科學(xué)探究不僅具有外顯的可操作的實(shí)踐性特征，更伴隨著內(nèi)隱的深刻的思維活動(dòng)過(guò)程，即具有思維活動(dòng)的認(rèn)識(shí)性特征。

科學(xué)探究：知識(shí)建構(gòu)與科學(xué)思維

　　■王慧君

　　科學(xué)探究對(duì)學(xué)生而言，既意味著學(xué)習(xí)內(nèi)容，又是一種學(xué)習(xí)方式，是一種在領(lǐng)悟中獲取知識(shí)、形成能力的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐的過(guò)程?？茖W(xué)探究作為一種教學(xué)行為，教師要在其中進(jìn)行有效的引領(lǐng)和指導(dǎo)，就必須明晰科學(xué)探究特別是具有教育教學(xué)意義的科學(xué)探究的本質(zhì)特征之所在。

　　新課程所倡導(dǎo)的科學(xué)探究不僅包含從事探究的能力，還包含對(duì)探究本身的理解以及探究何以導(dǎo)致科學(xué)發(fā)現(xiàn)的理解。它既有實(shí)踐的成分，又有理解和認(rèn)識(shí)的內(nèi)涵，遠(yuǎn)非實(shí)驗(yàn)探究所能獨(dú)自承載?？茖W(xué)探究的最終目的是問(wèn)題解決，而大多數(shù)的問(wèn)題解決單靠實(shí)驗(yàn)探究是無(wú)法完成的，還必須有理論的探究和建構(gòu)，科學(xué)思維、創(chuàng)新性思維在其中起著關(guān)鍵性作用?？茖W(xué)探究必須通過(guò)理論探究和實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程，才能使學(xué)生經(jīng)歷真正的探究過(guò)程，獲得完整的探究體驗(yàn)，從而使學(xué)生的思維能力、認(rèn)識(shí)水平、實(shí)驗(yàn)與創(chuàng)新能力都得到應(yīng)有的提高，可以使學(xué)生學(xué)會(huì)主動(dòng)獲取和建構(gòu)知識(shí)，學(xué)會(huì)科學(xué)思維方法，形成科學(xué)態(tài)度，增進(jìn)對(duì)科學(xué)探究的理解。

　　科學(xué)探究的能力以及對(duì)科學(xué)探究的理解不可能憑空產(chǎn)生和發(fā)展，科學(xué)探究與科學(xué)知識(shí)緊密相連。在探究中，學(xué)習(xí)者運(yùn)用所掌握的知識(shí)去探究未知事物，并在探究中逐漸獲得對(duì)知識(shí)的理解，最終獲得知識(shí)的增長(zhǎng)。即便是教師期望教學(xué)的主要成果是學(xué)生學(xué)會(huì)如何去探究，科學(xué)知識(shí)的內(nèi)容也是達(dá)到這一目的的一種媒介。首先，無(wú)論是教師提出問(wèn)題，還是學(xué)生自己提出問(wèn)題，探究的問(wèn)題必須基于學(xué)生現(xiàn)有的知識(shí)背景和理解水平，潛在地體現(xiàn)與學(xué)習(xí)者原有知識(shí)經(jīng)驗(yàn)的聯(lián)系，同時(shí)還要蘊(yùn)含新的關(guān)系和規(guī)律，即探究問(wèn)題是進(jìn)行知識(shí)建構(gòu)的起點(diǎn)和基石，也是通向新理解、新知識(shí)的橋梁。面對(duì)確定的問(wèn)題，學(xué)生需要運(yùn)用自己原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)，將當(dāng)前的問(wèn)題情境同化或順應(yīng)到已有的經(jīng)驗(yàn)結(jié)構(gòu)中，并使之與原有的知識(shí)發(fā)生聯(lián)系。通過(guò)科學(xué)探究，學(xué)生不僅獲得了解決某問(wèn)題的經(jīng)驗(yàn)，形成了相應(yīng)的問(wèn)題解決技能，而且還基于對(duì)問(wèn)題的分析，建構(gòu)起相關(guān)的原理性知識(shí)，形成了對(duì)問(wèn)題的正確理解。這些新知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)是探究者在探究前所不具備的，是在探究的過(guò)程中逐步建構(gòu)起來(lái)的。因此，科學(xué)探究的過(guò)程就是學(xué)生知識(shí)建構(gòu)的過(guò)程，通過(guò)科學(xué)探究，學(xué)生的知識(shí)獲得了增長(zhǎng)。

　　同時(shí)，一個(gè)高質(zhì)量的科學(xué)探究問(wèn)題往往涉及若干知識(shí)點(diǎn)，需要綜合該領(lǐng)域的多個(gè)概念、原理，聯(lián)系原有的各種具體經(jīng)驗(yàn)才能對(duì)問(wèn)題加以解決。而對(duì)這些知識(shí)的運(yùn)用又不能生搬硬套，需要針對(duì)當(dāng)前的具體問(wèn)題對(duì)原有的知識(shí)進(jìn)行一定的調(diào)整和變式，使原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)?zāi)茼槕?yīng)于當(dāng)前的問(wèn)題情境。由此看來(lái)，對(duì)原有知識(shí)的運(yùn)用過(guò)程也是一個(gè)知識(shí)重組和建構(gòu)的過(guò)程。有人總結(jié)出了科學(xué)探究導(dǎo)致學(xué)生知識(shí)經(jīng)驗(yàn)增長(zhǎng)的三種不同方式：（1）鞏固和熟練?？茖W(xué)探究中的問(wèn)題解決作為對(duì)原有知識(shí)、技能的應(yīng)用，同時(shí)可以鞏固相應(yīng)知識(shí)的記憶保持，提高相應(yīng)技能的熟練化程度；（2）深化和整合。當(dāng)問(wèn)題與學(xué)習(xí)者原有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)有一定距離時(shí)，學(xué)習(xí)者常常需要同時(shí)激活多方面的相關(guān)知識(shí)，并綜合起來(lái)進(jìn)行一定的推理和轉(zhuǎn)化，這一過(guò)程可以幫助學(xué)習(xí)者深化對(duì)知識(shí)的理解，在知識(shí)經(jīng)驗(yàn)中建立起更為豐富的聯(lián)系，形成更為整合、更為融會(huì)貫通的知識(shí)結(jié)構(gòu)。（3）新知識(shí)建構(gòu)。新知識(shí)建構(gòu)包括基于科學(xué)探究活動(dòng)本身而實(shí)現(xiàn)的新知識(shí)建構(gòu)，和以問(wèn)題為中心線(xiàn)索、綜合其他學(xué)習(xí)途徑而實(shí)現(xiàn)新知識(shí)的建構(gòu)兩條途徑。所以說(shuō)，科學(xué)探究過(guò)程同時(shí)也是知識(shí)檢視和建構(gòu)的過(guò)程?？茖W(xué)探究的核心就是問(wèn)題解決的過(guò)程，那種為了探究而探究，不關(guān)注學(xué)生知識(shí)背景和知識(shí)獲得的探究，不圍繞問(wèn)題解決的探究只能是假探究，而一旦圍繞問(wèn)題解決展開(kāi)探究就不可能與知識(shí)和知識(shí)的建構(gòu)分離。

　　科學(xué)探究的核心過(guò)程是問(wèn)題解決過(guò)程，問(wèn)題解決的過(guò)程必然伴隨著知識(shí)建構(gòu)，而統(tǒng)領(lǐng)所有這些活動(dòng)的靈魂便是科學(xué)思維，科學(xué)探究的教學(xué)活力也正是體現(xiàn)在激發(fā)和活躍學(xué)生的思維上。科學(xué)探究每一環(huán)節(jié)的實(shí)施都依賴(lài)于學(xué)習(xí)者的科學(xué)思維，在探究的過(guò)程中學(xué)習(xí)者既要進(jìn)行歸納、演繹、推理，又要進(jìn)行假設(shè)、猜想和反思。我們可以把科學(xué)探究過(guò)程中的思維概括為三個(gè)層次：邏輯推理、假設(shè)和猜想以及質(zhì)疑和反思。第一，科學(xué)探究所得出的結(jié)論要符合邏輯推理原則，它遲早要經(jīng)過(guò)觀察或?qū)嵺`的檢驗(yàn)，學(xué)生必須依據(jù)邏輯推理和嚴(yán)密的核查證據(jù)對(duì)論點(diǎn)加以證明。第二，科學(xué)探究是邏輯和想象的融合，只有邏輯，沒(méi)有想象，不可能創(chuàng)造性地解決問(wèn)題。美國(guó)《科學(xué)素養(yǎng)的基準(zhǔn)》中說(shuō)，科學(xué)探索（究）“比教科書(shū)中作為‘科學(xué)的方法’所介紹的教條性的步驟要靈活得多”，“在科學(xué)探索（究）中包含的想象與創(chuàng)造性比許多人能認(rèn)識(shí)到的要多得多”。提出假設(shè)和猜想，然后再解決假設(shè)和猜想如何能夠接受現(xiàn)實(shí)檢驗(yàn)的問(wèn)題，往往比只是借助數(shù)據(jù)進(jìn)行推理更具有挑戰(zhàn)性和創(chuàng)造性，學(xué)生在這些過(guò)程中能充分發(fā)揮直覺(jué)判斷力和想象力，并逐步學(xué)會(huì)如何更好地運(yùn)用直覺(jué)判斷和想象思維。第三，質(zhì)疑和反思在科學(xué)探究中起著最為關(guān)鍵的作用，作為一種高水平的科學(xué)思維方式統(tǒng)領(lǐng)著整個(gè)科學(xué)探究的過(guò)程。一方面，它使思維不墨守成規(guī)，不受傳統(tǒng)窠臼的羈絆；另一方面，它又監(jiān)督思維不可天馬行空，任意臆想或幻想。質(zhì)疑和反思思維保證了科學(xué)探究活動(dòng)的主動(dòng)、積極而持續(xù)地進(jìn)行。

　　綜上所述，科學(xué)探究的本質(zhì)特征，首先在于它是探究者對(duì)未知領(lǐng)域進(jìn)行認(rèn)知的一種有效的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐方式，這是它的基本定位。它揭示出了探究活動(dòng)既是一個(gè)認(rèn)識(shí)活動(dòng)，又是一個(gè)實(shí)踐活動(dòng)，更是一個(gè)認(rèn)識(shí)和實(shí)踐雜糅在一起的難解難分的綜合活動(dòng)的本質(zhì)。任何忽略認(rèn)識(shí)或忽略實(shí)踐的理解和做法都是錯(cuò)誤的。科學(xué)探究絕不單是培養(yǎng)學(xué)生實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ膶?shí)驗(yàn)探究過(guò)程，同時(shí)還是一個(gè)建構(gòu)新知識(shí)、認(rèn)識(shí)新領(lǐng)域的知識(shí)建構(gòu)過(guò)程?？茖W(xué)探究本質(zhì)特征中最重要的特征是科學(xué)思維方法，科學(xué)思維方法是統(tǒng)領(lǐng)整個(gè)科學(xué)探究活動(dòng)的靈魂。沒(méi)有科學(xué)思維，就沒(méi)有科學(xué)探究，盡管它是內(nèi)隱的，其作用卻是巨大的。我們只有認(rèn)識(shí)到這一點(diǎn)、重視了這一點(diǎn)，才能使科學(xué)探究的課堂真正充滿(mǎn)智慧和靈性，真正擔(dān)負(fù)起培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力的責(zé)任和使命。（作者單位：河南科技學(xué)院）

　　《中國(guó)教育報(bào)》2009年11月24日第4版