[摘  要]  探究式科学教学不应当被看成是一种铁板一块的教学方式，它既有基于不同哲学理念或教育思想的区别，并因此而呈现出不同的类型，同时在探究程度上也存在很大差异。探究式科学教学主要有三种类型：发现式探究，接受式探究和建构式探究。其共同的基本特征是：（1）培养学生的科学态度和科学精神；（2）提高学生的科学探究能力和创新能力；（3）丰富学生的科学素质，促使学生理解科学本质。区分探究式科学教学的不同类型并把握其基本特征，或将有助于教师们正确理解探究式科学教学，并促使他们根据自身的条件、教学内容的特点及学生的具体情况，选择适合于自己班级的探究式科学教学方式和方法。

        [关键词] 探究式科学教学；发现式探究；接受式探究；建构式探究；类型；特征

[作者简介] 丁邦平，首都师范大学教科院比较教育学教授、教育学博士、博士生导师，首都师范大学科学教育研究中心主任（北京 100048）

探究式科学教学（Inquiry-oriented Science Teaching）是当前国际科学教学改革中被各国政府和科学教育界大力倡导的一种主流的科学教学方式。探究式科学教学并不是指一种具体的教学方法，而是指教师在理解“科学探究”基本精神的基础上，在自由创设的、有结构的、能促进学生认知与情感发展的教学情境中，让学生自己动手、动脑活动而主动获取科学知识和发展探究能力的一种教学方式。探究式科学教学属于这样一种教学：它要求师生在教学中运用科学过程与方法做科学——做类似于科学家们在科学研究中所进行的那种真实的科学探究，由此“获取知识、领悟科学思想以及理解科学家们是如何研究自然界的”。^[1] 以这种方式进行的科学教育应当包括科学素养的三个层面，即学科学（learning science）、学习做科学（learning to do science）和理解科学（learning about science）。^[2] 这三个层面分别涉及科学概念与知识、科学过程与方法、科学精神与科学本质，它们共同构成了探究式科学教学的整体构架。

一、探究式科学教学的类型

对待探究式科学教学，人们往往采取非此即彼的态度：即要么是探究式科学教学，要么是传统的授受式教学。其实，探究式科学教学不应当被看成是一种铁板一块的教学方式，它既有基于不同哲学理念或教育思想的区别，并因此而呈现出不同的类型，同时探究程度上也存在很大差异。根据国际科学教育界对探究式科学教学理论与实践的长期研究，我们可以从理论上区分三种不同类型的探究式科学教学方式，即发现式探究，接受式探究和建构式探究。这三种探究式科学教学都强调让学生自己主动学习(active learning)科学、深度理解科学知识和发展探究能力，都涉及到“学科学、学习做科学和理解科学”三个层面，但它们在科学哲学基础和教学实践形态上则不完全相同。区分探究式科学教学的不同类型，或将有助于科学教师正确理解探究式科学教学，并促使他们根据自身的条件、教学内容的特点及学生的具体情况，选择适合于自己班级的探究式科学教学方式和方法。

（一）发现式探究

发现式探究教学是基于美国著名心理学家布鲁纳(Jerome Bruner, 1915～)所倡导的“发现学习”而形成的探究教学方式。从学生学习的角度看，发现式探究教学就是发现学习，但是因为我国不少人错误地把“发现学习”与“探究学习”视为两种完全不同的学习方式，所以这里有不要加以澄清，旨在说明“发现学习”实际上也是一种探究。

20世纪60年代，发现学习曾在国际科学教育界风行一时，对各国科学教学改革产生了积极的影响。但我国当时由于种种原因没有人研究发现学习，直到改革开放后的70年代末期和80年代初期，布鲁纳的课程与教学思想（包括他的“发现学习”思想）才开始被介绍过来。但对发现学习思想的了解也主要限于教育理论界，在科学教育实践中影响甚微。

    发现式探究教学的哲学基础是所谓的“客观主义”（objectivism）哲学观。这种“客观主义”哲学观有两个要点：一是来自古典经验主义的心智 “白板”说（在这一点上发现学习与接受学习是一致的），即儿童通过自己的主动探究而获得经验，就像在他们心智的“白板”上进行了刻画一样，学习就由此而发生了。 二是假设知识是外在的、客观的，必须通过学生的探究来（再）发现它们。

发现式探究教学有如下一些特征：（1）把儿童看作是科学家，儿童是中心，他们自然地发展；教师只提供学习的环境和条件，起促进作用，而不是直接提供知识，因此教师不干预儿童的学习。（2）强调学习的过程，认为“认识是一个过程，而不是一种产品，” 因而在教学过程中学生是积极主动的知识探究者，而不是消极被动的接受者。（3）强调内在动机在促进学生深度学习中的作用，淡化以奖励、表扬等外在手段促进学生学习。（4）强调直觉思维，提倡教师在教学中帮助学生形成丰富的想象，多用形象思维。总而言之，发现式探究教学所强调的是学生的主动地“学”而非教师积极地“教”。

从发现式探究教学的上述特征中，我们既可以看到它对科学教学改革的价值，也不难看出其不足之处。它对科学教学改革的主要价值在于：强调学生要主动学习，并重视科学学习与科学探究的过程以及在此过程中形成的技能和方法，这对培养创新型人才具有不可忽视的价值。其不足之处在于未能区分学生课堂上的科学探究与科学家的科学探究，由于偏重“过程”（方法）而造成了轻视“结果”（知识）之弊，以及忽视教师在教学过程中的主导作用，等等。60年代末期，欧美国家的科学教师在教学实践中对发现学习进行了调整，于是出现了“有指导的发现学习”（guided discovery learning），以避免原先发现学习的一些问题。尽管如此，发现学习的哲学观仍然是有问题的，即它强调科学知识是纯客观的，排除了人的创造性和想象力在科学知识形成中的作用。或许正是这个原因以及新的学习理论的产生，80年代中期以来国际科学教育改革中不再流行“发现学习”的话语了。例如，在美国《国家科学教育标准》及其他科学教育改革文献中都很少见到“发现学习”的提法了。

发现式探究教学在实际的课堂上究竟是什么样的？请看下面法国小学科学“动手做”探究教学的一个案例：

容积概念^[3]

      一位幼儿班（4-6岁）的老师建议做一个与水有关的自由活动：她提供给孩子们一只盛满水的盆，一些形状不同但体积相等（1公升）的容器，另一些形状相同但体积不同的容器，一只透明的水管、一只漏斗，等等，让孩子们自己操作。这项活动的目的是要孩子们学会观察各种发生的情况：倒水、摇动、装满水或又倒空，以此来比较不同的水平面… …

      课堂像个手工作坊车间：一个孩子独自将水从一个容器倒到另一个容器，老师并不关注他（着重号是本文笔者加的）。过一会儿，他拿着两只体积相等的瓶子来到老师面前，一只是圆锥形的，一只是圆柱形的，都装满了水，他说：“老师，这两只瓶子是一样的！”刚开始，老师会以为孩子搞错了，因为容积的概念只是再大一点的孩子（7岁）学的。在反驳他之前，老师问：“为什么？”

    孩子把老师拉到水盆前，向她展示他可以将水从一个瓶子倒到另一个瓶子，并又一次说“它们是一样的！”老师被孩子这种早熟的观察能力惊呆了，她进一步鼓励他：“两只瓶子可以装满体积相等的水，再试一遍”，孩子又开始了无数次的实验，他笑了。

    (二) 接受式探究

与发现式探究教学不同，接受式探究教学主要是通过书本学习（一般为教科书）或上网查询科学资料等方式探究问题，旨在让学生获得系统的科学知识和探究能力。接受式探究教学的理论基础可以追溯到美国另一位著名的认知心理学家奥苏伯尔(David Ausubel, 1918～2008)提倡的有意义的、主动的接受学习理论。接受式探究教学与传统的“授受式教学”不容混淆：前者追求对学习内容的深度理解，因而是在有意义的学习的基础上形成的带有探究式一般特点的教学方式；后者则是基于机械、被动学习的一种教学方式，即课堂上主要由教师讲授，师生之间和生生之间很少互动，教师的教仅仅是一种信息传递，学生则被动接受这些信息，甚至没有进入学习状态。

 “授受式教学”在我国科学课堂上历来仍然占主导地位。它是长期以来传统教育思想在教学上的反映，其主要功能在于能够使教师有计划、有步骤地把教科书上的知识传递给学生。但“授受式教学”存在的弊端在科学教学上日益显现：按部就班地传授知识，忽视了科学探究的过程；忽视对科学本质的正确认识和对科学精神的关注与培养，使学生养成“惟科学主义”的态度；不利于学生积极主动的学习科学，尤其不利于他们创新精神和创新思维能力的培养。为了克服 “授受式教学”这些缺陷，奥苏伯尔区分了不同形式的接受学习：有意义的接受学习与机械的接受学习（死记硬背）；主动的接受学习与被动的接受学习。他提倡有意义的、主动的接受学习，摈弃机械的、被动的接受学习。据此，我们在这里把前者称之为“接受式探究”教学。

接受式探究科学教学对我国优秀科学教师来说并不陌生。例如，北京市教育学院石景山分院王能智老师在上个世纪80年代就在地理课上进行了接受式探究教学的实验，并取得了极大的成功。王老师将学习分为三个层面：“一是针对知识的接受学习；二是针对技能的体验学习；三是针对实践的探究学习。”这三个层面的学习“不是先完成第一层面的学知识再进入第二层，然后第三层，而是要在全部教学中同时包含有三个层面的学习。” 是“让学生在常规的教学里就有探究活动，”^[4] 据此可以说，王能智老师进行的教学改革实际上就是接受式探究教学的实践。

接受式探究教学在真实的课堂上又是什么样的？让我们来看看王能智老师教中学地理的一个案例。

初试探究性学习^[5]

我国中学地理教材在编排体例上可以表述为“总——分——总”。前一个“总”，是对地理常识总的概述，中间的“分”是将中国地理分成八大区具体讲解，后一个“总”是总结和总复习。

王能智讲前一个“总”，时间没有节省，因为这些基本常识是学生要去攻下地理这门功课所必须使用的工具。但中间的八大分区他就不讲了，他把八大章分成了八个大问题，让学生用前一个“总”里讲过的方法，去解这八大题。

具体怎么操作？首先设置问题，比如讲黄土高原，书上有的就不讲了，只给出一个问题：黄土高原怎么改造？

“让我们说黄土高原怎么改造？”学生问。

“是呀，为什么你们不能考虑？”

学生们表现出的惊讶，有点类似于当年王能智听到王树方校长叫他自己编写地理教材。现在王能智也很认真地说：“改造黄土高原，这对专家也是个有挑战性的历史性难题……”学生们的精神和智力忽然受到很大鼓舞，某种跃跃欲试的东西开始在心灵深处萌动。

怎么去解答这个“对专家也有挑战性”的问题呢？

“同学们可以自由组成一个个学习小组。”王能智说到这儿，课堂上的气氛已分外活跃。

……课本里写着的黄土高原王能智没有讲，现在变成了学生们踊跃去看、去分析、去使用的材料。这些“材料”显然不足以解答“如何改造”的问题，学生们的思维和探究就超出了课本，一种前所未见的效果出现了。

经过积极准备，大课发表见解是在同学们的期待中到来的。他们比成年人敢想，带着大人也想不到的“解决方案”到课堂上去发表，你可以想像那是他们多么愿意上的课。这里有他们极大的兴趣和快乐，你听——

“我们认为，改造黄土高原，有一个快起步的办法。”一个小组的某同学获准首先发言。

大家都听着，想知道怎样叫“快起步”。

发言的同学说：“黄土高原全改发展牧业，不种粮，光种草。三年就起来。”

大家笑了。

“你们别笑。种草发展牧业，羊毛比粮值钱，有三年，牧业经济就起来了。”

“但是，谁给他们粮吃呢？”有同学忍不住发问。

“我们计算过了，黄土高原每平方公里有300人以上，没粮怎么办？我们不是社会主义大家庭嘛，其他农业区的农民可以供粮，这还可以促进那些农业区商品粮经济的发展。”

质疑和讨论就这样在教室里爆发出来。主讲的同学并不慌乱，他还举英国“圈地运动”为例，说那以前英国是个农业岛国，那以后圈地养羊，发展毛纺织业，于是农业的英国变成了工业的英国。

王能智听着听着，感动了。不论学生讲的“快起步”是否合理，学生们的视野、知识和想象力，都以超出老师预想的速度奔驰起来了！

讨论继续热烈，有同学提出了“稳步发展”，即先控制水土流失，培养植被，一步步改造……也有同学提出“全面发展”，即不能单靠农牧业，要大力发展西部工矿业等等。

从这个案例可以看出，王能智老师的接受式探究教学并没有完全废除讲授，而是把讲授与学生的主动探究结合了起来。在学生进入探究过程后，他首先通过设置未知的问题激发他们的好奇心和学习兴趣。其次，他让学生自由组成学习小组，采用合作学习的方法让学生探究课堂上形成的问题。为了回答这个问题，学生必须超越教材上的知识范围，主动学习更多的有关资料，这充分体现了有意义的接受学习的特征。再其次，王老师组织学生把课外收集到的资料运用于课堂讨论（甚至辩论）中，这既培养了学生批判性思维的能力和语言交流能力，同时也使学生深化了有关知识的学习，而且是学生主动的学习。

    (三) 建构式探究

建构式探究是基于建构主义学习理论的探究式科学教学。它与发现式探究一样都反对直接传授知识，提倡在情境与活动中进行科学教学。建构式探究教学以建构主义的哲学认识论为理论基础，这与发现学习和接受学习共同赖以为基础的“客观主义”哲学认识论迥然有别。同时，建构式探究教学中教师在教学过程中所起的作用也与发现式探究教学和接受式探究教学中教师所起的作用不同（参见表1）。具体而言，建构式探究科学教学有以下主要思想：（1）基本假设是：承认学生（包括婴、幼儿）有主动学习的心智（mind），教育在本质上是自我教育；（2）提出新的知识观，即知识是学生主动建构的，不是被动接受的；（3）提出新的教学观：即教学不是教师在“传递”知识，而是提供“支架”（scaffolding）让学生自己建构知识；（4）重视学生原有经验和知识对理解科学事实和概念的作用（积极方面）或干扰（消极方面），并以此作为教学的起点；（5）提倡“以学生为中心”的教学，因此教学过程中教师需要先引出学生原有的相关观念（或前概念），在学生兴趣和前概念的基础上开展“支架式”教学，同时也重视教师在学生学习过程中积极的“干预作用”；（6）鼓励在教学过程中进行“学习性评价”（assessment for learning），使其成为有效教学的有机组成部分。

    建构式探究教学在实际的课堂上究竟是什么样的呢？让我们再次来看法国的另一个案例：

真正的调查研究^[6]

在幼儿园，老师提供给孩子盛满水的盆和孩子们认识的各种材料，让他们说出名称：橡皮泥、纸、木头、金属制品等。然后提问：最近你拿它们做什么了？关于这些东西，你知道些什么？（这些都是开放性问题，目的在于引出儿童原有的相关观念，促使学生建构新的理解——本文作者注）

随后，孩子们分成几个小组。当他们能够区分开这些材料，并能较为熟悉地使用它们时，老师会向每个人提出问题，引导他们找出一条思路，把一个想法具体化。

老师让孩子自己比较他们的实验：你能做只会漂的小船吗？你有什么发现？你想找些什么？哪些东西是不同的？你跟你小伙伴做的一样吗？（教师的这些提问实际上就是在进行学习性评价，这也体现了教师的主导作用——本文作者注）

孩子们行动了起来，观察、模仿或质疑。（主动学习，建构理解——本文作者注）接着，大家再一起来做同一件事，这样可以讨论自己所做的和所见的有何意义。

通过提一些最简单的问题，可以做很多事。而老师就像乐队的指挥。孩子们首先发现某些形状和材料的东西会漂浮，有些则会沉底。接着他们用自己的语言阐述思想，指出形状和材料之间的关系。如球形橡皮泥会沉底而扁形橡皮泥则会漂浮，小塑料杯会漂浮而同样材料的硬币则会沉底。

表1. 三种探究式科学教学方式的比较：

在上述这个简单的案例中，孩子通过摆弄物品和装置进行其力所能及的调查研究，从而得到问题的答案。但他一个人做不到这一点。根据老师的问题，他操作的同时进行解释、论证、画图，并与其他人进行交流、辩论、讨论自己的观点。这样，他就经历了获取知识的四个重要步骤：提出准确的问题，进行调查研究，回答问题，交流自己的所见所思。这四个步骤并不是按先后顺序线性出现的，而是反复出现，互相交叉，互相融合。^[7] 这样的探究

式教学充分体现了建构主义所主张的“支架式”教学的思想。

二、探究式科学教学的特征

    上述三种不同类型的探究式科学教学方式在实际教学过程中虽然呈现出不同程度的探究水平，但它们也具有一些共同的特征，否则就不成其为探究式科学教学了。我们认为，探究式科学教学具有下列共同的特征：

    （一）培养学生的科学态度和科学精神

    探究式科学教学的第一个基本特征是能够培养学生对科学的正确态度和求实、创新、献身的科学精神。在传统的授受式科学教学中，教师以教科学知识为己任，学生以学科学知识为鹄的，科学探究的过程与方法全然不见。学生养成惟科学主义的态度，缺乏批判性思维和求真务实的科学精神。其“消极后果”，正如北大吴国盛教授所指出的那样：“是培育了不少科学神话，树立了不正确的科学形象，以及对科学产生了不正确的看法。首先是将科学理论静止化、僵化，其次是将科学理论神圣化、教条化，再次是将科学技术化，最后是将科学实用化、工具化。”^[8]

相反，探究式科学教学注重培养学生的科学素质，而正确的科学态度和求实、创新、献身的科学精神是最重要的一种科学素质，在探究式科学教学过程中“学生的目光和兴趣越出书本”，课内学习与课外探究融为一体，“学生内部释放出求知的热情、琢磨的能量和探究的潜质”。^[9] 显然，这比起一味片面地追求知识的授受式教学来更能培养学生正确的科学态度和求实、创新、献身的科学精神。

（二）提高学生的科学探究能力和创新能力

探究式科学教学的另一个基本特征是提高学生的科学探究能力和创新能力。传统的授受式科学教学以片面的、扭曲的科学观，用“读”科学的书本学习方式取代“做”科学的探究学习，结果造成学生不但没有形成科学探究的习惯和本领，更缺乏科学创新的意识与能力，因为学生经年累月的学习不是“由不知引导求知”，而是不停地接受前人积累的科学知识。正如著名作家王宏甲所正确指出的那样：“用大量的知识题堵死了学生对不知的兴趣，就没有心灵的飞翔，没有思想的灵动，没有智慧，没有创造了。”^[10]

探究式科学教学则不然。无论是发现式探究，建构式探究，还是接受式探究，它们的共同特征都着眼于发展学生的科学探究能力和创新能力。各国科学教育改革之所以普遍强调科学探究不仅是科学学习的主要方式（即过程与方法），而且也是科学学习的内容之一（即程序性知识、科学史和科学哲学知识等），就因为只有通过探究学习科学，才可能使学生理解科学本质、掌握科学方法、提高科学素质（而不仅仅是科学知识），尤其是培养其科学探究能力和创新能力。探究式科学教学是不是必然与让学生掌握系统的科学知识相对立呢？我看未必。当然承认二者之间的关系处理不当会有些矛盾，但一些富有经验的教师成功的探究式科学教学实践表明：它们之间的矛盾是可以转化的。探究式科学教学既可以培养学生科学地思考问题和解决问题的能力，同时也能够让他们深度地掌握系统的科学知识。目前我国中小学科学课堂（包括分科的物理、化学和生物课堂）上出现的某些号称“探究”或“研究性学习”、但却只有热闹的场面而无有效学习的情况，这不能说是探究式科学教学带来的不良结果，而只能说是教育工作者没有理解探究式科学教学造成的失误。实际上，“发展学生探究能力与获得科学概念这两者之间是一种相互影响、互为基础的关系，两者都是成功地进行探究式学习所必不可少的条件。”^[11]

    （三）丰富学生的科学素质，促使学生理解科学本质

    探究式科学教学的第三个基本特征是，这种教学方式能够丰富学生的科学素质，促使学生理解科学本质。我国科学教学历来偏重于向学生传授科学知识，这在以科技创新为特征的知识经济时代是远远不够的。今天，我们必须高度重视丰富学生的科学素质，这就要求把“学科学、学习做科学和理解科学”三者结合起来，而能够做到这“三结合”的则只有探究式科学教学。正如美国科学教育学者所指出的： “历时40年的科学教育改革积累了越来越多的证据，这些证据表明：课堂教学围绕着让学生仔细考察真实现象、探究不仅由老师还由学生自己提出有意义的问题来设计，能促进学生情感的投入、记忆的保持和知识的理解，这无疑对讲授法的教学提出了挑战。”^[12]

* 本文系“全国博士学位论文专项资金资助项目”（项目批准号：200308）的研究成果之一。

参考文献：

^[1] National Research Council (NRC). National science education standards. Washington, DC: National Academy Press, 1996, 23.

^[2] Hodson, D. Teaching and learning science: towards a personalized approach. Buckingham: Open University Press, 1998. 5.

 ^{[3][6] [7]} [法] 乔治·夏尔帕(主编). 动手做——法国小学科学教学实验计划. 黄颖、苏文平、安延译. 北京: 人民教育出版社, 2003. 2-3. 41-43. 43.

^{[4] [5][9] [10]}王宏甲. 中国新教育风暴. 北京: 北京出版社, 2004. 109. 70-72. 81. 85.

^[8] 吴国盛. 科学的历程(上), 长沙：湖南科学技术出版社, 1997. 12.

^{[11] [12]} [美] 美国国家科学基金会. 探究——小学科学教学的思想、观点与策略. 罗星凯、李萍昌、吴娴、张琴美等译. 北京: 人民教育出版社, 2003. 14. 9.

On the Typologies and Essential Characteristics of Inquiry-oriented Science Teaching

Ding Bangping

Abstract: Inquiry-oriented science teaching should not be considered as a monolithic pedagogical approach, in that it is varied greatly, being predicated on different philosophical or educational ideas, and that different typologies could be recognized accordingly. Described and analyzed in this paper are three main typologies of inquiry-oriented science teaching: discovery- inquiry, reception- inquiry, and constructivist-inquiry. Their common characteristics are conceptualized as: (1) formation of scientific attitudes and scientific spirit on the part of students; (2) improving their capabilities in scientific inquiry and creativity; and (3) enriching their scientific literacy and promoting their understanding of nature of science. It is argued that it will, hopefully, contribute to deepening understanding of inquiry-oriented science teaching on the part of practicing science teachers by characterizing different typologies of inquiry-oriented science teaching and comprehension of its essential characteristics, and that it will enable them to opt for methods and approaches to inquiry-oriented science teaching apposite to their own classes according to their own conditions, features of subject matter, and specific situations of their students.

Key words: inquiry-oriented science teaching, discovery-inquiry, reception-inquiry, constructivist-inquiry, typologies, characteristics

Author Profile: Ding Bangping, Professor of Comparative Education at the College of Education, Capital Normal University, and Director of the Research Center for Science Education, Capital Normal University (Beijing, 100048)

（原载《教育研究》2010年第10期，这是原稿，改刊发表的文字有删节）