（课程与教学论专业论文）计算机专业课中应用探究式教学的理论与实践研究.pdf

中文摘要 中文摘要 信息技术是一门新兴的学科，由于受传统教学方式和应试教育不同程度的影 响，目前信息技术课程仍以传统教学方式为主进行教学，这在一定程度上阻碍了 学生的主动性、创造性的发挥，不利于培养学生的自学能力和创新精神。为解决 这一实际问题，我们在计算机专业课中倡导并实践探究教学。在教学实践中，我 们根据计算机专业课学科的特点及教学中教师所起作用的程度、学生思维程度的 不同，在大学计算机专业课中进行探究教学方式的实践。 探究教学模式是一种以考核学生能力为主的教学方式，所以必须有相应的评 价体系与之配套，否则探究教学只能流于形式，为此我们在探究教学评价中引入 绩效评价技术。这种评价技术包括七个步骤，两层循环。它不仅重视传统教育评 价中所强调的对教育活动结果的评价，同时更关注教育资源的使用和教育活动过 程的安排，着眼于学生学习能力的培养。评价范围广泛，并贯穿探究教学过程的 始终，使评价与教学过程融为一体。 通过探究教学实践，将探究教学和探究学习的思想渗透到计算机专业课的教 学学习中，观察课堂教学实践中学生的反应及对学生的问卷调查显示，大部分学 生认同探究教学这种教学方式。与传统教学方式相比较，学生在问题的理解与思 考、教学信息量的获取、对信息的理解能力、操作技能的培养及合作交流能力等 方面都有了明显的提高，学生的学习主体地位得到了充分体现，探究能力、实践 能力、创新能力也得到显著提高。 关键词：计算机专业课，探究教学，教学模式，信息技术，绩效技术 a b s t r a c t a b s t r a c t i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yi san e wd e v e l o p i n gs u b j e c t ，i n f l u e n c e dt h et r a d i t i o n a l t e a c h i n ga n de x a m - o r i e n t e de d u c a t i o ni nv a r y i n gd e g r e e s ，i n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y s u b j e c ts t i l lc a r r i e so nt h ew a yw h i c hg i v e sp n o r i t yt ot r a d i t i o n a lt e a c h i n gm a i n l ya t p r e s e n t ，t h i st os o m ee x t e n th i n d e r ss t u d e n t sa c t i v i t y , c r e a t i v i t ya n d d o e sn og o o dt o t r a i ns t u d e n t ss e l f - s t u d ya b i l i t ya n di n i t i a t i v es p i r i t s i no r d e rt os o l v et h i sa c t u a l p r o b l e m , w ea d v o c a t ea n dp r a c t i c ei n q u i r yt e a c h i n gw h i c hi sp r o b e di n t ot h e c o m p u t e rs p e c i a l t y d u r i n gt e a c h i n gp r a c t i c e , w eh a dc a r r i e do nt e a c h i n gp r a c t i c ei n c o m p u t e rs p e c i a l t y , a c t i n go nc o m p u t e rs p e c i a l t yd i s c i p l i n ec h a r a c t e r i s t i ca n dt h e d i f f e r e n tr o l e so f t e a c h e r sw o r k i n ga n dt h ed i f f e r e n td e g r e e so fs t u d e n t st h i n k i n gi n t h ec l a s s q u e s t i o np r o b ei n t ot e a c h i n gi saw a yo f e x a m i n i n gs t u d e n t 。sa b i l i t ya st h e t e a c h i n go f t h e mi nf a c tt op r o b ei n t ot h et e a c h i n gm o d e i ts h o u l dh a v eb e e nt h e c o r r e s p o n d i n gf o ra p p r a i s a ls y s t e ma n dt h er e l a t e d ，o t h e r w i s et h ei n q u i r yt e a c h i n g m o d ew i l lb e c o m eam e r ef o r m a l i t y w ei n t r o d u c e dt h ep e r f o r m a n c ea n da p p r a i s a l t e c h n o l o g yi ni n q u i r yt e a c h i n gf o rt h i sr e a s o n t h ea p p r a i s a lt e c h n o l o g yi n c l u d e s s e v e np i e c e so f m e a s u r e s ，t w ol a y e r so fc i r c u l a t i o n s i tp a y sa t t e n t i o nt oa p p r a i s et h e r e s u l to f t e a c h i n gi nt h et r a d i t i o n a le d u c a t i o na p p r a i s i n g , b u ta l s op a y sc l o s ea t t e n t i o n t ot h eu s eo f t e a c h i n gr e s o u r c e sa n dt h ea r r a n g e m e n to f t h et e a c h i n ga c t i v i t y ，t h e p e r f o r m a n c ea n da p p r a i s a lt e c h n o l o g yf o c u so nt h ec u l t i v a t i o no f s t u d e n t sl e a r n i n g a b i l i t y , w h i c hi si ne x t e n s i v er a n g ea n dm 1 1 st h r o u g ht h ei n q u i r yt e a c h i n gt oc o m b i n e a p p r a i s i n gw i t ht h et e a c h i n gc o u r s e p r o b i n gi n t ot e a c h i n gp r a c t i c e ，p r o b e di n q u i r yt e a c h i n ga n di n q u i r yl e a r n i n gi n t o c o m p u t e rs p e c i a l t yt e a c h i n gb yw a t c h i n gt h er e s p o n s eo f s t u d e n t sd u r i n gp r a c t i c i n g a n dq u e s t i o n n a i r ei n v e s t i g a t i o nt ot h es t u d e n t ，m o s ts t u d e n t sa d m i tt h i sk i n do f w a y o f t e a c h i n g c o m p a r e dw i t ht h et r a d i t i o n a lt e a c h i n gw a y , s t u d e n t s a b i l i t yh a sb e e n o b v i o u s l yi m p r o v e do nt h eu n d e r s t a n d i n ga n dt h i n k i n g , o b t a i n i n gt h et e a c h i n g i l a b s t r a c t i n f o r m a t i o n , a n dc o m p r e h e n d i n ga b i l i t yo f i n f o r m a t i o na n do p e r a t i n ga n dc o o p e r a t i n g t oc o m m u n i c a t i o na n ds o o n ，t h es t u d ys u b j e c ts t a t u s e so f s t u d e n th a se m b o d i e df u l l y , t h e i ri n q u i r ya b i l i t y 、p r a c t i c ea b i l i t ya n di n n o v a t i v ea b i l i t yh a db e e np r o v e d k e yw o r d ic o m p u t e rs p e c i a l t y , i n q u i r yt e a c h i n g ，c o n s t r u c t i v i s m ，i n f o r m a t i o n t e c h n o l o g y , p e r f o r m a n c et e c h n o l o g y i l l 声明 首都师范大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取 得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰 写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。 本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：本f 日期脾- i 1 吒 首都师范大学学位论文授权使用声明 本人完全了解首都师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留学位论文 并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学位论文用于非赢利 目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆被查阅。有权将学位论文的内容编入有关数据 库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解密后适用本规 定。 学位论文作者签名： 矸 日期：碑r 月吮 引言 引言 2 1 世纪将是人类依靠知识创新和可持续发展的世纪，世界将进入知识经济时 代，面对知识经济的挑战和机遇，全面推进素质教育，以实现国家的科教兴国战 略，是当今教育改革的主旋律。在我国，随着面向2 1 世纪教育振兴行动计划 中跨世纪素质教育工程的实施，建立一个适应2 1 世纪需求的、充分体现基础 教育性质和素质教育精神、促进每个学生全面发展、让学生真正成为学习主人的 教育新体系，已经成为当前国家教育改革中的一个重大课题。中共中央国务院 关于深化教育改革全面推进素质教育的决定中指出：“必须要让学生感受、理 解知识产生和发展的过程，培养学生的科学精神和创新思维习惯，重视培养学生 收集处理信息的能力、获取新知识的能力、分析解决问题的能力、语言文字表达 能力以及团结协作和社会活动的能力。”因此，改革课堂教学，真正让课堂教 学焕发出生命的活力，是素质教育落实的关键所在。传统的课堂教学往往过于强 调掌握知识的数量和精确性，强调的是对已有知识的记忆，在培养继承性人才方 面有着重大贡献。但由于长期固定的教学模式形成了教师讲、学生听，学生的学 习成了以模仿、训练和背诵为主要特征，在这样的课堂教学中，教师的教学方法 是以讲授、灌输为主，形成了教师对学生的权威性，学生对教师的依赖性，学生 的自主性、能动性、怀疑性和创造性不但得不到尊重和发展，反而被销蚀得越来 越少，以至于探究精神和实践能力得不到培养，素质教育也无从得以实施。 面对社会发展的需要，我国新近颁布的基础教育课程改革纲要( 试行) 曾 指出：改革以前忽略学生是通过什么样的学习方式和策略来学习的，改革课程过 于注重知识传授，关注学习的结果；强调现在课程应更关注学习的过程，强调形 成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和 形成正确价值观的过程，即强调了课程的功能要从单纯注重知识传授转变为引导 学生学会学习，学会生存，学会做人。而且在学生学习知识的过程中潜移默化地 培养学生正确的价值观、人生观和世界观，进而形成正确的价值选择，因为这种 过程将深刻地影响他们思想道德的形成，影响他们人生的抉择。“探究学习”既 是学生的学习1 7 1 标，也是学生的学习方式，因此研究探究教学的理论和实践，以 v l 引言 指导学生的探究学习有很重要的意义。 经过近一个世纪的演变与发展，探究教学己经由过去那种被看作是实施科学 课程的教学方法或教学模式，演化为当今科学课程与教学的核心思想与基本理 念。关于这一点，只要将过去的科学教育或教学文献中有关探究的论述，与2 0 世纪末期世界各国科学教育改革运动中对探究的强调略加比较，便可得到印证。 当前，我国新一轮基础教育课程改革正倡导采用“自主、合作、探究”的学习方 式，各科课程标准几乎毫不例外地把探究确立为学科教学的一个基本理念。然而 由于长期以来，我国教育界关注的主要是授受教学的理论与实践，对探究教学的 研究相当贫乏，广大教育工作者对探究教学难免会感到陌生，甚至不知所措或心 存疑虑。因而在我国，用新范式研究探究教学的紧迫性与时代性尤为突出，其理 论与现实意义也特别重大。 正是出于应时之需，作者选择科学课程的“探究教学”作为论文的论题，并 紧紧围绕模拟科学探究开展探究教学将遇到的问题展开研究，对于这些问题，有 的需从认识论的高度来解决；有的涉及到探究教学基本原理的探索；还有的涉及 到实施机制或操作模式的建构。相应地，作为解决这些问题所取得的研究结果既 有深厚的理论基础，又有较强的操作性。有利于一线教师在运用这些成果时既知 道怎样开展探究教学，又明白为什么要这样开展。这也就是本研究所要达到的目 的或价值取向所在。对探究教学可采用不同的思路和方法进行研究，如从考察探 究教学实践出发，通过归纳将探究教学经验上升为理论；或从儿童的探究天性出 发，通过思辨或类比推演出探究教学理论。本研究坚持马克思主义的立场、观点 和方法，以马克思主义认识论做指导，并吸收系统理论中的结构功能原理，通过 运用历史研究、比较研究、案例研究、理论研究等方法，在广泛考察当代科学教 育发展趋势和详细分析探究教学实践的基础上，从模拟的视角对探究教学作多层 面研究，提出对当前教育课程改革有积极应用价值与指导作用的探究教学模式， 从而初步建构起以模拟思想为主线的探究教学理论。 对探究教学的模拟问题虽有研究，为数不多，而且主要集中在技术或操作层 面，很少作哲理上的探讨。这种状况无疑增加了本研究的难度，但同时也为研究 中的创新留下更大空间。本研究从历史透视、现状考察和理论分析三方面着手进 行，以期对探究教学问题做出较为合理的解答。这三个方面实际上就是本研究的 v l i 引言 基本框架。历史透视：探究教学研究与实践已经有近百年的历史，期间经历了数 次起落。反思探究教学的历史，能发现过去研究的局限与不足及其与历史背景不 可分割的联系，从而为当前研究提供借鉴与启示。现状考察：2 0 世纪末期至今， 许多国家再次掀起科学课程的探究教学热潮。它的兴起不可能是历史的简单再 现，而是与新时代背景下社会发展、科学进步、教育观念与心理研究成果的更新 等因素息息相关。考察和分析这些相关因素，无疑可挖掘出探究教学兴起的根本 原因。理论分析：历史透视与现状考察，为探究教学理论的重建提供了重要的思 考素材与线索。历史表明，探究教学之所以一再提倡而又一再受挫，其中最直接 的原因是未能处理好科学探究与探究教学的关系；而当今再次兴起探究教学热 潮，其基本理念能否得到落实，关键仍在于能否处理好科学探究与探究教学的关 系。经分析概括，本文因此提出模拟科学探究开展探究教学这一核心论题，即通 过科学探究活动结构的动态模拟，以使科学课程的教学过程发挥出科学探究所具 有的教育功能，并试图解决由此引起的一系列相关问题，而不是从某种新近哲学 或心理学理论出发，刻意建立某种时髦的探究教学理论。 本论文分析计算机专业课教学的特点，以树立全面正确的探究教学观为先 导，探讨大学计算机专业课探究教学的指导理论与操作方式，在对大学计算机专 业课探究教学的内涵分析基础上，探索性地提出了大学计算机课程实施探究教学 的相关因素分析；建构实效性强的实旄计算机课程探究教学的策略，为培养学生 计算机学科的探究能力提供可操作的实施方案。 v i i i 首都师范大学硕：t 学位论文第1 章探究教学的建构与反思 第1 章探究教学的建构与反思 回顾探究教学的理论与实践是研究探究教学的一个基本出发点。因为探究教 学的历史能够向我们表明，为什么曾提倡开展探究教学，科学探究是怎样被引入 科学教育领域的。只有对过去的探究教学理论与实践获得初步的了解，并反思其 经验与教训，我们才能建立新的、符合时代要求的探究教学理论。然而到底应怎 样看待历史上的探究教学理论与实践，从反思与建构中该得出什么结论，这与研 究者所持的观点立场有极大关系。显然对探究教学这个复杂问题可从多种视角进 行考察，并相应会得出不尽相同的结论来。本文主要从模拟的视角加以探讨。因 此在回顾与反思之前，这里先分析探究教学的模拟性质。 1 1 探究教学的模拟性 关于学生的学习与认识问题，学者们日益认识到应充分发挥学生在其中的主 观能动作用。如当今兴起的建构主义认为：学生不是空着脑袋走进教室开展学习 的，而总是在原有知识经验的基础上与新知识、新信息发生相互作用的，并进而 形成自己独特的理解，因而学习不是由教师向学生直接传递知识的过程，而是学 生建构自己知识的过程。我国教学认识论也指出：作为特殊认识过程的教学活动， 其主要目的虽在于掌握现成的知识，并在此基础上发展智能，培养品德，而不是 要学生直接去进行创造和发明新原理。但这不等于说，学生的认识就如同些人 所比喻的“容器”那样，只是消极被动地吸收知识。相反，学生作为教学认识的 主体，在认识活动的每一环节和阶段中都可以充分体现出主观能动性。他们不是 消极地等待观察现象“表露”出自身的奥秘，而是以强烈的求知欲，主动积极地 探索社会和自然界的规律性和因果联系。这是一个不断地提出问题、分析问题和 解决问题的过程，而不是简单直接地把经验事实相加得出结论的“镜子”式的反 应。那么，怎样才能使学生在学习过程中充分发挥主观能动作用昵? 我们认为， 采用与传授一接受教学不同的做法，让学生通过探究的方式来学习，使教学过程 成为学生的探究发现过程，则是达到这个目的的最重要的途径。 由于对探究存在多种理解，如广义的探究泛指一切独立解决问题的活动。它 首都师范大学硕： 学位论文第1 章探究教学的建构与反思 既指科学家的专门研究，又指一般人解决问题的过程；既包括动手活动，又包括 动脑活动；既有自觉的，又有自发的；既可能是新颖独创的，又可能是机械模仿 的。所以这里必须指出的是，作为一种有目的、有计划、有组织的人类活动，我 们认为，教学中的探究在性质上显然应当类似于科学家的专门探究，而不应当是 个体基于好奇心或兴趣之上的自发活动。这是因为长期形成的人类文化远远超越 了个体经验，个人不可能通过自发探究而获得，而必须在他人帮助下，在了解和 掌握各文化领域特有探究模式的基础上，才有可能获得对现有文化的理解和创 新。也就是说，科学学科的探究教学应模拟科学探究来进行，它在本质上是模拟 性的，是对科学探究的模拟，而不是科学探究本身或儿童的自发活动。这种认识 似乎也体现在美国国家科学教育标准所给探究和科学探究下的定义中：“科 学探究指的是科学家们用以研究自然界并基于此种研究提出种种解释的多种不 同途径。探究也指的是学生们用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家 们研究自然所有用的方法而进行的各种活动。”这个定义表明，学生的探究即探 究学习并非就是科学探究或科学家的探究，而是对科学探究的探究。进一步说来， 这种模拟性的探究教学与科学家的探究相比，仅仅只有不同程度上的相似。因为 教学中的探究是在教师指导下，经历类似科学家那样的研究活动的认识过程。其 目的在于使学生体验和理解这种过程，并相应地掌握人类在长期进行探索研究过 程中所总结的一系列科学方法，以及形成科学态度。这种教学中的探究、发现在 对象的难易、过程的复杂程度等方面并非是科学发现过程的原本再现，而是它的 “简约复演”，探究教学的模拟性要求实际开展探究教学时要坚持正确的探究教 学理念，把握好模拟的精度。所谓模拟精度即模拟得像不像或像到什么程度的问 题。一方面，探究教学与科学探究在程序和精神上应有相似之处，否则就不能称 为探究教学；另一方面，二者也应有差别，学生毕竟不是科学家，教学也不是真 工f 的科学探究或要把每个学生都培养成科学家，而应遵循自身的发展规律，在探 究程序、方法等具体要求上，应符合学生身心发展规律和教育目的。 一般而言，探究教学的模拟库越高，也就越有可能偏离科学教育目标；精度 越低，又越是有背离科学探究精神实质的危险。也就是说，过分追求高精度，无 视教学与科研、科学家与学生之间的差别，探究教学必然要脱离学生实际，提出 过高过严的要求，以致偏离全民科学素养教育目的；相反，不讲精度随意而为， 2 首都师范大学硕上学位论文第l 章探究教学的建构与反思 又会失去探究教学的基本规范。历史上的探究教学尝试恰恰就存在这个问题：要 么将教学过程等同于科学研究过程，要么将探究教学等同于学生自发的好奇活 动。二者都是对探究教学本来面目的歪曲，因而需要加以反思。 1 2 探究教学的来源 1 2 1 探究教学的形成与发展 探究教学的早期表现形式是发现法和问题解决法，以发现学习为主要活动形 式的发现教学是探究教学的一种主要形式。发现教学的萌芽最早可以追溯到卢梭 的自然主义教育，自然主义教育倡导教育要适应儿童的自然本性，主张凡是儿童 能从经验中学习的事物，都不要使他们从书本中去学。 系统地研究探究教学，则开始于2 0 世纪初，发展于5 0 年代中叶，形成于9 0 年代中期。1 9 世纪末2 0 世纪初，针对脱离儿童生活经验，纯知识灌输的美国传统 教育，著名实用主义教育家杜威提出了“以儿童为中心”、“从做中学”的教学 方法，这一思想对探究教学的形成和发展起了推波助澜的作用。真正使发现教学 法形成理论并风靡全球的当属美国心理学家、教学论专家布鲁纳所倡导的发现学 习。发现法教学是探究学习或探究教学实践应用的起源，发现法的实质是要求在 教师的启发引导下，让学生按照自己观察和思考事物的特殊方式去认知事物，理 解学科的基本结构，或者让学生借助教材或教师所提供的有关的材料亲自探索或 “发现”应得出的结论或规律性知识，发展他们发现学习的能力。明确把探究式 教学作为一种重要教学方式则是由美国生物学家、课程专家、芝加哥大学教授施 瓦布u j s c h w a b ) 首倡的。1 9 6 1 年，施瓦布在哈佛大学的一次演讲中作了题为作 为探究的理科教学的报告，提出了人作为探究的理科教学的观念。施瓦布认为 科学知识不是固定不变的，随着探究方式的更新，他们会被不断地修正因此他认 为不能把科学知识当作绝对的真理教给学生，而应作为有证据的结论；教学内容 应呈现学科特有的探究方法，如解决问题的方法等，在学习科学概念、原理之前 先进行探究活动，再根据自己的探究提出科学的解释。 加涅( r m g a g n e ) 是探究教学的早期拥护者，他主要研究开展探究教学所需 要的技能和能力，他认为学科教育的重点应放在帮助学生获得这些前提性的知 首都师范大学硕：t 学位论文第1 章探究教学的建构与反思 识、技能和能力上。在施瓦布、加涅等人的推动下，探究教学在英美等国得到蓬 勃发展，出现了各种不同形式的探究教学模式，著名的探究教学模式有：罗伯 特卡普拉斯及其同事在科学课程改善研究中发展起来的学习环模式；5 e 教学 模式( 即吸i j i ( e n g a g e m e n t ) ，探索( e x p l o r a t i o n ) ，解释( e x p l a n a t i o n ) ，加工( e l a b o r a t i o n ) 和评价( e v a l u a t i o n ) ) ；理查德萨其曼通过观察、分析科学家的创造性探索活动 之后，结合教学法的因素概括丽成的探究训练模式；施瓦布的生物科学探究模式； 拜伦，马希尔斯和本杰明考斯的社会探究模式等。随着知识经济的到来，培养 全面发展的人才已成为各国教育的一种集体行动，已成为国际教育改革的重要趋 势，这也将进一步推进探究教学的发展。 考察中外教育史可以发现，含有探究成分的教学活动自古有之。如我国春秋 战国时期的墨家曾在教学中做针孔成像实验，使用实验法传授光学知识；古希腊 的苏格拉底( s o k r a t e s ) 采用“问答法”促使人对无知的觉醒，并进而探求真知； 受裴斯塔洛齐( j h p e s t a l o z z i ) 要素教育思想的影响，近代西方的实物教学十分重 视通过对自然事物的观察来开展学习等。然而，教育界把探究教学作为一个专门 的对象来研究则始于2 0 世纪初期，并在该世纪中期和后期达到高潮。因此，考察 探究教学理论在2 0 世纪的演进，揭示探究教学的发展趋势，不仅有重大理论意义， 也对我国当前正在兴起的探究教学实验或实践有巨大指导作用。 揭示探究的本质含义是探究教学研究所面临的首要问题。因此，什么是探究 或科学探究? 以探究方式开展教学有什么特点? 应遵循什么程序? 这些问题便 成为2 0 世纪探究教学研究的核心。由于研究者选取的角度、所持的指导思想不同， 因而各自给出了不同的探究定义，提出了多种探究教学模式。其中，影响最大的 主要是实用主义探究教学理论、探究教学的信息加工理论和人本主义探究教学理 论。它们粗略地反映了2 0 世纪人们研究探究教学的基本进程。 1 2 2 杜威的实用主义探究教学理论 2 0 世纪初期美国教育家( j d e w e y ) 从实用主义立场出发，讨论了探究能力对 应付复杂多变的社会现实的重要性。杜威认为社会发展变幻莫测，具有不确定性 和不安定性，人类实际上是处在一个充满问题的世界。在问题面前每一个存在、 每一种观念以及人的每一次活动都具有试验性，因而“实用效果”、“有用与否” 4 首都师范大学硕士学位论文 第1 章探究教学的建构与反思 就成为衡量一切知识是否是真理的标准。鉴于社会变化不定，没有哪种知识能适 用所有问题，他进而认为世界不存在永恒的真理。人在不安定的世界能延续下来 不是靠所谓的“真理”，而是靠不断改造的经验，或者从根本上说是凭借经验中 所具有的反省思维即探究能力。因为在杜威看来，并非任何活动都使人获得经验， 并进而为后来的活动作指导，只有当行动与结果两方面以特有形式结合起来，才 能成为经验，否则个体行为只能是机械的尝试错误或盲目的冲动，而不是经验。 “经验包含一个主动的因素和一个被动的因素，这两个因素以特有形式结合着。 在主动的方面，经验就是尝试这个意义，用实验这个术语来表达就清楚了。在被 动方面经验就是承受结果。我们对事物有所作为，然后它回过来对我们有所影响， 这就是一种特殊的结合。”那么，怎样才能使行动与结果结合起来而构成经验呢? 通过思维或反思来“识别我们所尝试的事和所发生的结果之间的关系。”杜威进 一步认为，由于思维是在事物还不确定或有问题时发生的，因而思维过程实际就 是探究过程。“既然思维发生的情境是一个可疑的情境，所以，思维乃是一个探 究的过程，一个观察事物的过程和一个调查研究的过程。”这样，个人能否有效 应付环境关键在于其探究能力的高低。 杜威强调探究的另一个重要原因，探究可以避免人类受到极权主义的威胁， 从而维护自身的价值与尊严。杜威认识到，聪明的公民集体必然是由思维训练有 素的个人构成的，而在这方面科学方法教育能起到重要作用，因为科学的方法与 训练思维的方法是相同的。他指出科学的方法“是我们能够从每天的生活经验中 获得意义的唯一可靠途径”，并警告说不对年轻一代进行科学方法训练，就会产 生“认知和情感上迷信权威这种倒退”的危险。当个人面临“三岔路口的情境”， 或碰上一个让自己感到困惑的问题时，他就会受到激励去进行探究，正是通过探 究经验之初所遇到的困难才得以被排除，从而使某种纷乱的情境“转化为清晰、 连贯、确定和和谐的情境”。而且，这种过程是永无止境、永远向前的，所获得 的确定性只是暂时的，因为“一个有问题的情境解决了，另一个有问题的情境又 起而代之了。”杜威还认为科学研究并非是科学家的特权，因为所有思维都是研 究，所有研究尽管其结果可能已为他人所知晓，但对于研究者本人而言都是创造 性的。“我们有时说起独创性的科学研究，似乎这是科学家的特权，或者至 少也是研究生的特权。但是一切思维都是科研，一切研究即使在旁人看来，己经 首都师范大学硕t 学位论文第l 章探究教学的建构畸反思 知道他在寻找什么，但对从事研究的人来说都是独创性的。”并且杜威咯信：“思 维就是明智的学习方法，就是在思维过程中明智的经验的方法。”因此，教学应 培养学生具有探究的能力和习惯。那么应怎样培养呢? 在民主主义与教育一 书中，他深入探讨了思维的五阶段与教学的关系，认为教学活动的要素与思维的 要素是等同的，并依据思维的五阶段提出了相应的探究教学程序：第一，教师要 给学生准备一个真实的经验的情境要有一个对活动本身感兴趣的连续的活 动；第二，在这个情境内部产生一个真实的问题，作为思维的刺激物；第三，从 资料的占有和必须的观察中产生解决疑难问题的观念和假设；第四，学生必须自 己负责一步一步地展开他所想出的解决问题的方法；第五，他要有机会通过应用 来检验他的想法，使这些想法意义明确，并且让他自己去发现它们是否有效。 这种教学被后人称为“教学五步”。杜威指出：教学过程的各阶段“在培养 学生思维习惯方面做到什么程度，就统一到什么程度。”杜威提出的与思维过程 相应的教学步骤，显然指的是教学过程的一般或典型程序，它不是固定不变的， 不同的人会做出不同的反应和表现不同的态度，从而对教学活动产生不同的影 响。 受实用主义哲学观的影响，杜威不重视书本知识在探究教学中的作用，认为 它脱离实际，不利于学生直接与社会、自然接触，不能获得真实问题情境与体验。 因而他主张教师让学生从做中学，在做中思维。杜威十分强调以实际行动来验证 假设，但鉴于许多经验或知识无法以实际行动来检验，他要求探究教学遇到这种 情况时，可通过对自然和社会构想的行动即现今所说的“理想实验”来检验。杜 威首次提出了较为系统的探究教学理论，强调培养学生的主动探索精神和解决实 际问题的能力，可以说开辟了教学研究与实践的新领域，引起人们对学生的主体 性的极大关注以及师生在教育过程中的地位和作用的深刻反思。因此，蔡尔兹( c j l c h i l d s ) 认为把“实验的探究法”引入教育领域是杜威在教育上的一大功绩。而 且从他对探究的论述来看，他对探究本质的揭示是相当深刻的，他所提出的探究 教学程序也对后来的探究教学研究和实践产生了巨大的影响。对此，有学者给予 很高的评价：“尽管自他( 杜威) 以后，各类作者用问题解决、归纳法、批判性或 反省性思维、科学方法或概念学习来指称探究，但从很多研究及学校教育计划来 看，探究这一过程的基本要素均不出杜威当年的论述。” 6 首都师范大学硕士学位论文第1 章探究教学的建构与反思 尽管如此，杜威的实用主义探究教学理论与实践却存在两个致命的弱点： 第一，在认识上把思维过程与教学过程相等同，忽视科学思维过程与教学活动过 程的区别，将科学思维的一般过程直接照搬到教学中，而不在二者之间做必要的 转换或改造。第二，在实践中过分强调学生的直接经验，否定书本理论知识和教 师在做中学的指导作用，难免不使学生陷入盲目摸索或不知所措，导致放任自流， 引起教学上的混乱。难怪有人指责说，在此理论指导下，美国2 0 世纪上半期的科 学教育实际上是“生活科学”的教育。因为受杜威的影响，美国小学科学课程向 着讲究实际和注重社会生活所需要的实用知识方向发展，出现了诸如供水、房屋 装修、卫生习惯、通讯、交通、资源保护等知识内容，通过“做”学习这种课程 后，学生的实际动手能力而非探究能力虽有提高，但教育质量低下，学生智力发 展严重不足。 1 2 3 探究教学的信息加工理论 2 0 世纪中期，科学哲学家波普尔( p o p p e r ) 和科学史家库恩( t s k u l m ) 等人提 出类似看法：科学知识是暂时的、相对的，而不是绝对的；科学在本质上是探究， 处在不断变化和发展中。库恩还对当时的教育提出强烈批评，认为把教科书上的 知识当作不变的真理、把实验仅当作验证科学概念和原理的方法去教学生，容易 使他们形成绝对化的科学知识观、错误的科学方法论和片面的科学发展观。这种 科学哲学思想反映到教育领域，引起人们对科学教育的反思。在这种背景下，美 国学者萨其曼( j r s u c h m a n ) 、施瓦布( j j s c h w a b ) 和加涅( m g a g n e ) 等人于是从信 息加工的角度对探究教学进行研究。他们从信息处理过程出发，认为教学与其着 眼于知识的掌握，毋宁更应注意教学信息处理过程本身，并建立了与此种思想相 对应的探究教学模式。这里我们仅以施瓦布为代表对这种探究教学理论加以说 明。 怎样开展探究式教学呢? 施瓦布建议科学教师应先借助实验，应用实验经历 组织和引导教学，而不是遵循习以为常的课堂教学阶段。也就是说，在向学生介 绍课本上对科学概念与原理所作的正式解释之前，应先让他们在实验室实验，然 后用实验所得证据作出并修改解释。施瓦布建议科学教师考虑以下三种可能的实 验方法：第一，可利用实验手册或教科书等材料提出问题和描述解决问题的调查 7 首都师范丈学硕 学位论文第1 章探究教学的建构与反思 研究方法，从而让学生发现他们尚不知道的各种关系；其次，可利用教学材料提 出问题，但解决方法和答案留给学生自己决定；第三，可让学生在没有课本或实 验提供问题的情况下，直接面对现象，提出问题，搜集证据，并根据自己的调查 研究作出科学解释。施瓦布实际上提出三种不同探究程度的实验方法，其中第三 种是最开放的方式。施瓦布还提出一种“探究之探究( e n q u i r yi n t oe n q u i r y ) ”的方 式。在这种方式中，教师给学生提供有关科学研究的读物和报告，学生针对研究 的细节展开讨论：研究的问题、搜集的数据、技术在研究中所起的作用、对数据 的解释以及科学家所作的结论。如果可能，学生还阅读其它解释、不同或相矛盾 的实验、对研究假设与应用证据以及其它科学探究问题的争论。通过这种方式让 学生理解什么是科学知识，科学知识是怎样获得的。 施瓦布进一步解释说，通过探究教学涉及获取知识的方法。它包括如下五方 面探究技能的发展：确定和界定问题、建立假设、设计实验、收集和分析数据， 解释数据并做出有意义的结论。需遵循以下基本程序：( 1 ) 给学生呈现调查研究 的领域和方法；( 2 ) 明确问题，确定研究中的困难。困难可能在于数据的收集和 解释、实验的控制或推理等；( 3 ) 思考问题，提出假设；( 4 ) 思考解决困难的途径， 办法或是重新设计实验，或用不同方式组织数据；( 5 ) 导出结论。 在施瓦布看来，作为探究的科学则涉及使人对科学的认识超越仅是事实的集 合，从而把科学作为人类认识的一种手段来对待。作为探究的科学强调科学也可 能出错，处在不断地自我修正与完善过程中，而不是不可能出错，永远正确，封 闭保守。施瓦布对当时科学教育中的两种错误倾向提出强烈批评：其一，试图授 以定型的“科学方法”，倡导单纯化的科学实验，刻意追求正确性和技术效率， 因而出现脱离探究多样性的倾向。这种单纯化的结果，使得科学教学局限于小规 模的研究框框之中，要求所有学生都像科学家研究那样学习科学。其二，离开科 学内容教授科学方法，这样就达不到理解科学本质的目的。惟有以科学知识为基 础，在探究过程中掌握科学知识，把科学知识与探究过程相结合，才是探究教学 的正确做法。为此施瓦布强调指出：“探究教学的两个组成成分作为探究的 科学和探究活动，在中学科学教育目标中应当给予优先注意的是前者。”而且伴 随着当时世界范围内课程改革运动的影响，“发展学生探究技能，把科学作为探 究来理解”这一思想不仅在美国也在世界其他国家得到广泛传播、实验或实践， 首都师范大学硕士学位论文 第1 章探究教学的建构与反思 使得探究教学名声突起，进入鼎盛时期。即使在社会学科方面，探究教学与非探 究教学相比，能极大提高学生探究人类事务的能力，使学生变成更好的调查研究 者。 这些研究也同时表明，探究教学存在种种不足：教学进度缓慢、耗时、需要 大量的教学材料和设备；课堂教学秩序混乱、教师仓促完成教学任务；探究本身 具有模糊性难以实施、结果难以控制；学生读、写、算能力水平下降。再加上大 多数测验重视对事实的记忆，而忽视科学方法和技能以及调查研究策略的考核这 种教育背景的存在，使得许多教师不能也不愿采用探究教学。结果随着改革运动 高潮的过去，至l j 2 0 世纪7 0 年代初期，探究教学便很快从美国学校中销声匿迹了， 代之而起的是“恢复基础运动”和“最低能力测验”等浪潮。 1 2 4 人本主义的探究教学理论 人本主义探究教学理论主要体现在本世纪末期开始的美国科学教育改革运 动中，这里我们以指导这场改革的纲领性文献美国国家科学教育标准为例来 说明。总体来讲，人本主义把科学看作是人类的一种事业，是人们观察和解释世 界的一种方式。其所倡导的探究教学目的、方法、内容和环境要求等无不体现以 人的发展为出发点、对学生个性的充分尊重及其能力的高度信任、以及对现实世 界的高度重视。美国全国科学教育标准与评价委员会于1 9 9 2 年5 月召开首次会议， 随后经过4 年认真研究，于1 9 9 6 年初推出了美国历史上第一部全国性的科学教育 标准国家科学教育标准。该文献对探究作了大量论述，这些论述十分有 助于我们消除对探究的误解，澄清对探究的认识。 1 3 探究教学理论与实践的反思 如果把我国古代孔子的“叩蝎法”与古希腊苏格拉底采用的“问答法”看作 是广义的探究教学，并且多年来人们对这两种类似方法可以说是津津乐道，可是 迄今为止却没有哪个国家真正大面积地实验过探究教学。即使是在美国，情况也 不例外。所以一些美国学者在2 0 世纪9 0 年代考察美国科学教育的历史时，不无感 慨地说：“如果非要用某个词语来描述近3 0 年来美国科学教育工作者所努力追求 的目标，这个词一定是。探究。然而“时至今日，探究教学所面i 临的挑战仍 9 首都师范大学硕 学位论文第1 章探究教学的建构与反思 很明显，从传统的讲授向探究转变的步伐仍十分缓慢”。到底是什么原因使探究 教学可望而不可及呢? 这与过去的探究教学研究与实践中存在的种种问题有关。 1 3 1 概念认识不清 对探究教学与科学探究二者之间的关系认识不清，界定探究教学这个概念时 就必然产生混乱，这正是2 0 世纪初、中期探究教学存在的问题之一。所以，纵观 现有探究教学研究文献，其中大多数要么只讲什么是探究或科学探究，以为探究 教学便不言自明，而实际让人以为课堂上的探究就是科学中的探究；要么干脆对 这个概念避而不谈，而是直接讨论某学科领域探究学习的具体模式或方法，这些 模式或方法也实际上则与一般认为的科学研究程度相等同，因而读来使人感到如 同雾里看花，不甚明了。前一种情况在前面探究教学理论的历史透视中体现得相 当明显，而且在西方较为普遍；后一种情况主要出现在一线教师对应用探究学习 所做的总结中，在我国较为普遍。再加上一些类似提法的出现，如中文中的“探 究式”学习、“探究性”学习，英文中的“i n q u i r y - o r i e n t e d ”l e a r n i n g 、“i n q u i r y - b a s e d ” l e a r n i n g 的存在，使得读者的这种模糊认识更加严重。这种情况不可避免地影响 了探究教学的应用与推广。 1 3 2 重实践操作轻理论研究 从模拟的角度来看探究教学，赖以模拟的探究教学模式固然重要，但从某种 意义上讲更为重要的是模拟思想或理念的探讨。因为在不同思想指导下必然会产 生不同的探究教学模式，另一方面，如果缺乏恰当的探究教学思想作指导，即使 掌握了某些操作模式，运用时必然出现机械照搬的问题。然而，从历史来看，为 适应某一时代的特定要求，不同时期的学者们对探究教学虽提出了不同看法，但 总体来看，这些研究不够系统深入，主要是从操作技术角度出发，停留在如何开 展探究教学这一操作层面的问题上。至于为什么要开展探究教学、探究与学习二 者之间是什么关系这类根本性的问题，要么很少涉及，要么未作深入挖掘。所以 迄今为止，就连探究教学研究起步较早的美国，也没有专门系统论述探究的理论 著作，而只是作为一种教学方法或教学模式被写进一些有关教育的书籍中。这一 点，只要翻阅一些有关的教育译著便会得到证实。如1 9 9 1 年出版的由乔伊斯 0 首都师范大学硕士学位论文 第1 章探究教学的建构与反思 ( b j o y c e ) 和威尔( m w a l ) 合著的当代西方教学模式一书便是把探究教学作为 若干模式来介绍的；1 9 8 3 年出版的由兰本达( l a n s