探究性学习（Inquiry Based Science Education）
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探究性学习指学生在学科领域内或现实生活情境中选取某个问题作为实破点，通过质疑、发现问题；调查研究、分析研讨，解决问题；表达与交流等探究学习活动，获得知识，激发情趣，掌握程序与方法。
探究性学习是新课程倡导的一种学习方式，运用探究性学习方法能让学生从探究中主动获取知识，应用知识，解决问题。但并不是所有的问题都适合探究性学习模式，我们应该根据学生的认知基础选择是否用探究学习方法，才能达到真正意义上的探究。
探究性学习是一种学生学习方式的根本改变，学生由过去主要听从教师讲授，从学科的概念、规律开始学习的方式变为学生通过各种事实来发现概念和规律的方式。这种学习方式的中心是针对问题的探究活动，当学生面临各种让他们困惑的问题的时候，他就要作出各种猜测，要想法寻找问题的答案，在解决问题的时候，要对问题进行推理、分析，找出解决问题的方向，然后通过观察、实验来收集事实，也可以通过其他方式（如查阅文献资料、检索等）得到第二手的资料，通过对获得的资料进行归纳、比较、统计分析，形成对问题的解释。最后通过讨论和交流，进一步澄清事实、发现新的问题，对问题进行更深入的研究。
探究式学习作为一种学习方式，它不同于科学家的探究活动。与科学家的探究过程的主要区别在于，探究性学习必须满足学生在短时期内学到学科的基本知识和学科的结构，所以这个过程在许多情况下都要被简化，比如，提出问题这个环节，在大部分的教学活动中，都是由教师提出问题，或由教材提出问题。在获取事实这个环节，常常是由教师和教材来确定研究方法、步骤、所用材料等，这样就省去了学生设计实验的环节。探究性学习中也要给学生提供进行完整科学探究活动的机会，这样的活动虽然要用更多的时间，但对学生体验科学家的探究过程是非常必要的。
探究性学习的最终目的是要学生掌握科学研究的方法，如果不亲自参与探究，学生就无法理解科学探究的艰难，无法体会科学家在科学研究中可能遇到的各种问题，以及科学家怎样通过一次一次的尝试来解决问题。参与探究可以帮助学生领悟科学的本质。
核心是学生要有问题意识。“问题是科学研究的出发点，是开启任何一门科学的钥匙。没有问题就不会有解决问题的知识、思想和方法，所以说问题是知识积累、思想、方法和发展的逻辑力量，是生长新思想、新方法、新知识的种子。”
目标是指通过一定学段的研究性学习，促进学生的基本素质充分而各有特色地发展所能达到的基本标准。它是人们根据国家的教育方针、学校的培养目标、学生的年龄特征和研究性学习的特点，对研究性学习所要达到的结果作出的预见性反映。
（一）自主性
探究性学习在教学过程中把学生作为活动的主体，立足于学生的学,以学生的主体活动为中心来展开教学过程。学生在积极主动的参与教学活动过程中以自己的经验和知识为基础,经过积极的探索和发现、亲身的体验与实践,以自己的方式将知识纳入到自己的认知结构中，并尝试用学过的知识解决新问题。教师在这个过程中只是一个组织者、指导者和参与者。探究性学习方式有利于学生主体意识和主体能力的形成和发展，有利于塑造学生独立的人格品质，有利于培养学生的自主性。
（二）实践性
探究性学习是以学生的主体实践活动为主线展开教学过程的。学生借助于一定的手段,运用多种感官，通过自己的主体活动，在做中学,使得学生的实践活动贯穿于学习活动的始终。探究性学习特别强调学生的感知、操作和语言等外部的实践活动，强调学生的直接经验和间接经验的交融、统一,使认知活动建立在实践活动的基础之上，用学习主体的实践活动促进学习者的发展。
（三）过程性
探究性学习追求学习过程和学习结果的和谐统一，接受学习重视学习的结果,探究性学习更加关注学习的过程。探究性学习非常注重学习过程中潜在的教育因素,它强调尽可能地让学生经历一个完整的知识的发现、形成、应用和发展的过程。让学生尽可能地像科学家那样，发现问题、解决问题，经历一个完整的科学研究过程,体验发现知识、再创知识的创新过程。
（四）开放性
探究性学习的目标是很灵活的，没有像知识目标那样明确具体的要求和水平。探究性学习在内容上是开放的，在探究结果的要求上是开放的。探究性学习打破了传统教学在统一规定下的教学模式,为学生提供了大胆创新、实现自我超越的学习环境。学生在探究学习的过程中,能够大胆地怀疑,提出问题,探讨解决问题的方案，对不同的结果进行分析，培养创新意识和创造能力。
探究性学习的课程实施模式很多，其中比较典型的有“动手做”学习模式和情境探索学习模式。
（1）“动手做”学习模式
“动手做”（Hands-on）是一种实施科学教育的模式，其特点是，教师通过设置适当的活动和任务，使学生投入到真实的情境中去，在亲自动手操作的实践过程中学习知识、掌握科学的思维方法、培养对科学的积极态度。
“动手做”强调通过做科学来学习科学。这种模式的基本程序是：提出问题――动手做实验――观察记录――解释讨论――得出结论――表达陈述。在这一过程中，学生通过亲自参加活动而学习，他们亲自动手做实验，并为理解实验所带来的东西而进行讨论。教师可以根据学生的提问或者进行实验的某些情况而提出建议。在美国，大部分动手做活动和课程都是整合到具体学科中，这些动手做的活动为学生提供了多样化的学习方式，使学生在真实世界中通过亲手操作的活动来学习知识。在法国的《小学科学教学动手做活动指南》中，还列出了“动手做”模式的实施要点。
（2）情境探索学习模式
情境探索学习模式的核心思想有两点：
教育工作者从实践中总结出开展探究性学习的一些基本策略：
（1）力求展示科学家的探究过程,潜移默化地引导学生掌握探究的基本方法
结合相关教育内容,强调知识发生的过程,及时剖析科学探究的规范过程,挖掘其中的探究要素, 潜移默化地引导学生开展探究活动，使学生在探究的过程中掌握探究的基本方法。
（2）创设科学探究的情境,让学生全体参与探究过程
创设科学探究的情境，让学生发现并提出问题。探究以问题为导向，问题的提出源于仔细的观察,学生可以是课外随意的观察,也可以是对教师提供的背景材料的观察。教师提供的背景材料常常具有指向性和探究的可能性,如果能激起学生的认知心理冲突,更能诱发学生发现问题并提出问题,激发求知欲,增强学习动机。
精心设计教学程序,让学生全体参与到探究过程中来。学生作为探究过程的主体,其主体性贯穿于发现并提出问题、提出假说并预期结果、实验证实或证伪、解读数据并交流成果的探究全过程；体现在主动参与概念的形成、原理的建立、问题的解决和知识结构的构建等知识发生的全过程。探究的主过程要明确体现科学方法这一主线。
（3）精心构思,把思维品质的提升作为重中之重
探究式学习过程中的思维品质极为重要。引导探究过程时,应针对探究的每一过程,对思维品质的不同层面进行针对性培养。
狠抓“发现问题”环节,突出思维的敏锐性。探究从问题开始。发现问题的能力与个人知识积淀有关,更取决于思维的敏锐性。为提高学生思维的敏锐性,除创设引入探究时的问题情境外,还可以利用探究过程中出现的意外现象进行原因分析和反复实验查证,或利用课文中涉及的内容,不失时机地补充一些课外知识(经常是科学史中的实例) ,使学生受到思维敏锐性的培养。
鼓励提出多种假说,培养思维的批判性和创造性。科学的发展源于怀疑的态度，没有思维的批判性,就不会有创新。要在探究的过程中鼓励和引导学生从多个角度去审视现象和问题,多维认识客观世界,从而“发现”新的科学规律。探究过程中,不同学生提出的假设可能是不同的,即使是看似荒谬的假设,只要有独到的理由,就应当鼓励。
指导实验设计,培养思维的启发性和创造性。在实验设计的环节上,最需要培养思维的启发性和创造性。实验设计能力的提高不是一蹴而就的,应循序渐进。以教材中的学生实验为依托,分析实验设计的基本过程,对学生的思维过程具有启发性。
强调运用思维的概括性去总结规律。探究式学习过程中教师应尽量提供不同的实验材料让学生由此及彼、由特殊到一般地总结规律。
在教学过程中开展探究性学习时，应注意以下几点：
（1）在各科目中都可以开展探究性学习。
探究性学习是一种强调学生自主积极投身其中的学习方式，在各个科目中均应大力提倡。不仅在小学科学、中学科学（物理、化学、生物）科目中，而且在语文、数学、英语、历史、地理、艺术（音乐、美术）学习中，均应倡导探究式的学习方式。探究性学习是各科课程教学研究的共同课题。
（2）不同学段对探究的水平有不同的要求。
在这方面，科学探究领域的研究已经比较深入，如：
①小学阶段
小学低年级学生的科学探究活动主要是以系统的观察、对常见物体的摆弄、测量为基础，对物体及其属性的检验和定性描述（物体的性质、这些性质随时间的变化、当物质相互作用时所发生的变化），从事分组和分类的活动，思考这些物体之间的共同之处和不同之处，以及对自然现象进行观察和跟踪记录。随着年龄的增长，学生可以设计和完成简单的实验来探究科学问题了。到了4年级，许多学生已经可以接受科学实验的概念了。学生要学会采用简单的设备和工具（如尺子、温度计、钟表、天平、弹簧秤、放大镜等）收集数据，并学会以口头方式、图示方式或书面方式报告和交流研究过程和研究结果。
小学阶段的重点是培养观察能力、描述能力、根据观察结果进行解释说明的能力。应该鼓励年幼的儿童谈论和画出他们的所见、所闻和所想。年龄大的学生应该学会记日志、使用仪器并记录他们的观察结果和测量结果。对于小学生来说，应该强调科学探究的经验和对假设的思考，不要过分强调科学术语的使用、科学结论和信息的记忆。
②初中阶段
对初中学生的要求有所提高，如学生除了应该学会系统的观察外，还应该能够进行精确测定（定量描述），并会确定和控制变量。学生还应该学会运用计算机查询、检索、收集、存储、组织、总结、显示并解释数据，并在此基础上预测和构建模型，还应该学会通过批判性和逻辑性思维建立证据和解释之间的关系。同时，学生还应该学习把数学运用在科学探究的各个方面，并认识到不同性质的问题需要进行不同的科学探究。
③高中阶段
对于高中生，则要求他们阐明问题、方法、对照组、变量的选择与控制（如识别不产生影响的变量、影响较小的变量、对结果有负面影响的变量）、实验的误差，要求他们对指导科学探究的概念和理论框架进行思考和说明。高中学生的探究活动最终应该构造出一种解释方案或一个模型（模型可以是物理模型、概念模型或数学模型），由于高中生了解了更多的科学概念和过程，因此就要求他们的解释更加精致。
有条件的地方和学校在指导学生开展探究时，可以从几个方面运用多媒体和互联网等现代技术。一方面，学生可以从互联网上寻找信息和资料为自已手头的探究服务；另一方面，学生可以运用某些计算机软件对数据进行处理。其次，我国的许多网站中出现了“基于互联网的探究性学习”，学生可以在互联网上注册，选择探究课题，申请指导教师，在开展探究的过程中学生随时通过互联网记录下自己的进展情况，由网站安排的指导教师随时对学生的探究计划和行动进行质询和指导。
（4）探究性学习的评价应以形成性评价为主。
探究性学习的评价旨在通过评价促进学生探究水平的不断发展和提高。从评价方法来看，学生的探究素质往往难于通过纸笔测验来加以评价，因为纸笔测验中无法显示出探究素质的水平。因此宜采用档案袋的方法来评价，或直接给学生一个探究任务，根据他们的实际表现来加以评价。
从评价的内容来看，重点应放在学生在探究过程中表现出来的对探究过程和方法的理解，对探究本质的把握，不能把是否探究出结论或结论是否正确作为唯一或最主要的评价指标。
在探究性学习实施过程中强调学生的主体作用,同时也重视教师的指导作用。教师的组织和指导作用体现在以下三个方面。
（一）指导学生选择课题
探究性课题的内容是广泛的,课题的形式多种多样。教师要因地制宜,多渠道发掘资源,适时将课题延伸到课堂教学外,触及到学生学习和生活的方方面面。在具体的选题过程中,应坚持兴趣原则,要注意把文献资料的利用和对现实生活中“活”资料的利用结合起来。要引导学生充分关注当地的自然环境、人文环境以及生活环境,从中发现需要探究和解决的问题。启发学生根据自己的兴趣、爱好和社会热点来选取探究课题, 并从现代科技发展方向出发, 密切注意最新科技成果与工农业生产及日常生活的联系。
（二）指导学生开展活动
选题一旦确立, 学生可根据各自的选题和共同的兴趣爱好自由地组成3～5人的合作探究小组。在探究活动开始前,应指导学生做好各项准备工作, 如优选课题形式、收集有关信息资料,以及做好其他的保障准备。其探究方案是否切实可行,能否保证有严密的科学性,教师必须加以指导。教师也应给学生介绍一些适合的参考书、必要的探究场地和材料。在探究活动中的查询资料、动手实验、社会调查、市场分析等都应由学生自己完成, 教师要适当地加以指导。在探究性活动中,要引导学生一方面将所学的理论知识与客观实际相结合；另一方面,还要学习运用想象、联想、演绎、归纳、类比等方法发现客观实际问题，运用分析、综合等方法探索解决问题。
在探究性学习的实施过程中, 教师应把学生作为学习探究和解决问题的主体, 并注意转变自己的指导方式。要及时了解学生开展探究活动时遇到的困难以及他们的需要,有针对性地进行指导。教师应成为学生研究信息交汇的枢纽, 成为交流的组织者和建议者。在这一过程中要注意观察每一个学生在能力、个性方面的发展, 给予适时的指导和帮助。教师切忌将学生探究引向已有的结论,而是提供信息、启发思路、补充知识、介绍方法和线索,引导学生质疑、探究和创新。
教师要指导学生写好研究日记, 及时记载研究情况,真实记录个人体验,为以后进行总结和评价提供依据。
教师还必须通过多种方式争取家长和社会有关方面的关心、理解和参与,与学生一起开发对实施探究性学习有价值的校内外的教育资源, 为学生开展探究性学习提供良好的条件。
（三）指导组织结果评价
评价是探究性学习过程中的重要环节,必须注意评价的内容和方法。必须充分关注学生的学习态度,重视学习的过程和方法,重视交流与合作,重视动手实践。探究性学习强调学生的学习过程,强调对知识技能的应用,强调学生的全面参与。因此在整个评价过程中要有学生的积极参与, 重视学生在学习过程中的自我评价和自我改进, 使评价成为学生学会实践和反思、发现自我、欣赏别人的过程；同时要强调评价的激励性, 鼓励学生发挥自己的个性特长,施展自己的才华,努力形成激励广大学生积极进取、勇于创新的氛围。
1．评价内容
探究性学习的评价内容应包括态度、情感、技能、能力以及结果等几个方面。
一是参与探究性学习活动的态度。它可以通过学生在活动过程中的表现来判断, 如是否认真努力地完成自己所承担的任务；是否积极参与，有责任感；是否主动协作, 组员关系是否协调；是否主动提出探究设想和建议等。
二是在探究性学习活动中所获得的体验情况。这主要通过学生的自我陈述以及小组讨论记录、活动开展过程的记录等反映出来。
三是探究的方法、技能掌握情况。要对学生在探究性学习活动各个环节中掌握和运用有关方法、技能的水平进行评价, 如查阅和筛选资料、对资料归类和统计分析、使用新技术、对研究结果的表达与交流等。
四是学生创新精神和实践能力的发展情况。要考察学生在一项探究活动中从发现和提出问题、分析问题到解决问题的全过程所显示出的探究精神和能力, 也要通过活动前后的比较和几次活动的比较来评价其发展状态。
五是学生的学习结果。探究性学习结果的形式多样, 它可以是一篇研究论文、一份调查报告、一件模型、一块展板、一场主题演讲、一次口头报告、一本探究笔记, 也可以是一项活动设计的方案。教师需要灵活掌握评价标准。
2．评价手段和方法
探究性学习的评价可以采取教师评价与学生的自评、互评相结合,小组评价与组内个人评价相结合, 书面材料的评价与学生口头报告、活动、展示的评价相结合,定性评价与定量评价相结合的方式进行。评价指标宜宽不宜窄,宜粗不宜细,宜简不宜繁。