什么是探究性学习？
，探究学习
探究学习是一种主动的学习过程，主要是指学生在科学课堂上自己探索问题的学习方式。
研究探究性学习，首先要明确什么是探究。美国国家科学教育标准对探究的定义是:“探究是多方面的活动，包括观察；提问；通过浏览书籍等信息资源，了解知道哪些结论，制定调查研究计划；根据实验证据评估现有结论；用工具收集、分析和解释数据；提出解决方案、解释和预测；并传达结果。探究需要确定假设，进行批判性和逻辑性的思考，并考虑其他替代解释。”[1]
在美国国家科学教育标准中，探究有几种用法:
1.科学探究。
“科学探究是指科学家研究自然并根据研究中发现的证据提出解释的各种方式。”[2]
2.探究式教学。
“探究学生经验中产生的真实问题是科学教学的核心策略”。
探究可用于以下内容的教学:(1)物理、生命、地球空间科学的学科内容；(2)科学事业的性质(如科学探究的性质)；(3)科学探究所需的能力。但是，探究式教学是手段，不是目的。目的是掌握科学内容、科学方法和科研能力。虽然探究非常重要，但它“并不意味着所有的教师都应该追求单一的方法来教授科学。”
3.探究式学习。
在美国国家科学教育标准中，探究也指学习过程。是一个主动的学习过程——“学生做的事情，而不是对他们做的事情”[3]。换句话说，就是让学生思考怎么做，甚至怎么做，而不是让学生接受老师思考过的现成结论。
从美国国家科学教育标准中探究一词的用法可以看出，探究既是学习的过程，也是学习的目的。我认为，探究性学习是指通过模仿科研过程来学习科学内容，从而在掌握科学内容、掌握科研能力的同时，体验、理解和运用科研方法。
第二，其他类型的查询
探究一词也用于针对实际问题的项目学习，称为实践探究[4]。实践探究不同于科学教育中的探究学习。探究学习的主要目的是理解具有广泛解释力的一般原理，而在任何时候，科学领域对于那些原理是什么(例如运动定律)通常都有一致的意见。实践的探究一般不指向一些普遍接受的理解，而是在某些情况下考虑几种不同的可能的行动线索；每一个都可以“正确”。实用推理与背景密切相关，根据对当地情况的了解和限制做出选择。换句话说，要考虑很多实际问题和条件，比如什么是审慎，什么是传统，什么是必要，什么是道德。因此，实践探究往往是具体的而不是抽象的，有限的时间而不是无限的时间，最直接的而不是间接的，部分的而不是一般的探究。实践探究的过程既是获取知识的过程，也是开发和运用智慧的决策过程。
科学教育中的研究性学习强调直接指向科学理解的思维，而不是指向合理行动的思维。实践探索指向行动计划。例如，有什么可行的方案来减少上海的水污染？对于生活在美国的低收入中国家庭来说，有什么营养又经济的食谱？在考虑这些问题时，科学知识是必要的，但这是不够的。
国外学校教育中与科学相关的实践探究领域有两种。一个是环境教育(至少是环境教育的一些方式)，一个是技术教育(我们这里说的不一定是“高”技术)。技术不同于科学。技术是一种致力于改善人类各方面条件的企业。在考虑知识利用的同时，必须考虑其价值和效益。
此外，社会研究中也使用了探究一词，一般称为社会探究[5]。与科学探究不同的是，社会探究在为社会科学和人文科学形成研究结论和解释的过程中，不仅运用了基于经验证据的反思和主观价值判断。
近年来，上海部分高中开展了研究性学习的实践与研究。“所谓研究性学习，广义上是指学生主动探究问题。在目前的实践中，主要是指学生在教师的指导下，以类似于科学研究的方式获取知识、应用知识和解决问题。这种学习通常围绕一个需要探索和解决的具体问题展开，所以也叫‘专题研究性学习’。”[6]将“探究性学习”的定义和实践与国外探究一词的用法进行比较，笔者认为，探究性学习是探究性学习、社会探究和实践探究的结合，其中更强调解决实际问题，以“实践探究”居多。比如“闵行区农村垃圾处理现状及意见”、“克隆人的伦理问题及社会后果”等等；但也有一些题目在科学教育中倾向于探究式学习，比如“条形磁铁的磁力线方程”[7]。
通过以上分析，笔者认为，目前实践中使用的工作术语“探究性学习”不仅涵盖了国外科学教育中的探究性学习，还包括社会探究和实践探究，而且还包括后者。它可以转化为以研究为导向的学习，以显示差异。
三、探究学习的来龙去脉
杜威首先提出在学校科学教育中使用探究方法。在1909之前，大多数教育工作者认为科学教育的方法主要是通过直接的教学让学生学习大量的科学知识、概念和原理。1909杜威在给美国科学促进会的演讲中首次批评了这种方法。他说，科学教学过分强调信息的积累，而没有足够重视科学作为一种思维方式和态度。杜威认为，科学教育不仅仅是让学生学到很多知识，更重要的是学会科学研究的过程或方法。
从1950到1960，探究作为一种教学方式的合理性越来越清晰。教育家施瓦布指出，“如果学生要学习科学方法，还有什么比积极参与探究过程更好的学习方式呢？”[8]这句话对科学教育中的探究学习影响深远。施瓦布认为，教师应该通过探究来展示科学知识，学生应该通过探究来学习科学内容。为了实现这些变化，施瓦布建议，科学教师应该首先去实验室指导学生体验科学实验的过程，而不是在课堂上教授科学。也就是说，在向学生介绍正式的科学概念和原理之前，应该允许他们在实验室做实验。用实验证据解释和深化课本上的内容。
施瓦布对教材和实验手册的编写提出了三点建议。1.实验手册或教材只提出问题，描述研究问题的方法，而不告诉学生实验结果，让学生发现事先不知道的关系。2.教材可以提问，但研究方法和结论可以开放，让学生根据自己的实验做出判断。3.最开放的设计是，学生的实验可以不局限于课本或实验手册规定的问题，还可以根据自己的实验提出自己要研究的问题，收集证据，提出科学的解释。
施瓦布还提出了一种基于阅读文献而非实验的探究学习方法，他称之为“探究中的探究”。具体来说，教师为学生提供阅读材料和科学研究报告，师生讨论研究的细节:问题、数据、技术的作用、数据的解释以及科学家得出的结论。如果可能的话，学生阅读的材料将包括几种可供选择的解释，介绍不同的和可能矛盾的实验，并对假说进行辩论。通过这个讨论，学生可以了解科学知识是如何产生的，科学知识的基本要素是什么。
施瓦布、杜威等人的研究，包括50、60年代布鲁纳和皮亚杰的研究，影响了50年代至70年代初的课程教材。1957年俄罗斯人造地球卫星的发射刺激了新课程和教材的开发，许多课程教材得到了美国国家科学基金会、其他联邦机构和私人基金会的资助。这些教材的一个共同点就是让学生参与做，而不仅仅是被动听课或者只是阅读与科学相关的资料，更注重学习科学的过程而不是掌握科学知识。20世纪50年代和70年代的改革使发展学生的探究能力和将科学理解为一个探究过程的理念得到广泛传播。
第四，探究学习的特点
由于探究的使用非常广泛，研究者们提出了一个工作定义来区分基于探究的教学与一般意义上的探究以及科学家从事的探究。根据对探究和探究性学习过程的分析，探究性教学与科学探究在五个方面既有联系又有区别，构成了探究性学习的五个基本特征[9]:
1.提问:学习者致力于科学问题的探索。
科学问题关注的是物体、生物、自然的事件，与学校科学教育内容标准中描述的那些科学概念相关。这些问题可以引导学习者进行实证调查研究，通过收集和运用数据，形成对科学现象的解释。科学问题在深度和广度上与科学问题不同，在提问过程中受到的引导程度也不同。在课堂上，提出有意义、有针对性的问题，可以丰富学生的探究活动，但不能深不可测，必须通过学生的观察和从可靠渠道获得的科学知识来解决。学生必须掌握答题的基本知识和步骤，必须便于检索和使用，必须适合学生的发展水平。最初的问题可以来自学习者、老师、教科书、互联网、其他资源，或者它们的组合。教师在引导和识别这些问题方面发挥着关键作用。熟练的教师可以帮助学生，使他们的研究更加集中和深入。例如，学生经常问“为什么”的问题，其中一些问题太大，教师可以将许多问题变成“如何”的问题。这种变化使探究问题更集中、更深入、更贴近科学，从而引导学生进行科学探究，使他们体验有趣而丰富的调查研究成果。
对于年龄较小的学生，符合这一要求的问题，例如，出生在谷物、面粉中的甲虫幼虫对光有什么反应？比如对于高年级学生来说，基因对眼睛颜色有什么影响？不符合这个标准的问题，比如为什么有人会做出对大三学生做的那种行为？这个问题太大了，无法科学定义。对于高三学生来说，100年后的全球气候会是怎样的？这个问题很科学，但也很复杂。回答这个问题需要考虑几乎所有的观点和所有的实证材料，才能做出预测。学生们所能做的就是思考个人因素，例如，云的增加是如何影响气候变化的？或者他们可以思考一下因果关系，比如温度升高(或降低)5度，会对植物产生什么影响？对气流和气候有什么影响？
2.收集数据:学习者重视证据在解释和评价科学问题中的作用。
论证是科学和其他知识的区别。科学家利用感觉器官或工具、仪器，通过在自然情境中的观察和测量，以及在实验室中的实验和测量，来收集经验数据。在某些情况下，科学家可以控制条件以获得经验数据和结果；在其他情况下，他们无法控制条件或控制扭曲的现象，但他们通过广泛观察自然发生的事情或通过长期观察来收集数据。科学家根据经验数据推断不同因素的可能影响。经验数据的正确性是通过测试测量、反复观察或收集与同一现象相关的不同种类的数据来验证的，有待于各方面的质疑和进一步的调查研究。
上面一段解释了什么是科学中的实证主义。在探究性学习中，学生还要根据经验数据解释科学现象。一、观察，观察植物、动物、石头并描述其特征；二是测量，测量温度、距离、时间，认真做好记录；三是实验室内的实验、观察和测量，包括受控条件下的化学反应、物理变化和生物反映，实验过程中的变化和发展都记录在报告和表格中；四是从教师、教材、网络或其他途径获得实证数据，使他们的探究进行下去。与科学探究不同，探究性学习中收集经验数据的过程可以获得和利用更多来自他人的帮助。
3.形成解释:学习者根据证据形成对科学问题的解释。
学习者在论证的基础上，根据逻辑关系和推理，找到事件的因果关系和其他解释。他们的解释和观点必须与从实验或观察中获得的经验材料相一致。学习者必须尊重事实和规律，以开放的态度面对批评，并使用与科学相关的各种认知过程——例如，分类、分析、推理、预测以及批判性推理和逻辑等一般方法。
所谓解释，是指在学习新知识的过程中，将自然或实验室观察的结果与已有知识联系起来，形成超越已有知识和当前观察结果的新认识。例如，学生可以将观测结果与从其他渠道获得的知识结合起来，对月相的变化提出自己的解释；利用已有的基本知识和经验以及调查结果来分析食物与健康的关系，等等。探究性学习和科学探究都可以产生新知识，但不同的是，探究性学习产生的新知识，由于学生现有知识有限，可能只针对学生自己。
4.评价结果:学习者根据其他解释对自己的解释进行评价。
评价，以及排除或纠正解释，是科学区别于其他形式的调查和解释的一个特征。人们可以提出这样的问题:经验材料能证明所提出的解释吗？这个解释足以回答这个问题吗？将经验材料与解释联系起来的推理是否存在明显的偏见和缺陷？能否从经验材料中得出其他解释？
学生可以通过参与对话来比较自己的研究结果，或者将自己的结果与老师或教科书提出的结果进行比较，以评估各种可能的解释。与科学探究不同，学生只要将自己的成果与适应自身发展水平的科学知识相结合，就能达到探究学习的目的。
5.测试结果:学习者交流并验证他们的解释。
科学家通过重复别人的实验来验证他们的结果。这就需要对问题、步骤、证据、提出的解释以及对其他解释的评价进行清晰的描述。它使研究经得起更多的质疑，并为其他科学家提供了利用这些解释研究新问题的机会。
让学生交流自己的研究成果，可以为他人提供提问的机会，检验实证材料，找出错误的推理，给出实证材料无法证明的陈述，提出基于同一观察数据的其他不同解释。交流结果可以引入新的问题，或者加强经验数据与现有科学知识和学生解释之间的现有联系。由此，学生可以解决交流中遇到的矛盾，并进一步确定基于证据的演示方法。
研究性学习应充分体现这五个基本特征。当然，所有这些特征都可以变化。比如，每一次探究都让学生投身于科学问题，但有些情况下，要探究的问题是学生先提出的，有些情况下，学生并不直接提问，而是从老师提供的问题中选择一个问题进行研究，或者对别人提出的问题稍加修改，使之更深入。研究表明，学生在探究学习中的自主程度非常重要，学生应该参与到自己的活动中去发现问题或深化探究。但是，探究学习不是绝对的。只要着眼于科学问题，让学生思考，适应具体的学习目标，即使这五个特征有变化，也可以认为是探究性学习。
五、完全询价和部分询价，开放式询价和引导式询价。
有时探究性学习又分为“完全探究性学习”或“部分探究性学习”。这种分类指的是学习经验中基于探究的成分比例。比如，当一个老师或教材没有让学生投入思考问题，而是从安排一个实验开始，那么探究学习的第一个基本特征就缺失了，这种探究就是部分探究。同样，如果教师选择演示某样东西是如何工作的，而不是让学生探索它的功能并形成自己的问题或解释，那么探究的第三个基本特征就缺失了，这也是探究的一部分。只有具备探究性学习全部五个基本特征的学习方式，才能称之为完整的探究性学习。
探究式教学在教师的具体指导下也会发生变化。表1[10]描述了教师在学生参与探究活动中所提供的组织、指导和训练的变化。五个基本特征中的每一个都被分成几个变体。如果学生的参与活动如表中最左栏所述，则说明课堂上的探究性学习是最开放的探究性学习。然而，很少有学生在学习之初就具备这种能力。他们首先要学会如何提问，如何评价，因为不是每个问题都能被调查。他们要学习经验材料和观点有什么区别，如何形成有力的解释等等。根据教师组织学生行为的程度，探究性学习可以分为引导性探究和开放性探究，但这种分类不是非此即彼的二分法，而是用来解释哪种倾向更多或更少。表1表明，在提问和回答问题、设计研究和交流研究成果的过程中，学生承担的责任越多，探究越接近开放探究(即越接近表1的左栏)。教师承担的责任越多，离引导探究越近(靠近表1的右栏)。
表1研究性学习的基本特征及其变体