“探究式教学”模式和教学中的有关问题，本文主要内容关键词为：模式论文,式教学论文,教学中论文，此文献不代表本站观点，内容供学术参考，文章仅供参考阅读下载。
在科学课程的教学中，组织学生开展“探究”，能够“促进学生学习方式的改变，使学生能主动地获取科学知识，体验科学过程与科学方法，形成一定的科学探究能力和科学态度与价值观，培养创新精神。”许多科学课教师认为，“探究”的好处是不言自明的，开展探究式教学，有利于学生在知、情、能3个方面都得到较好的发展。但是教师们也提出，探究式教学需要较多的课时，适合小班教学；而我国的中学课堂班额大，课时紧，安排几堂课尝试一下是可以的，不适于普遍运用。
这里面包含两个问题，这两个问题是有先后顺序的。首先，为什么现代教育观对探究式教学倍加推崇，它到底有传统教学法无法替代的哪些优势？然后，在认可应该倡导探究式教学法的前提下，我们再来讨论适合我国开展的探究式教学的具体模式，以及教学中需要注意的问题。如果把两个问题混淆在一起，认为探究式教学难以实施，就不予提倡，是不正确的。要想认识探究式教学的必要性，需要从“学生是怎样学习的？”谈起。
一、学生是怎样学习的？
以前人们将学习比喻为“像海绵一样如饥似渴地汲取知识的营养”，实际上这是一种被动接受的学习观。从认知心理学的角度看，如果知识是通过教师的言传身教输入学生头脑的，学生头脑里不会留下太深的印象；如果知识是通过亲身体验或与他人通过语言交流而认知的，就容易被理解和吸收，从而在头脑中留下长久的记忆。这就是为什么教师今天讲述得很清楚的概念，第二天提问学生，学生就答不上来了。即使学生为了应付考试死记硬背记住了，也会很快遗忘。因为教师通过语言传达的信息，是输送者——教师经验的一部分，教师已经融会贯通了，说起来津津乐道；但是接受者——学生对于用耳朵听、眼睛看获得的信息，并没有完全理解，不容易转化为自己经验的一部分，因而这样的学习效率不高。要想使学生有效地学习，就应该提供机会让学生从亲身经历中获得经验。
另一个需要注意的问题是，学生在进入课堂时，头脑中并不是一片空白，他们对周围的世界有自己的看法，这些看法来源于日常生活中的感性认识，并且能够解释一些问题，因此为学生所接受，甚至深深根植于他们的头脑，不容易改变。然而，学生的这些朴素的认知，往往是不全面的，甚至是错误的。例如，学生在学习光合作用之前，认为植物生长所需的全部营养物质来自土壤和水，因为他们看到植物生长在土壤里，需要经常浇水。这个观点当然是不正确的。现代教育理论越来越关注在教学中如何揭示学生头脑中原有的认知，纠正错误的认知，形成正确的科学概念。而学生学习的过程，是一个从错误认知向科学概念转变的过程。要实现这种转变并不容易，如果没有足够的让学生信服的理由，学生是不愿意轻易放弃原有的概念的。可以想像，单凭教师的语言传授，怎能让学生信服？一般说来，来自亲身经历的直接经验，比通过传授获得的间接经验更容易为学习者所接受。
教师提供机会，让学生亲身经历、获得经验的过程，就是探究式教学的过程。
二、“探究式教学”的模式
关于什么是探究，人们已经很熟知了。虽然各人的理解不尽相同，但是大家都认同：探究是运用批判性思维、逻辑性思维和创造性思维，提出自己感兴趣的问题并解决问题的主动探索的科学过程。
在讨论探究式教学的模式之前，有一点是需要明确的，那就是：“探究”≠“动手操作”。单纯照方抓药的动手操作固然不是探究，探究也不一定都要动手操作，重要的是解决问题的思维过程。“像科学家一样……”，是要像科学家一样创造性地解决问题。
中学生物课程中的探究式教学可以有以下4种模式。
1.教师创设情境的纯思维探究
在某一具体学科中，学生学习的过程，是在相似的学科背景下展开的对一个个核心概念的学习过程。以前常见的教学模式是：教师提出概念，解释概念，举例说明概念，进一步拓展概念的外延，讲述概念的运用，考查学生对概念的掌握……这是一种教师主导的讲授式教学模式。而在探究式教学中，教师设法创设情境，让学生在情境中主动地学习概念。教师创设情境的纯思维探究，不需要学生动手做实验，是一种思维探究的学习过程。
教师创设的情境可以有文字、图片资料情境，录像情境，电脑课件情境，教师的演示实验等。无论哪一种情境，都应该包含有“矛盾冲突事件”，即与学生原有的经验相矛盾的事件。
例如，细胞膜的流动镶嵌模型的教学，很多教师认为这个模型不好理解，还是应该由教师掰开揉碎地讲，学生才能明白。以前的教科书也是直接叙述的。殊不知，越难理解的概念，仅由教师灌输给学生，学生越不容易接受。而概念的难理解之处，往往是矛盾冲突事件所在。在学生的原有经验中，细胞膜就像气球的外层，或者像包裹生鸡蛋的那层膜状物，应该是固定的结构。细胞膜怎么会是流动的呢？如果用图片或动画课件，展示荧光标记的小鼠细胞和人细胞融合的实验过程，以及细胞生长、变形虫的变形运动等与细胞膜结构和功能密切相关的生命现象，让学生在这一情境中提出问题、解决问题，学生就会置身于探究情境之中，在解决问题的过程中修正原来不正确的概念，建构科学的概念。这样建构起来的概念，才会有效地整合进学生的知识框架，内化为学生的经验，成为进一步学习的基础。
我们常常说：“探究式教学是一种理念，应该贯穿于教学过程的始终。”其含义是，并不是一提探究，就一定要动手做实验。虽然既动脑又动手的探究是最有效的探究，但是在我国大班额、课时紧的国情下，教师创设情境的纯思维探究，应该在课堂教学中运用得更加普遍。然而这种模式往往为教师们所忽视，或者没有运用到位。
2.整合了验证性实验的探究
验证性实验通常有给定的实验题目、材料用具、方法步骤，学生按照步骤操作，验证老师讲解过的概念。许多人认为验证性实验不是探究，为了体现探究式教学，不少教师想方设法将经典的验证性实验改造为探究性实验。改造的结果，既没有达到探究性实验的效果， 把原来验证性实验的优势也丢掉了。因为许多经典的验证性实验，实验步骤中蕴涵着严谨的科学方法，对实验步骤的设计要求较高，不是中学生的知识和技能水平能达到的。那么，是不是验证性实验就成了探究式教学的绊脚石了呢？
如果我们把一个相对独立的探究式教学过程看作是对一个核心概念的学习过程的话，那么验证性实验就是探究式教学过程中的一个环节。下面以一个具体例子来说明。
“光合作用”是生物学的核心概念之一。对这个概念的教学过程，应该是一个探究式教学的过程，但是并不是说，整个学习过程就让学生自己去探究。教师可以抓住学生原有经验与科学概念之间的矛盾冲突事件，引入对概念的学习。大家知道，动物和人的生长以及生命活动维持所需的有机物，来自所吃的食物，因而很多学生认为，植物生长发育所需的有机物来自土壤。教师可以告诉学生，事实并不是这样，植物生长发育所需的有机物来自光合作用，是植物通过光合作用，将空气中的二氧化碳和水合成为有机物的。但是如果教师只是单纯地讲解，学生不会心甘情愿地放弃原有的观点，接受新的观点。这时候，教师可以安排“绿叶在光下制造有机物”的实验，让学生通过实验验证这一结论。
如何让验证性实验起到激发学生思维的作用呢？这就需要在关键步骤设计巧妙的思考题，激活学生的思维，使学生边实验边思考，而不是单纯地照着“烹饪书”“烹调”实验。比如，在这个经典实验里，需要把实验植物放到黑暗处一昼夜。提问学生：这样处理的目的是什么？实验中要用黑纸片把叶片一部分的上下两面遮盖起来，然后移到阳光下照射。提问学生：为什么要从上下两面遮盖，只遮盖一面行不行？为什么只遮盖叶片的一部分，而不是全部？做完实验之后，引导学生进一步提出问题：本实验证明绿色植物通过光合作用制造了有机物，同时证明光是绿色植物进行光合作用所必需的，那么，还有没有其他因素影响植物的光合作用呢？实验结束时让学生提出他们困惑或感兴趣的问题，使之成为学生自主探究实验的开端，鼓励学生在课后做进一步探究。
3.给定课题的指导性探究
给定课题的指导性探究是常见的探究式教学模式。探究的课题往往是给定的，如“探究种子萌发的环境条件”“探究影响酶活性的因素”。教科书会给出探究的指导方案，教师也会在探究过程的每一个环节给予必要的指导。
这里所说的给定课题，大多数情况下是给定课题范围，学生还是有一定自主性的。例如，“探究种子萌发的环境条件”的探究课题，与种子萌发有关的环境条件很多，温度、水、空气、酸碱度……学生可以选择其中的一种或几种进行探究。又如，“探究影响酶活性的因素”的探究课题，影响酶活性的因素也不止一种，温度、pH、金属离子……学生也可以自由选择。教学时，可以采取“头脑风暴”策略，让学生在小组内充分展开讨论，确定探究的问题，并对问题作出假设。
实验材料的选择，实验步骤的设计，也应留出足够的时间让学生充分讨论。对于一些较难设计的实验，如果需要给出方法步骤的，最好不要直接给出正确的方案，可以将方法步骤的顺序打乱，让学生排出正确的顺序，并说明理由。这样学生对于实验步骤中蕴涵的科学方法，才能体会得比较深刻。
在动手操作前，要求学生设计记录实验现象和数据的表格。也许刚开始的时候，学生不知道怎样设计表格，有的学生可能会记录下多于分析结果所需的实验现象和数据。这没有关系，经过一段时间的训练，学生会逐渐掌握的。对实验数据的分析和处理，对实验结果的阐述，要求学生尽可能使用图、表，特别是在高中阶段，图、表的设计和使用，是科学课程要求的基本技能。
这里需要注意的是，虽然“给定课题的指导性探究”是教师们热衷的一种探究式教学模式，但是切记不要为了探究而探究，探究式教学的目的是为了帮助学生更有效地学习核心概念。所以，在探究开始之前，教师应了解学生对这一概念有哪些认识，不管是正确的，还是不正确的，都应记录下来。探究结束之后，带领学生运用探究获得的知识，重新认识概念，修正错误，建构正确概念。
4.学生完全自主的开放式探究
学生完全自主的开放式探究是最高层次的探究。从探究课题的选择、方案的制订，到结果的分析处理及结论的展示、交流，学生都有很大的自主性，完成探究需要的时间较长。类似于高中课程中的研究性学习，许多学校将其安排在综合实践活动课中完成。通常以某一学科的课题形式提出，但是完成这一课题，往往需要运用多学科的知识和技能，是对学生综合能力的锻炼。如酸雨的课题，酸雨的成因及防治涉及化学知识，酸雨的地域性涉及地理知识，酸雨对生物生活的影响涉及生物学知识。
学生完全自主的开放式探究，也可以安排在某一具体学科的教学过程当中。例如，植物的类群和生活，动物的生活和行为等内容，都需要两个月左右的教学时间，在此期间，组织学生以兴趣小组的形式利用课余时间开展一些探究，从时间上说是足够的。同时这些内容又是学生熟悉和感兴趣的，学生有许多疑惑，渴望通过探究解决，这是开展探究的很好的先决条件。教师可以在刚进入这一内容的教学时，根据学生兴趣把他们分成若干课外小组，每个小组自主选择与学习内容有关的课题。在长达一两个月的探究过程中，安排若干次小组间交流的活动，以保证探究活动的顺利进行。
三、对“探究式教学”有关问题的思考
1.提问式教学是探究式教学吗？
探究式教学与提问式教学是有区别的。
提问式教学由教师提出明确的要解决的问题，这些问题对于学生的抽象思维通常具有一定的挑战性，需要学生运用逻辑推理等较高级的思维技能，寻找正确的答案，指向性很强。这样的过程以问题开始，以答案结束。许多问题的提出主要考虑学习内容的需要，对于学生的兴趣考虑不多。
探究式教学是让学生在特定的情境中，通过观察，发现感兴趣的现象，提出有价值的问题，从而展开探究。探究的目的不仅仅是解决某一特定的问题，更重要的是，加深和拓展对核心概念的理解。所以，探究的结论无论对或错，都是有价值的，都能够使学生在反思过程中加深理解。
有的教师不太理解二者的区别，为了体现探究式教学，设计了一连串的问题，请一个又一个的学生回答，这个学生回答不正确，再换一个学生回答。始终是教师—学生一对一式的一问一答。这是对探究式教学的错误理解。
2.如何帮助学生成为“探究”的主人？
在“探究式教学”中，学生应该成为研究者，成为学习的主人。教师应该相信学生有兴趣和能力成为合格的研究者。如何做到这一点呢？
首先，教师创设的情境应是学生感兴趣的，是来自真实世界的，即源于生活、源于自然，不应学科本位，学术性太强。“让学生探究源自学生经验的真实问题是科学课教学的中心策略。”（《美国国家科学教育标准》，1996）其次，要考虑到许多学生更愿意探究自己的问题，而不是别人的问题，应设法给学生创造这样的机会。第三，应该给学生充分的自主性，让学生自主设计探究方案，自主选择记录数据、处理数据的方法。教师的指导，给出的应是建议，而不是答案。第四，有效地组织学生开展小组合作学习。只有这样，学生才会在“探究”过程中建立起责任感，成为“探究”的主人。
3.如何组织小组合作学习？
现代的科学研究项目往往由科研工作者组成的团队承担，科学家和技术人员大都以小组形式合作，很少单挑独干。与此相似，学生在科学课程中开展的“探究”活动也应以小组形式进行，以使学生获得与他人分享责任和成果的体验。
当学生在小组内交流、讨论，甚至辩论的时候，教师往往觉得课堂乱哄哄的，难以驾驭。这时候，需要教师恰当运用一些课堂管理技巧。实际上，不管多么活跃，或者称为“闹”的学生，还是很尊重教师的。教师之所以觉得有些学生“闹”过头了，大多是因为学生不清楚教师允许的“限度”是什么。如果教师能够事先制订保证正常课堂秩序的规则，到时候教师只需适当提醒，学生就会按规则行事。如果这些规则是学生参与制订的，是学生认可的，并且写出来张贴在教室里，相信学生会乐意遵守。需要注意的是，书写这些规则时，最好使用正效应动词，如“做到……”，尽量避免负效应动词，如“不能……”，以免学生产生逆反心理。
4.为什么要重视学生的原有经验？
现代教育理论认为，学生原有经验是影响学习过程的重要因素。“当新的信息与学习者头脑中原有的概念发生联系时，就会产生有意义的学习”（Novak,1998）。“然而，这些概念往往与科学概念不一致。研究表明，学生不容易转变已成为他们经验的一部分的原有概念，接受在课堂上学习的新的科学概念。”（Duit & Treagust,1995）这就需要教师在开始一个核心概念的教学时，首先设法了解学生经验中对这一概念的认知。
教师可以从问这样的问题开始：“关于……你知道些什么？”“你有哪些疑惑？”学生可以将回答分别写在纸上；或者小组内讨论，形成小组的回答。然后教师认真记录学生的回答，作为调整教学内容和教学策略的依据。
需要注意的是，教师应留意所有学生的回答，无论学生的回答多么荒唐可笑。因为错误的答案往往是学生头脑中根深蒂固的原认知。此外，教师不要嘲笑学生的回答，也应制止其他学生的嘲笑，否则学生会将真实想法隐藏起来，不利于教师挖掘学生头脑中的错误概念。民主、轻松的课堂氛围对于学生的学习是很重要的。
5.什么是科学过程技能？
科学过程技能（science process skills）是开展科学探究的工具。科学家运用观察、测量、作出预期、推论、分类、实验、交流等过程技能，获得新的经验，收集证据形成解释，并将新的解释与原有的概念、模型等联系起来。其他的科学过程技能包括控制变量、收集数据、对数据作出解释、作图、建构模型、正确使用数字和时空关系、估计、排序等。虽然人们常常一个一个地描述科学过程技能，实际上它们很少单独起作用。当学生进行探究时，他们将使用和科学家一样的过程技能，只是在比较简单的水平上运用。对学生进行系统的科学过程技能的训练，是培养科学探究能力的重要环节。
6.为什么要重视等待（wait-time）策略的运用？
“探究”的过程是探究者进行活跃思维的过程，不仅有归纳、推理、演绎，还有直觉、想象等思维活动。这些思维过程是需要一定时间的。教师在指导学生探究时，要有足够的耐心，要学会等待（wait-time）。有研究表明（Rowe,1996），如果教师提出问题后，只留给学生很短的时间，如一两秒，就要求学生回答，学生很可能回答不上来，或者由于思考的时间太短，只能给出短而简单的答案。这时候，有的教师就会转而问另一个学生。实际上，如果留给学生思考的时间长一些，如5 s，学生答案的长度将增加3倍～7倍。对于教师心目中学习较差， 或者教师认为较笨的学生，许多教师往往留给他们思考的时间更短，因为教师们没有对这些学生的回答抱太大的期望。
“探究”是富有个性化的创造性活动，有利于调动每个人的潜能。教师应充分信任每一个学生，并给予弱势学生更多的关注。在实施“探究式教学”时，注意等待（wait-time）策略的运用。
“探究式教学”中需要探讨的问题还很多，作为世界各国科学教育都在关注的一个研究课题，研究如何开展探究式教学，本身就是“探究”。提高学生的科学素养，使学生能够像科学家一样开展探究，不是一件急于求成的事情，宜用小火慢慢地“炖”，不宜使用微波炉。注意循序渐进，让学生逐渐适应并投入其中。“探究式教学”的目的不是为了“探究”，而是为了使学生更有效地学习，更好地理解和运用科学概念，提高科学探究能力。