再议探究与实践

周克楠

摘 要：本文是针对一段时间以来，科学教育中出现的“科学实践”观点的理解与剖析。文章从技术与科学的关系分析开始，揭示技术在教育领域转变为探究、实践的过程，探讨了科学教育中探究与实践不同的内涵和应用领域。并以美国《k-12科学教育框架》中的章句为例证加以证实。希望科学教师能够更为准确的理解“科学实践”的观点，在实际教学中帮助学生更为适切的使用科学探究与工程实践作为科学学习工具。

关键词：技术;科学探究;科学实践;工程实践

一、问题的提出

2017版《小学科学课程标准》在课程内容部分增加了技术与工程领域，但在科学探究目标中并未对这一领域做针对性解读。如此，在教学中或者用探究方式应对工程领域内容或者按照教科版科学教材编者提出的“科学实践”来完成这部分教学。两者似乎对技术工程领域内容的处理表述都不十分清晰。这一现象不仅出现在我们对于科学教育观念的交流当中，即使2011年美国颁布的《k-12科學教育框架》（以下简称《框架》）中也是时而出现“科学实践”时而出现“科学探究”时而又是“工程实践”。是译者的疏忽还是原文如此？在意识到这个问题的时候，囿于当时的资料有限。使本来非常明确的概念变成主观的推测。而今，恰巧搜集到了几篇文章，可以为此前的观点补足证据。因此又产生了再述前文的想法。

二、技术曾独立于科学而存在

多年以来，我们习惯于将科学技术关联使用，以至于简略成“科技”一词。好像科学与技术从来是一家。然而追根寻源似乎二者还是有诸多不同。人类社会中的技术是早于科学而存在的。技术大多数时候不需依赖科学存在于社会生活之中，独立于科学而存在。在过去，人们依赖于高技术人才——木匠、瓦匠、裱糊匠、铁匠……他们凭借普通人不具备的技术立足于社会。譬如淬火。一位老师傅凭借一生的经验，根据铁在炉火中的颜色判断温度，淬火得到一把硬度与韧性兼顾的好刀。这种技术尽管它源于科学，却依赖于经验。在技术发展到相当的程度以后，传统的经验积累的技术供求方式不能满足需求。此时，以可重复、重数据为特征的科学凸显了自身的价值。而以伽利略实验为标志的近代实验科学的诞生，确定了实证科学的地位，为技术的飞跃发展提供了支持。至此，在一定的科学研究成果指导下，即使一个普通人也可以依据先进的技术炼出一炉好钢。

科学的价值在于减少试错的机会，提高效率带来产品的低成本和一致性，进而推动社会的发展。在这一过程当中。技术逐渐与科学形成相互促进共同发展的现状。科学促进技术的成熟。技术带来的效益反哺科学的发展。但技术与科学的发展都有赖于实践。

三、科学教育中的技术、探究、实践

技术的来源是实践。实践的含义是履行。在教育领域，技术是达到目的的手段，实践是达成目的的途径。技术在教育这一特定领域内被广泛使用。“教育技术”，被普遍认为是提高教学质量的关键， “教学艺术”其实也是教育人对“教学技术”的一种昵称。从学的角度，很少用技术来定义学生的学力程度，常用的是学习技能、探究能力，二者本质相同。并逐渐由“技术”的程度发展为“实践”的能力。“实践”从过程性概念逐渐发展为具有程度意义的一维目标。在《框架》第一章第三维度实践中表述了这一变化过程：“我们试图用以前文件中的‘探究来定义‘实践。但是，探究的组成部分经常要根据学生的实验或动手做活动来具体确定，而且不同的科学教育团体对“探究”一词有不同的解释。我们在第三维度中阐述实践，部分原因是想更好地确定‘探究在科学中的意义，以及进行探究所需要的认知、社会和物质实践的范围”。这句话中表明“探究”并没有没被真正取代。而是因为出现了两种情况：一是，对探究形成了固定的步骤方法，曲解了探究的本意;二是，对探究有各种不同的理解，难以形成统一共识。因此，用实践一词对探究暂代以扭转上述两种趋势。科学教育活动中的探究活动逐渐演变为实践活动。

四、科学探究与工程实践

就广义的实践来说，在科学教育内有“科学探究”与“工程实践”两种类型。学生在探究科学概念过程中的一系列工作可以称之为实践活动。对于特定的工程技术类内容，诸如：设计，制造，以及评定，交流等等活动一样，也是实践内容。但这两种活动的不同在于科学探究的实践是验证未知的实践。而基于工程设计的实践是解决方案的实践。因此，我们针对科学概念的实践活动，用特定词汇“科学探究”来界定;而工程类活动的内容用“工程实践”来表述，相比较而言，科学教育中的所有活动都可以泛泛的称之为科学实践活动。问题在于泛化的“科学实践”是否能够替代具有明确含义的科学探究与工程实践？

“科学实践”一词我最早见于教科版教材在郑州举办的教材培训会议上下发的《实验通讯》。其中，对于由“探究”转化为“实践”，《实验通讯》用问答的方式做了一些解释，引用了《框架》的第五章的内容。通过阅读，自我感觉这种转变的证据并不充分，而且翻译的原文用了“科学和工程实践”一词。这里的“与”“和”虽然都是连词前后并不一致，在这种严谨的观点表述中似乎不应有此疏忽。布鲁姆在《教育目标分类学 第一分册：认知领域》编订目标指导原则的第二条原则中指出： “……所以，在整个分类学中，应该始终用一种前后一致的方式来解说和使用每一个术语”。 教学中运用特定含义的词汇表达约定俗成的意义，需要非常严谨。表达同一含义时运用前后一致的表述可以减少理解的难度。如果是译文或校对的失误，足以造成理解和表达双方的困难。在这里为什么会出现“科学实践”一词。前后又为什么并不一致？教材编者要借助科学实践、工程实践、甚或科学探究表达怎样的思想？

我们从更为具体的表述能够感到二者的差异。从活动内容和活动方式可以感到它们明显不同。《框架》中提出：学习科学有三个截然不同且同样重要的维度——核心概念（core ides）、科学与工程实践（practices）、跨学科概念（crosscutting）……其中practicse中文直译就是“实践”，大多数时候被译成“科学与工程实践”。这里核心概念（core ides）从内容看更接近于《小学科学课程标准》的课程内容目标，“科学与工程实践”接近于科学探究目标。这里用接近是因为它们并不完全等同。由于采取不同的架构和呈现方式，中美标准有着很多的不同。这里自《框架》翻译而来的“科学与工程实践”一词，自身就有“科学”“工程”“实践”三层含义。如果将其缩短为“科学实践”其表意范围变得狭窄而缺少了部分内容。其自身的表述也不能满足科学家与工程师两类人的不同工作领域。在网站https：//www.nextgenscience.org/常见问题栏目中，对“什么是科学实践”的解释称：与NRC和美国科学促进会（AAAS）以前版本的科学标准一样，NGSS也包括工程实践，这是工程师应用科学和数学设计解决问题的方法时所采取的行为。虽然工程设计类似于科学探究，但是存在显着差异。在解释中说明这个概念指的是工程实践，而且明确表示与科学探究不同，但被解释的还是“科学实践”。这使人怀疑是网络翻译的失误。并且在同一页面，跨学科概念被翻译成交叉概念或横切概念，更坚定了我的怀疑。

无论如何，当今世界的科学教育都在强调整合工程学内容，提高学生的技术素养，而工程内容不同于科学。《框架》中第二章有如下表述：“同科学一样，工程有自己的从业者团队，独特的知识和实践系统，包含多种细分专业和交叉融合的思想和方法……但又有不同，特别是工程目标与科学目标不同。工程的产物是产品而非理论，工程设计的目的是解决某些问题或为特定目的服务，而科學的目的是探索自然。”在工程设计与科学实践的比较中，《框架》对二者提出如下区别：

（一）条件因素的限制可以制约工程设计找到解决方案，而科学探究虽然找不到规律，但规律是客观存在的;

（二）权衡是工程实践的基本步骤，但并不是科学探究的基本组成部分。

（三）工程实践寻找的是满足特定条件的具体解决方案，科学探究的目标是找到普遍性的解释。

二者自身的特点分析揭示了，科学探究与工程实践在内容、目标、达成步骤方法都存在不同。我们现阶段的科学教育更加需要的是学生工程技术素养的发展。

五、着眼于设计、解决方案的工程实践

目前课堂上，还没有见到严格意义上的工程实践内容。即使《小学科学课程标准》中增加了技术与工程领域内容，现阶段要体现这一变化，更多的是从原有物质科学领域中将有设计因素的内容划分出来，从应用的角度切入研究以体现实践。但其中的工程、实践内涵着实不多。其主体仍然是探究科学概念。一些设计元素没有被引进课堂。譬如：条件限制（成本、材料、时间）修正方案、检测产品……这些工程设计素养因为受到学习内容的限制不能让学生体验与领悟。以至于不能达到培养学生工程技术素养的目的。

现阶段，我们缺少的是对工程实践的清晰认识和恰当内容。惟其如此，更不宜用科学实践一词去混淆科学探究与工程实践之间的不同与界限。如果我们曾经希望学生像科学家那样去探究，现在就应该让学生像工程师那样去实践。套用耶稣回答法利赛人的句式：科学的去探究，工程的去实践。

参考文献：

[1]中华人民共和国教育部.《小学科学课程标准》.[M].北京.北京师范大学出版集团.2017（03）

[2]美国国家研究理事会（NRC）.《k-12科学教育框架》.[M].2011（07）

[3] 教育科学出版社.《实验教材通讯（探索儿童的科学___课堂中的科学实践）》.[J].2014（10）

[4][美]L.W.安德森 L.A.索斯尼克.布鲁姆教育目标分类学40年的回顾[M] 谭晓玉 袁文辉，译上海：华东师范大学出版社，1998

[5] Achieve Lnc. The Next Generation Science Standards.[EB/OL].2013（04）https：//www.nextgenscience.org/