对“探究”的探究(二)

一、调研问题背景

二、国际科学教育历史上的“探究”

三、当前主要国家科学课程标准中的“探究”

1. 美国。 （以上内容见第11期）

2. 法国。1995年，法国诺贝尔物理奖获得者夏尔帕（Charpak）将《美国国家科学教育标准》引进法国，在实践基础上作进一步发展。1996年9月，法国科学院组织召开了题为“改善学生的培养方式，从幼儿园起进行自然科学教育”的特雷易会议，编写了《动手做――法国小学科学教学实验计划》一书，标志着法国“动手做”计划进入一个新阶段。1999年法国教育部在对该计划评估以后，决定在全国幼儿园和小学中进行上述科学教育，并于2000年正式公布科学教育改革计划， 2002年又公布了新的国家课程计划（New national-Curriculum）。

在法国的科学教育改革计划中，探究被表述为“La main à la pate”（简称LAMAP），意为“动手和面团”，也就是“动手做（hands-on）”、“做中学”的意思。它倡导“让儿童按照科学家发现知识的过程来进行学习”，强调把科学家从事科学研究的一些基本方法反映到科学教育中来。

LAMAP的核心思想是让孩子们充分体验科学探究、科学发现的过程――提出问题、猜想预测、动手操作、记录信息、解释讨论、得出结论、表达交流，从而激发孩子的想象，开阔他们的思维，提高他们的语言水平，发展他们探究解决问题的能力。一般来说， LAMAP的科学教学过程包括以下几个基本环节或步骤：①确定适宜的主题、内容和任务；②提出相关的问题；③进行猜想和假设；④实验验证；⑤记录和描述；⑥结果和讨论。

LAMAP重视培养孩子对事实和经验的高度尊重，重视实验记录和语言表达，在结合动手做和动脑思考的基础上，鼓励教师去引导学生进行实践、观察、发问和说理，让孩子发现世界的美丽、发现自身的聪明才智，引发孩子在生活中对科学的兴趣。这也可以看成是科学探究的主要目的。

3. 英国。在1988年《科学课程标准草案》的基础上，英国先后颁布了五个不同版本的科学课程标准。在1995年之前的版本中，课程标准中科学探究活动依次采用过“科学探索（exploration of science）”、“科学调查（scientific investigation）”、“科学调查和实验（experimental and investigation science）”的说法，其活动模式可归纳为“问题―试探性假说―批判与检验”，在探究模式的规定上较为具体，并且特别强调变量控制的概念。

直到1999年，受美国国家标准影响，英国教育部颁布新的科学课程标准，在标准中正式开始采用“科学探究（scientific enquiry）”的提法，将“科学探究”列为四个标准中的第一个课程目标，强调科学探究是科学学习的核心过程，注重让学生主动积极地参与科学课程的学习过程。之后2001年的修订版在这方面并无太大改动，因此，在讨论英国《科学课程标准》时，仍以《科学课程标准（1999版）》为主。在1999版的《标准》中，主要规定了中小学科学课程的学习计划（Programs of Study），即学生必须学习的基本科学内容，包括四个方面：科学探究、生命进程及生物、物质及其属性、物理过程，它们也是英国中小学科学教育的四个目标。根据学生的年龄特点和教学基础，在KS1（5～7岁）、KS2（7～11岁）、KS3（11～14岁）、KS4（14～16岁）四个学段的教学大纲中，对各个目标规定了不同的能力水平要求。

在将“科学探究”作为第一个课程目标进行阐述时，首先要求科学探究应当确保是在“生命过程与生物”、“物质及其性质”、“物理过程”的内容时进行。科学探究虽然在各个学段作出不同的水平要求，但都是包括“科学中的观点和证据（Ideas and evidence in science）”和“调查技能（Investigative skills）”两个方面。前者是指需要孩子掌握的对科学和科学探究本身的认识和理解。后者“调查技能”又包括以下四个方面：①制定计划；②获取并呈现证据；③思考证据；④评价。这四个方面（后两个方面在低学段被合并为一个）既是需要重点培养的科学探究的能力，也可以看作是从科学探究的过程角度对其做出的操作性定义。这里特别强调证据在科学探究中的地位，体现了一种科学注重实证的概念；同时，重视学生对科学中的观点和证据的认识和评价，使他们懂得科学知识是如何产生的、如何受到社会和历史的影响。

整体分析英国《标准》中对科学探究的教学要求，科学探究能力从广义上说包含以下四个组成要素（如下图所示）：

首先，科学探究能力必然体现在对科学探究过程的理解和掌握（UNDERSTANDING）中；其次，科学探究的过程必须同科学知识（KNOWLEDGE）相联系，才有可能变成真正的、有意义的科学探究能力；此外，科学探究必须在解决实际问题的情景（CONTEXT）中进行，并受学生的年龄阶段、心理过程、爱好和态度等个性特点及教师的引导、教学环境和条件等的影响。当然，科学探究能力也包括一些基本技能（（SKILLS），如语言（书面、口头和各种图、表格）表达技能、信息技术及处理技能、逻辑推理、数学计算、计量技能、基本实验操作技能、基本仪器的使用技能，等等。

英国《标准》中虽然未对探究本身的目的作专门的阐述，但在第一部分“概况”（About Science in the National Curriculum）中指出了这一以探究为核心的科学课程对学生学习和发展的重要意义：①促进学生精神的、道德的及社会和文化方面的发展；②发展学生的主要技能，如交流、使用数据和信息交流技术（ICT）的能力；③促进学生其它方面能力的发展，如思维能力、专门技能、学习能力以及接受可持续发展教育的能力。这在一定意义上也反映了期望通过科学探究所达到的目的。

4. 加拿大（安达略省）。《加拿大安大略省的课程标准》包括科学和技术两大块，在“科学教育的目标”一章中，两者分别对应“科学探究和技术问题解决的技能”（the skills involved in scientific inquiry and technological problem solving），总体包括：①发起和计划（如：提出问题、澄清问题、计划程序）；②实施和记录（如：操作程序、获取信息、观察和发现并作记录）；③分析和解释（如：组织数据、反映活动产生的效果、归纳出结论）；④沟通（如：运用恰当的词汇、用各种方式交流发现结果）。它们的关系如下图所示：

其中，对于“科学探究的技能（The Skill of Scientific Inquiry）”，做了如下表述：“学生参与到活动中，发展科学知识和对科学概念的理解，这是和科学家所做的工作比较类似的。像科学家一样，学生也必须发展出科学探究的两个主要成分――实验和研究。实验包括设计和操作公平实验，以确定改变实验设置中的一个因素是否能影响结果，如果会，是如何影响的。一个公平实验，首先需要识别可能影响实验结果的所有变量，然后选择改变其中一个变量，而保持其他变量不变，用同样的方式测量所有的实验项目，重复测量以确保结果的效度。研究包括一级研究（针对物体和过程直接观察的第一手资料）和二级研究（针对其他发现和工作的回顾和总结）。”

对应的，在技术领域的“技术问题解决的技能（The Skill of Technological Problem Solving）”，做了如下描述：“通过技术问题解决，学生发展设计问题解决方案的能力。学生创造各种新的设备或方法模型来满足人们的需要和期望，同时也发展出与这些新的设备或方法相关的新知识。当学生参与到技术问题解决中去的时候，应当让学生有机会发展创造性和发散性的思维，而不是要求他们发现一个规定的唯一正确的答案。小心谨慎地设计计划、有目的地选择工具和材料、测试、再测试、修改结果或成品、交流解决方案、介绍其中的变化或改进，这些都是技术问题解决里面关键的步骤。”

在这里，“科学探究”是一个狭义的概念，特别针对科学领域，与技术领域的“问题解决”区别开来。但在“学生成绩评估”的章节里，期望学生在科学技术领域达到的“知识和技能”目标包括：知识和理解、思考和探究、交流以及应用。其中，“思考和探究（Thinking and Inquiry）”，指“能够运用思考能力、探究能力和/或过程”。具体包括：①运用计划技能和策略（如，理解问题、制定解决问题的计划）；②运用操作技能和策略（如，实施计划）；③运用创造性的思维过程、技能和策略（如，回顾和评价解决方案）。在这里，“探究”又作为一个相对广义的概念，同时用于科学和技术的学习领域。

加拿大安大略省的课程标准中，很多地方是引用美国1996年版《国家课程标准》里面的重要指导思想和教育原则，如“目标”一章中，引用“Learning science （and technology） is something students do， not something that is done to them.――National Science Education Standards， 1996”等。虽然本课标没有再对“探究”作专门的定义或目的方面的阐述，但承袭美国《标准》的科学探究的思想是贯穿整个课标的。

5. 欧盟（花粉计划）。2006年在法国和瑞典的推动下，启动了欧盟12个国家（法国、比利时、爱沙尼亚、德国、意大利、荷兰、葡萄牙、西班牙、英国、匈牙利、斯洛文尼亚、瑞典）中12个城市间的合作计划――花粉计划（pollen project）。其中一些国家参与小学探究式科学教育实践，另一些国家对这种教育形式本身做了专门的研究。这些实践和研究的结果帮助参与计划的各个国家开展探究式科学教育。

在2006年出版的针对欧盟国家的《探究式科学教育指导书》第二章中，对科学教育中探究方法（inquiry-based approach）的性质作了专门的阐述：探究方法的本质特征表现在它不仅仅是科学结果的指导，而且通过帮助孩子去表述想法、展现推理、验证假设、坚持准确性，允许孩子自己建构科学知识。这种教学方法是以学生对真实世界产生的问题为中心的。学生在教师的引导下，自己去探究，从而获取知识，并且知道为什么，这就是科学探究方法的共性（Unity in the inquiry-based approach）。但同时指出，学生的探究可以基于一系列多种多样的方法，这些方法可以同时运用，如：直接实验、归纳结果（建构一个物体或模型）、直接或间接借助工具的观察（非电脑）、基于文献的研究、调查、无线电音频或短视频作品等。学生不仅仅观察，他们还识别、分类、提出问题、制定计划、解释选择的原因、模拟演习、实验、记录观察的结果用以后期归纳。这反映了探究的多样性（variety in the inquiry-based approach）。这里，特别指出：在一系列方法中，直接的操作和实验，对学生的学习最为有利。在第三章中，将探究方法进行整体概括，表明探究是一个逐步推进、循环往复的过程。

（未完待续，敬请期待）