【摘要】活動有余而思維不足，尤其是高階思維缺失，是科學(xué)課程改革存在的突出問題，制約著科學(xué)的學(xué)科育人。指向思維發(fā)展的科學(xué)探究教學(xué)模型，旨在讓“每一個學(xué)生都發(fā)展積極科學(xué)的思維方式”，為落實學(xué)科育人價值提供一種可能的路徑。

【關(guān)鍵詞】學(xué)科育人;科學(xué)探究;思維發(fā)展

【作者簡介】蔣永貴，杭州師范大學(xué)經(jīng)亨頤學(xué)院副院長、教授，教育學(xué)博士（浙江杭州310000）

哪些因素制約、弱化了科學(xué)學(xué)科育人價值的發(fā)揮

在初中階段開設(shè)合科科學(xué)課程是我國課程改革的一大亮點。課程標(biāo)準(zhǔn)明確指出：科學(xué)探究是科學(xué)的本質(zhì)特征，具有重要的教育價值。體現(xiàn)科學(xué)探究的精神，是科學(xué)教育面向未來的必然要求。就此，無論專家、學(xué)者還是一線教師，從觀念上都很認同，行動上也都積極開展科學(xué)探究教學(xué)，但在具體操作中存在諸多問題。

一是把“探究的六要素”視作“線性探究模式”，致使探究形式化。鑒于課程標(biāo)準(zhǔn)給出了科學(xué)探究六要素，因此較多教師誤認為科學(xué)探究教學(xué)就是嚴格按照六要素進行線性呈現(xiàn)，即必須按一定的程式來進行，由此帶來較多的形式探究，影響探究教學(xué)的質(zhì)量。

二是把“學(xué)生科學(xué)探究”視同“科學(xué)家搞研究”，致使探究偏離正確方向。有些教師在開展科學(xué)探究教學(xué)時，模糊了學(xué)生科學(xué)探究與科學(xué)家搞研究之間的界限與區(qū)別，甚至認為科學(xué)探究就是像科學(xué)家一樣做實驗、搞研究，過于倡導(dǎo)單純的科學(xué)實驗，刻意追求正確性和技術(shù)效率，偏離了學(xué)生科學(xué)探究的應(yīng)有之義。

三是把“追求探究結(jié)果”重于“關(guān)注探究過程”，致使探究片面化。如果站在培養(yǎng)人的高度看，獲取知識的過程甚至比知識本身更有意義。但實際教學(xué)中，由于受“考試指揮棒”的影響，很多教師更注重追求探究結(jié)果，而對學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)探究的過程關(guān)注不夠，從而嚴重弱化了科學(xué)探究教學(xué)的育^價值。

四是把“學(xué)生自主探究”優(yōu)于“教師引導(dǎo)探究”，致使探究無序化。在探究過程中，很多教師誤認為越開放越好，教學(xué)效果不盡如意。問題在于，難以很好地把握指導(dǎo)的“尺度”：指導(dǎo)過度，學(xué)生無法實現(xiàn)真正意義上的自主建構(gòu);指導(dǎo)不到位或完全放手，則造成學(xué)生的探究活動雜亂無章、盲目無序。

歸根到底，活動有余而思維不足，尤其是高階思維缺失，是科學(xué)探究教學(xué)存在的突出且普遍問題，制約著科學(xué)學(xué)科育人。為此，我們亟待構(gòu)建指向思維發(fā)展的科學(xué)探究教學(xué)模型。具體而言，聚焦“每一個學(xué)生都發(fā)展積極科學(xué)的思維方式”，主要解決如下教學(xué)問題：何謂科學(xué)探究教學(xué)的實施路徑？主要包括哪些要素？怎樣落實和測評科學(xué)思維發(fā)展？需要開發(fā)哪些工具？如何打磨高質(zhì)科學(xué)探究學(xué)思案？何謂有效案例研究？倒逼“以學(xué)定教”落地的教學(xué)運行機制是什么？

針對上述問題，我們運用基于設(shè)計的研究理論，堅持理論視野與實踐創(chuàng)新持續(xù)互動，采用螺旋式發(fā)展過程與方法，即“實踐考察一模型建構(gòu)一實踐探索一模型完善一深度實踐一凝練推廣”，歷經(jīng)15年、三個階段的研究與實踐探索，化教育理論為實踐智慧，創(chuàng)建了指向思維發(fā)展的科學(xué)探究教學(xué)模型，力圖為課程改革提供新的教學(xué)樣態(tài)。

厘清科學(xué)課堂探究之魂，聚焦積極科學(xué)的思維方式

指向思維發(fā)展的科學(xué)探究教學(xué)模型，是指基于國家課程標(biāo)準(zhǔn)中的科學(xué)探究六要素，圍繞課堂科學(xué)探究之魂即“每一個學(xué)生都發(fā)展積極科學(xué)的思維方式”，系統(tǒng)建構(gòu)與實施以“凸顯科學(xué)思維的學(xué)習(xí)目標(biāo)一促進思維發(fā)展的評價任務(wù)一激起科學(xué)思維的學(xué)習(xí)活動”為內(nèi)核的學(xué)評教。

探尋課堂教學(xué)本質(zhì)，應(yīng)是師生共同發(fā)現(xiàn)問題、提出問題、解決問題以及評價問題解決的思維過程。相應(yīng)地，用探究式教學(xué)學(xué)習(xí)科學(xué)，就是用科學(xué)思維方式獲取和運用知識的過程。因此，從學(xué)科本質(zhì)角度看，課堂科學(xué)探究之魂毫無疑問就是科學(xué)思維。

按照因素分析法，我們進一步梳理出科學(xué)思維的三個要素，分別是基于證據(jù)、理性思維、質(zhì)疑創(chuàng)新，這也與當(dāng)前高中物理、化學(xué)、生物等科學(xué)學(xué)科核心素養(yǎng)之科學(xué)思維的要素高度吻合。為更有效地促進每一個學(xué)生都積極開展科學(xué)思維，我們發(fā)展出課堂情境中的探究式學(xué)習(xí)模型（見圖1）。

元問題、學(xué)思案、學(xué)評教：育人價值發(fā)揮的具體實施路徑

（1）科學(xué)探究·元問題

科學(xué)探究·元問題，即可視為科學(xué)探究教學(xué)原點的根本性問題，它規(guī)定與引領(lǐng)著科學(xué)探究教學(xué)的方向。具體來說，就是站在學(xué)生立場，針對科學(xué)探究課題，像專家那樣一致性地回答：

◎為什么學(xué)？從育人的不同角度闡釋清楚學(xué)習(xí)該主題的價值與意義。

◎?qū)W什么？厘清具體學(xué)習(xí)哪幾個點、它們之間有什么邏輯關(guān)系等。

◎怎樣學(xué)？突出并顯化科學(xué)思維過程，明晰要發(fā)展的具體能力和品格。

◎何謂學(xué)會？實施多元評價，如傳統(tǒng)與表現(xiàn)、形成與終結(jié)等相結(jié)合。

（2）科學(xué)探究·學(xué)思案

科學(xué)探究·學(xué)思案，是指立足讓每一個學(xué)生都發(fā)展積極科學(xué)的思維方式，—致性地回答科學(xué)探究·元問題的方案，主要包括課標(biāo)要求、探究問題、學(xué)習(xí)目標(biāo)、評價任務(wù)、學(xué)習(xí)過程、檢測作業(yè)、學(xué)后反思等要素。具有五大特征：學(xué)為主線、突出思維、發(fā)展素養(yǎng)、力求具體、相互匹配。

為更好地設(shè)計科學(xué)探究·學(xué)思案，我們研制了設(shè)計要領(lǐng)（見表1）。

（3）科學(xué)探究·學(xué)評教

科學(xué)探究·學(xué)評教，是指學(xué)為主線，針對學(xué)生的學(xué)，教師適時作出適切的決策（見表2）。

◎是否需要教與評？若否，掌控好教學(xué)節(jié)奏即可。

◎若需，那么學(xué)生的認知障礙在哪里？如何有針對性地教與評（呈現(xiàn)、組織、引導(dǎo)、啟發(fā)、講授、展評、示范等）才能促進學(xué)生學(xué)懂、悟透和生成？

◎?qū)W的反思？主要從課堂中真實學(xué)情的暴露度、認知定位與真實學(xué)情的契合度、教法選用與促進學(xué)習(xí)的適宜度等角度，思考與完善存在的問題。

借助工具落實、測評思維發(fā)展和育人能力

（1）凸顯科學(xué)思維的學(xué)習(xí)目標(biāo)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

基于科學(xué)思維三要素，我們研發(fā)出“凸顯科學(xué)思維的學(xué)習(xí)目標(biāo)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)”（見表3），并對“三級指標(biāo)”予以具體解釋說明。借鑒生產(chǎn)流程的基本要素，可按照如下流程進行研制：一是明晰學(xué)習(xí)目標(biāo)的使用對象;二是建構(gòu)研制學(xué)習(xí)目標(biāo)的模型;三是完成研制模型的要素信息;四是信息加工與敘寫學(xué)習(xí)目標(biāo);五是檢驗評定與完善學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（2）促進思維發(fā)展的科學(xué)方法運用要點

廣義的科學(xué)方法是指習(xí)得科學(xué)知識以及用科學(xué)決策、處理實際問題的思維方式和操作技能，并蘊含著綜合能力價值。換個角度看，科學(xué)思維其實就是應(yīng)用科學(xué)方法解決問題的過程。因此，落實科學(xué)方法教育，是促進每一個學(xué)生都發(fā)展積極科學(xué)的思維方式的一個重要抓手。為此，我們梳理出常用的18種科學(xué)方法，并進一步發(fā)展出促進思維發(fā)展的科學(xué)方法運用要點（見表4）。

（3）激起科學(xué)思維的優(yōu)質(zhì)問題評價量規(guī)

問題是學(xué)習(xí)的燃點，從學(xué)習(xí)目標(biāo)、認知水平、表述質(zhì)量三個維度，建構(gòu)出激起科學(xué)思維的優(yōu)質(zhì)問題評價量規(guī)（見表5），它也是設(shè)計探究問題的工具。

倒逼“以學(xué)定教”教學(xué)運行機制落地

為形成可推廣的案例，我們開發(fā)出高質(zhì)量案例研究路線圖，按照科學(xué)探究·學(xué)思案的要素及設(shè)計要領(lǐng)，針對物質(zhì)科學(xué)、生命科學(xué)等學(xué)習(xí)領(lǐng)域的典型課題，精心打磨了30個案例匯編成冊，以引領(lǐng)學(xué)校進行有效實施。

由于我們提出了元問題及其操作框架，要求教師首先“站在學(xué)生立場，針對科學(xué)探究課題，一致性地回答為什么學(xué)、學(xué)什么（厘清具體哪幾個點及其關(guān)系）、怎樣學(xué)（突出并顯化科學(xué)思維過程，明晰能力和品格）、何謂學(xué)會等問題”，將其作為教學(xué)原點，然后在此基礎(chǔ)上決策教與評。這樣倒逼了教師將“以學(xué)定教”這一理念落地，從而把課堂真正還給學(xué)生。

指向思維發(fā)展的科學(xué)探究教學(xué)項目開展以來，有效提升了學(xué)生的科學(xué)探究力、批判力等，培養(yǎng)了一大批善于創(chuàng)新、敢于質(zhì)疑、具有高學(xué)習(xí)力的學(xué)生。實踐證明，不僅學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)興趣更強，而且面對真實復(fù)雜情境，學(xué)生解決問題的能力也進一步增強。

教師業(yè)務(wù)能力迅速提升。我們精磨了30個科學(xué)探究·學(xué)思案，舉辦了30多期高級研修班（90學(xué)時為主）、100余場專題工作坊，培訓(xùn)教師5000余人，培訓(xùn)滿意率均在97%以上;教師獲區(qū)級以上獎勵340項、榮譽稱號99個、開設(shè)講座或公開課近300場;師范生獲省級以上教學(xué)比賽獎高達93人次，創(chuàng)造了杭州師范大學(xué)參加省賽和國賽的“三連冠”。軟實力上，科學(xué)教師整體上更愛探究教學(xué)，對科學(xué)探究理解更深刻，部分教師凝練出自己的教學(xué)主張，以更好地落實學(xué)科育人。

面向未來，我們需要進一步探索的問題主要有兩個：一是梳理出的18種科學(xué)方法雖然較為實用，但邏輯上和層次上還有一定的重疊，尚需進一步進行科學(xué)分類;二是對科學(xué)探究教學(xué)評價研究雖然起步較早，也有一定的創(chuàng)新成果，但后續(xù)研究還有待深化，需要進一步探索評價標(biāo)準(zhǔn)嵌入教學(xué)的有效運行機制。

（該成果獲2018年基礎(chǔ)教育國家級教學(xué)成果獎二等獎）

責(zé)任編輯 施久銘