美国探究教学模式述评

美国《科学探究与国家科学教育标准———教与学的指南》(NRC,2000)明确提出，基于探究的教与学的活动需要营造相应的学习环境和机会，使学生能够面对新的问题，深化他们的认识以及学会逻辑性和批判性地思考周围世界中的事物和现象。[1]综合来说，科学课程实施的目的已逐渐转变为重视学生探究能力的培养，其理论基础属于建构主义，然而存在一种探究教学模式可以让教师遵循，并且达成这些目标吗？教师在课程实施中应该扮演怎样的角色？基于探究教学的已有研究成果，美国《国家科学教育标准》

(NRC,1996)提出了探究教学模式的共同构成：①学生参与围绕科学问题、事件或现象展开的探究活动，探究要与学生已有的认识相联系，教师要设法造成他们思想冲突，并且/或者鼓励他们学到更多知识；②学生通过动手做实验探究问题，形成假设并验证假设，解决问题，并对观察结果提供解释；③学生分析、解释数据，并将他们的观点进行综合，构造模型，利用教师和其他来源所提供的科学知识阐述概念及解释；④学生拓宽新的理解、发展新的能力，并运用所学知识于新的情境；⑤学生和教师共同回顾并评价所学内容和学习方法。[2]

一、探究教学的基本模式

以科学探究为主的(Inquiry-oriented)教学不仅要安排探究的活动，并且要协助学生主动探索知识及寻求对科学知识的理解，以满足学生的好奇心。它

的种类很多，有的强调学生主动参与动手做的学习活动及实验，有的重视教学活动中帮助学生发展与科学方法相关的过程技能。根据不同的标准可以具体分为多种类型，例如实验探究与非实验探究、完整探究与部分探究、定向探究与自由探究、亲历的探究与探究的探究、

发现式探究与接受式探究、归纳式探究与演绎式探究、课内探究与课外探究、独立探究与合作探究等。

1.萨奇曼探究教学模式(Suchman Inquiry)萨奇曼认为探究活动需要学生积极参与，通过具有挑战性的问题和材料来寻求问题的解决，他的探究教学模式包括六个步骤，加强了高级思维技能和问题解决的能力。

①选择问题和进行实验：问题一定要有趣并有意义，贴近学生生活；②介绍过程和展示问题：教师让学生对他们所观察的现象提出“是”或“否”之类的问题；③收集数据：对学生的问题做出反应以便收集和验证数据，引导学生更清晰地提出问题；

④发展理论或证实：当学生持有一个理论时，停止询问，让他们写下理论并展示给其他同学，由同学们决定接受还是拒绝这一理论；⑤解释理论并陈述与其相关的规律：当理论被学生证实以后，引导他们对理论进行解释和应用；⑥分析过程：和学生们一起讨论探究的过程，并让他们评价自己的参与过程以及如何得出理论。

2.有结构的探究(Structured Inquiry)

有结构的探究是在进行科学探究的活动时，教

美国探究教学模式述评

笪

王晶莹文〔摘要〕美国基础科学教育的国家文件强调探究教学模式的共同构成，为进一步研究，本文首先分析

概述了探究教学的基本模式，然后详细介绍了5E 学习环，最后探讨了教师在探究教学中的角色。

〔关键词〕美国

探究教学

教学模式5E 学习环述评

*本文得到首都师范大学2009年度博士启动基金的资助。

*

JIAOXUEXINLUN

教学新论

师给学生提供将要调查研究的问题、解决问题所要使用的方法和材料，但不提供预期结果。学生需要根据自己收集到的数据进行概括，发现某种联系，找到问题的答案。如果用海伦量表来测查，此种探究为一级水平的探究活动，只有结果是开放的，有结构的探究和相应的活动，又被人们习惯地称作食谱式(cook－book)活动。

3.指导性探究(Guided Inquiry)

指导性探究活动中，教师只给学生提供要调查研究的问题，有时也提供材料，学生必须自己对收集到的数据进行概括，弄清楚如何回答探究问题。用海伦量表来看，这一探究活动的过程和结果都是开放的，属于二级水平的探究活动。

4.学习环(The Learning Cycle)

在柏克莱大学，卡普拉斯和赛尔(Karplus& Their)发展出“学习环”的方法，这个教学方法是基于瑞士发展心理学家皮亚杰(Piaget)的研究。学习环是探究教学中一种很有效教学模式，它具有多种操作形式，一般的程序包括探索、概念引入和概念应用三个环节。①开始是探索阶段：让学生从事各种探索活动，以便从经验中产生新观念；②接着是引入概念阶段：让学生给前面发现的观点或经历的想法命名；③最后是概念的运用阶段：让学生有机会把新观点运用到不同的情境中。

5.自由探究(Free Inquiry)

自由探究也叫开放式探究，要求学生在整个探究过程中独立地解决问题，自己独立完成所有的探究任务，包括形成要调查研究的问题，收集材料、设计研究方案和过程、进行具体的探究活动、分析数据、得出结论等等。自由探究的开放度最高，属于三级水平的探究活动。

国外学者(Germann,Haskins&Auls,1996)根据学生提出问题和回答问题的独立程度，将课堂探究分为四种不同水平的类型，从低到高依次为强化型探究、结构型探究、指导型探究和自由型探究。[3]也有学者(Wenning,2005)根据教学方式的不同，分为结构探究、实验探究和理论探究，其中结构探究包括一般课堂教学中的演示性和互动性探究，实验探究主要是实验活动中的指导性、半开放性和自由探究，理论探究指思维探究；[4]其探究复杂程度和从教师到学生的控制点也依次升高(表1)。

表1探究模式的复杂程度及控制点

二、5E学习环的探究教学模式

探究教学具有建构主义的取向，5E学习环(5E learning cycle)教学法就是典型的代表(Duit& Treagust,1998)。它是卡普路斯和戴尔(Karplus& Their,1967)首先提出的，最初有探索(Exploration)、发明(Invention)和发现(discovery)三个阶段，中间经过多次改革，最后成为五个阶段，这一教学模式在BSCS生物课程中具有广泛的应用。[5]

1.投入(Engagement)：这一阶段的教学目的是引发学生的好奇心和兴趣，通过活动使学生将过去和现在的学习经验联系起来，了解学生的想法，并且关注学生在活动中学习成果的思考历程。

2.探索(Exploration)：在这个教学过程中，教师鼓励学生操作，不直接说明答案，扮演聆听、观察的角色，必要时给予学生更深入的问题重新引导(陈裕方，李文德，2005)。[6]

3.解释(Explanation)：鼓励学生用自己的话说出实验的想法，要求学生根据事实来澄清概念；教师应该以学生先前经验为基础来解释概念，并适时进行概念的定义和解释。

4.精致化(Elaboration)：教师要了解学生的概念，并予以挑战及延伸，给学生提供验证预期问题的实验或思考机会，鼓励学生将概念应用到新的情境中，获得更多信息和发展更高层次的技能。

5.评价(Evaluation)：观察学生如何应用新的概念和技能来解决生活中的问题，提出开放性的问题来评价学生，并鼓励学生进行自我评价(王美芬、熊召弟，1995)。[7]

戴姆布朗和塞曼(Dembrow&Molldrem-Shamel, 1997)指出教师利用5E学习环来引导学生参与探究活动时，需要注意以下四个阶段：①探究活动开始于学生的兴趣，而不是一个大型计划，教师不能一开始就企图改变所有的教学细节，而是找最重要的去改变，思考教学过程中压力最大的问题，那就是需要先去改变的问题；②教师应该预先评估探究问题的可行性与可利用时间，需要比学生更具敏锐性；③探究

教学新论JIAOXUEXINLUN