中小学科学教师探究教学观的国际研究述评

王晶莹

（首都师范大学物理系，北京100048）

教师作为教育改革的执行者起着举足轻重的作用，他们如何认识变革，成为实施变革的关键。毕比（Bybee，1993）曾针对科学教育的执行过程提出了“目的（purpose）——政策（policy）——计划（programs）——实务（practices）”四个不同教育阶层所关注的4P模式，来说明教学实践具有由上而下的连贯性；他指出，所谓的“实践”是指科学教师将“政策”转化为教学实践应用的过程，在任何教育改革中，这个过程的品质优劣决定改革的进程。［1］欧尔森（Olson，1981）发现教师往往根据自己的观点来解释探究教学，为了促进科学教育改革的深入和探究教学的实施，需要了解教师的探究教学观，并在实践中采取相应的措施，开发适宜的教学模式促进教师的探究教学。［2］因此，本文主要评析国际上有关中小学科学教师探究教学观的研究成果，以期对后续探究教学的理论和实践研究提供借鉴和启迪。

1 中小学科学教师所持有的探究教学观

罗斯（Roth，1987）通过研究12位高中地理老师发现三组不同的探究教学观，即事实习得、概念转变和内容理解；［3］史密斯等人（Smith＆Neals，1991）将其分为发现、过程、讲授或内容掌握以及概念转变四种类型；也有学者认为教师的科学探究观分为传统的、实验的、建构的、实效的和社会的五种类型（Freire＆Sanches，1992）；还有学者（Cheung＆Ng，2000）将其分为学术、认识过程、社会中心、人文主义和科技五种类型，并让香港的中学科学教师来评价，教师更热衷于认知过程型的探究教学。［4］托宾等人（Tobin et al.，1996）提出了中学科学教学的四种迷思：知识传授、教学有效性、僵化内容和一切为了考试做准备；他们所调查的化学老师认为自己具有较大的管理权，以教授化学知识为主要目的，在改变化学课程方面则拥有相对较少的个人权力；教师具有普遍性的观念主要包括：全部课程内容的教学、为了学生考试做准备、保持科学课堂高效和深入；托宾认为，如果要进行探究教学必须考虑教师不容易改变的文化观念。［5］

郭元婕（2005）的调查发现，我国中小学科学老师普遍认为科学课有讲授式、启发式和探究式三种教学方法，其中教师认为探究式教学法为最优，但他们多是生搬硬套的教学模式；我国科学教师的主要问题集中在探究教学方面，一是应用探究法的层次低，一般都在引导式探究，教师对开放式探究还不能很好地驾驭；二是教师很难引导学生进行探究，教师把握学生探究的能力还有待提高，很多教师不会创设情境、难以化难为易、不善于恰当设问、不够重视实验；她建议科学教师需要掌握探究的基本步骤，有效地进行探究教学和指导学生探究。［6］我国科学教师的确有必要理解科学探究作为一种方法和过程描述的区别，还应该意识到科学探究是学生需要发展的认知能力；同时应该体验和反思促进学生探究学习的教学策略，利用探究教学促进概念和定理的生成以及学生的理解；但是国外学者并不提倡步骤化的探究教学法。

卡岗（Kagan，2008）在学会教学的研究中，确定了教师专业成长的五个成分：①新手教师有关教学和学生的知识和信念的元认知觉悟；②当学生掌握了更多的实践知识时，教师对教学和学生观念的重构；③从关注自我到关注学生学习的转变；④形成教学和管理的标准化模式；⑤问题解决能力的提高，并开始思考更为具体的情境。因此，教师对探究教学的认识也不是一蹴而就的，探究教学策略和能力养成的过程本身就是教师专业成长的阶段。

2 教师探究教学观转变的途径

吉斯和布赖恩（Keys＆Bryan，2000）认为，科学教师的教学认识主要包括对科学本质和教学过程的认识，教师的认识是极度个性化的、稳固的，受到个人及其拥有的知识控制。［7］教师对教学的认识会影响他们的课堂行为，教师认识的改变会影响他们和学生的行为变化。对于教师传统教学向探究教学的认识转变，目前国际上的研究集中在教学环境和教师知识这两个领域。

2.1 教学环境的转变作用

亚当斯和克劳卡沃（Adams＆Krockover，1997）认为教师的学习情境非常重要，他们对四位新手科学教师进行研究，这些老师接受建构主义取向的探究课程，并进行观察、访谈和STAM的分析，研究结果表明，要使教师采用建构主义为基础的探究教学方式，必须注意四个方面。①强调新的教学方式能为教和学带来益处：进行建构主义取向的教学课程推广时，除了讲授探究教学的相关理论与实践外，需要告知教师采用探究教学方式对实际课堂的教和学可以带来哪些益处；②改变教师教育课程中学科知识的传授方法：大部分科学教师在职前阶段接受的学科知识课程，相对于探究教学，都是一些相反的教学模式；③需要给教师更长的时间改变他们原有的教学：假如教师对先前教和学的概念根深蒂固，就需要花费很多时间才能改变原有教学，教师学科知识的学习需要改变；教师教育课程中，必须使用探究教学策略促进教师学习学科知识，这并不只是让教师对学科知识有更深的了解，也可促进教师训练探究技能，提供给教师教和学的新概念，这样可以避免今后花费更多的时间去改变教师原有的概念。［8］亚当斯和克劳卡沃认为如果要转变教师的教学观念，需要关注教师的先备概念和动机；吉斯和布赖恩（Keys＆Bryan，2000）则强调授权给教师，吸引教师发展具有特色的探究教学，目的依然是激发教师的动机，通过教师的合作学习，去除区域文化（特别是不良的学习文化和教学文化）对教师实施探究教学信念的阻碍，做到合法化（legitimated）和授权（empowered）给老师，尝试不同的探究教学模块，发展区域的探究教学模块，以适应不同学区、学校，甚至班级；鼓励教师以合作的方式进行科学课程的改革，有助于改变区域教学文化，发展区域特色的探究教学。

通过以上的研究可以看出，改变教师的教学认识之前，必须建立教师教学认识改变的环境，让老师在探究教学的环境中学习科学知识，这和舒尔曼（Shulman，1986）所主张的“教师怎么教，因为他怎么被教”是相似的，并且除了传授探究教学方式，强调其对教师和学生的益处之外，课堂教学中必须合法化且授权给教师，鼓励教师合作，开发具有学科特色和地域性的探究教学模式。

2.2 教师知识的转变作用

如果要求教师进行探究教学的实践，必须考虑到教师的主动性与先备知识，教师在探究活动中需要具备完整的科学探究经验，这个探究过程是一个动态的历程，不可被分割（Crawford，2000）；而教师所应具备的学科知识和教学知识也是如此，教师引导学生进行探究活动，并非是个别知识的呈现，而是完整的学科教学知识（Shulman，1987）；与传统的教学方式相比，探究活动中教师的学科教学知识层次必须被提升，这样才能进行复杂多变的探究教学。教师实施探究教学需要具备一定的先备知识，包括更高层次的学科教学知识；对科学本质具有更深入的认识；如何指导学生合作。吉斯和布赖恩（Keys＆Bryan，2000）的研究指出，教师实施探究教学需要具备学科知识、学生和科学本质等四项知识。①丰富的学科知识：在探究活动中，学生的问题种类繁多，教师需要厘清问题与学习主题的关系，或引导学生思考、或同学生一起建构知识、或为学生的探究活动提供关键性的引导；②学生学习的知识：教师必须了解学生的先备知识，包含学生的前概念、科学过程技能，学习习惯，并据此提供适合的探究方向，适时引导；③科学本质：科学本质的认识有助于教师掌握探究活动的特征，理解科学教学在于培养学生的探究能力，而不是科学知识的记忆和过程技能的训练；④吸引学生探究：教师必须清楚区域文化和学生次文化的差异，为探究教学营造学习情境，激发学生的兴趣和动机，促进学生的探究活动。

3 研究启示和反思

教师的认识是他们“行动的理论”（Jone＆Carter，2007），影响着教学实践，但在学界，这一领域的研究还远远不够，并没有形成一定的理论、方法和框架。科学教师为了更好地进行探究教学，需要亲身体验科学探究，具备基本的科学探究和探究教学知识，形成合理的探究教学观。

3.1 体验科学探究

要使学生通过探究学习科学，教师首先需要自己探究性地学习科学，他们应该理解科学的核心内容，知道科学课程中的事实、原理、定律以及公式是如何同学科的重要思想所融合并联系在一起的；明确所讲授的科学知识的事实依据，以及科学的“程序”，包括什么是科学探究？怎样进行探究教学？这样，他们才能体会到如何在教学中融入科学主题和探究的基本特征，如何促进学生提出和讨论科学性和创新性的问题，如何引导学生探究来实现他们对科学概念的深层次理解，学生在探究学习中又会获得怎样的感受，他们对科学探究和科学本质的认识又是如何发展的，如何才能促进二者的发展。

3.2 科学探究和学科内容知识

科学教师需要具备科学探究知识，理解科学探究的基本原理和内涵。教师的学科内容知识基本可以分为学科的概念性知识、学科的本质、学科知识结构和学科的信念。施瓦布对教师的“实践性知识”进行过研究，并提出了学科内容知识的实质结构和句法结构两个方面；“句法结构”这一概念包括了科学本质和科学探究。［9］科学探究属于教师的学科内容知识，有关科学探究的学科内容知识（科学探究内容知识）涉及到科学探究的基本原理和学科探究的信念。

3.3 探究教学和学科教学知识

科学教师还需要具备探究教学知识，知道如何引导学生通过探究来学习科学。舒尔曼的学科教学知识涉及到教学的定位、学习者的知识、课程知识、教学策略知识和评价知识，并受到教学知识、情境知识和学科内容知识等影响；德士美提出了具体情境的教学知识这一概念来重新认识学科教学知识，他认为学科教学知识受到以下知识的影响和相互作用：教育目标和价值观、学习者和学习知识、课程知识、过程和结果评价以及学科内容知识。探究教学知识包含在学科教学知识之中，它主要涉及探究教学和自身的定位，探究学习和学生，科学探究课程，探究教学策略、科学探究的评价五个要素。教师的探究教学观受到教育目标及评价、价值观，科学探究内容知识和教学知识的影响，并且共同受到社会文化背景的作用。

［1］Bybee，R.W.（1993）.Reforming science education：Social perspectives and personal reflections.Teachers college press，Columbia University，68－72.

［2］Olson，J.（1981）.Teacher influence in the classroom：a context for understanding curriculum translation.Instructional Science，10，259－275.

［3］Roth，W－M.，＆Roychoudhury，A.（1993）.The nature of scientific knowledge，knowing and learning：the perspectives of four physics students.International Journal of Science Education，15（1），27－44.

［4］Cheung，D.，＆Ng，P.H.（2000）.Science teachers’beliefs about curriculum design.Research in Science Education，30（4），357－375.

［5］Tobin，K，＆McRobbie，C.J.（1996）.Cultural myths as constraints to the enacted science curriculum.Science Education，80（2），223－241.

［6］郭元婕.中小学科学教师科学素养的研究［D］.北京：北京师范大学，2005.

［7］Keys，C.W.＆Bryan，L.A.（2001）.Co－constructing inquirybased science with teachers：Essential research for lasting reform.Journal of Research in Science Teaching，38（6），631－645.

［8］Adams，P.E.，＆Krockover，G.H.（1997）Beginning science cognition and its origins in the preservice secondary teacher program.Journal of research in science teaching，34（6），633－653.

［9］［美］国家研究理事会.科学探究与国家科学教育标准——教与学的指南［M］.罗星凯等译.北京：科普出版社，2004.20－25.