從“科學探究”到“探究實踐”：讓指向核心素養(yǎng)的科學教育真正落地

近日，習近平總書記在全國科技大會、國家科學技術獎勵大會、兩院院士大會上的重要講話和黨的二十屆三中全會審議通過的《中共中央關于進一步全面深化改革、推進中國式現(xiàn)代化的決定》，都提出要“完善科教協(xié)同育人機制”，為我們在充分理解認識教育發(fā)展、科技創(chuàng)新、人才培養(yǎng)邏輯的基礎上，落實新時代科學教育發(fā)展工作指明了前進方向、提供了根本遵循。黨的十八大以來，中小學科學教育工作得到全面加強。在科學教育發(fā)展過程中，《義務教育科學課程標準（2022版）》首次提出“探究實踐”，取代了在我國近20年來備受關注的“科學探究”，這一變化強調“探究實踐”及其在課程教學中的落實，指向學生科學核心素養(yǎng)的實現(xiàn)，突出體現(xiàn)了科學教育的探究性、實踐性、跨學科性以及主體性；遵循了探問、究理、踐真知的實施邏輯；并蘊含著構建符合學生認知發(fā)展規(guī)律的內容結構，構建學生科學本質觀，增強科學教育活動對學生內在吸引力的現(xiàn)實意義。

從“科學探究”到“探究實踐”，強調了科學教育的特性

從科學教育的發(fā)展趨勢看，“探究實踐”本質上是指“科學探究”實踐以及“技術與工程”實踐雙向耦合、有機融合的綜合實踐；強調讓學生掌握“像科學家一樣”基于探究問題，經歷“從未知到已知”的探究過程，以及在此基礎上創(chuàng)造性地將工程設計“從無到有”或“從有到優(yōu)”地創(chuàng)造成物，并在此過程中，習得技術運用的意識與能力的綜合實踐活動。因此，“探究實踐”發(fā)展了“科學探究”的基本內涵，突出了科學教育的探究性、實踐性、跨學科性以及主體性。

深化科學教育的探究性。科學教育從“科學探究”轉向“探究實踐”，整體深化落實了科學探究學習。使科學探究不再僅僅被局限于作為一種研究方法，而是被置于一個更為宏大的視角來進行界定。它所展現(xiàn)的是一個從問題起始，以證據(jù)為依據(jù)，立足系統(tǒng)與局部的邏輯推理以及批判論證直至結果不斷完善的完整流程。在“探究實踐”中，探究擺脫了原本局限于實驗室的程式化設定，[1]步入真實的場景，被賦予了切實的意義，進而使探究性融入有關科學本質觀、知識觀等一系列重要觀念的教育范疇。因此，“探究實踐”相較于科學探究中的探究性，它不再是一種程式化且脫離科學教育實際內容的過程，更是一種由局部走向系統(tǒng)、主動探索知識生成過程，更加貼近育人的價值取向。

激活科學教育的實踐性。在“探究實踐”的發(fā)展進程中，實踐性毋庸置疑地成為關鍵的驅動要素，為整個進程賦予了極其顯著的主動性。它將探究的流程從抽象的理論范疇以及單調的實驗室內，有力地牽引至多元且豐富的社會應用場景，推動整個流程深度融入工程與技術的具體情境之中。這使得學生能夠清晰且真切地領悟到所學知識與實際生活中隨處可見的工程和技術之間存在的緊密關聯(lián)。這種緊密的聯(lián)系激發(fā)了學生的學習興趣和探究渴望，也有利于將其科學學習與人文學習統(tǒng)一在探究實踐當中。由此形成的良性循環(huán)，能更大程度地培養(yǎng)學生解決實際問題的能力，激活實踐的育人價值。

彰顯科學教育的跨學科特質。在“探究實踐”中，蘊含著極強的跨學科的特質。一方面，科學學科是包含物理、化學、生物、天文、地理等多學科的綜合理科，“探究實踐”的提出也將技術與工程融入科學學科，形成了科學、技術、工程三門課程的學科整合，體現(xiàn)了科學教育跨學科的綜合特性。另一方面，倘若探究行為在科學知識的習得過程中，僅僅被視為一種能力的習得以及方法論的存在，那么增添了實踐這一限定后，所面臨的就不單是科學方面的問題，還可能涵蓋社會、工程、技術等諸多方面的問題。[2]所以，科學教育的跨學科性是天然的，是與真實問題的復雜性相適配的，考驗和培養(yǎng)的是學生最為真實的處理問題、解決問題的能力。

突出科學教育的主體性。“科學探究”強調從提出問題到解決問題的完整研究過程，是科學知識產生的過程；而“探究實踐”更強調學生這一主體在探究與實踐過程中的具身投入，強調激發(fā)學生的好奇心與探究欲，讓學生積極主動地參與科學活動。與此同時，探究實踐活動也是一種社會性活動，因而在強調自主學習的情況下，也需注重合作探究，強調在小組合作與同伴合作的過程中進行探究與實踐，并在此過程中理解“他人”的獨立性，以及與團隊合作的重要性。

“探究實踐”的邏輯理路

“探究實踐”是一個探問、究理和踐真知三個部分并行的過程。其中，探問強調在探究形式和真實情境的雙重制約下構建問題；究理作為主體，既受問題約束又為實踐服務，注重學生的探究能力培養(yǎng)和科學本質觀教育；踐真知則作為評估、鑒定和完善的手段，提高探究主動性，突破問題限制，實現(xiàn)全面綜合的育人導向。

探問：激發(fā)學生的科學興趣與好奇。科學問題不僅是探究實踐的起始點，更應該是學生構建科學知識、培養(yǎng)科學興趣以及激發(fā)科學好奇心的源頭。因為，教學活動中構建的問題，不能只是讓學生在新穎題材中獲得新鮮感，而需要學生調動已有知識體系來解答復雜問題，從而從中獲取成就感。那什么樣的特質問題能有以上成效呢？首先，問題必須具備科學價值，可以是科學家曾長期備受困擾、反復研討或是答案多樣的問題，也可以是科學家切實探究過的問題，更可以是生產生活中的實際問題。這類問題能讓學生追隨科學家的腳步，通過回歸其思維模式構建科學知識，或者能讓學生建立科學探究與生活實際的聯(lián)系，獲得科學知識的意義感。其次，問題要有教育價值，這要求提出的問題一定要考慮學生原有的知識體系。在教師提供“腳手架”的幫助下，學生踮踮腳、伸伸手就能觸及問題，而非看到問題就束手無策。同時，教師在搭建“腳手架”的過程中，也不能擠壓學生的思考空間，讓學生體會到真正的探究樂趣。

究理：培養(yǎng)學生科學探究能力。“究理”可以理解為追尋、考察、探索最后的真相和道理。然而，在這一過程中還存在需要厘清的誤區(qū)。例如，許多人將學生的探究與科學家的研究視為等同，但實際上二者是存在顯著區(qū)別的。科學家的研究更多的是在特定知識體系尚未完備時開創(chuàng)性地建構規(guī)律，如牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律時，相關的許多物理知識還未形成體系。而學生的探究通常是在已經掌握了相關知識的基礎上進行重組和發(fā)掘，且是在教師提供“腳手架”的情況下進行知識的二次建構。因此，從過程來看，學生的探究雖是向科學家靠近，但需要將科學家的工作復雜性進行一部分的剝離。因此，需要進行強調的是究理過程，實際上就是關注學生在發(fā)現(xiàn)證據(jù)方面的觀察能力，在收集分析證據(jù)上的邏輯推理能力，在談論交流形成解釋時的批判思維能力。[3]學生不僅要動腦思考、動心感受，還要動手操作，教師在此過程中幫助學生通過實踐反饋抽象出探究能力模型，以應對不同情境下的問題，更符合育人為主的教學目標和科學教育目標。

除此之外，究理的過程與科學本質教育存在著千絲萬縷的聯(lián)系。究理的基礎在于證據(jù)，需要學生充分發(fā)揮邏輯推理和批判性思維的能力，對證據(jù)進行深入剖析，進而構建理論，闡釋現(xiàn)象。這絕非一蹴而就的過程，而是需要學生進行反復實踐與思考，才能實現(xiàn)結果的客觀性和可驗證性。從這個角度來看，科學探究的全程就是對科學本質的深度探尋，在這個過程中，學生所獲取的證據(jù)和給出的解釋，都能夠借助科學探究來進行嚴格的驗證。這不僅是對學生探究能力的鍛煉，更是讓他們在實踐中深刻領悟科學本質的有效途徑，使他們能夠清晰地認識到科學并非一成不變的定論，而是在持續(xù)的探索和驗證中不斷演進和完善的。

踐真知：融合科學技術與工程實踐。踐真知中的“真知”，并非一般語義下最終的真理，而是作為一種學習的期盼，希望學生在“踐”的過程中無限接近“真的知道”。其一，從實踐出真知的角度來看，可以充分利用已有的知識來充實科學技術和工程實踐。這能為學生的創(chuàng)新創(chuàng)造提供必備的基礎知識，有利于激發(fā)學生主動探究、積極實踐、大膽創(chuàng)新，形成一個連貫而持續(xù)的學習過程。在整個學習進程中，顯著增加學生的主動性，全方位培養(yǎng)學生的綜合能力，并且以探究所得的知識作為核心生長點，能通過跨學科、跨領域等理念的綜合運用，大力培養(yǎng)學生的創(chuàng)造能力和創(chuàng)新能力。其二，從鑒定知識的角度來看，將知識應用到現(xiàn)實工程技術場景中，了解探究結果應用的限制條件，從而明確其適用范圍。對于不適用的情況，需要構建出更完善的規(guī)律并加以總結，使知識體系得以不斷完善，實現(xiàn)深度學習。同時，這個過程也能引導學生通過應對規(guī)律應用時面臨的各種限制，切實了解科學是怎樣不斷完善和修正的，以此深化學生對于科學本質理解。其三，科學技術工程作為評估場景，不僅可以有效評估學生對于知識的接受程度，而且可以進一步完善和鞏固學生的知識體系。例如，通過綜合性的工程技術項目展示或競賽，可以評估學生對知識的掌握和應用程度，還能通過這種評估強化知識，讓學生在實踐中切實體會“做過便記住”。將科學技術工程融入實踐，擴大了探究的范圍，使探究從教學層面邁向更高維度，將知識置于真實情境中，最終實現(xiàn)知識獲取、理解以及運用至反饋機制的閉環(huán)。

“探究實踐”的現(xiàn)實意義

學生學習方式的改善，背后是教師教學方式的改進，目標指向的是育人方式的改變。指向核心素養(yǎng)的科學教育，說到底要寄望于科學課程實施的突破。也就是說要使核心素養(yǎng)通過科學新課程的實施真正落地，亟待課程教學層面育人理念的提升和視野的拓展。科學技術工程與探究實踐的有機融合，為這一問題的化解提供了新思路。

首先，從學生的認知發(fā)展規(guī)律來看，科學技術工程與探究實踐緊密融合。一方面，在科學技術工程情境下進行探究實踐所獲取的綜合性知識有助于學生構建更完備、系統(tǒng)的認知框架，適應了人類認知從單一、分散、局部到綜合、關聯(lián)、系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。另一方面，技術和工程中的復雜問題不僅能促使學生運用已知知識進行探究實踐，其中真實的問題集合還能驅動學生主動探究新的知識和解決策略并實施驗證，不僅培養(yǎng)了學生的學習能力，更能讓學生在探究實踐過程中發(fā)現(xiàn)學習的意義。

其次，科學思維和科學態(tài)度是科學素養(yǎng)的主要組成部分，也是科學本質觀的重要體現(xiàn)。因此，從科學本質觀培育來看，科學技術工程與探究實踐的有機融合恰恰體現(xiàn)了這種科學觀，彰顯了科學的本質。探究實踐是學生獲取、理解和運用科學知識的持續(xù)過程，而探究實踐與科學技術工程的有機融合強調效仿科學家構建、檢驗、分享和運用規(guī)律，讓學生直觀體驗科學本質，了解科學探索和求知的目的、實證和驗證的方法，以及科學中的系統(tǒng)性、邏輯性、發(fā)展性特點，在探究實踐的過程中構建科學態(tài)度和科學思維。

再次，立足于科學技術工程的探究實踐，為基礎科學教育提供了新的指導思想。從課程上看，這類活動為科學課程內容帶來活力和動態(tài)性，對科學活動的綜合性和實踐性提出了更高要求。科學內容在工程技術的探究實踐活動中呈現(xiàn)豐富多元、秩序井然的形式，[4]體現(xiàn)知識從單一走向多元的趨勢。此外，這種融合不再局限于實驗室和理論，而是在真正的科學工程情境中，讓學生通過獲取和理解科學知識，激發(fā)了學生對科學世界的好奇與興趣，最終賦予科學學習的真實意義，豐富、體現(xiàn)科學知識的教育價值。

因此，探究實踐不應只是淺嘗輒止，而應成為科學教育的日常主導模式。借由這一主導模式矯正傳統(tǒng)教育方式中僅以知識為核心或知識碎片化等不良教學方式，邁向以核心素養(yǎng)為指導的教學變革，充分展現(xiàn)科學教育中實踐育人、學科育人的重大價值，以實現(xiàn)立德樹人的根本任務。

參考文獻：

[1]楊道宇.從“探究學習”到“學科實踐”的新課標意義[J].課程·教材·教法，2023（9）.

[2]杜尚榮，田敬峰. 跨學科課程建設的三重邏輯[J]. 課程·教材·教法，2023（8）.

[3]羅國忠.國外科學探究能力評價研究綜述[J].上海教育科研，2006（11）.

[4]郭華. 讓核心素養(yǎng)真正落地[EB/OL]. （2022-04-21）[2024-07-28].http://www.moe.gov.cn/fbh/live/2022/54382/zjwz/202204/t20220421_620116.html.

（作者趙文清系廣西師范大學教育學部研究生，張海霞系廣西師范大學科學教育研究所研究生，羅星凱系廣西師范大學科學教育研究所教授）

責任編輯：李景

《中國民族教育》2024年第7-8期