從“科學(xué)探究”到“探究實(shí)踐”：讓指向核心素養(yǎng)的科學(xué)教育真正落地

近日，習(xí)近平總書記在全國(guó)科技大會(huì)、國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)大會(huì)、兩院院士大會(huì)上的重要講話和黨的二十屆三中全會(huì)審議通過的《中共中央關(guān)于進(jìn)一步全面深化改革、推進(jìn)中國(guó)式現(xiàn)代化的決定》，都提出要“完善科教協(xié)同育人機(jī)制”，為我們?cè)诔浞掷斫庹J(rèn)識(shí)教育發(fā)展、科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)邏輯的基礎(chǔ)上，落實(shí)新時(shí)代科學(xué)教育發(fā)展工作指明了前進(jìn)方向、提供了根本遵循。黨的十八大以來，中小學(xué)科學(xué)教育工作得到全面加強(qiáng)。在科學(xué)教育發(fā)展過程中，《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2022版）》首次提出“探究實(shí)踐”，取代了在我國(guó)近20年來備受關(guān)注的“科學(xué)探究”，這一變化強(qiáng)調(diào)“探究實(shí)踐”及其在課程教學(xué)中的落實(shí)，指向?qū)W生科學(xué)核心素養(yǎng)的實(shí)現(xiàn)，突出體現(xiàn)了科學(xué)教育的探究性、實(shí)踐性、跨學(xué)科性以及主體性；遵循了探問、究理、踐真知的實(shí)施邏輯；并蘊(yùn)含著構(gòu)建符合學(xué)生認(rèn)知發(fā)展規(guī)律的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，構(gòu)建學(xué)生科學(xué)本質(zhì)觀，增強(qiáng)科學(xué)教育活動(dòng)對(duì)學(xué)生內(nèi)在吸引力的現(xiàn)實(shí)意義。

從“科學(xué)探究”到“探究實(shí)踐”，強(qiáng)調(diào)了科學(xué)教育的特性

從科學(xué)教育的發(fā)展趨勢(shì)看，“探究實(shí)踐”本質(zhì)上是指“科學(xué)探究”實(shí)踐以及“技術(shù)與工程”實(shí)踐雙向耦合、有機(jī)融合的綜合實(shí)踐；強(qiáng)調(diào)讓學(xué)生掌握“像科學(xué)家一樣”基于探究問題，經(jīng)歷“從未知到已知”的探究過程，以及在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地將工程設(shè)計(jì)“從無(wú)到有”或“從有到優(yōu)”地創(chuàng)造成物，并在此過程中，習(xí)得技術(shù)運(yùn)用的意識(shí)與能力的綜合實(shí)踐活動(dòng)。因此，“探究實(shí)踐”發(fā)展了“科學(xué)探究”的基本內(nèi)涵，突出了科學(xué)教育的探究性、實(shí)踐性、跨學(xué)科性以及主體性。

深化科學(xué)教育的探究性。科學(xué)教育從“科學(xué)探究”轉(zhuǎn)向“探究實(shí)踐”，整體深化落實(shí)了科學(xué)探究學(xué)習(xí)。使科學(xué)探究不再僅僅被局限于作為一種研究方法，而是被置于一個(gè)更為宏大的視角來進(jìn)行界定。它所展現(xiàn)的是一個(gè)從問題起始，以證據(jù)為依據(jù)，立足系統(tǒng)與局部的邏輯推理以及批判論證直至結(jié)果不斷完善的完整流程。在“探究實(shí)踐”中，探究擺脫了原本局限于實(shí)驗(yàn)室的程式化設(shè)定，[1]步入真實(shí)的場(chǎng)景，被賦予了切實(shí)的意義，進(jìn)而使探究性融入有關(guān)科學(xué)本質(zhì)觀、知識(shí)觀等一系列重要觀念的教育范疇。因此，“探究實(shí)踐”相較于科學(xué)探究中的探究性，它不再是一種程式化且脫離科學(xué)教育實(shí)際內(nèi)容的過程，更是一種由局部走向系統(tǒng)、主動(dòng)探索知識(shí)生成過程，更加貼近育人的價(jià)值取向。

激活科學(xué)教育的實(shí)踐性。在“探究實(shí)踐”的發(fā)展進(jìn)程中，實(shí)踐性毋庸置疑地成為關(guān)鍵的驅(qū)動(dòng)要素，為整個(gè)進(jìn)程賦予了極其顯著的主動(dòng)性。它將探究的流程從抽象的理論范疇以及單調(diào)的實(shí)驗(yàn)室內(nèi)，有力地牽引至多元且豐富的社會(huì)應(yīng)用場(chǎng)景，推動(dòng)整個(gè)流程深度融入工程與技術(shù)的具體情境之中。這使得學(xué)生能夠清晰且真切地領(lǐng)悟到所學(xué)知識(shí)與實(shí)際生活中隨處可見的工程和技術(shù)之間存在的緊密關(guān)聯(lián)。這種緊密的聯(lián)系激發(fā)了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和探究渴望，也有利于將其科學(xué)學(xué)習(xí)與人文學(xué)習(xí)統(tǒng)一在探究實(shí)踐當(dāng)中。由此形成的良性循環(huán)，能更大程度地培養(yǎng)學(xué)生解決實(shí)際問題的能力，激活實(shí)踐的育人價(jià)值。

彰顯科學(xué)教育的跨學(xué)科特質(zhì)。在“探究實(shí)踐”中，蘊(yùn)含著極強(qiáng)的跨學(xué)科的特質(zhì)。一方面，科學(xué)學(xué)科是包含物理、化學(xué)、生物、天文、地理等多學(xué)科的綜合理科，“探究實(shí)踐”的提出也將技術(shù)與工程融入科學(xué)學(xué)科，形成了科學(xué)、技術(shù)、工程三門課程的學(xué)科整合，體現(xiàn)了科學(xué)教育跨學(xué)科的綜合特性。另一方面，倘若探究行為在科學(xué)知識(shí)的習(xí)得過程中，僅僅被視為一種能力的習(xí)得以及方法論的存在，那么增添了實(shí)踐這一限定后，所面臨的就不單是科學(xué)方面的問題，還可能涵蓋社會(huì)、工程、技術(shù)等諸多方面的問題。[2]所以，科學(xué)教育的跨學(xué)科性是天然的，是與真實(shí)問題的復(fù)雜性相適配的，考驗(yàn)和培養(yǎng)的是學(xué)生最為真實(shí)的處理問題、解決問題的能力。

突出科學(xué)教育的主體性。“科學(xué)探究”強(qiáng)調(diào)從提出問題到解決問題的完整研究過程，是科學(xué)知識(shí)產(chǎn)生的過程；而“探究實(shí)踐”更強(qiáng)調(diào)學(xué)生這一主體在探究與實(shí)踐過程中的具身投入，強(qiáng)調(diào)激發(fā)學(xué)生的好奇心與探究欲，讓學(xué)生積極主動(dòng)地參與科學(xué)活動(dòng)。與此同時(shí)，探究實(shí)踐活動(dòng)也是一種社會(huì)性活動(dòng)，因而在強(qiáng)調(diào)自主學(xué)習(xí)的情況下，也需注重合作探究，強(qiáng)調(diào)在小組合作與同伴合作的過程中進(jìn)行探究與實(shí)踐，并在此過程中理解“他人”的獨(dú)立性，以及與團(tuán)隊(duì)合作的重要性。

“探究實(shí)踐”的邏輯理路

“探究實(shí)踐”是一個(gè)探問、究理和踐真知三個(gè)部分并行的過程。其中，探問強(qiáng)調(diào)在探究形式和真實(shí)情境的雙重制約下構(gòu)建問題；究理作為主體，既受問題約束又為實(shí)踐服務(wù)，注重學(xué)生的探究能力培養(yǎng)和科學(xué)本質(zhì)觀教育；踐真知?jiǎng)t作為評(píng)估、鑒定和完善的手段，提高探究主動(dòng)性，突破問題限制，實(shí)現(xiàn)全面綜合的育人導(dǎo)向。

探問：激發(fā)學(xué)生的科學(xué)興趣與好奇。科學(xué)問題不僅是探究實(shí)踐的起始點(diǎn)，更應(yīng)該是學(xué)生構(gòu)建科學(xué)知識(shí)、培養(yǎng)科學(xué)興趣以及激發(fā)科學(xué)好奇心的源頭。因?yàn)?，教學(xué)活動(dòng)中構(gòu)建的問題，不能只是讓學(xué)生在新穎題材中獲得新鮮感，而需要學(xué)生調(diào)動(dòng)已有知識(shí)體系來解答復(fù)雜問題，從而從中獲取成就感。那什么樣的特質(zhì)問題能有以上成效呢？首先，問題必須具備科學(xué)價(jià)值，可以是科學(xué)家曾長(zhǎng)期備受困擾、反復(fù)研討或是答案多樣的問題，也可以是科學(xué)家切實(shí)探究過的問題，更可以是生產(chǎn)生活中的實(shí)際問題。這類問題能讓學(xué)生追隨科學(xué)家的腳步，通過回歸其思維模式構(gòu)建科學(xué)知識(shí)，或者能讓學(xué)生建立科學(xué)探究與生活實(shí)際的聯(lián)系，獲得科學(xué)知識(shí)的意義感。其次，問題要有教育價(jià)值，這要求提出的問題一定要考慮學(xué)生原有的知識(shí)體系。在教師提供“腳手架”的幫助下，學(xué)生踮踮腳、伸伸手就能觸及問題，而非看到問題就束手無(wú)策。同時(shí)，教師在搭建“腳手架”的過程中，也不能擠壓學(xué)生的思考空間，讓學(xué)生體會(huì)到真正的探究樂趣。

究理：培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)探究能力。“究理”可以理解為追尋、考察、探索最后的真相和道理。然而，在這一過程中還存在需要厘清的誤區(qū)。例如，許多人將學(xué)生的探究與科學(xué)家的研究視為等同，但實(shí)際上二者是存在顯著區(qū)別的?？茖W(xué)家的研究更多的是在特定知識(shí)體系尚未完備時(shí)開創(chuàng)性地建構(gòu)規(guī)律，如牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律時(shí)，相關(guān)的許多物理知識(shí)還未形成體系。而學(xué)生的探究通常是在已經(jīng)掌握了相關(guān)知識(shí)的基礎(chǔ)上進(jìn)行重組和發(fā)掘，且是在教師提供“腳手架”的情況下進(jìn)行知識(shí)的二次建構(gòu)。因此，從過程來看，學(xué)生的探究雖是向科學(xué)家靠近，但需要將科學(xué)家的工作復(fù)雜性進(jìn)行一部分的剝離。因此，需要進(jìn)行強(qiáng)調(diào)的是究理過程，實(shí)際上就是關(guān)注學(xué)生在發(fā)現(xiàn)證據(jù)方面的觀察能力，在收集分析證據(jù)上的邏輯推理能力，在談?wù)摻涣餍纬山忉寱r(shí)的批判思維能力。[3]學(xué)生不僅要?jiǎng)幽X思考、動(dòng)心感受，還要?jiǎng)邮植僮?，教師在此過程中幫助學(xué)生通過實(shí)踐反饋抽象出探究能力模型，以應(yīng)對(duì)不同情境下的問題，更符合育人為主的教學(xué)目標(biāo)和科學(xué)教育目標(biāo)。

除此之外，究理的過程與科學(xué)本質(zhì)教育存在著千絲萬(wàn)縷的聯(lián)系。究理的基礎(chǔ)在于證據(jù)，需要學(xué)生充分發(fā)揮邏輯推理和批判性思維的能力，對(duì)證據(jù)進(jìn)行深入剖析，進(jìn)而構(gòu)建理論，闡釋現(xiàn)象。這絕非一蹴而就的過程，而是需要學(xué)生進(jìn)行反復(fù)實(shí)踐與思考，才能實(shí)現(xiàn)結(jié)果的客觀性和可驗(yàn)證性。從這個(gè)角度來看，科學(xué)探究的全程就是對(duì)科學(xué)本質(zhì)的深度探尋，在這個(gè)過程中，學(xué)生所獲取的證據(jù)和給出的解釋，都能夠借助科學(xué)探究來進(jìn)行嚴(yán)格的驗(yàn)證。這不僅是對(duì)學(xué)生探究能力的鍛煉，更是讓他們?cè)趯?shí)踐中深刻領(lǐng)悟科學(xué)本質(zhì)的有效途徑，使他們能夠清晰地認(rèn)識(shí)到科學(xué)并非一成不變的定論，而是在持續(xù)的探索和驗(yàn)證中不斷演進(jìn)和完善的。

踐真知：融合科學(xué)技術(shù)與工程實(shí)踐。踐真知中的“真知”，并非一般語(yǔ)義下最終的真理，而是作為一種學(xué)習(xí)的期盼，希望學(xué)生在“踐”的過程中無(wú)限接近“真的知道”。其一，從實(shí)踐出真知的角度來看，可以充分利用已有的知識(shí)來充實(shí)科學(xué)技術(shù)和工程實(shí)踐。這能為學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)造提供必備的基礎(chǔ)知識(shí)，有利于激發(fā)學(xué)生主動(dòng)探究、積極實(shí)踐、大膽創(chuàng)新，形成一個(gè)連貫而持續(xù)的學(xué)習(xí)過程。在整個(gè)學(xué)習(xí)進(jìn)程中，顯著增加學(xué)生的主動(dòng)性，全方位培養(yǎng)學(xué)生的綜合能力，并且以探究所得的知識(shí)作為核心生長(zhǎng)點(diǎn)，能通過跨學(xué)科、跨領(lǐng)域等理念的綜合運(yùn)用，大力培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新能力。其二，從鑒定知識(shí)的角度來看，將知識(shí)應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)工程技術(shù)場(chǎng)景中，了解探究結(jié)果應(yīng)用的限制條件，從而明確其適用范圍。對(duì)于不適用的情況，需要構(gòu)建出更完善的規(guī)律并加以總結(jié)，使知識(shí)體系得以不斷完善，實(shí)現(xiàn)深度學(xué)習(xí)。同時(shí)，這個(gè)過程也能引導(dǎo)學(xué)生通過應(yīng)對(duì)規(guī)律應(yīng)用時(shí)面臨的各種限制，切實(shí)了解科學(xué)是怎樣不斷完善和修正的，以此深化學(xué)生對(duì)于科學(xué)本質(zhì)理解。其三，科學(xué)技術(shù)工程作為評(píng)估場(chǎng)景，不僅可以有效評(píng)估學(xué)生對(duì)于知識(shí)的接受程度，而且可以進(jìn)一步完善和鞏固學(xué)生的知識(shí)體系。例如，通過綜合性的工程技術(shù)項(xiàng)目展示或競(jìng)賽，可以評(píng)估學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握和應(yīng)用程度，還能通過這種評(píng)估強(qiáng)化知識(shí)，讓學(xué)生在實(shí)踐中切實(shí)體會(huì)“做過便記住”。將科學(xué)技術(shù)工程融入實(shí)踐，擴(kuò)大了探究的范圍，使探究從教學(xué)層面邁向更高維度，將知識(shí)置于真實(shí)情境中，最終實(shí)現(xiàn)知識(shí)獲取、理解以及運(yùn)用至反饋機(jī)制的閉環(huán)。

“探究實(shí)踐”的現(xiàn)實(shí)意義

學(xué)生學(xué)習(xí)方式的改善，背后是教師教學(xué)方式的改進(jìn)，目標(biāo)指向的是育人方式的改變。指向核心素養(yǎng)的科學(xué)教育，說到底要寄望于科學(xué)課程實(shí)施的突破。也就是說要使核心素養(yǎng)通過科學(xué)新課程的實(shí)施真正落地，亟待課程教學(xué)層面育人理念的提升和視野的拓展?？茖W(xué)技術(shù)工程與探究實(shí)踐的有機(jī)融合，為這一問題的化解提供了新思路。

首先，從學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展規(guī)律來看，科學(xué)技術(shù)工程與探究實(shí)踐緊密融合。一方面，在科學(xué)技術(shù)工程情境下進(jìn)行探究實(shí)踐所獲取的綜合性知識(shí)有助于學(xué)生構(gòu)建更完備、系統(tǒng)的認(rèn)知框架，適應(yīng)了人類認(rèn)知從單一、分散、局部到綜合、關(guān)聯(lián)、系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。另一方面，技術(shù)和工程中的復(fù)雜問題不僅能促使學(xué)生運(yùn)用已知知識(shí)進(jìn)行探究實(shí)踐，其中真實(shí)的問題集合還能驅(qū)動(dòng)學(xué)生主動(dòng)探究新的知識(shí)和解決策略并實(shí)施驗(yàn)證，不僅培養(yǎng)了學(xué)生的學(xué)習(xí)能力，更能讓學(xué)生在探究實(shí)踐過程中發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的意義。

其次，科學(xué)思維和科學(xué)態(tài)度是科學(xué)素養(yǎng)的主要組成部分，也是科學(xué)本質(zhì)觀的重要體現(xiàn)。因此，從科學(xué)本質(zhì)觀培育來看，科學(xué)技術(shù)工程與探究實(shí)踐的有機(jī)融合恰恰體現(xiàn)了這種科學(xué)觀，彰顯了科學(xué)的本質(zhì)。探究實(shí)踐是學(xué)生獲取、理解和運(yùn)用科學(xué)知識(shí)的持續(xù)過程，而探究實(shí)踐與科學(xué)技術(shù)工程的有機(jī)融合強(qiáng)調(diào)效仿科學(xué)家構(gòu)建、檢驗(yàn)、分享和運(yùn)用規(guī)律，讓學(xué)生直觀體驗(yàn)科學(xué)本質(zhì)，了解科學(xué)探索和求知的目的、實(shí)證和驗(yàn)證的方法，以及科學(xué)中的系統(tǒng)性、邏輯性、發(fā)展性特點(diǎn)，在探究實(shí)踐的過程中構(gòu)建科學(xué)態(tài)度和科學(xué)思維。

再次，立足于科學(xué)技術(shù)工程的探究實(shí)踐，為基礎(chǔ)科學(xué)教育提供了新的指導(dǎo)思想。從課程上看，這類活動(dòng)為科學(xué)課程內(nèi)容帶來活力和動(dòng)態(tài)性，對(duì)科學(xué)活動(dòng)的綜合性和實(shí)踐性提出了更高要求?？茖W(xué)內(nèi)容在工程技術(shù)的探究實(shí)踐活動(dòng)中呈現(xiàn)豐富多元、秩序井然的形式，[4]體現(xiàn)知識(shí)從單一走向多元的趨勢(shì)。此外，這種融合不再局限于實(shí)驗(yàn)室和理論，而是在真正的科學(xué)工程情境中，讓學(xué)生通過獲取和理解科學(xué)知識(shí)，激發(fā)了學(xué)生對(duì)科學(xué)世界的好奇與興趣，最終賦予科學(xué)學(xué)習(xí)的真實(shí)意義，豐富、體現(xiàn)科學(xué)知識(shí)的教育價(jià)值。

因此，探究實(shí)踐不應(yīng)只是淺嘗輒止，而應(yīng)成為科學(xué)教育的日常主導(dǎo)模式。借由這一主導(dǎo)模式矯正傳統(tǒng)教育方式中僅以知識(shí)為核心或知識(shí)碎片化等不良教學(xué)方式，邁向以核心素養(yǎng)為指導(dǎo)的教學(xué)變革，充分展現(xiàn)科學(xué)教育中實(shí)踐育人、學(xué)科育人的重大價(jià)值，以實(shí)現(xiàn)立德樹人的根本任務(wù)。

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（作者趙文清系廣西師范大學(xué)教育學(xué)部研究生，張海霞系廣西師范大學(xué)科學(xué)教育研究所研究生，羅星凱系廣西師范大學(xué)科學(xué)教育研究所教授）

責(zé)任編輯：李景

《中國(guó)民族教育》2024年第7-8期