科学探究：本质、特征与过程的思考

1 2 3 下一页 随着基础教育改革的不断深入，人们的科学教育观念也发生了很大转变。人们越来越清楚地认识到，科学教育的目的不是为了把少数人培养成科学家，而是要把所有的学生都培养成具有科学素养的人。正如《面向全体美国人的科学》中所指出的：”世界的发展要求每个人都必须具备科学素养，而不仅仅是少数享有特权的人。科学教育将不得不使其成为现实。“人人具有科学素养”正日益成为世界各国一项重要的教育目标。但要真正实现这一目标，就必须对现有的科学教育体制进行改革：改变过去单纯注重知识传授的倾向，加强对学生科学实践能力，包括理解和运用科学知识、掌握科学研究方法等的培养；改变学生被动接受的学习方式，加强学生的主体意识，变被动学习、机械模仿为主动参与、自主探索；等等。“科学探究”观念正是适应这一改革需要而产生的。在当代，世界各国都纷纷将“科学探究”作为科学教育的一个重要目标和方法。美国国家研究理事会制定的《国家科学教育标准》(1996)明确提出“科学探究”是学生科学学习中“基本的、起支配作用的原则”，是科学教育的核心。为了促进学生的科学学习，教师必须“鼓励学生培养科学家的思维习惯、好奇心、兴趣和创造性”，“使学生的学习集中于探究”。英国2002年颁布的《国家课程》中所提出的科学课程四个标准中，第一个目标就是“科学探究”。我国2002年新颁布的《科学课程标准》也将科学探究列为科学教育的第一目标。可以说，“以科学探究为核心”已经成为国际科学教育改革的共识。为了更好地理解和把握科学教育中的科学探究问题，本文主要从本质、特征与过程等三个方面对科学探究作一深入的探讨和分析。
　　
　　一、科学探究的本质
　　
　　要准确地理解和把握科学探究的本质，首先必须搞清楚什么是探究。从语义上讲，“探究(inquiry)”一词源于拉丁文的in或inward(在……之中)和quaerere(质询、寻找)。在《牛津英语辞典》中，探究是指“求索知识或信息，特别是求真的活动；是搜寻、研究、调查、检验的活动；是提问和质疑的活动。”我国1989年版的《辞海》将探究界定为“深入探讨、反复研究”。1996年版的《现代汉语辞典》也将探究定义为“探索研究；探寻追究”，即努力寻找答案、解决问题。由此可见，从基本含义上讲，探究的目的是获得知识、真理，探究的途径或方法是搜寻、调查、研究、检验。为了准确、深入地理解和把握探究的本质，我们进一步对不同领域中的探究概念及其理解进行分析。
　　
　　首先，我们来看社会学对于探究的理解和界定。在社会学领域中，直接的来讲无“探究(inquiry)”一词，社会学家主要是对与探究相关的“探索”(exploration)概念进行了探讨。在《社会学词典》中提出，所谓探索性研究(exploratorystudy)是指研究者在对研究题目的范围和概念不甚清楚，对研究对象的内在联系不熟悉，不能确定假设和研究方向，并且缺乏前人的研究信息和理论的情况下，无法提出适合这类问题的具体方法以进行深入、细致研究时所采用的一种研究方法[2]。在社会学家看来，探索的一个突出特点就是未知性。这种未知性不仅体现在对于研究问题本身的认识上，如对研究主题的范围、研究对象的内部关系等不甚了解，而且体现在整个研究进程中。由于不能明确确定具体的研究方案，必须根据研究的进展不断地对方案进行调整。正是由于这诸多的未知性使得整个探索也处于动态的、不稳定的摸索状态。因此，社会学中的探索是对未知事实的一种摸索性的初步研究。
　　
　　在心理学领域，研究者们主要是对个体的探索活动及其行为(Exploratorybehavior)进行了探讨。如，在《简明心理学百科全书》中，探索(行为)是指动物进入新异环境中常常出现的行为，包括向各处探头、嗅、窥看、轻轻地迈步、慢慢地游走等。这种探索行为可以使动物获得有关新环境的各种信息，缓解因新异环境而引起的紧张状态]。我国台湾心理学者张春兴认为，探索行为是个体在新的环境中面临新的事物时企图对其性质获得进一步了解或控制时所引发的行为。探索是儿童主动学习的方式之一，包括观察、触摸、摇动、敲打等。著名心理学家朱智贤(1989)指出，探索是个体解决问题时为搜索解决问题空间的道路而使用的一种策略。从上述定义中可以看到，尽管在心理学领域中研究者们对于探索的分析视角不同于社会学领域，但他们也指出，探索作为个体在面临新环境时所表现出的试图认识、了解和控制环境的行为，其产生的一个基础性前提就是问题，正是问题的存在使得个体必须通过不断地探索来获得有关新环境的各种信息，掌握解决问题的新方法，以实现对环境的控制。因此，在心理学家看来，问题是探索产生的主要动因。在教育学领域，研究者们主要是将探究作为个体的一种学习方式来进行研究。例如，美国著名教育家施瓦布认为，探究学习(InquiryLearning)是儿童通过自主地参与获得知识的过程，掌握研究自然所必须的探究能力；同时，形成认识自然的基础——科学概念；进而培养探索未知世界的积极态度。我国一些学者提出，探究学习是“学生在教师指导下，为获得科学素养以类似科学探究的方式所开展的学习活动”。“是学生从问题或任务出发，通过形式多样的探究活动，以获得知识和技能、发展能力、培养情感体验为目的的学习方式”；“是从学科领域或现实社会生活中选择和确立研究主题，创设一种类似于科学研究的情境，通过学生自主、独立地发现问题、实验、操作、调查、信息搜集与处理、表达与交流等探索活动，获得知识、技能、情感和态度的发展，特别是探索精神和创新能力发展的学习方式和学习过程”；等等。从上述定义中我们可以看到，尽管研究者们对于探究的表述有所不同，但大家普遍认为，探究是个体围绕着问题或任务进行的一种探索活动，因此，问题是探究的起点。其次，探究作为一种类似于科学研究的活动，要经历科学研究的一般过程。同时，探究是以问题开始的，但问题的解决并不是探究的全部。通过探究，个体在知识、技能、情感和态度等各方面都获得了发展和提高。通过上述分析我们可以看到，尽管不同领域的研究者是从不同的视角来认识和理解探究的，但彼此的理解间存在着共同之处，即，问题是探究得以产生的最基本前提，也是探究的核心。探究的实质就是发现问题、解决问题。因此，根据已有的研究、理论探讨和我们自己的思考和分析，我们认为，探究是个体在新的环境中通过自主的探索、调查和研究来发现和认识新事物、解决新问题的活动。探究有广义和狭义之分。广义的探究是指一切发现和认识活动。人们通常所说的追根究底、好奇、好问、爱琢磨，实际上就是广义探究的日常表现。广义探究强调的主要是一种主动探索和发现的活动趋向，而并不一定要围绕一个明确的主题或经历一定的程序。因此，它既指科学家的专门研究，也指一般人解决问题的活动；既包括成人深思熟虑式的“实验”，也包括儿童尝试错误性的摸索或探索。狭义的探究则是指个体围绕着一个明确的问题或任务，通过假设、推理、验证等一系列的探索过程而最终解决问题或完成任务的各类活动。狭义探究作为一种比较系统的研究活动，要求具有较广泛的知识和较强的思维能力，并遵循一定的研究程序等。科学探究或科学研究就属于狭义探究的范畴。根据上述对于探究本质的分析，我们认为，所谓科学探究，简言之，就是个体通过自主地调查和研究来认识和解释自然的活动。要准确地理解和把握科学探究，我们必须明确如下方面：首先，科学探究的对象是自然界，是对自然现象或问题的一种调查和研究。通过科学探究，个体发现和揭示客观事物的本质及其相互关系，掌握自然发展的规律。正如美国学者韦尔奇所指出的：”科学探究是一般探究的“子集”，它的对象是自然界”。其次，科学探究作为一种认知活动，要经历一定的活动程序或阶段。尽管其研究问题的方式、途径和手段也各不相同，不存在绝对统一的模式，但无论是哪一类科学研究，从发现问题到解决问题，都要经过一些类似的活动过程或阶段，如形成问题、建立假设、制定研究方案、检验假设、得出结论等。正是上述这些活动过程构成了被称为“探究”的科学过程，进而也成为判断某种活动是否是科学探究活动的依据。第三，在科学探究中，为了发现和认识自然现象或事物的特征，揭示自然的发展规律，个体要运用一系列的科学方法，包括观察、比较、分类、测量、交流、预测、假设、实验等来寻求对于自然问题的答案，获得对于自然世界的理解。因此，科学方法是科学探究的灵魂。当然，在不同的研究领域，针对不同的问题，可以运用不同的研究方法，不存在固定或统一的模式。同时，在不同发展阶段，具有不同发展水平的个体可以运用不同的方法来进行探究。第四，科学探究作为一种探索活动，具有双重的含义。它既可以指科学领域里的探究，即科学家所进行的各种探索自然的活动，也可以是指个体以一种类似于科学研究的方式进行的各种科学学习活动。美国的《国家科学教育标准》就明确提出：“科学探究是指科学家们用来研究自然界并根据研究所获事实证据做出解释的各种方式。同时，它也指学生构建科学知识、形成科学观念、领悟科学研究方法的各种活动。”
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