一个新课题如果没有导师怎么办？
优异导师可以为我们做些什么？优异导师怎样得到研究生课题辅导请求的信息？
这样，把全国各地的人力资源整合起来为学生的探究服务，显示了互联网的神奇魔力。
24．其他学科中也在强调探究式学习吗？
一讲到探究式学习，我们往往想到在科学领域的科目中开展科学探究。实际上，探究式学习是一种强调学生自主积极投身其中的学习方式，各个科目中均应大力提倡。因此，不仅在小学科学、中学科学（物理、化学、生物）科目中，而且在语文学习中，在数学学习中，在英语学习中，在历史学习、地理学习中，在艺术（音乐、美术）学习中，均应倡导探究式的学习方式。探究式学习是各科课程都在探究的共同话题。这里，我们来看最难让人想到会使用“探究”的语文科。
实际上，语文课程不仅十分强调探究，而且在新的语文课程标准中，把探究甚至提到新课程基本理念的第三条来对待。翻开语文课程标准第1页，“课程的基本理念”共四条：“（一）全面提高学生的语文素养”“（二）正确把握语文教育的特点”“（四）努力建设开放而有活力的语文课程”，而其第三条是“积极倡导自主、合作、探究的学习方式”。
根据新课标编制的语文新教材（这里以人教版为例）以后现代主义、建构主义和过程模式等先进课程设计理念为支撑，充分体现了强化“自主探究”这一崭新理念，这突出表现在各课后面的“研讨与练习”中。如第1课“在山的那边”课后第一题是：“朗读全诗，感悟诗中的思想感情。诗歌，除字面上的意思外，往往还有深层含义。探究一下，诗中的‘海’与‘山’蕴含着什么意思？”这里，提示了供学生自主探究的题目。第二题“联系上下文，品味下边诗句中加点的词语（括号里的问题可作参考）。”不仅提示了供学生探究的问题，而且通过括号中的问题为学生的探究提供了引导和指导。
另外，语文新教材在一学期中设计了六个综合性学习单元（三大三小），供学生集中进行规模比较大的探究活动。
历史教材从整体设计了时序与专题相结合的体系，一学期设计了五个专门的活动课，如寻找历史、编历史小故事、辩论课等，引导学生集中开展探究活动。更重要的是，新教材每课均有“活动与探究”，不仅有分析材料等探究活动，也包括了不少可能引起争议的问题供学生探究，如提供两种不同的观点，要求学生“判断：他们谁说的有理？”
物理、化学、生物新教材中由易到难、循序渐进地设计有大量的、丰富多彩的、类型各异的探究栏目与活动。生物新教材还在第一单元辟有专门文字说明观察、调查、收集和分析资料、探究的一般过程、实验方案的设计。另外，更有许多阅读材料详细展示了科学发展史上出现的一些科学探究的典型范例。如物理第8页“伽利略对摆动的探究”，化学第87页“质量守恒定律的发现与发展”，生物第128页英国科学家利斯特利的光合作用实验（1）（2）（3），地理第34页“偶然的发现，伟大的假说——魏格纳与大陆漂移说”，等等，都较为详细地展示了这些经典探究所经历的典型过程和运用的主要方法，从而给学生提供了无限的启发。
25．探究式教学有什么特征？
美国国家研究理事会2000年组织编写出版了一本专著，对科学探究式教与学的重要问题进行了比较系统、比较有说服力的阐述。其中，将探究式教学的基本特征概括为如下五个方面的内容：
1） 学习者围绕科学性问题展开探究活动
所谓科学性问题是针对客观世界中的物体、生物体和事件提出的，问题要与学生必学的科学概念相联系，并且能够引发他们进行实验研究，导致收集数据和利用数据对科学现象做出解释的活动。在课堂上，一个有难度但又让人能尝到果实、足以引发探究的问题，能激发学生的求知欲望，并能引出另一些问题。比如，对于低年级学生，符合上述标准的一个问题可以是大黄粉虫幼体是如何对光做出反应的？对高年级学生，可以问：基因如何影响人的眼睛的颜色？而即使对高年级学生，提出今后一百年间全球气候将会如何变化这样的问题也是不合适的。这个问题虽具有科学性，但过于复杂。学生回答这个问题决不可能全面考虑预测范围内有关的证据和论据。学生可能只会考虑个别因素，如云量的增多对气候变化将产生怎样的影响；或者可能考虑一些因果关系，如气温升高（或降低）5度对植物、气流、天气将有怎样的影响。
2）学习者获取可以帮助他们解释和评价科学性问题的证据
与其他认知方式不同的是，科学是以实验证据为基础来解释客观世界的运行机制。科学家在实验中通过观察测量获得实验证据，而实验的环境可以是自然环境如海洋，也可以是人工环境如实验室。在观察与测量中，科学家利用感官感知、或借助于仪器如望远镜延伸感官功能进行观察，甚至用仪器测量人的感官所不能感知的物质特性，如测量磁场。有时，科学家能控制条件进行实验；而另一些时候则无法控制，或者实行控制将破坏实验现象。这种情况下，科学家只有对自然界中发生的现象进行大范围、长时间的观测以便推断出不同因素的影响。可以通过改进测量、反复观察，或者就相同的现象收集不同类型的实验数据的方法提高所收集到的证据的可靠性。证据是可以被质疑和进一步调查研究的。
在课堂探究活动中，学生也需要运用证据对科学现象做出解释。学生对动植物、岩石进行观察并详细记录它们的特征；对温度、距离、时间进行测量并仔细记录数据；对化学反应和月相进行观测并绘制图表说明它们的变化情况。同时，学生也可以从教师、教材、网络或其他地方获取证据对他们的探究进行补充。
3）学习者要根据事实证据形成解释，对科学性问题做出回答
科学解释借助于推理提出现象或结果产生的原因，并在证据和逻辑论证的基础上建立各种各样的联系。科学解释须同自然观察或实验所得的证据一致，并遵循证据规则。科学解释还须接受公开的批评质疑，并要求运用各种与科学有关的一般认知方法（如分类、分析、推论、预测）以及一般的认知过程（如批判性推理和逻辑推理）。
解释是将所观察到的与己有知识联系起来学习新知识的方法。因此，解释要超越现有知识、提出新的见解。对于科学界，这意味着知识的增长；对于学生，这意味着对现有理解的更新。两种情况的结果都能产生新的认识。例如，学生可根据观察或其他的证据解释月相的变化、不同条件下植物的生长状况不同的原因以及饮食与健康的关系等问题。
4）学习者通过比较其他可能的解释，特别是那些体现出科学性理解的解释，来评价他们自己的解释
评价解释，并且对解释进行修正，甚至是抛弃，是科学探究有别于其他探究形式及其解释的一个特征。评价解释时，可以提出这样的问题：有关的证据是否支持提出的解释？这个解释是否足以回答提出的问题？从证据到解释的推理过程是否明显存在某些偏见或缺陷？从相关的证据中是否还能推论出其他合理的解释？
核查不同的解释就要学生参与讨论，比较各自的结果，或者与教师、教材提供的结论相比较以检查学生自己提出的结论是否正确。这一特征的一个根本要素是保证学生在他们自己的结论与适合他们发展水平的科学知识之间建立联系。也就是说，学生的解释最后应与当前广泛为人们所承认的科学知识相一致。
5）学习者要交流和论证他们所提出的解释
科学家以结果能够重复验证的方式交流他们的解释。这就要求科学家清楚地阐述所研究的问题、程序、证据、提出的解释以及对不同解释的核查，以便疑问者进一步地核实或者其他科学家将这一解释用于新问题的研究。而课堂上，学生公布他们的解释，使别的学生有机会就这些解释提出疑问、审查证据、挑出逻辑错误、指出解释中有悖于事实证据的地方，或者就相同的观察提出不同的解释。学生间相互讨论各自对问题的解释，能够引发新的问题，有助于学生将实验证据，已有的科学知识和他们所提出的解释这三者之间更紧密地联系起来。最终，学生能解决彼此观点中的矛盾，巩固以实验为基础的论证。
上述关于科学探究基本特征的阐述，揭示了科学的最重要、最基本特征，反映了现代科学观。具有这样的基本特征的探究式教学过程有助于学生对科学概念和方法形成更明晰、更深刻的认识。因此，探究式教学和教学资源要尽可能包含所有的上述五个基本特征，以充分发挥和利用探究的教育功能。
26．每次开展探究式教学都必须包含上述全部五个基本特征吗？
如果理想化和绝对化地理解探究，我们可能会认为只有包含上述全部五个基本特征、且每一类学生的活动都具有高度的自主性和探索性才能称得上是探究式的学习。然而，这样的看法既不符合科学研究的实际，也不符合学生科学学习的现实。探究无疑是科学研究的核心，真正的科学家也往往以探究为乐，但这并不妨碍他们积极学习和利用已有的、现成的知识。事实上，最有成就的科学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学的高峰。学生的学习就更不用说了，尽管基于直接经验的、探究式的学习最有利于学生的全面发展，但间接学习在学生的学习活动中毕竟是大量存在的。要组织起有效的探究式学习活动，除了受教师、学生和教学设施条件等因素制约以外，还与所学习的科学知识内容有关，有些知识内容，由于各种原因，不易于设计成通过探究式的学习活动去获取。因此，对于特定的学生来说，一些内容的学习，用探究的方式，不仅效率太低，而且效果往往不如直接学习。在前面提到的美国国家研究理事会2000年组织编写出版的科学探究专著中，不仅对科学探究式学习活动进行了概括，而且对每一类活动中学生自主探究的程度分别进行了如下的划分和描述。
根据这样的划分，教师在活动中起组织作用的程度和学生自主设计进行探究的程度可以各有不同。例如，每一个探究都会有学生对科学性问题的研究，但是，在一些探究中问题直接来源于学生，另一些探究中问题可能是学生从可选问题中选择其一或是对给出的问题提炼的结果；还有一些探究中，则是学生根据所提供的问题展开研究。即使在问题由教师、学习材料或其他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。
在课堂教学中，特别是在对学生掌握知识内容有明确目标要求的学科教学中，要组织起在问题、证据、解释、评价和交流五个方面都具有高度探究性的活动是不容易的，也没有必要刻意追求这样的境界。如对探究的问题来说，要是探究的问题完全是由学生自己提出来的，那当然很好，而且在科学教学中也必须有意识地重视培养学生提问、质疑的能力。但是这并不意味着我们一定要等到学生能够自己提出好的探究问题之后才能组织探究式学习活动。相反地，在学科课堂教学中，切实可行而且效果良好的方法是教师设置问题情境，并通过引导优化和集中学生的问题，使得后续的探究有明确的目标和内容，这样的教学过程也可以培养学生提出问题的意识和能力。如果这样的程度也不容易达到，就完全可以由教师直接提出探究的问题，根据别人提出的问题，学生也完全可以进行有高度探究性的学习活动。而且只要学生真正卷入了探究知识的过程，他们就会提出这样那样的问题。实际上，真正的学生探究活动整个地就是由问题引导的，学生提出问题能力的培养可以贯穿于学习活动的始终自然地进行，而不必刻意追求一开始问题就是由学生自己提出来的。
课堂探究的基本特征和不同程度
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基本特征 |
探究的不同程度 |
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1．问题 学习者探究科学性问题 |
学习者自己提出一个问题 |
学习者从所提供的问题中选择、据此提出新的问题 |
学习者探究的问题来自教师、学习材料或其他途径，但问题不那么直接，需要有所改变或自己体会其含义 |
学习者探究直接来自教师、学习材料或其他途径的问题 |
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2．证据 学习者针对问题收集事实证据 |
学习者自己确定什么可作为证据并进行收集 |
学习者在他人的指导下收集某些数据 |
数据直接给出，学习者进行分析
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数据和分析方法都给了学习者 |
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3．解释 学习者从证据出发形成解释 |
学习者总结事实证据之后做出解释 |
学习者在得到指导的情况下收集证据形成解释 |
使用证据形成解释的可能途径已知 |
证据已知
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4．评价 学习者使解释与科学知识相联系 |
学习者独立地考察其他事实来源、建立事实与已有解释的联系 |
学习者被引导到科学知识的领域和来源 |
可能的联系被给出 |
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5．发表 学习者阐述和论证自己的解释 |
学习者用合理的、合乎逻辑的论据表达自己的解释 |
学习者阐述自己解释的过程得到他人指导 |
学习者阐述自己解释的过程得到了广泛的指导 |
表达的步骤和程序都被给出 |
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多<————学习者自主探究的程度—————————>少 少<————教师和学习材料指导的程度———————>多 |
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27．探究式学习产生的背景是怎样的？
第二次世界大战结束后，新的科学理论和技术不断涌现，自然科学的发展出现了前所未有的新图景。而这一切必然对以科学技术为基础的教育产生深刻的影响，传统的仅以文化知识教育为目的的教育体系已不适应社会的发展，主要表现在：学校教育与社会需要之间不相适应的矛盾：教育内容与有限教学时间之间难以协调增长的矛盾；知识教育与能力培养之间的矛盾。这些矛盾集中反映了“学校教育就是知识教育”的传统教育观已不能适应社会经济与科学技术的新发展。因此，需要重新认识教育过程，改革教育观念、教育体制、教育内容、教育方法。
1957年,苏联第一颗人造地球卫星放射成功，美国受到极大的冲击和震动，引起了他们对教育意义和作用的重新认识，开始了对以“纯知识教育”为目的的传统教育的改革运动。
1959年9月，美国全国科学院在政府的支持和资助下，召开了专门研究改革中小学理科教育的伍兹霍尔会议。大会主席，著名的教育心理学布鲁纳作了题为《教育过程》的著名报告，提出了应重视科学的知识结构，重视发展学生智力、培养能力的新教育观，并率先倡导“发现法”，锐意改革和创新教学方法。“发现法”作为一种有效的方法受到教育者的重视。
与此同时，美国芝加哥大学教授施瓦布（J.J.Schwab）在1961年哈佛大学举行的纪念演讲会上作了题为《作为探究的科学教学》(Teaching
of Science as Equiry)的报告，提出了与发现法相似，但更具有操作性的教学方法——“探究式学习”（ Equiry Learning）方法。由于探究式学习在解决教什么，学什么方面更具体、适用，加之美国著名教育心理学加涅对“探究式学习”从理论上进行了论证，而受到人们的重视。美国科学促进协会的教育委员会以“探究式学习”为核心编成了小学理科教材《科学——探究的过程》（Science—A Process Approach）。桑德（R.B.Sund）和特罗布雷奇（L.W.Trowbridge）在对探究式学习的技能进行了全面的研究后，提出了关于探究的五个方面的技能。
“探究式学习”强调科学概念、科学方法、科学态度三者的综合和对科学研究过程的理解。它所具有的这些特点，使其成为美国教育改革中最重要、最有影响的教学方法，并广泛地传播到世界其他国家。