廖元锡 廖伯琴
（西南大学，重庆北碚 400715）

  随着基础教育课程改革的推进，科学探究教学对于学生终身发展教育的作用已经被广大教师所认同。但是，实际教学中实施探究教学还会遇到很多困难，除受传授、效率、应试等观念影响外，教师的专业知识也是影响因素之一。教师有效地从事探究教学需要建构并灵活运用相应的实践性知识。
  一 科学探究教学的实践性知识
  教师的知识是指教师从事教育活动的经验知识和理论知识，其中区别于一般大众知识和科学领域研究者的知识称为实践性知识。它“是一种在与个体相关的教育环境下，在个体实际的教育行为中产生的，反映个人对教育的一种理解，并且只对个体的教育行为产生实质性影响的知识”；是“教师真正信奉的，并在其教育教学实践中实际使用和（或）表现出来的对教育教学的认识” 。
  实践性知识具有以下特点：一是依存于有限情境的经验性知识，比起理论性知识来说缺乏严密性和普遍性，但却是一种鲜活的、功能灵活的知识；二是作为一种“案例知识”而积累并传承的；三是以实践问题解决为中心的综合多学科的；四是作为一种隐性知识发挥作用的；五是一种拥有个性的“个体性知识”。教师的实践性知识突出了实践维度，将经验与思维、理论与实践统一了起来，为教师的专业成长找到了一条较为实在的道路。所以，越来越多的学者逐渐认识到教师的实践性知识在教师教育及课堂教学中的价值。在科学领域，教师对科学探究的理解和直接关联科学探究教学活动顺利开展的智慧技能被称为科学探究教学的实践性知识。
  二 科学探究教学实践性知识的要素
  1 探究教学的个人信念
  “教师信念是教师自己确认并信奉的有关人、自然、社会和教育教学等方面的思想、观点和假设，是教师内在的精神状态、深刻的存在维度和开展教学活动的内心向导。”教师信念影响知识的获取与解释、学习的任务确定与选择，影响教学过程设计和评价方法的运用，因而它是实践性知识的首要成分。
  教师要进行探究教学，首先必须在日常生活实践、教学实践与学习实践中通过思考、感悟或直觉等方式，逐步形成对这种教学方式的个人信念。探究教学的个人信念包括: 1）对学生探究心理的认识； 2） 对科学活动的本质———探究的认识； 3） 对探究教学本质的认识；4）对探究过程中涉及到的诸如问题、猜想、证据、解释和交流等诸要素的认识。
  2 基于科学研究经验形成的关于科研过程和科研方法的知识
  教师专业化的基础之一是学科的理论知识。当课程目标拓展到三维，强调“ 过程与方法”及重视探究教学之后，这意味着教师的学科基础也应拓宽，还必须具有关于科研过程的知识和科研方法的知识。首先，教师亲历科学研究活动能获得体验，亲自操作实验和处理材料，亲自发现探究活动之间的相互关系以及体验处理材料和建构概念时所遇到的困难等，可以将之直接作为课程资源来设计课堂上学生的探究学习。其次，教师亲历科学研究活动能够认识科学的探究本质，形成科学过程技能。科学过程包括：观察、分类、交流、测量、预测和推理；鉴定变量、定义变量、叙述变量间的关系、获得与处理数据、表达数据、分析研究、做出假说、设计研究和进行实验。与以上各要素对应的活动方式、方法、心智活动水平被称为科学过程技能，是产生科学内容的载体以及概念借以形成的方法。对教师而言，是他们从事科学探究的能力，是转化为从事科学探究教学能力的母体。最后，教师有了科学研究的经历，才会真正理解学生科学探究时的真实体验，在平等中参与指导。研究发现：“ 教师缺少真实的科学研究经历，不理解科学的性质正是妨碍探究教学实施的最主要原因。”
  3 科学探究的教学知识
  在研究中，教师知识分为3种：学科取向的学科知识、学科教学知识和实践取向的实践性知识。学科教学知识，也称为教学内容知识或与内容相关的教学知识。L.S.舒尔曼（L.S.Shulman）认为，它是指教师为了不同能力和背景的学生学习将学科内容转化和表征为有教学意义的形式，是教师特有的表达思想的最好方式，最有用的类比、样例、图示、解释和演示等，包括：教师对学生学习某一主题感到困难的原因，学生的偏见和误解的了解，消除误解的策略，帮助或引导学生以个人有意义的方式理解内容的知识。学科教学知识整合了学科内容的知识、学生的知识、课程的知识和教学的知识等。学科教学知识与实践性知识虽然视角不同但彼此相互联系，学科教学知识是实践知识的发展基础。学科教学知识在课堂的具体环境中表现为怎样教且使教学最有效。新课程中科学探究是教学内容之一，与科学探究对应的教学知识称为科学探究的教学知识，是科学探究教学实践性知识的重要组成。
  科学探究教学涉及探究的具体内容和探究过程的具体环节，因此可将科学探究的教学知识划分为探究内容的教学知识和探究环节的教学知识。探究内容的教学知识是具体学科课程标准要求在教材中以探究形式出现的内容所对应的教学知识，探究环节的教学知识是与具体的探究过程、方法相对应的教学知识，如问题的创设、猜想的催生、实验的设计等。教学案例正是探究话题和探究环节教学知识所转化的教学现场记录，教师们普遍希望多一些探究教学的案例，这正是对话题教学知识的渴求。
  探究内容的教学知识包含：1）科学探究的课程知识。是指教师对探究的课程目的、目标的特殊领悟，对探究的资源、探究素材和技术手段的了解。2）探究教学设计的知识。探究教学活动尽管是生成的，但又是精心设计的，如探究模式确定、探究问题生成、小组活动安排，课程资源选择，探究重点凸现，探究的延伸和拓展等。这种设计需要方法性知识、策略性知识和有关评价的知识。3）探究活动调控知识。探究教学是模拟科学发现的过程，猜想、假设是探究教学的核心特征。探究教学中个体受别人的思想和经验的激发提出假设，又能够激发其他同学的积极思维，形成班集体或小组对同一问题的不同假说，使探究学习课堂不仅在形式上充满活力，而且具有内在的创造价值。但是，多样性与复杂性总是交织在一起的，也会给课堂调控增加难度，这需要教师进行有效的调控，包括对学生群体动力的把握、人际交往原则（如公平、公正、分寸、默契）的运用和人格魅力的展示等，以使学生之间的主体性在高度动态性和复杂性中形成平衡，使课堂组织成为有序的耗散结构。4）探究课堂情境的知识。探究课堂情境具有复杂性，学生在情境中形成问题，在情境中以不同的形式释放主体能量、展示个性与才华，这需要教师积累与特定情境对应的反应方式及效果的知识，形成教学直觉和教学机智。5）探究教学的反思性知识。这需要从曾使用过的问题教学法、发现式教学法、实验探索教学法等方面汲取有益成分，发掘探究教学的历史基础，充分展示探究教学的丰富内涵。；
  可见，探究教学实践性知识中的个人信念是导航性的知识，科学研究经验、关于科研过程和科研方法的知识则是基础性的知识，学科教学知识是操作性的知识。
  三 探究教学的实践性知识的建构
  教师建构探究教学的实践性知识是教师学习的重要内容，同样需要依托有效的学习方式，包括教师个人积极地从事理论研修，在教学中积累能“发育”成探究教学的实践性知识的多种素材；通过行动研究、实践反思以及教师共同体中的交流和探讨等“ 有心”的行为等建构探究教学实践性知识。
  1 科学探究教学的信念与教学知识建构的TTR模式
  TTR模式是话题 T（topic） 、任务T（task）、反思R（reflection）的简称，该模式由两条主线组成：第一条主线是：探究教学理论、个人意义和个人信念。教师将探究教学的理论结合个人实际进行意义重构，赋予个人意义。教师了解这些理论与个人实际教学过程相关的内容，如理论与自己教学中哪些教学观念和行动有关，采用新理论应引起自己教学行为的哪些变化等，，并在自己的探究教学实践中，对教学行动背后的各种教学要素及其关系予以“ 识别与监测” ，自觉地反思个人原有的教学理念和行为上的缺陷及其原因，从而主动地建构“ 个人信念”。
  第二条主线是话题、任务和反思。从实践出发提出与科学探究教学有关的问题即“ 话题”。教师确定实际科学探究教学活动称为“ 任务”，是对具体探究内容的研究，包括教学决策、对学生的了解、课堂设计、课堂组织、评价、教学策略运用等。任务的实施是积累具体的教学知识的基础。“反思”是教师完成“任务”后所进行的一种自我教学研究活动，包括对探究内容的选择、对学生的了解、探究过程设计等环节和实际效果的自我反思。这是逐渐完善探究教学的实践性知识必要的一步。
  TTR中的第一条主线的特征是理论和信念，第二条主线的特征是实践和反思，但两条主线是相互交织在一起并相互作用的。个人从探究教学理论中发现话题建构意义，通过任务、实践和反思强化个人信念，个人信念的完善反作用于对探究理论的认识和探究教学实践，两者互动并推动探究教学信念确立和科学探究的教学知识的生成。
   2 过程和科学方法知识的建构
  根据建构主义的知识观和科学的实践性，关于过程和方法的知识仅从书本上获得是不够的，需要教师在真实的研究任务中与环境相互作用而建构，如来自大学的课程学习、在研究机构从事短期研究和个人在职从事的研究活动等。美国开始科学教育改革运动后，多所大学设计了为教师提供真实的研究经验及如何将教师的研究经验转化为学生的探究活动的课程计划。美国培训课程实施的模式分为3种：短期模式、师徒模式和基于探究的课程学习模式。
  俄勒冈州立大学曾开设了为期10周，每天5个小时的短期训练课程。课程内容是参加科学家的研究小组，一起讨论研究方向、目的、背景、技术、方法，并尽可能地参与研究活动，实习教师要写反思性的研究日志，参加5次每次两小时的“ 习明纳”。现在的短期培训计划一般与研究经历的教育迁移计划结合在一起，“ 探究、科学的背景、性质”计划即为一例。该计划执行5年为一周期，暑期3周集中在实验室从事研究工作，参加小组的研究会议，完成研究日志，设计探究的课程;在学年里教师参加每月的集中研讨，交流探究教学的经验、问题。师徒模式是教师在科学家的指导下从事研究工作，它比短期模式持续更长的时间。田纳西大学在2002年春季学期开设了为期15周的师徒模式的科学课程，6位实习教师每周9个小时跟随科学家从事研究，在科学教师的带领下，举行6次圆桌讨论会，在研究期间记录原始数据，转换数据，写反思报告，期末在科学论坛上面对科学家和同学交流自己的研究结果。
  基于探究的课程模式是在科学家的实验室里学习科学课程。学习方式有小组合作、材料操作、知识建构，小组交流和开放性实验等。田纳西大学这一课程名称为“ 学习科学和教科学--就是做”。教师除了以探究的方式学习科学外，还要完成两次拓展性探究，学期结束，展示微型的探究课。迈阿密大学的J.B.卡勒（J.B.Kahle）教授和诺贝尔物理学奖获得者K.G.威尔森（K.G.Wilson）为在职教师开设的发现法学习科学也属于探究的课程学习模式。在电学一课中，要求教师们自己动手将灯泡、电池和一些导线连接在一起，使灯泡亮起来。这样的学习方式不仅可以积累研究经验， 还能学习如何进行探究教学。
  总之，科学探究教学的实践性知识建构是一个开放的探索性的过程，依赖于个体的自主建构和有效的课程模式。