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(shù)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(guān)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(chǔ)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(wù)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(guān)注的“科學探究”，這一變化強調(diào)“探究實踐”及其在課程教學中的落實，指向?qū)W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(gòu)建符合學生認知發(fā)展規(guī)律的內(nèi)容結(jié)構(gòu)，構(gòu)建學生科學本質(zhì)觀，增強科學教育活動對學生內(nèi)在吸引力的現(xiàn)實意義。

從“科學探究”到“探究實踐”，強調(diào)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(zhì)上是指“科學探究”實踐以及“技術(shù)與工程”實踐雙向耦合、有機融合的綜合實踐；強調(diào)讓學生掌握“像科學家一樣”基于探究問題，經(jīng)歷“從未知到已知”的探究過程，以及在此基礎(chǔ)上創(chuàng)造性地將工程設(shè)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(shù)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(nèi)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(zhuǎn)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(jié)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(shè)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(guān)科學本質(zhì)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(nèi)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(guān)鍵的驅(qū)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(diào)的實驗室內(nèi)，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(shù)的具體情境之中。這使得學生能夠清晰且真切地領(lǐng)悟到所學知識與實際生活中隨處可見的工程和技術(shù)之間存在的緊密關(guān)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(zhì)。在“探究實踐”中，蘊含著極強的跨學科的特質(zhì)。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(shù)與工程融入科學學科，形成了科學、技術(shù)、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(shù)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(diào)從提出問題到解決問題的完整研究過程，是科學知識產(chǎn)生的過程；而“探究實踐”更強調(diào)學生這一主體在探究與實踐過程中的具身投入，強調(diào)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(diào)自主學習的情況下，也需注重合作探究，強調(diào)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(diào)在探究形式和真實情境的雙重制約下構(gòu)建問題；究理作為主體，既受問題約束又為實踐服務(wù)，注重學生的探究能力培養(yǎng)和科學本質(zhì)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(gòu)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(gòu)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(diào)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(zhì)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(chǎn)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(gòu)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(gòu)規(guī)律，如牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律時，相關(guān)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(jīng)掌握了相關(guān)知識的基礎(chǔ)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(gòu)。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(diào)的是究理過程，實際上就是關(guān)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?wù)摻涣餍纬山忉寱r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(zhì)教育存在著千絲萬縷的聯(lián)系。究理的基礎(chǔ)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(gòu)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(jié)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(zhì)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(lǐng)悟科學本質(zhì)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(shù)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(shù)和工程實踐。這能為學生的創(chuàng)新創(chuàng)造提供必備的基礎(chǔ)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(lǐng)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(shù)場景中，了解探究結(jié)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(gòu)建出更完善的規(guī)律并加以總結(jié)，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(zhì)理解。其三，科學技術(shù)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(shù)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(shù)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?？茖W技術(shù)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(shù)工程與探究實踐緊密融合。一方面，在科學技術(shù)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(gòu)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(guān)聯(lián)、系統(tǒng)的發(fā)展規(guī)律。另一方面，技術(shù)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(qū)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(zhì)觀的重要體現(xiàn)。因此，從科學本質(zhì)觀培育來看，科學技術(shù)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(zhì)。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(shù)工程的有機融合強調(diào)效仿科學家構(gòu)建、檢驗、分享和運用規(guī)律，讓學生直觀體驗科學本質(zhì)，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(gòu)建科學態(tài)度和科學思維。

再次，立足于科學技術(shù)工程的探究實踐，為基礎(chǔ)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(nèi)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?？茖W內(nèi)容在工程技術(shù)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(wù)。

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(shè)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