STEM教育的应用范畴（十四）

向世清

本讲我们继续阐述在深度学习中使用适当的探究和研究的方法。特别是，我们要更为有针对性地阐述在STEM教学的深度学习过程中应该如何更好采用和使用好的基本策略。因为STEM教学过程是一种更具综合要求的过程，其目标也比一般的简单知识性学习探索更为高层次化，而且必须坚持不脱离当次学习中的STEM知识体系和应用逻辑本身，所以，其中所采用的探究和研究需要有更高层次的过程性和结果性要求。那么，哪些方式和形式的探究才是更能满足STEM教学过程设计的呢？为了弄清这一问题，我们还必须讨论清楚探究具体有什么样的一些方式和形式。

根据国际上已有的有关探究的理论研究结果，我们可以将探究分为4种方式和形式上的基本类型（这些类型在一定程度上均已较为科学规范化，并较为接近研究的方法论要求）。这4种基本类型如下。

（1）开放式、无指向性和无限制性探究 这种类型的探究实际上是一种广泛发生于学生有了一定的前期知识后，在递进性的学习中，根据自身的好奇心和兴趣顺着已有知识而产生新的问题，在开始下一段学习时，循着问题而形成的对于某些新的知识的探索性了解和学习，它有着完全的开放性和目标不确定性（包括内容范畴和深度程度等）。只要學生发生这一过程，他总会获得某种与其自身逐渐朝向的阶段目标和学习经历本身相关的知识内容及其关联性思考等。最为重要的是，这是依据学生自身意愿前行的探究，极具个性化。教师在其中的作用除了跟进性释疑解惑，以及后期作一些适当的评价外，其他大体上不用做任何工作，尤其是开始不给学生设定目标和要求，后期也不将学生引导到某种指向性的目标结果上，以学生自己为主（如图1）。即来自学生自己的问题作为出发点，然后学生自己考虑方法和路径进行探究。过程的设计有着学生自己的特点，一开始设计可能很不成型，但后面设计的水平会随着探究经历的增长而提升，并逐渐向着规范和科学化流程迈进，最终可逐步接近甚至达到研究的科学性规范（当然，探究本身也不一定要特别规范化和趋向研究化，尝试的价值其实是很高的）。这种探究可以称之为“完全顺着学生的探究”。不过，每次探究过程的结束点一般以教师组织的学生的学习结果交流或者学生自己的探究报告等为形式。

（2）目标性、导向性和定向性的探究 这种类型的探究比前一种探究有了一定的限制性，那就是教师在学生探究开始前为了某种新的教学目标而做服务于目标的内容或者范畴的设定与指定，但对学生探究的结果并不会很明显或很明确地给出要求，至少不会有“标准答案”;同时，对探究的过程和方式尤其不给出限定性或者限制性。此时，探究的问题可以是教师预先大致给定的，也可以是教师根据内容启发学生在浸入学习时自发产生的。容易看出，这种探究实际上学生仍具有很大的自主性，所以大致可以称为“按教师大致方向要求的探究”。图2给出一个这样的例子，其中教师给定了化学实验的大致目标，然后由学生自己尝试性地进行实验，怎么做教师并不表明要求（这种探究在递进性课程的进度中较为常见，因为教师仍旧希望课程的大纲进度被基本满足）。一般而言，这种探究结束时可以在教师的组织下进行各自的结果交流，交流后教师也可能会对学生的多种结果作一定的导向性界定、评价和指正。但是，教师通常仍会对学生的多种探究结果持支持态度并鼓励大家对多种结果作比对性思考，只要各种结果不失正确性。

（3）交织性、混合性和互动性探究 这种类型的探究基本上介于前2种探究之间，主要是教师会较为明确地给出探究的准确目的（但也不一定只有一个答案）和结果要求，然后容许学生朝着确定的目标进行开放式的探究。当然，过程中间可能因为互动性的考虑，教师会在探究的某个进程位置再给予一定的指向或者要求，体现出学生与教师的一定的交互性，不过仍旧在大多数时候放任学生自由进行。实际上，这种探究较多出现于教师在过程中发现学生偏向很大或者难以找到正确的探究方向时，此时教师适时介入作一些适度的修正或者提醒，然后使其探究可以保证较好地朝向开始设定的准确目标。可以认为，这种探究是一种“保证终极目标的探究”，或者叫作“结果性一致但路径性不同的探究”。为了达到这一点，教师会在过程中较多跟踪学生的探究状态和进程情况，然后“该出手时就出手”。在探究结束后，教师一般会组织学生整体交流，并对学生的结果与要求的准确结果作比对性分析与研判，让学生最终明白准确性结果的更有效的意义和特点，继而也就明白为什么要朝向这种准确目标的结果，还能明白中间为何有时会给予修正。

（4）结构化、设定性和计划性探究 这种类型的探究较多体现了教师的界定和明确引导，且探究的整体框架和步骤均有教师设定的结果和要求，会看到有明确的计划性，只是在过程中的小段过程和分目标任务下由学生进行自主探索，而且对每小段的探究最好不必提出时间长度上的要求。这里，结构化最为重要，即教师对探究全过程有初始的设计，过程中的学生探索在每一个阶段的节点都要靠近甚至满足教师设定的阶段性目标或结果。严格意义上，这种探究对探究的整体进程更有把控性，对于探究的细节控制和时间效率都可以获得更为有效的结果，但对学生的学习效能是相对有弱化的。所以，不妨把这种探究称为“控制性和轨道式探究”，即其中的限定性和指向性程度更高，要求更为框准。即便如此，它仍旧比纯粹由教师指定的复述性的教学要好得多，至少在过程中学生仍旧有较多的自主性过程和深度体验。另外，在某些难度较高的内容的探究性学习过程中，这样的探究是具有较好效果的。不过，教师在这类探究中始终应该牢记更多给予学生机会的原则，尽可能设计给予时段和过程，让学生在其中“自主动起来”，否则就成为不了探究（我们的应试教育中，教师的过程严格把控是一种极端，几乎让学生的探究不会发生，那么就够不上称为“结构化探究”，这一点一定要认识到）。作为探究的结束点，教师和学生一起反思结果达成的效果和过程正确化的经验，并让学生回味其中通过探究收获的更深度体验，可以很好地形成对指定性结果学习的帮助和深化。

将4个类型的探究作一个简单的对比，我们发现其中的关键差异主要在于学生的自主性程度。自主性最关键的表现在于学习过程中在每一个环节或步骤关键节点时的判断和选择由谁做、怎么做和做得怎么样，即探究人判断当前位置自己的探究做得“怎么样了”“好不好”“够不够”“对不对”，以及“有没有接近目标”“还需要继续探究吗”等，然后选择下一步往哪个方向、用什么方法、具体怎么办。所以，只要在探究，学生的自我权衡和判断评估就始终在发生着，这非常重要和有影响，直接决定探究的发展进程甚至是效能品质。如果教师可以更多地将判断和选择权交给学生自主，才会真正实现探究。而只有学生能够自我判断和选择，其学习过程才能真正原生动力、充满意愿、保持兴趣、自得其乐，然后才能真正达到有效的知识建构和深化。因此，教师要让学生的探究一直在行动，一直在判断，并指导其一直不断提升判断能力和水平。一般说来，学生在最初的数次探究经历中，通常一开始并不知道怎么判断，也难以估计自身的进程究竟对不对，但随着探究的次数和经验的增多，其判断能力一定是慢慢提升的。

那么，在4种类型的划分下，我们就可以根据每次STEM单元的教学要求和具体设计，适当在其过程中单独选择4种类型中的1种或者混用2种以上。STEM整体教学过程的九步法当中，整体的任务实际一定可以划分为“独立小任务”的多个阶段过程，这些阶段过程都可能采用探究法（请记住，采用探究法是STEM教学中十分关键的，甚至没有探究的过程是不可能实现STEM的特点和要求的。这一点后面还会不断提及），那么在设计的时候，每个小阶段任务使用怎样的探究类型，就可以根据本讲的解读进行合理的判断与选择，并最终组合达成整体STEM单元教学过程中探究的恰当选择与配置。

对于STEM过程中的研究，其实也有与这里的探究类型相似的考虑，下一讲将继续这方面的讨论。