文章分享 | 《LSE》:科学教与学的最新研究
时间: 2026-04-21 发布者: stem 文章来源: STEM教育研究中心 审核人: 浏览次数: 13
图片
图片

探究式教学为何难落地?

科学教育改革的"最后一公里"困境

"所有教师都认为让学生学会解决问题很有价值,但没有一位教师真正教过学生如何解决问题,或者给学生机会去解决新颖的问题。"

这不是某位教师的个人困境,而是一项针对美国本科物理教师调查研究中发现的普遍现象。这段话出自 CBE—Life Sciences Education 期刊的"Current Insights"专栏,作者 Erin Dolan 系统梳理了当时科学教育改革领域的核心研究,为我们揭示了探究式教学从理念到实践之间那条隐秘而艰难的鸿沟。

图片

什么是探究式教学?

为什么它成了改革焦点?

图片

美国国家科学教育标准对"科学探究"有一个被广泛引用的定义:科学探究既指科学家研究自然世界、基于证据提出解释的多种方式,也指学生通过活动发展对科学概念的理解,以及对科学家如何研究自然世界的认识。

简单来说,探究式教学不是让学生被动听讲,而是让他们像科学家一样思考:提出问题、设计实验、分析数据、论证结论。这种教学理念看似美好,但在真实的大学课堂中推行时,却遭遇了意想不到的阻力。

图片

 教师眼中的探究:

非黑即白的误解

图片

Brown 等人开展了一项现象学研究,深入访谈了来自生物学、化学、地质学等不同学科、不同类型院校的大学理科教师。研究者想了解这些教师如何看待探究式教学,以及他们认为实施这种教学法面临哪些障碍。

研究结果揭示了一个令人意外的发现:许多教师对探究式教学持有"全有或全无"的极端看法。他们期望学生必须"全程主导调查的所有阶段",而不是在调查的不同阶段承担不同程度的责任。例如,教师完全可以先给学生一个实验设计或数据集,让他们在此基础上用证据构建解释——这仍然是探究,只是结构化的探究。但受访教师似乎意识不到这种中间地带的存在。

这种认知偏差的后果很严重。如果教师认为探究式教学只有"完全开放"这一种形式,那么面对大班授课、课时紧张、学生基础参差不齐的现实条件时,他们自然会望而却步。研究者因此建议,教师发展项目应当帮助教师认识到探究式教学存在一个从高度结构化到完全开放的连续谱系,而不是非此即彼的二元选择。

图片

时间与空间:

改革的第一道硬门槛

图片

当研究者询问教师为何不采用探究式教学时,物流层面的障碍被反复提及。班级规模太大,实验室空间不足,备课时间远远不够。这些看似琐碎的行政问题,实际上构成了教学改革最坚固的壁垒。

Silverthorn 等人在开发"整合主题生理学"课程模块时,专门设计了主动学习课程和专业发展培训,试图同时解决教师"不知道怎么教"和"没时间开发课程"两大难题。他们使用课堂观察量表评估发现,使用了主动学习课程的教师,无论是否参加专业发展培训,都比未使用课程的教师更倾向于改变教学实践。

然而,这项研究也暴露了一个残酷的现实:项目中的教师流失率接近百分之五十。研究者不得不紧急开展访谈评估,将流失原因归类为四类障碍——制度层面的、院系层面的、个人层面的,以及项目设计本身的问题。这意味着,即使课程资源已经开发完毕、培训已经到位,仍有大量教师因为各种内外因素选择退出。


图片

情境约束:

比教师观念更强大的隐形力量

图片

Henderson 和 Dancy 的研究进一步深化了我们对改革阻力的理解。他们访谈了五位本科物理教师,发现了一个悖论:这些教师在观念上其实认同许多先进的教学理念,比如认为学生应该学会解决问题,最好的证明方式是让他们解决新颖的问题。但在实际教学中,他们全部采用了更传统的讲授方式,既没有教授问题解决的策略,也没有提供解决新颖问题的机会。

面对这种"知行分离",教师们将其归因于一系列情境性障碍:学生的抵触情绪、院系的教学传统、时间压力等等。研究者由此提出一个颇具颠覆性的观点:阻碍本科物理教育改革的主导因素不是教师个人的知识或信念,而是他们所处情境的约束。因此,改革的努力方向不应该聚焦于改变个体教师的观念,而应该更多地理解和改造那些结构性、情境性的障碍。

这一观点与 Kahveci 等人从文化历史活动理论出发的研究形成了呼应。他们将化学教育视为一个由"主体"(教师个体)、"共同体"(院系及相关群体)、"客体"(化学教学)和"结果"(化学学习)构成的互动系统。通过分析教师访谈、课程大纲、网站、考试和学生作业,研究者发现系统中存在多处"矛盾":一位教师想在课堂中使用技术,但院系的支持并不均衡;院系内部的教学文化与化学教育研究倡导的教学方法之间存在脱节;系统的"规则"——比如大班授课制度、糟糕的教室设计——与化学教与学的实际需求相互冲突。

这些矛盾不是教师个人能够独自解决的。它们深嵌在组织的文化和制度之中,像无形的引力场一样,将教师的教学行为拉向传统的轨道。


图片

当探究真正发生:

学生的声音

图片

尽管障碍重重,探究式教学在有些地方确实生根发芽了。Park Rogers 和 Abell 详细描述了一门面向非理科专业学生的跨学科探究式科学课程的设计、实施和学生体验。研究者通过课堂观察、师生访谈和课程材料分析,呈现了探究在本科课堂中的真实样貌。

学生们注意到了这门课的独特之处:它强调科学是如何被做出来的,强调学习的社交属性,并且聚焦于"大概念而非琐碎知识点"。学生不再是被动的知识容器,而是在探究过程中与他人协作、与证据对话的积极参与者。

这篇文章的价值在于,它用细致的课堂描写证明了探究式教学在本科阶段是可实现的。它不是空中楼阁,而是需要精心设计、耐心培育的教学实践。


图片

反思 / 我们离真正的改革还有多远

图片
图片

综合这些研究,一幅关于科学教育改革的复杂图景在我们面前展开。

首先是认知层面的障碍。 教师对探究式教学的理解可能过于狭隘,将其等同于"完全放手让学生自己做",而忽视了结构化探究、引导式探究等中间形态。这种非黑即白的认知,让许多教师在第一步就选择了放弃。

其次是情境层面的障碍。 即使教师理解了探究的价值,也愿意尝试,他们仍然被班级规模、课时限制、空间条件、院系文化、制度规则等结构性因素所束缚。这些情境约束的力量,往往比个人的教学信念更强大。

最后是系统层面的障碍。 改革不是孤立地改变某位教师的课堂行为,而是需要调整整个活动系统中的多重关系——教师与院系的关系、教学传统与研究证据的关系、资源投入与实际需求的关系。任何一处的矛盾没有化解,都可能让改革功亏一篑。

Silverthorn 等人的研究中那接近百分之五十的教师流失率,是一个刺眼的警示。它告诉我们,开发优质课程资源、提供教师培训固然重要,但如果忽视了教师在真实情境中面临的制度压力、文化冲突和个人困境,改革很可能只是少数人的先锋实验,而无法形成规模化的改变。

图片

启示 / 如何跨越“最后一公里”

图片
图片

这些研究对当下的科学教育改革者具有深刻的启示意义。

第一,帮助教师建立对探究的连续体认知。 探究不是只有"完全开放"一种形式,从教师高度结构化的引导到学生完全自主的开放探究,中间存在丰富的可能性。让教师看到这条光谱,他们就能在自己的现实条件下找到可行的起点。

第二,正视并主动改造情境约束。 与其反复说服教师改变观念,不如花更多精力去理解他们面临的具体情境障碍,并针对性地提供支持。这可能意味着争取更小的班级规模、更灵活的教室布局、更合理的课时安排,或者在院系层面营造支持教学创新的文化氛围。

第三,将改革视为系统工程。 课程设计、教师培训、制度支持、文化培育缺一不可。任何一方面的短板,都可能导致整个改革链条的断裂。那百分之五十的流失率提醒我们,项目设计本身也可能成为障碍,需要持续反思和调整。

第四,倾听学生的声音。 当探究真正发生时,学生能够敏锐地捕捉到课堂的变化——他们注意到了科学的过程性、学习的社交性、概念的整体性。这些来自学习者的反馈,是检验改革成效的最真实指标。

原文信息:Dolan, E. (2009). Recent Research in Science Teaching and Learning. CBE—Life Sciences Education, Vol. 8, 9–10. https://doi.org/10.1187/cbe.08-12-0075