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近些年來，隨著我國中小學科學教育改革的深入和素質教育的全面推進，探究教學受到一定的重視。在國家教育部最近公布的物理、生物、科學等學科的課程標準(征求意見稿)中，幾乎都將探究教學置于突出地位。然而，目前對什么是探究教學、探究教學有哪些特征、應當怎樣展開探究教學等問題，還存在不同的看法和爭論。本文擬結合自己的工作和研究，對探究教學所涉及的一些問題進行初步的探討。

一、探究教學的提出

探究教學的思想淵源可以追溯到20世紀初。當時，針對脫離兒童生活經驗、純知識灌輸的美國傳統教育，著名實用主義教育家杜威提出以兒童為中心、從做中學的主張。杜威認為，科學教育不僅僅是讓學生記憶百科全書式的知識，也是一種過程和方法，他主張教學應當遵循以下步驟：設置疑難情境、確定問題、提出假設、制訂解決問題的方案并實施等。仔細分析這種教學模式便可以發現，它與我們今天所說的科學探究有著密切聯系。這種蘊涵探究思想的教學模式不僅對美國科學教育產生了深遠影響，也為探究教學的提出奠定了基礎。

20世紀中葉，在美國教育的學科結構運動中，對于應當采用什么樣的方法來教授和學習學科結構，著名生物學家、教育家施瓦布在多年研究的基礎上，提出了探究式的教學方法。探究教學的提出是建立在施瓦布的學科結構觀上。在施瓦布看來，科學知識不是固定不變的，隨著探究方式的更新，它們會被不斷地修正。這就是說，學科的結構處于不斷的變化之中。在科學技術迅猛發展的今天，這一點表現得更為突出。因此，施瓦布主張不能把科學知識當做絕對的真理教給學生，而應作為有證據的結論；教學內容應當呈現學科特有的探究方法，如解決問題的方法、探究敘事等；教師應當用探究的方式來教授知識，學生也應通過探究活動展開學習，即在學習科學的概念原理之前，先進行探究活動，再根據自己的探究提出科學的解釋。

這種教學方法的提出，無疑對當時的科學教育產生了很大的促進作用。它促使人們思考科學教育存在的問題，積極探索怎樣使學生深入理解科學知識，以及怎樣提供更多的機會讓學生體驗科學的過程等。經過幾十年的不斷研究與改進，如今探究教學已成為美國科學教育中最重要、最有影響的方法。1990年美國科學促進會發表的《2061計劃》強調，科學教育應當符合科學探究的特點。1996年公布的《美國國家科學教育標準》，將探究列為學習科學的核心方法。一位學者曾指出，如果必須選擇一個詞來描述20世紀50年代末以來美國科學教育成果的話，它一定是探究。

二、探究教學的內涵

什么是探究教學呢?要闡明這個問題，首先要弄清楚什么是探究。實際上，探究存在于我們生活的方方面面，對任何事情和所有事物的認識都屬于探究的范疇。有人稱這樣的探究為普通探究，它既無研究范圍的限制，也無研究方法的限定。普通探究包括許多個子系統，其中之一便是所謂的科學探究。

科學探究是在一定的信念和假設指導下進行的。它可以是指科學領域里的探究，即科學家提出關于自然界的問題，尋求答案，深化理解的過程；也可以是指學生在科學課堂所進行的探究，即學生用以獲取知識、領悟科學的思想觀念、領悟科學家研究自然界所用的方法而進行的各種活動，包括觀察、測量、制作、提出假設、進行實驗、提出模型和交流等。從這里不難看出，探究教學實質上是將科學領域的探究引入課堂，使學生通過類似科學家的探究過程理解科學概念和科學探究的本質，并培養科學探究能力的一種特殊的教學方法。

探究教學是怎樣進行的呢?從探究教學的縱向展開過程來看，大體要經過以下六個步驟。

第一，提出科學的問題。在特定的情境中如觀察、實驗、案例分析、研究圖片等，引導學生提出科學性的問題。例如，光遇到物體會產生什么現象?怎樣確定我們在地球上的位置?我們吸入體內的氣體與呼出的氣體一樣嗎?這些問題應當是通過探究活動能夠解決的，并且不能超出學生的能力范圍。

第二，根據已有的知識和經驗，提出假說或猜想。例如，對于“光遇到物體會產生什么現象”這一問題，學生可能會作出光會被物體吸收、光會被反射回來等假設。

第三，收集證據。首先，要制訂出較詳細的探究計劃，計劃中應明確所要收集的證據以及收集證據的方法。然后，通過多種途徑和形式如觀測、實驗、調查、查閱文獻、觀看影視錄像、個案追蹤分析和上網等，收集有價值的證據。

第四，解釋。對所收集的證據進行篩選、歸類、統計和列表分析等綜合處理，并運用已有知識得出符合證據的結論，對問題作出科學的解釋。

第五，評估。檢查和思考探究計劃的嚴密性，證據收集的周密性，以及解釋的科學性，并對結論的可靠性作出評價。如果結論與假設不吻合，應重新確定探究方向、制訂方案進行探究。第六，交流和推廣。通過制作模型、角色扮演、寫論文或調查報告、舉辦辯論會或展覽等，交流自己的探究結果。交流過程中，要能夠解釋探究計劃以及自己在探究過程中形成的見解，并認真聽取他人的意見，對不同的意見進行討論。最后，將結論運用到不同的情境中。

從探究教學的橫向展開過程來看，它的每一個步驟可以是多種形式的活動。拿收集證據來說，可以通過觀測、實驗和調查來收集，也可以通過查閱文獻和上網來收集。具體情況不同，所采用的方式也不同。目前存在一種看法，認為只有包含上述六個步驟的教學活動，才是真正的探究教學。其實不然。筆者認為，在實際工作中，探究教學的形式是多種多樣的：有些教學活動包括了上述的六個步驟，如一些在教師指導下所做的研究性課題，這些活動往往會持續數周；有些教學活動所涉及的步驟會更多，例如，在交流了探究結果之后，又發現了新的證據，這時就需要補充或重新進行解釋等。這兩類探究教學均屬于完全探究；但多數的探究教學活動只由上述的某些步驟組成，拿美國教師協會編寫的《科學》第一冊來說，共編排有各類活動168項，其中的多數活動都根據教材或教師給出的問題而展開探究，或者通過定性觀察歸納出結論，如“你的午餐吃什么”、“利用等高線”、“植物會對外界刺激產生反應嗎”、“光怎樣傳播”。像這樣，只含有上述某些步驟的探究教學被稱為部分探究。

在探究教學的過程中，教師可以根據活動的難易程度及學生知識和能力水平，進行程度不同的指導。例如，問題的來源，可以是學生自己提出的，也可以是教師通過特殊的問題情境誘導學生提出的，甚至可以是教師或教材提出的。又如，數據的收集，可以讓學生通過實驗、觀察、調查親自收集數據，也可以給出實驗數據讓學生分析并作出解釋，甚至將數據和數據的分析方法都告訴學生。這種在教師指導下所進行的探究被稱為指導型探究。如果某探究從提出問題、制定探究計劃、收集和處理證據到總結交流，完全由學生自己決定，這樣的探究被稱為開放型探究。

有關探究教學的研究表明，指導型的探究和部分探究適合于學習概念原理，而開放型的探究則有利于培養探究能力。具體采用什么類型的探究，教師應根據實際情況靈活掌握。

三、探究教學的特征

通過對探究教學內涵的分析，筆者認為，探究教學具有以下五方面的特征。

第一，學生是通過探究活動獲得新知和培養能力的。探究教學不是先將結論直接告訴學生，再通過演示實驗或學生實驗加以驗證，而是讓學生通過各式各樣的探究活動諸如觀察、調查、制作、收集資料等，親自得出結論，使他們參與并體驗知識的獲得過程，建構起新的對自然的認識，并培養科學探究的能力。例如，在前面提到的《科學》中，幾乎每一課都要求學生先進行觀察、實驗或調查等，在了解和研究客觀事實的基礎上，進而歸納出規律來。這種通過多樣、復雜的活動情境來獲得知識的教學方法，可以使學生從多角度深入地理解知識，建立知識間的聯系，從而使他們在面對實際問題時，能更容易地激活知識，靈活地運用知識解決問題。也只有這樣，學生的學習才是積極主動的，才能夠真正激發學生學習的內在動機。

第二，探究教學注重從學生的已有經驗出發。認知理論的研究表明，學生的學習不是從空白開始的，已有的經驗會影響現在的學習，教學只有從學生的已有知識和生活實際出發，才會調動學生的學習積極性，學生的學習才可能是主動的。否則，就很難達到預期的教學目標。英、美及我國港臺地區的教科書，都很重視從學生生活經驗入手安排教學內容。例如，美國的《科學》在講到“材料”時，先安排調查周圍環境用到的材料，研究常見材料特性等活動，再介紹有關知識。又如，香港《今日綜合科學》對“食物的功能”的處理，不是簡單講述有關常識，而是讓學生根據食物成分表和中學生每天應當攝入的各類營養物質的量，查找自己每天所吃的食物的各種成分，然后分析自己的膳食是否合理，是否能保證身體健康等，從自己的親身經歷中獲得知識。

第三，重視證據在探究中的作用。科學家在探究中要花費大量的精力收集證據，并以此為基礎解釋自然界的運行機制。在科學課堂的探究中，證據有著同等重要的作用。例如，學生通過對月球的連續觀測，獲得了一組有關月球陰影的位置、大小、方向等數據，并以此為基礎提出月象變化的模型?？梢哉f，證據是學生通過探究獲得新知的關鍵所在。同時，通過證據的收集、從證據中提煉解釋、將解釋與已有的知識相聯系等過程，可鍛煉學生的推理及批判思維能力，也使他們懂得科學家是如何思考問題、如何工作以及如何通過探究發展并獲得新知的。

第四，重視合作式學習。在探究教學中，常常需要分組制訂工作計劃、分組實驗和調查，需要討論、爭論和意見綜合等合作學習。按照建構主義的教學論，學生是按照自己的方式來建構對事物的理解，由于已有經驗、文化背景的特殊性，學生對事物的理解會各不相同。合作學習能使學生看到問題的不同側面，對自己和他人的觀點進行反思或批判，從而建構起新的和更深層次的理解，同時，也增強了團隊精神和合作意識。

第五，探究教學重視形成性評價和學生的自我評價。探究教學對評價要求較高，如它要求評價每個學生理解了哪些概念，哪些還模糊不清或不知道，是否能靈活地運用知識解決問題；是否能提出問題，是否能設計并實施探究計劃，是否能分析處理所收集的證據，是否能判斷證據是支持還是反對自己提出的假設等。但要弄清楚這一切，單靠終結性評價是難以奏效的。探究教學在重視并改進終結性評價的同時，很重視形成性評價，如學生每天的筆記、撰寫的報告、繪制的圖表、制作的模型等，以及與學生面對面的交流、針對某個問題所作出的解釋，通過這些可以了解學生對知識的理解深度和廣度，及進行科學推理的能力。重視學生對自己學習過程的評價是探究教學評價的另一個特點。學生不斷地對自己的探究學習進行評價，如檢查采用的方法是合適、解釋是否合理、對知識的理解程度如何等，可以提高學習的效率，利于學習目標的達成。

四、對探究教學的幾點建議

研究表明，在實施探究教學的過程中，會遇到許多問題，需要克服諸多困難和障礙，尤其是以下幾方面的問題。

(一)要營造一個有利于探究教學的環境。這個環境包括“硬”環境和“軟”環境。前者是指探究教學所需要的物質條件，如儀器設備、教學工具、實驗經費、以探究為理念編制的教材和一定的活動空間等。在探究教學中，無論是觀察、測量、調查和實驗，還是交流、提出假設、建立模型等，都需要借助一定的物質媒介，如果沒有一定的物質條件支持，探究教學將難以進行下去。后者是指學校各級管理人員、學生家長和社會各界的支持。從某種意義上講，這一方面顯得更為重要。因為各級管理人員一旦認識到探究教學的內涵及優勢，不僅會予以人、財、物等的支持，還會在政策上予以優待。

(二)需要對教師進行全方位的培訓，以促使他們轉變教學觀念。要搞好探究教學，就必須重視教師的培訓工作，使廣大教師深入理解探究教學的本質，并掌握一些教學策略和技巧，如怎樣提問、怎樣設置兩難問題情境、怎樣收集信息及解決問題的方法、歸納法、推理法。

(三)探究教學的總體安排應有一定的梯度。首先，在具體活動的安排上，應遵循由易到難的原則，逐步加大探究力度。以培養學生的科學探究能力為例，探究活動可以考慮如下的安排：在初中低年級，主要安排一些觀察、測量、繪制圖表、制作、通過報刊、網絡等收集和處理數據等簡單的探究活動，以及一些科學史上的探究范例，以訓練學生進行探究所需要的基本技能，并了解探究的基本過程；在低年級后期及中年級的開始，可以安排一些部分探究和指導性探究，甚至單因素的完全探究，以重點訓練學生提出問題、通過簡單的實驗等收集數據、解釋數據、提出假設、作出結論等綜合性的探究技能，使學生認識探究的內涵；在學生對探究有了一定的認識之后，就可以安排有關控制變量、建立模型、設計實驗等難度較大的活動，包括完全的和開放型的探究，以發展學生的探究能力。其次，活動的數量也應考慮由少到多，使教師和學生都有一個逐步適應過程，切忌搞“一刀切”。

(四)探究活動的設計應從我國的教學實際和學生實際出發。在設計探究教學活動時，應注意吸收國內多年來的教改經驗，逐步探索出一套適合我國國情的探究教學模式。筆者認為，國內的義務教育教材中有許多啟發性的實驗，教學效果也很好，在進行探究教學的初始階段，可以將這些實驗按照探究教學的要求進行改造。例如，將用于驗證結論的演示實驗，改造成先做實驗、再根據實驗結果得出結論。這樣，既符合現有的教學條件，又利于教師順利開展教學。

此外，活動的設計還要考慮學生已有經驗和能力水平。例如，對于宇宙，學生熟知的可能星空、太陽、月球、人類對太空的探索等，因此，這方面的探究可從觀察星空、收集有關太陽和月球資料等方面開始。總之，對于每一項探究活動，教師都應當周密考慮，認真安排每一個環節。

(五)在強調探究教學的同時，要注意多種教學方法的運用。事實上，靈活多樣的教學方法有助于提高學習效率，如在學生對某一現象有大量感性經驗時，講述法可能會是一種更恰當的選擇。從另外一個角度來看，探究教學需要花費很多時間，如果所有的內容都用探究的教學方法，不僅教學時間不允許，也不一定符合教育的經濟性原則。