一、前言

许多理科教学研究指出，即使是顺利完成学业的学生，他们能迅速、准确地解答书本上的问题，但在面对现实中的实际问题时，仍然对其前概念或异类概念(alternativeconceptions)(在前概念的基础上，在学习过程中产生的)“执迷不悟”。事实上，科学概念、定理、定律往往是用了好几个世纪才发展成熟的，我们不可能期望学生通过一、两堂课的听讲就彻底理解、明白，也不可能通过记忆程序，如“科学方法的步骤”等等来掌握科学方法、领悟科学精神。针对这些问题，国内外已有大量的研究。其中最突出的是，研究者们(Westbrook，S.L.，&Rogers，L.N.1994;SuGang，1995;Harrison，A.G.，Grayson，D，J.，&Tresgust，D.F.，1999，ect)对探究式学习的作用以及如何进行探究式教学等进行了深入的研究，研究发现进行探究式教学不仅可以提高学生的认知成绩，而且有助于学生理解和掌握科学的方法，培养科学的态度。因此,科学教育中应该提倡探究式的教学。

但是，探究式教学的真正落实首先需要教师对探究式教学的实质有正确的理解和在实践中不断的探索，而不应该一味守望在它的边缘泛泛而谈其可行性或局限。本文在不否认传统教学优点的前提下，从模型建构的角度出发阐述探究式教学的实质，期望对教师能有所启示。

二、探究式教学及其特征

一般来说，科学探究包括以下过程:①发现并明确提出要探究的问题;②猜想与假设;③通过观测、调查、实验等各种方法收集各种科学证据;④分析、论证;⑤得出结论、解释、模型建构及预测;⑥合作评估与交流。分析科学探究的过程，我们从现代认知心理学对人类信息加工的观点出发，认为探究式教学培养的探究能力要素包括:①收集或获取信息的能力，如观察，测量，科学记录，比较、分类，利用信息工具(如图书馆、因特网等)查询自己需要的信息资料，合作，审查等;②信息的表征或信息的编码、转换的能力，如符号化，图表化，数学知识的使用，近似，抽象化，模型化等;③信息的使用和加工能力，包括有:确定或界定研究对象，假设、想象，制定研究计划，确定变量，实施控制(包括实验和准实验研究)等;④信息的传播能力，包括有:撰写科学研究(实验和非实验的)报告，解释，口头和书面的交流等。

探究式教学就是将科学作为探究过程来讲授，让学生像科学家进行科学探究一样在探究过程中发现科学概念、科学规律，培养学生的探究能力和科学精神。其特征可从以下几方面来描述。

1.学生的探究与科学家的科学探究本质上是相同的在探究式教学过程中，学生的学习经历了科学家探究的历程。两者之间只有程度的不同，而在过程本质上是相同的。例如，科学家提出的问题是基于其领域已有研究和科学经验之上的洞察力，而学生的问题来自于对周围现象的观察和基于生活经验之上的对现象的理解;学生的探究活动需要教师不同程度的指导，学生或通过对现象的观察，或通过对教师设置的问题情境的观察、思考、交流，发现可探究的问题，从而展开探究活动。

2.学生在多方面的探究活动中真正理解和掌握科学的方法和技能探究式教学包括多方面的活动，如观察，提出问题，猜测、假设，文献查询(明确已知)，计划调查或实验，综述已知的实验证据，应用工具收集、分析、解释数据，推理论证，合作交流等，所有这些活动都可以根据当时的需要综合或选择性地采用。学生不仅在整个探究过程中适时地与别人交流，不时地记录自己的观察结果、问题、假设、以及各次实验或调查的结果。而且当最终的探究结果得出时，学生要通过口头、书面报告或其它方式，如模型、图表、演示等将其表达出来。科学的方法和技能在这些探究活动中融会贯通，当然，探究式教学不排斥对方法和技能的必要讲解，但它决不是只停留于这一步。

3.探究式教学更有利于培养学生的演绎思维能力在探究教学中要求明确假设，应用批判性和逻辑的思维，要求考虑各种可能的解释。有人将探究教学定义为，探究教学就是在某一学科的正式学习中开展的引起假设演绎思维的一种系统的研究性的方法(Kyle，W.C.，Jr.1980)。在探究过程中，为寻求对问题的解答，学生必须继续深入系统地观察、交流、进行一些简单的测量从而获得一些事实性信息，在已有经验和想象的基础上进行初步的信息处理，初中学生的演绎推理能力虽然仍处于发展阶段，但他们已能够提出一些简单的假设。以合作和单独的方式亲自去验证自己的假设。计划检验假设的步骤;明确调查或实验必须的材料;寻找、收集这些材料;按计划实施实验或调查等。如果假设得到验证，要求学生进一步作出解释和预测。当假设得不到实验和调查研究的证实时,学生将面对一种认知冲突或认知失衡，这引起学生的反思并提出相关问题，鼓励学生继续去探究、去思考，直到冲突解除，认知达到平衡，新的图式代替旧的图式或建立新图式，获得对科学概念的真正理解。这些过程势必使学生的演绎思维得到促进和发展。

4.探究式教学注重知识的深层理解指导学生进行科学探究,就是让学生通过多种活动，去探究和获取知识,以达到对知识的深层理解。基于学生前概念研究而进行的探究式教学，意识到学生的前概念可能顽固不化,因此,即使面对反复的实验结果，学生有时仍不能相信。只有当学生可以用实验得出的结果解释现象并进行预测时,才达到本质上的理解。因此,探究式教学允许学生出错,经常要求学生反复表达自己的想法,并从不同的角度或方面反复去验证,最终获得对知识的深层理解。

5.探究式教学注重学生科学精神的培养探究式教学注重让学生亲身去领会科学家研究自然界时的科学探究过程,从而使学生养成尊重客观事实的科学态度和习惯，养成敢于怀疑和坚持真理的精神,养成锲而不舍的科学探索精神。

三、探究式教学模型建构

总结已有的探究教学实践(SuGang，1995;Harrison，A.G.，Grayson，D，J.，&Tres2gust，D.F.，1999，ect)，可以得出探究教学主要有以下两种基本的模型。

1.探究式教学模型A(如图1)

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学生探究学习的最终目的是通过探究达到对所学知识的深层理解和探究能力的提高，从而能够解决实际问题，而不是只会套用公式进行数学计算。这就要求学生能够:①在必要的指导下进行有目的的观测或实验，并对结果进行思考;②直接提出问题或通过描述已学知识与所发现的问题的冲突所在，从而明确提出问题;③根据自己已有的知识经验提出对问题解答的猜测和假设;④利用各种信息手段搜集相关的资料和信息检验假设或收集必要的材料设计实验验证假设;⑤做出合乎逻辑的决定并进行合理的评价;⑥将各个人获得的部分信息组合为一个连贯的解答，并与他人交流，考虑他人的评价。在探究结束时，学生应该能:①将已有的解答应用于新情景;②将新的解答应用于已有的情景。此模型的主要部分见左图，其中④和⑤之间可能需要反复进行。这是探究式教学的一种一般模型。其一般过程可用图1简单表示出来。

2.探究式教学模式B(如图2)

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对概念获得的研究表明:学生在科学概念学习前的前概念、错误概念、朴素概念或异类概念的转变过程是非常困难的。阅读、听讲甚至问题解决对改变直觉信条都不是很有效的。教师通过有关问题引导学生亲身经验是使学生概念转变的一条有效途径。这种有效的教学策略主要包含以下几步:①引发学生的前概念，学生在对日常生活或自然、社会现象的观察、思考过程中，不知不觉形成了自己的一些初浅的观点，教师设计适当的方式让学生将其以某种形式清楚表达出来;②引起学生的概念冲突，针对其前概念，通过亲自动手做科学实验、教师的科学演示实验或逻辑的推理使学生发生认知冲突。此时学生渴望明白“事实的真相”,以解除其疑问;③适当时机引入科学概念，达到概念的替代，当学生因看到其错误概念不起作用(导致预测失败)而受到挫折和挑战时，教师就可以通过实验结果的分析、论证、抽象等说明学生观点错误的原因，最终引导学生以起作用的经验代替错误概念，调整和纠正他们对周围世界的看法。这种教学模式中探究过程主要是针对学生的科学概念的掌握而提出的，但对改变学生的错误观念也是一样有效的。

最后需要指出的是，尽管本文从模型建构的角度探讨探究式教学，但探究式教学本身没有固定、刻板的模式。教师应在领会探究教学实质的基础上，随机应变，灵活处理教学过程中出现的各种问题，设计合理可行的探究式教学。高效的探究式教学活动应该表现为学生主体在教师主体的引导和帮助下自觉、主动、自信地进行创造性、探索性的学习活动。在这样的活动过程中，学生的知识获得、积累与能力的发展始终应处于一种良性循环状态。因此，探究式教学对教师提出了更高的要求，而不是相反。214