不僅是事實和公式：小學課堂中的探究式科學教育究竟是什么

首先，我需要向大家相對全面地介紹一下什么是探究式科學教育，什么是有效的探究式科學課，在探究式科學課上教師需要扮演什么樣的角色，最后簡單地討論一下形成性和總結性的評估。今天我將有選擇性地針對具體的例子完成我的報告，但是我想讓大家知道的是，最初接到這個演講題目的時候，我的思維是非常擴散的，想到了很多東西。我當時想到了我曾經的經驗和出版的那些著作，同時也從美國的國家研究機構和國家教育標準的資源中汲取經驗，包括《新一代科學教育標準》，還有紐約州和馬薩諸塞州這兩個州的標準。

探究式科學教育的定義是：“學生通過學習如何調查研究、構建知識體系和理解周圍的世界來逐漸形成核心科學概念。”這個定義是由國際科學院組織科學教育項目（IAP SEP）來界定的，大家可以看到它有4個要素，最重要的知識體系是第1點，如何調查研究是第2點，構建知識體系和了解周圍的世界是第3點，而逐漸學習的過程是第4點。

通過圖表來向大家展示，就是這樣一幅景象（圖1），比如學生進行學習活動，他們會使用一些探究性學習的技能，最終了解并掌握這些核心概念知識。當然這是一個循序漸進的過程，但同時它也是一個整合的過程。

我想著重說明兩點，一個是核心概念，還有一個就是探究技能。核心科學概念根據美國《K-12科學教育框架》的設定，是有以下幾點定義或選擇標準的。

對于多個科學學科來說都是非常重要的或者是某一學科的關鍵組成成分；

為理解和研究更為復雜的概念和解決問題提供重要工具；

與學生的興趣和生活經驗密切相關的內容，或者需要利用科學或技術知識來理解的、與社會或個人關注相聯系的內容；

在深度和復雜度水平日趨增長的各個年級都能夠開展的教和學的內容。

關于基礎和結構的核心概念是很重要的，我們知道物體是有自己的形狀，然后是有自己的組織構架，而這個結構就決定了它的用途。舉個簡單的例子，我們的嘴巴和牙齒，它們的形狀不同，它們的結構也不同，所以它們的功能也不同。這個核心概念在眾多科學學科中都是非常重要的，它也是一個理解和研究更為復雜的概念和解決問題所需要的重要工具，當然它也是與學生的興趣和生活經驗密切相關的。同時它也是在深度和復雜度水平日趨增長的各個年級都能開展的內容，隨著學生的年級增長，他們能學習更為復雜的知識。

探究式科學教育中另一個重要方面是科學探究能力，涉及以下幾點。首先就是要提出問題。剛剛給大家看的這個短片中（Hubert教授在論壇現場播放了一個關于電路教學的課程實錄短片，視頻片段可以訪問本刊官網在線觀看，語言為英文——編者注），關于電路的問題實際上是由教師提出來的，但是不管問題的提出者是誰，學生都要學會自己去提出屬于自己的問題。其次就是要收集數據。短片中也向大家展示了，學生不論是使用電線、馬達、燈泡，或者電池，這些都是他們收集數據或證據所需要的工具。在視頻最后向大家展示的總結評估階段，希望你們能夠注意到，學生們其實是自己作出了總結，他們有自己的結論，學生不光知道這個電路是如何形成的，還要知道它形成之后能夠做一些什么。在總結性的報告中，學生需要參加公開的辯論或者是作匯報，這些都能夠幫助他們更加明確自己所學到的東西。

通過剛才的片子，我們可以發現有效的探究式科學課堂上的一些關鍵要素，探究式的科學課堂實際上像一個社會小團體一樣，這個小團體也有它自己的文化，最重要的就是合作伙伴關系，它主要是關于學生、教師、課堂環境和所有的教學資源之間的一些關系。其中第一點就是直接向自然或者他人學習。第二點是在協作環境中學習。剛才我們看到教師要求學生知道這個東西是怎么形成的，這就是我們所要說的第三點，他們是如何知道這些內容的。第四點就是說對大自然進行一手的探究并不夠，必須在此基礎上繼續思考，并明確呈現其重要意義，也就是思考過后才能公之于眾。這一點我必須要明確說明一下，學生必須要從探究式科學教育中構建堅實的科學理解，否則他們無法進行下一步的學習。還有一點就是教師的角色是同樣重要的，教師的知識、指導和伙伴關系對于成功的學習是至關重要的。最后一點，課堂教學中的評測至關重要，這種評測的形式有時候是口頭的，但無論它是總結性的評測，還是形成性的評測，最重要的一點，它都必須是以課堂為基礎所做的一些評測，而不是由其他的機構所做的評測。

現在我們重點探討一下探究式科學課堂中教師的一些作用：利用學生已有的經驗；集中學生的注意力；培養學生間的合作；通過創造性問題推進學生的探究；幫助學生做好工作記錄；敦促學生探討他們的工作；幫助學生堅實地理解科學知識；將評測作為科學學習的一部分。但是我更想向你們展示的是具體的課堂上的一些情景和圖片，這個課堂主要的組成成員是9歲的孩子。

首先，我想讓你們著重看一下這個課堂是如何組織的，也就是孩子們如何分組。在這個情景里面，教師是讓學生以性別為基準進行分組，所以一組同學通常是2個女孩或者2個男孩。對于教師扮演的角色，我想讓你們看一下教師是如何利用學生已有的經驗的。這節課的開始，教師給學生發了問卷，讓他們思考并填寫房間里面電是從哪里來的，你是如何發現的，如果你的手電筒停止了工作該怎么辦等。這些事情對學生來說是非常熟悉的，但是有可能會引導他們思考更加復雜的一些問題，比如說并聯電路和串聯電路之間的區別是什么。教師憑借這些問題的回答就可以評估學生是否能夠進行這個單元的學習，然后他會引導學生去看一些平常在生活中經常發現但是可能并沒有引起學生注意的一些事情。

第二點是非常重要的一點，就是要幫助學生集中注意力。教師通常會選擇一些比較集中的問題來提供給學生。這是關于教師如何引導學生對電路進行研究的一個視頻，她提供的材料包括l節l號電池、1個馬達、l條紅線、l條藍線，還有l小塊膠帶，他們可以用它做l面小旗子。學生所面臨的挑戰是找出如何將馬達和電池連到一起，使旗子能夠轉動的方法。教師還有一個重要的作用就是鼓勵學生之間能夠有良好的合作，還有幫助學生做好他們的工作記錄。教師在課堂上會要求學生畫一些圖畫或者是做記錄，學生記錄他們所做的一些工作，并且在這個單元學習完成之后，他們能夠回去看一下進行復習。同時這些記錄也可以幫助教師了解學生的學習進程，幫助他們更好地交流和理解彼此的工作。同時教師還有一個角色是敦促學生探討他們的工作，但這一點我就不進行詳細的說明了。

探究式科學教育最重要的一點，不僅要讓學生了解這些知識，同時還要注重他們是如何了解的，也就是這個學習的過程。在這個視頻中教師就跟學生展示了l塊電池，這是他們昨天已經學習到的知識。然后出示了1個圣誕樹的燈泡（自帶2根接線的燈泡編者注），她問學生如何讓這個燈泡亮起來，學生回答說燈泡和電池沒有連接起來。教師接著問那我們應該做的是什么呢？學生們說需要把燈泡的一根接線連到電池的頂端，另一根接線連到電池的底部。教師告訴他們這就是一個電池的連接，這就形成了一個完整的電路。這一點在探究式科學教育中是非常重要的。學生理解這一點非常重要，因為這個概念不僅僅適用于這個領域，如果他們在學習其他課程，比如物理、化學，或其他需要有電力學基礎的課程中，如果他們沒有了解這個概念，繼續進行學習是非常困難的。

最后，我想談一下評測的定義。我們知道評測包括收集數據，并且對此進行解釋、交流和出于某種需要而使用這些數據。課堂教學的評測目標，主要包括在課堂學習中增強學生的學習效果，以及了解在某個時間點學生學到了什么，比如在課程單元結束的時候或者學期末。在這個視頻中，教師說她對于這個課程的安排已經在自己腦海里有了思路，但她認為更重要的一點是要觀察學生們在做什么或者學到了什么，要進行課堂上的評測。具體做法如下：①學生參與一項活動；②收集學生在活動中的表現數據（很多情況下，這項工作要由教師完成）；③利用這些數據對學生的表現作出判斷；④選取并使用一些機制來表明和交流上面的判斷（例如口頭評語、分數等）。這個視頻中展示了教師在做測評的時候問學生我們如何來做一個完整的電路，學生就說了一些必要的材料，比如說電池、電線，還有一個燈泡，同時教師也問僅有這些材料的話夠不夠。學生說不夠，他們就說了一下如何能使這個燈泡點亮的一些步驟。在學期末或者一個單元結束或者整個學年結束時，我們可以做這種評測，利用這些環節中收集到的數據和證據，對學生的學習和工作進行評測。

我的演講非常簡短，但是我希望大家通過我的演講，能夠了解探究式科學課堂應該是什么樣子的，應該教授什么內容，以及評測應該如何去做。我希望我的描述和實例能夠表明，高品質的探究式科學教育可以在課堂上成為現實。我也試圖表明，探究式科學教育不僅僅是科學事實、公式和一套流程。謝謝大家！