探究教學(xué)模式發(fā)展歷程

1、探究教學(xué)模式發(fā)展歷程原載：外國教育研究 2007 年第 3 期 摘要 當(dāng)前，伴隨著強調(diào)以“科學(xué)探究”為核心的科學(xué)教育改革，世界范圍內(nèi)形 成并發(fā)展了一些有代表性的科學(xué)探究教學(xué)模式。 “學(xué)習(xí)環(huán)”模式和隨后對學(xué)習(xí)環(huán)模式的 修訂以及由此發(fā)展出的數(shù)學(xué)模式，基本體現(xiàn)了強調(diào)科學(xué)探究的教學(xué)思想的發(fā)展過程。近 年來的一些研究者仍然在探索新的科學(xué)探究教學(xué)模式。 國際科學(xué)教育中的探究教學(xué)模式 及其發(fā)展對于我國的科學(xué)教育改革具有重要啟示意義。 關(guān)鍵詞 科學(xué)教育；探究教學(xué)；模式；“學(xué)習(xí)環(huán)”在當(dāng)前的科學(xué)教育中，“探究”是出現(xiàn)頻率極高的一個詞匯，沒有哪個觀點像“探 究”或“探究教學(xué)”那樣受到科學(xué)教育界如此廣泛的關(guān)注。正如有

2、人所說：如果非要用 一個詞語來描述近 30 年來科學(xué)教育工作者所努力追求的目的， 這個詞一定是 “探究”1 在美國， 20 世紀(jì) 90 年代出臺的兩部綱領(lǐng)性科學(xué)教育文獻 2061 計劃和國家科學(xué)教 育標(biāo)準(zhǔn) 中均明確強調(diào)科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)習(xí)的中心環(huán)節(jié)。 如美國國家科學(xué)理事會制定的 國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)中就明確提出：“學(xué)科學(xué)的中心環(huán)節(jié)是探究”，教師“需要運用 多種不同的策略”來促進學(xué)生知識和能力的掌握 2 。在這樣的背景下， 世界范圍內(nèi)廣泛開展了一系列的探究教學(xué)實驗研究， 也形成并發(fā) 展了一些有代表性的探究教學(xué)模式。在這里， 我們通過探討當(dāng)前國際科學(xué)教育中教學(xué)模 式的發(fā)展，以期對教師的探究教學(xué)乃至科學(xué)教

3、育改革與發(fā)展提供有價值的啟示與借鑒。一、科學(xué)探究教學(xué)模式的內(nèi)涵及其發(fā)展演變歷程任何教學(xué)都會涉及方法和程序， 教師為達到某種目的或者實踐某種理念而進行的教 學(xué)設(shè)計、活動以及評價，就會形成一套體現(xiàn)為特定步驟的過程，這就是教學(xué)模式。所謂 探究教學(xué)模式，就是在探究教學(xué)理論的指導(dǎo)下，在探究教學(xué)實踐經(jīng)驗的基礎(chǔ)上，為發(fā)展 學(xué)生的探究能力， 培養(yǎng)其科學(xué)態(tài)度及精神和按模式分析等方法建構(gòu)起來的一種教學(xué)活動 結(jié)構(gòu)和策略體系。一般來說，探究教學(xué)模式包含四大要素：理論基礎(chǔ)、教學(xué)目標(biāo)、操作 程序與實施條件。 探究教學(xué)模式表現(xiàn)為教學(xué)活動結(jié)構(gòu)和教學(xué)策略體系。 之所以這樣理解， 是由于探究教學(xué)模式從發(fā)展之初就是作為教學(xué)策略出現(xiàn)

4、的，更注重微觀層面，因而具有 可操作性；同時，探究教學(xué)模式具有特定的順序性和階段性，因此，形成了一定的教學(xué) 活動結(jié)構(gòu)。教學(xué)模式的本質(zhì)是程序，是對教學(xué)設(shè)計、實施、評價與反思等程序的說明。 將模式中不可缺少的步驟抽離出來，用簡練的語言概括出來就會形成模式圖 3 。從科學(xué)教育的發(fā)展來看，出現(xiàn)過眾多的教育模式，例如，探究訓(xùn)練模式( Inquiry Training Model )、科學(xué)探究模式 ( Scientific Inquiry Model )、概念獲得模式 (Concept Attainment Model )、集體探究模式( Group Inquiry model )等等。從科學(xué)教育發(fā)展過

5、程中所偏重的目標(biāo)和內(nèi)容來看， 又可以從促進概念獲得、 重視科學(xué)探究能力以及促進科 學(xué)價值判斷等不同的角度對眾多的科學(xué)教育模式進行分類。 而從科學(xué)教育中探究教學(xué)模 式的發(fā)展演變來看， 大致經(jīng)過了以下的階段和發(fā)展過程最初出現(xiàn)的探究教學(xué)模式是 “有 指導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)”模式，這種模式主要是以一個有趣的問題或具體的材料引發(fā)孩子的探究， 進而使孩子探究具體材料并對發(fā)現(xiàn)的結(jié)果進行反思，在此過程中教師引導(dǎo)孩子討論、傾 聽并建立和檢驗自己的解釋。在這種模式中，孩子能夠充分體驗探究的樂趣，教師作為 孩子探究過程的促進者、指導(dǎo)者，能夠引導(dǎo)孩子進行探究并對結(jié)果進行解釋。由于“有指導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)”模式并沒有特別重視科學(xué)知識，忽視孩

6、子的“錯誤概念”和 “樸素的理論”。進一步出現(xiàn)的“學(xué)習(xí)環(huán)”模式在“有指導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)”模式的基礎(chǔ)上，增 加了明顯的“教師發(fā)展科學(xué)知識”來指導(dǎo)孩子的科學(xué)探究過程。這種模式主要由三步的"學(xué)習(xí)環(huán)" 即探究(exploration )、概念引入(concept invention )、概念運用(concept application )來拓展“有指導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)”。在“學(xué)習(xí)環(huán)”模式的基礎(chǔ)上，又進一步出現(xiàn)了 后來的“ 5-E 模式”、 預(yù)測機制學(xué)習(xí)環(huán)模式、四階段學(xué)習(xí)環(huán)模式、元認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)(MLC)模式以及早期科學(xué)教育學(xué)習(xí)環(huán)模式等，這些都是學(xué)習(xí)環(huán)模式的進一步修訂和發(fā)展。在探究教學(xué)模式發(fā)展的過程中，研

7、究者發(fā)現(xiàn)即使經(jīng)過了“有指導(dǎo)的發(fā)現(xiàn)”、“學(xué)習(xí) 環(huán)”等形式的指導(dǎo)，孩子仍有可能存在錯誤概念和對概念的部分理解，于是又有耐爾 (Neale )于 1987 年提出的概念改變的教學(xué)模式； 我國臺灣學(xué)者鐘圣校提出的結(jié)構(gòu)性探 究教學(xué)模式以及諾瓦克(Novak)于1995年提出的概念圖模式等，其目的在于培養(yǎng)學(xué)生 的探究能力，幫助學(xué)生真正實現(xiàn)錯誤概念的轉(zhuǎn)化和修正。二、一種重要的探究教學(xué)模式：“學(xué)習(xí)環(huán)”模式及其發(fā)展如前所述，在科學(xué)教育發(fā)展的過程中，強調(diào)探究的教學(xué)模式很多，這些教學(xué)模式的 共同特點就是重視學(xué)生對科學(xué)現(xiàn)象的親身感受和操作， 通過科學(xué)觀察和動手操作等活動建立科學(xué)概念。在這些模式中，“學(xué)習(xí)環(huán)”模式最具有

8、代表性，是一種影響較大的、體 現(xiàn)探究教學(xué)理念的模式， 隨后對學(xué)習(xí)環(huán)模式的修訂以及由此發(fā)展出的數(shù)學(xué)模式，基本體 現(xiàn)了強調(diào)科學(xué)探究的教學(xué)思想的發(fā)展過程。（一）“學(xué)習(xí)環(huán)”模式“學(xué)習(xí)環(huán)”模式是卡普拉斯（Karplus ）于20世紀(jì)50年代末在美國國家科學(xué)基金 會（NSF ）支持下，通過開展一項關(guān)于小學(xué)科學(xué)課程的項目一一科學(xué)課程改善研究（scienee curriculum improvement study ，簡稱SCIS ）首次開發(fā)出來的一種科學(xué)教學(xué)策略，這套策略被命名為"學(xué)習(xí)環(huán)” （learning circle ）。學(xué)習(xí)環(huán)模式實際是圍繞科學(xué) 概念而進行的一種科學(xué)探究教學(xué)的策略。研究者將

9、“學(xué)習(xí)環(huán)”看作是學(xué)生探求科學(xué)知識 的一種方式，通過此種方式引導(dǎo)學(xué)生進行知識的建構(gòu)5（p.9 ）。學(xué)習(xí)環(huán)的基本模式圖如下：圖1學(xué)習(xí)環(huán)的三階段教學(xué)模式圖在探究階段，教師主要是提供教學(xué)情境，提供令學(xué)生感興趣的觀察事件，引發(fā)學(xué)生 積極探索；而學(xué)生可以自由地操作、探究物質(zhì)材料從而獲得直接經(jīng)驗，在探究現(xiàn)象的過 程中，他們可以采用相關(guān)的研究發(fā)現(xiàn)如觀察、分類、測量等來研究問題，在此過程中培 養(yǎng)他們的科學(xué)態(tài)度以及跟同伴合作、交流等科學(xué)精神。在概念引入階段，教師適宜地引入一些有關(guān)的科學(xué)術(shù)語、概念、模式、規(guī)則，以幫 助學(xué)生澄清探究中出現(xiàn)的疑問， 幫助學(xué)生形成更完整的科學(xué)概念。學(xué)生能夠在教師的引 導(dǎo)下表達探究結(jié)果，進

10、行討論，歸納形成結(jié)論，從而形成科學(xué)概念。在概念應(yīng)用階段， 教師將上一階段引入的概念運用于新的問題解決情境之中，以促 進孩子對概念的深入理解， 學(xué)生將發(fā)展出的新概念應(yīng)用于新情境中，進而能解決相關(guān)問 題?？梢?， 概念的探究是兒童發(fā)現(xiàn)新知識的過程； 概念的引入是學(xué)生在教師指導(dǎo)下初步 獲得新知識的過程； 概念的運用是兒童利用他們發(fā)現(xiàn)和獲得的知識來建構(gòu)新的理解的過 程。學(xué)習(xí)環(huán)模式出現(xiàn)之后即被廣泛引用，也不斷地被修改，從而不斷發(fā)展。（二）學(xué)習(xí)環(huán)模式的發(fā)展1. “ 5-E 模式”5-E 學(xué)習(xí)環(huán)由生物科學(xué)課程研究（ Biological Science Curriculum Study ，簡稱 BSCS ）于

11、 1989 年創(chuàng)立，他們在學(xué)習(xí)環(huán)基本模式的基礎(chǔ)上，增加了“引入”和“評價” 兩個階段。它主要由五個階段構(gòu)成，即引入、探究、解釋、擴展、評價。在引入階段， 教師可以了解學(xué)生的替代性概念，使學(xué)生過去的經(jīng)驗和當(dāng)前的事物聯(lián)系起來，能對目前 的活動進行思考并預(yù)測下一步的活動。 中間的三個中心階段的內(nèi)容實際上就是學(xué)習(xí)環(huán)基 本模式中的三個階段。評價階段是 5-E 學(xué)習(xí)環(huán)模式（如圖 2）中的一個重要的環(huán)節(jié)，其 余四個階段都需要評價的參與?！耙腚A段”和“評價階段”的增加，使學(xué)習(xí)環(huán)策略發(fā) 展成為具有完整過程的科學(xué)探究教學(xué)模式。 5-E 模式作為對學(xué)習(xí)環(huán)基本模式的進一步發(fā) 展，成為一套更完備、更符合學(xué)生認(rèn)知特點的

12、教學(xué)程序和教學(xué)策略。圖25-E學(xué)習(xí)環(huán)模式圖2. 預(yù)測機制學(xué)習(xí)環(huán)模式隨著認(rèn)知心理學(xué)和人工智能理論的發(fā)展要求，研究者們把預(yù)測機制引入學(xué)習(xí)環(huán)模式，古德等人修訂了學(xué)習(xí)環(huán)的基本模式，將“預(yù)測”作為科學(xué)教學(xué)的開始階段，并且使 三個基本階段形成一個反饋環(huán)6（如圖3所示）。研究表明，“預(yù)測階段”的增加有很 重要的作用，教師把學(xué)生的“預(yù)測”記錄下來，可以使學(xué)生和教師都能夠更清楚地意識 到學(xué)生已有的觀點，而且還能夠提高學(xué)生參與探索的積極性。圖3預(yù)測機制學(xué)習(xí)環(huán)3. 元認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)（MLC ）從古德和巴曼等人對學(xué)習(xí)環(huán)基本模式的修訂和研究，我們可以看出，在學(xué)習(xí)環(huán)基本 模式中增加“預(yù)測”或者“提出假設(shè)”的環(huán)節(jié)對于揭示學(xué)習(xí)者

13、已有的科學(xué)觀點很重要， 為了使學(xué)習(xí)者有目的地去反思自己的科學(xué)觀點，布朗克（Biank ）將元認(rèn)知成分引入其中，并命名為“元認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)” （MLC ）。元認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)借鑒了巴曼等人修訂的四階段 學(xué)習(xí)環(huán)，并在此基礎(chǔ)上增加了學(xué)生對他們已有的科學(xué)觀點情況的揭示部分，以揭示學(xué)習(xí)者建構(gòu)知識的四個條件，即不滿意、可以理解性、合理性和豐富性7，如圖4所示。研究發(fā)現(xiàn)，這種元認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)模式對于教師充分利用學(xué)生已有的學(xué)習(xí)經(jīng)驗有很大的指導(dǎo)和 幫助，使用MLC學(xué)習(xí)環(huán)的學(xué)生知識的建構(gòu)程度更深刻一些。1圖4布朗克等人的元認(rèn)知學(xué)習(xí)環(huán)（MLC）上述的“學(xué)習(xí)環(huán)”模式及其學(xué)習(xí)環(huán)模式的幾種演變模式，根本特點是不僅讓孩子感 受到探究的樂

14、趣注重教師的適宜指導(dǎo)，即根據(jù)孩子前期經(jīng)驗引入相關(guān)概念，拓展孩子的經(jīng)驗，更為重要的是這些模式中的“概念運用”等階段鼓勵孩子將所獲得的新概念新經(jīng) 驗運用于新的問題解決情景之中，注意了所學(xué)內(nèi)容的理解與遷移。三、科學(xué)探究教學(xué)模式的新發(fā)展盡管學(xué)習(xí)環(huán)模式是比較有效的一種科學(xué)教育模式，符合當(dāng)前科學(xué)教育發(fā)展的趨勢，但是也有研究者對學(xué)習(xí)環(huán)模式基本階段的必要性問題、最適宜的順序性等問題提出質(zhì) 疑。不僅如此，研究者發(fā)現(xiàn)經(jīng)過學(xué)習(xí)環(huán)模式的指導(dǎo)，仍可能無法實現(xiàn)學(xué)生錯誤概念的轉(zhuǎn) 變，因此近年來有一些研究者仍舊在探索新的科學(xué)探究教學(xué)模式。(一) 概念改變的教學(xué)模式概念改變的七步驟教學(xué)模式是耐爾于 1987 年提出的一種探究教

15、學(xué)模式。該模式主 要目的在于，通過此種教學(xué)模式幫助孩子重新思考他們自己的替代概念并形成新的理 解。該模式有七步。1. 導(dǎo)入( Introduction )：教師簡單陳述目標(biāo)、內(nèi)容或所要進行的活動吸引孩子。2. 回顧( Review )：師生討論以前學(xué)過的活動內(nèi)容，激活相關(guān)的前期經(jīng)驗。3. 發(fā)展( Development )：教師呈現(xiàn)新信息，引導(dǎo)出孩子的想法，為孩子下一階段 的調(diào)查提供一個適宜的框架。它相當(dāng)于“學(xué)習(xí)環(huán)”的“概念引入”，但放在“調(diào)查和活 動”(相當(dāng)于“學(xué)習(xí)環(huán)”的“探究”)之前，順序發(fā)生了變化。4. 調(diào)查和活動( Investigation and Activities )：孩子操作

16、材料與大量的活動驗證他 們自己的想法，教師通過提問、建議、暗示、提供必需的信息等方式給予指導(dǎo)。5. 表征( Representation )：孩子通過行動、圖畫、圖表、測量、言語等方式呈現(xiàn) 活動的結(jié)果。教師鼓勵孩子用適宜的方式表現(xiàn)活動結(jié)果。6. 討論( Discussion )：師生討論活動的結(jié)果。教師通過提問來指導(dǎo)孩子，對孩子 的錯誤概念、模糊觀念予以澄清。7. 總結(jié)( Summary )：總結(jié)活動的結(jié)果與結(jié)論并將結(jié)論與其他活動相聯(lián)系?？梢?， 概念改變的七步驟教學(xué)模式在關(guān)注學(xué)生探究學(xué)習(xí)的同時， 更注意學(xué)生錯誤概 念、模糊觀念的澄清。二)概念圖( concept maps )模式概念圖是由諾瓦

17、克于 1995 年擴展了奧蘇貝爾的理論而提出來的一種促進學(xué)生有意 義學(xué)習(xí)的科學(xué)教育策略，主要是利用奧蘇貝爾的“先行組織者”思想并結(jié)合科學(xué)教育的 獨特性而提出來的。概念圖策略的實施步驟表現(xiàn)為以下 4 個方面。1. 教師活動前事先設(shè)計一個全面的概念圖， 以幫助設(shè)計與組織某一科學(xué)主題的系列 活動。2. 活動開始時教師在黑板上呈現(xiàn)一個基本概念圖。 解釋每一部分對該主題理解的重 要性。這個基本的概念圖起一個“先行組織者”的作用。3. 活動中，師生共同運用前期經(jīng)驗、動手活動、調(diào)查、書本或其他信息源，不斷地 完善剛剛呈現(xiàn)的概念圖。4. 活動結(jié)束時孩子建構(gòu)、 總結(jié)自己的概念圖。 將孩子的概念圖與理想的概念圖相

18、比 較，就可用來評估孩子對內(nèi)容的理解程度。研究者通過實踐發(fā)現(xiàn)， 概念圖策略關(guān)注學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)過程，能夠增強學(xué)生的學(xué)習(xí) 主動性， 對自己的科學(xué)學(xué)習(xí)過程進行監(jiān)控并負(fù)責(zé)， 教師通過概念圖可以持續(xù)了解學(xué)生對 概念的理解和掌握程度， 因而能夠在真實情境中評估學(xué)生科學(xué)概念的獲得以及變化。當(dāng) 然，概念圖策略也存在一些不足之處，比如概念圖不適用于知識結(jié)構(gòu)層次不強的主題， 以及了解水平的知識 8 。四、科學(xué)探究教學(xué)模式發(fā)展對我國科學(xué)教育的啟示通過對科學(xué)探究教學(xué)幾種主要模式及其發(fā)展的分析，我們認(rèn)為， 它們可以為我們提 供如下啟示。（一）關(guān)注科學(xué)探究教學(xué)過程中的共同要素通過上面的分析我們可以發(fā)現(xiàn)， 在這些科學(xué)探究教

19、學(xué)模式中， 存在著一些共同要素， 這些共同要素如同國外科學(xué)教育研究者在 2000 年探究與國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)：教與學(xué) 的指導(dǎo)策略中所概括的，包括如下五個方面：首先，學(xué)生參與圍繞科學(xué)型問題、事件或現(xiàn)象展開探究學(xué)習(xí)， 探究活動與學(xué)生原有的認(rèn)識緊密相關(guān)，教師要設(shè)法激起學(xué)生認(rèn)知 沖突，激發(fā)他們的求知欲望。第二，學(xué)生通過動手實驗探究問題，形成和檢驗假設(shè)，解 決問題，解釋觀察結(jié)果。第三，學(xué)生分析、解釋數(shù)據(jù)，對自己的觀點進行綜合，利用各 種資源構(gòu)造解釋客觀世界的模式或模型。 第四，將所學(xué)知識運用于新情境， 以拓寬理解， 形成新技能。第五，教師與學(xué)生共同回顧與評價所學(xué)內(nèi)容與學(xué)習(xí)方法 9 。(二) 科學(xué)探究教學(xué)模

20、式要符合兒童科學(xué)探究的特點探究教學(xué)基于探究學(xué)習(xí)而開展。探究教學(xué)模式要有效，必須緊扣兒童的探究活動。 學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和科學(xué)探究的特點是科學(xué)探究教學(xué)模式的基礎(chǔ)。因此， 使用和發(fā)展 科學(xué)探究教學(xué)模式必須要考慮與兒童的發(fā)展階段和認(rèn)知特點。例如，研究者在探討教學(xué) 模式的應(yīng)用過程中發(fā)現(xiàn)， 3 歲以下的嬰兒處于意識水平，然后漸漸地發(fā)展到探索水平； 3-5 歲的幼兒能夠發(fā)展到探究的水平，而 6-8 歲的兒童則能經(jīng)歷全部的四個階段 5 (pp.10-11 )。因此，對于 3 歲的幼兒，先要讓他們參與、感知、獲得興趣并認(rèn)識到事 物的基本特點，然后才能過渡到觀察、探索材料、收集信息、建構(gòu)并表征個人的理解。 從這

21、個意義上來說，準(zhǔn)確把握兒童的科學(xué)探究特點是非常重要的。(三) 科學(xué)探究教學(xué)模式的使用不能機械化， 要注意對各種探究教學(xué)模式進行有效 應(yīng)用各種科學(xué)探究教學(xué)模式的出現(xiàn)與發(fā)展， 為教師指導(dǎo)學(xué)生開展科學(xué)探究學(xué)習(xí)提供了策 略，但是選擇哪一種模式指導(dǎo)兒童探究學(xué)習(xí)要充分考慮孩子的特點、 活動的目標(biāo)和內(nèi)容， 這樣指導(dǎo)才具有適宜性。因此，科學(xué)探究教學(xué)模式的使用不能機械化，要注意在實際的 科學(xué)教育教學(xué)過程中進一步應(yīng)用探究教學(xué)模式，使其不斷發(fā)展和完善。同時，盡管學(xué)生 的科學(xué)探究非常重要，但是這并不等于所有教師都應(yīng)以同樣的方式來教學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)， 探究包含許多不同的方面，教師要靈活運用多種不同的策略來促進學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)

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