回眸与启示：施瓦布探究式教学的思想遗产

高绣叶，丁邦平

（首都师范大学教育学院，北京100048）

回眸与启示：施瓦布探究式教学的思想遗产

高绣叶，丁邦平

（首都师范大学教育学院，北京100048）

在20世纪50年代的理科课程教育改革运动中，施瓦布结合其学科结构理论，基于其科学专业背景和科学研究的经历，提出了科学教学的探究方法：作为探究的科学和科学教学作为一种探究。施瓦布的思想对于今天的科学教育仍旧具有极大的指导意义和参考价值。

科学探究；探究教学；科学本质

100年前，实用主义哲学和教育学大师杜威正式将“探究”这一术语用于科学教育。［1］今天，美国《国家科学教学标准》和2061计划出版的《科学素养基准》也在多处讨论探究。同时，在我国，《基础教育课程改革纲要（实行）》以及新课改以来颁布的科学课程标准同样要求开展探究式教学。由此可见，实施探究式科学教学已经成为国内外的普遍趋势。提及探究教学，虽然施瓦布不是强调以探究的方式开展科学教学的第一人，但是他的贡献可能是最大的。他是20世纪60年代学科结构课程理论的重要代表人物，同时，他也是一位生物学家，积极参与了科学教育现代化运动。［2］施瓦布关于探究教学的思想集中体现在论文《探究，科学教师和教育者》和《作为探究的教学》的报告中。笔者据此梳理施瓦布的探究教学思想，并阐明他的探究教学思想对于今天的科学教育的意义。

一、施瓦布的科学探究观：三种类型的探究

总的来看，施瓦布的科学探究思想包括两个部分：作为探究的科学和科学教学作为一种探究。在此基础上，他提到了三种探究：稳态的探究、动态的探究和探究的探究。前两者是科学探究的两种类型，而后者则是探究教学所采用的方法和目标。

稳态的探究（stable enquiry），是指在既有的科学概念结构指导下所进行的探究，主要功能是积累科学知识。其着眼于当前的科学成果，填补当前的知识空白，而指导探究的概念结构本身被认为是正确无误的。施瓦布举例说，如果当前的生理学的概念结构是器官与功能，那么稳态的探究者则关心某一器官的功能是什么。稳态的探究最为核心的特征就是接受当前的概念结构并且把这些概念结构奉为事实，而不去质疑。稳态的探究着眼于构建知识的大厦，却忽略了考虑建构大厦的根基的可靠性。由此可见，稳态的探究将当前的概念结构看作是探究的指导原理，而不是探究的对象。

动态的探究（fluid enquiry），是为了解决稳态的探究所不能解决的问题而提出的。它的任务是去研究支配稳态探究的概念结构失效的原因并去构建新的概念结构。所以，动态的探究最终是要发明新的概念并且测试它们的充分性和有效性。它并不急于为学科增添知识，而是要重新定义学科内容并指导新一轮的稳态探究。与稳态的探究不同，动态的探究总是与失望、沮丧与失败相生相伴，因为它没有现成的科学理论或者概念结构作为指导，它是去创造，而不是去执行和演绎。正是稳态的探究和动态的探究的相互交替组成了科学探究的过程。基于这样的科学探究观，施瓦布认为，科学由于所依赖的概念结构有可能因发现新的证据而被修改，所以科学不是一成不变的真理，而是不断发展的真理发现之旅。

所谓探究的探究（enquiry into enquiry），在施瓦布那里并不是与以上两种类型的探究平行的科学探究，它是一种教学方法，是课堂中所进行的探究，而不是科学过程中的探究，即实现科学作为探究过程并以探究为特征的教学方法。在这种方法中，教师给学生提供各种类型的读物和报告，学生对科学探究的过程进行讨论：研究的问题，收集的数据，所使用的技术，对于数据的解释以及得出结论的过程等，实现对于科学作为探究过程的本质的探究，理解科学过程。这是一种对于科学过程本身的探究，是一种施瓦布称之为第二次的探究（secondary enquiry）。正如施瓦布所说，课程的成就既依赖于运用那些反映了探究原则的材料，也在于“对这些材料的处理必须形成第二次的探究，其目的在于练习探究的艺术，在于掌握由探究而产生同时也只有探究才可能提供的知识体系的全部的意义。”［3］73

二、探究教学策略

施瓦布时代的科学教学直接给学生灌输结论，造成了科学的假象，不能帮助学生认识真正的科学本质，更不能有助于培养未来的科学家。基于此，施瓦布从实验室和探究课堂两个方面提出了实现探究教学的条件，并对实现探究的课堂教学所需要的素材和方法进行了详细说明。

（一）实验室

施瓦布的探究课程思想强调实验室应该为课堂教学服务，而不是孤立于课堂教学之外仅仅作为展示实验过程、验证书本结论的场所。传统的教条式的科学教学过多地关注对结论的陈述，对实验过程的展示，而探究式教学更加强调对于探究过程的展示，即通过陈述具体的科学问题，观察数据，记录对于数据的解释从而推导出结论。如此，学生才能理解科学并非是一种既定的真理，其结论是建立在证据基础之上的。

（二）探究课堂

施瓦布认为，探究型的课堂教学包括两个方面：一方面，教材必须能够呈现科学作为探究的过程的本质，即作为探究的科学；另一方面，学生必须采用讨论的方法对所学材料进行探究。

1.讨论（discussion）

讨论是探究型的课堂中所采用的主要的教学方法。讨论改变了传统的课堂中教师传声筒的角色，也改变了教师和学生单纯的授受关系。在讨论过程中，教师和学生成为基于对话、对共识的追求、对问题的答案进行商议的合作伙伴。在施瓦布看来，讨论在某种程度上是对于所学材料和探究问题的解释、理解和批判性的评价，而不是对于问题发表不成熟观点的机会，更不是对学生所学内容的测验的场合。讨论能够让教师和学生共同参与到探究过程之中，学会提出问题，寻找数据，给予解释，并归纳结论。这样学生学科学就变成一种主动、自主的过程，在这个过程中，他们能够体验到科研的艰辛、矛盾的冲突以及发现的喜悦。此外，学生要想在讨论过程中能够清晰地表达自己的观点，必须经过自己独立思考的过程；通过聆听其他同学的观点，思维的碰撞，最终明白科学结论的局限性以及科学的多样性和复杂性，明白许多问题并没有正确的答案，而只是当前最值得拥护的观点。其次，施瓦布眼中的讨论方法，与通常意义上的讨论并不相同，它的目的不是赢得争辩，也不是测试学生是否知道了答案，而是引导学生向他所探究的材料怎样提问题并如何找到问题的最恰当的解决方案。这样的教育性讨论与一些通常的讨论的概念不同。它不是一个去给观众增加印象，去获得影响或打败对手的辩论。它不是一个个人观点的任意的、无修养的表达。相反，它是在富有挑战性的和智力性问题“探究中的探究”上的合作学习和联合工作的手段。

2.教材（material）

施瓦布认为，在教学过程中能够质疑教材、教师的观点，挑战权威是探究型课堂的首要因素。按照施瓦布的要求，怀疑要通过一定的方式体现在课程的每个章节中，每章必须伴有质疑和不确定部分。然而，怀疑是科学家的基本要求，却不能被广大教师理解。要解决这个矛盾，需要当前的教师教育能够大量接受并使用包含大量的、必要的质疑成分的教材。

（1）原始科学论著作为课程内容

原始的科学论文作为探究教学的素材具有两大优势：一是他们提供最真实的，不加润色的，我们能够获得的探究样品。［3］73每一篇论文都展示了科学活动的一个方面。它涉及到一个问题并且讨论与问题解决方案有关的数据；它可能会进一步报告数据的获取以及对结论的解释；还有一些论文可能会涉及到许多不同研究的结论等。二是他们包括丰富的为实现探究的探究所需要的问题。除此之外，用于解决同一问题的不同论文可以同时使用，这样可以展示科学探究的多样性。其他的论文或许会提出相反的或者不一致的结果或结论，这样能够引起学生的进一步的反思。然而，施瓦布同时指出，完全使用原始的科学论文作为探究的素材并不适用于所有学生，它仅仅对于高水平的学生是适合的。但是原始的科学论文能发现并且甄选那些对前沿的科学有兴趣的学生，即想要成为科学家和有动态探究潜力的学生。这些学生对于验证理论、操作仪器并不感兴趣。对于这些学生，非结构化的实验室、最具有挑战性的问题的解释、批判以及对于原始科学论文的整合构成了需要的课程。［4］

（2）原始科学论著的转述

正是因为并非所有的学生都适合读原始的科研论文，所以施瓦布提供了适合普通学生的探究素材。对于原始科学论著的转述就是一种替代品。对于采用原始科学论文作为探究材料一致的反对是因为学生的阅读能力有限。关于某一主题的大量原始科学论文都不可避免的来自不同的时代和国家，不仅有近代的而且也包括很久之前的论文，例如达尔文、孟德尔等。［3］88

施瓦布建议科学教师可以通过转述的方式来帮助学生理解原始的科学论著。采用这种方式不需要学生自己亲自去阅读原始科学论著，它借助教师自身对于原始科学论著的转述，即一种二手的解读来使学生理解原始科学论著的内容。

（3）论著作为深度探究的插曲

大量使用科学原始论文并非没有风险，它通常会花费更多的时间，这样与传统的教学方式相比，在同等的时间内，教学所涉及到的知识量就会相对不足。正如施瓦布所言：“对于全部范围地使用原始论文的第二个通常的反对是，通过这种方式不可能获得像传统那样全面的知识。”［3］79因此，他认为要在深度和广度之间尽量取得相对平衡。所以，他建议通过使用偶然的、小部分的原始论文作为深度探究的插曲，并把探究与传统教科书材料紧密联系，这种平衡能够被获得。原始论文与教科书如何搭配使用取决于讨论问题的复杂性和可以使用的原始论文的方便程度。

施瓦布提出了教科书与原始论文搭配的两种形式。第一种是用一篇论文或者论文的一部分引入一个领域的问题和解决策略，其余的材料取自教科书。这种搭配结合特别适用于以下两种情况：一是论文的时间不是太遥远；二是论文涉及到的领域开始相对简单，但是很快分支化和复杂化。第二种搭配适用于需要学习的论文和材料需要一定的知识背景时。如果直接把原始论文呈现给学生，尽管这些论文不需要具体的知识背景，但是它们的句法结构并不能直接应用于课堂。这时候，教科书首先将学生引导至探究的问题领域。然后，再给学生呈现这些原始的科研论文，阅读完这些论文，学生再回到教科书完成它的探究。

（4）探究叙事

探究叙事不同于传统教科书中对结论的处理，尽管他们在形式上是相似的，都是对于结论的具体的说明与解释。正如施瓦布所言：“把科学作为探究最大化，同时当把教学作为探究最小化的最适合的、最有弹性的和最可行的技术，我称之为探究叙事。”［3］82然而，探究叙事与传统教科书最大的区别在于对于结论的呈现方式不同。传统的教科书将科学结论作为毋庸置疑的宣告和断言，而探究叙事将结论看作建立在探究证据上而形成的设想。例如，一个探究叙事可以从科学家发现问题和研究计划开始，包括数据的发现和对于数据的解释等。之后，探究叙事将转入下一步的探究，提出基于当前的研究的问题。第二步的探究可以被看作为引出新的数据，基于新的数据需要通过进一步的探究来修正以前的设想。具体而言，探究叙事并不涉及到探究的探究所需要的问题，并且它能够展现科学作为探究的本质而不需要一部分学生亲自参与科学探究。要做到这一点，探究叙事者应该更多地关注探究中的质疑成分，结论的局限性以及结论所遗留的问题等。这样，探究就不会给学生传递一种科学的假象，即科学都是关于确定的真理的集合。

（5）探究诱导

探究的诱导是对于传统的教科书和简单的探究叙事的补充。为了能够给部分学生和教师提供主动探究的单元，施瓦布引用了探究的诱导这一概念。探究的诱导包括一些独立的问题，这些问题从教科书的某些文章和段落中得来。这些问题是独立的，使用任何一个都不会涉及到其他的问题。施瓦布探究的诱导思想主要是通过已经选择出的问题与教科书建立联系。通常有四种方式：第一，这些问题可以提供概念结构和原理。第二，它能够唤起学生对于导致结论的数据的获取和解释的质疑。第三，它们能够指向修正和补充结论的实验和证据，而这些恰恰是被教科书所遗忘的。第四，它们能够提供一些在解释数据和实验设计过程中具有挑战性的问题，以此能够说明或补充教科书的信息。［3］101－102

图1 施瓦布探究教学思想框架

三、启示

审视国内外探究式教学的实施现状，不难发现，探究教学并未像理想中的那样发挥较好的教学效果。在美国，调查显示，科学教师普遍地不能真正理解科学的本质和科学探究的内涵；［5］在国内，中小学课堂教学实践中同样存在诸多问题：如教师对科学探究教学缺乏真正的理解和把握；教材、教师倾向于直接教授、训练科学探究的固定思路或操作技能，课堂中探究流于机械化、表面化、形式化；［6］将科学探究教学等同于科学家搞研究等。由此，笔者不禁诧异，相对于传统的接受式教学，探究教学强调学生的主动参与，以学生为主，加强学生的动手操作等，从理论上讲，探究教学应该能够充分调动学生学习的积极性，能够帮助学生更好地理解科学本质，但为何探究教学的实施效果仍不甚理想呢？是我们对于探究教学的理解有偏差？对于探究式教学寄予了过高的期望？将探究式教学的功能过分夸大？虽然探究教学已经成为一种流行的教学范式，但实施效果却差强人意，这不能说是探究式教学自身所导致的不良结果，只能说是教育工作者未真正理解探究式教学的内涵所带来的失误。其实，施瓦布在60年代就指出了对于探究教学理解的两种误区：一是将探究教学仅仅认为是一种简单的可以控制的实验，回避了探究教学的多样性；二是将探究教学等同于一种教学方法，将教学内容与过程剥离开来。［3］88现在的知识是过去经验的总结，如果现在要比以往做得更好的话，我们必须依赖于先辈们的贡献。因此，解读施瓦布探究教学的思想对于解决今天的问题仍旧不无裨益。

（一）探究教学并不等同于科学探究

探究教学虽然同样也是一种探究过程，但是它不同于科学家的探究。在施瓦布的探究课程思想中，探究教学所表现出的探究是一种二次探究，即对于各种形式的科学家的著作与成果的探究。对于科学家而言，他们面对的是真实的、未知的自然界，探究过程充满着更多的不确定性和矛盾的结果。而对于学生而言，他们所探究的对象虽然对于他们自身而言是未知的，而对于成人和教师而言却是已知的。探究教学虽然也是一种探究，但是它远不如科学探究，尽管某些高水平的学生可以进入到科学的前沿，但是教学并非要创造新的科学概念结构，只需要学生了解科学过程，培养学生对于当前所学知识的质疑与批判能力，而非把结论全盘接受。这样学生将能够更好地理解科学的革命过程和科学理论是不断变化的特征。事实上，施瓦布的探究教学策略是与其科学探究观一脉相承的。正是因为科学探究有不同的类型，不同水平的科研工作者适合不同类型的探究，不同水平的学生将来会从事不同的工作，所以探究教学针对学生的个体差异应该有不同的教学策略。例如，把科学原著作为教材使用并不适合于所有水平的学生，仅仅适合于对真实的科学探究有兴趣而且具有较高水平探究能力的学生。基于此，施瓦布提出了它的补充策略，就是探究叙述，对于科学论著的转述以及将原著仅仅作为一种调剂或插曲。然而，即使是探究的叙事，它也不同于传统的教条式教学。教条式教学试图把结论直接呈现给学生，造成学生偏颇的科学观，似乎科学就是一系列不可动摇的真理的集合，科学的发现过程一帆风顺。由此可见，施瓦布的探究教学策略是有其针对性的而不是不考虑学生的个体差异以及兴趣区别。将探究教学简单化，这样探究教学就变成了名义上的教条教学的翻版。正如施瓦布自己所言：在错误的将探究教学简单化的影响下，许多科学课堂被转化为小型的研究室，在那里，每一个学生不管其兴趣和能力如何，都被要求像科学家一样开展探究学习。［11］102这种探究变成了一种形式，一种对于科学家探究的模仿与移植，这绝不是施瓦布的真实意图。探究教学虽然不同于传统的教条式教学，虽然有不同的类型，但是它之所以称为探究是因为它要求学生能够像科学家一样质疑、批判既定的内容，其科学精神才是两探究的共通之处。

（二）探究教学与传统教学并非二元对立

理解和对待探究式科学教学，研究者往往采取非此即彼的态度，即要么是探究式科学教学，要么是传统的接受式教学。［7］事实上，探究教学并非横空出世，并非是一种全新的教学方式，它与传统的知识教学并不是二元对立的关系。自新课改以来，探究教学成为一种受到追捧的教学方式，探究也成为评判教学质量优劣的标准，似乎只有在教学过程中渗透了“探究成分”才是合理的科学教学。然而，反观传统的科学课堂教学，虽然传统的科学课堂中存在着知识的记忆、背诵甚至灌输结论的现象，但是传统的课堂教学中同样具有探究的成分。丁邦平教授在其《探究式科学教学：类型与特征》一文中区分了不同类型的探究教学，将基于奥苏贝尔有意义接受学习理论的教学方式也归为探究教学，事实上，学生在传统的接受课堂教学里同样可以体验探究的过程。此外，传统教学中的启发性教学思想，甚至苏格拉底的产婆术都渗透着探究的精神。之所以提倡在科学教学过程中渗透探究成分，是因为探究本身是科学研究过程的重要属性，是科学本质的重要组成部分。传统的结论灌输式的科学教学方式给学生传递了一种错误的科学观，似乎科学就是一系列不可动摇的真理的集合，科学是线性积累和进步的过程，这种教学方式背离了科学的本质与精神，所以施瓦布才强调实施探究。施瓦布才强调要实行基于探究的科学教学。然而，不管是接受式探究教学，还是在实验室里的探究活动，探究的目的都是让学生了解真实的科学，理解科学的本质，并意识到科学探究的条件、特征以及伴随着科学探究的种种挫折与失望，最终学生能够给予科学永久的支持，这个是更为重要的目的。将探究教学理解为一种与传统的教学方式相对立的新的教学方法，实质上并未理解探究的真正内涵和施瓦布的真实意图。在传统的课堂上，通过巧妙设置问题，启发学生思考，理解科学的概念和结论的来龙去脉，同样体现了探究的精髓。相反，即使探究教学中包含了实验、动手，若仅仅停留在形式上，仍旧不是真正的探究。

（三）探究教学不等同于动手做的实践活动

新一轮的基础教育课程改革倡导学生主动参与和勤于动手，改变过去死记硬背和机械训练的学习方式，但是通过动手操作和参与活动，掌握了一系列的技能，如观察、操作及使用仪器设备等，学生就真的能够理解科学的本质吗？探究是不是就意味着“动手做”和“做实验”呢？事实上，这种探究观非但不能帮助学生理解真实的科学，反而忽视了对探究本身的正确理解。一方面，科学探究离不开科学知识和理论，正如施瓦布所言：在探究的过程中我们选择哪些事实并且赋予这些事实什么样的意义取决于我们的决定而且这些决定先于事实。所以任何给定时代的科学知识不是依赖于事实而是依赖于被选定的事实，而它们之所以被选定则取决于探究的概念结构。［13］14事实上，施瓦布自己也反对将科学的内容和方法分离开来。探究不仅强调动手做，而且更重要的是要动脑思考和理解，不仅思考各种科学概念的真正内涵，同时也要明白科学的结论以及科学的实践对于理论的依赖性。仅仅强调动手，只是看到了科学探究的表象，仅仅只能学到一系列的过程技能。尽管科学探究和科学过程有重要的相关性，但科学探究又不仅仅是过程技能的集合，科学包括一系列的观察、假设、分析、推理、预测等技能，但是科学探究更重要的是这些技能同科学理论、批判思维和创新精神的融合。因此，探究教学不仅要强调动手做，更要突出动脑理解，理解科学的本质和精神。

（四）探究教学并非是一种教学模式

20世纪，学校不可避免的受到技术理性和泰勒原理的影响，追求效率至上，课程和教学变成了流水线，学生成了待加工的产品。由此，教师和管理者期待可以有一种普适的、最高效率和最优的教学方法，运用这种方法可以帮助学生取得最好的学习效果，进而对这种教学方法进行推广，就可以普遍提高教育质量。然而，教学虽然包括可以学习和模仿的技术技能，但是教学更是一种精神和生命活动，教学时时刻刻充满着未知性和确定性。因而，探究教学并不能固化为一套模式和程序，更不是一种可以被加以推广和复制的教学方法。施瓦布自己反对将探究教学策略看成是一种简单的教学方法，一种定型的教学模式，一套固化的教学程序。相反，他认为，探究教学是一个系统的工程，在课堂上，在实验室中，在考试过程中，甚至是教材的编制过程中都要体现科学作为探究的本质，渗透质疑精神、批判意识，如此才是真正的理解了探究的内涵。同时，科学教师要真正地在课堂上实现探究教学，必须超越关于探究的技术层面的理解，真正理解探究背后的哲学基础以及目标，即探究体现了科学的本质，即科学并不是线性积累和进步的，它也不存在一劳永逸的真理，只有经过科学家的质疑与批评，科学才真正的发展与进步，科学同样也是范式革命的过程。

科学发展到今天，已经渗透到社会生活的各个方面，它不仅促进了经济的发展与国家军事、技术的发展，而且在生活中，也正影响着丰富多彩的个人行为与决策，更重要的是科学还影响着国家政治和政策，今天的科学已经成为一种社会活动和事业。所以，相应的科学教育应该着重加强探究性教学，不仅仅是为了获得科学知识，还要理解科学：所谓理解，包括对科学事实和成就的了解，还包括对科学方法和科学之局限性的领会，以及对科学之实用价值和社会影响的正确评价。［8］这些，也是施瓦布的探究教学思想所要传达的。施瓦布的思想对于今天的科学教育仍旧具有极大的指导意义和参考价值，他的思想不能仅仅成为一种记忆，而更应该成为科学教育者们共同分享的精神财富，激励我们去继续他的事业。

［1］张恩德.关于科学探究真谛的思考［J］.教育学术月刊，2012（2）：14.

［2］周仕东.科学哲学视野下的科学探究教学研究［D］.长春：东北师范大学，2008.

［3］Joseph J.Schwab.The Teaching of Science as Enquiry［M］.Cambridge，Massachusetts：Harvard University Press，1962.

［4］Joseph J.Schwab.Inquiry，Science Teacher and Educator［J］.The School Review，1960，68（2）：191.

［5］Valarie L.Akerson，Deborah L.Hanuscin.Teaching Nature of Science through Inquiry：Results of a 3－Year Professional Development Program［J］.Journal of Research in Science Teaching，2006，44（5）：653.

［6］刘华.科学探究与教学的启发艺术［J］.全球教育展望，2007（10）：88.

［7］丁邦平.探究式科学教学：类型与特征［J］.教育研究，2010（10）：81.

［8］陈佳篧.对科学的认知、理解和信任——科学探究性教学的最终目的［J］.物理教育，2009（2）：119.

Review and Implications：the Intellectual Heritage from Schwab’s Views about Inquiry Teaching

GAO Xiu－ye，DING Bang－ping

（College of Education，Capital Normal University，Beijing，100048，China）

In the 1950’s science curriculum reform movement，based on his science background and research experiences.Schwab put forward science teaching through inquiry combining his subject structure theory which includes two components，science as inquiry and teaching science as inquiry.Schwab’s thoughts still have great guiding significance and implication for today’s science teaching and are of immortal value.

science inquiry；inquiry teaching；nature of science

G424.1

A

10.3969/j.issn.1005－2232.2014.01.002

（责任编辑：鞠玉翠，鲍梦玲）

（责任校对：印婷婷，鲍梦玲）

2013－11－20

高绣叶，首都师范大学教育学院博士生；丁邦平，首都师范大学教育学院教授。

高绣叶，E－mail：gaoxiuye＠126.com