一、探究学习的操作模式
在探究学习过程中，由于探究的内容、探究的主体等不同，人们发展出了各种不同的探究模式。比较经典的探究学习模式有萨奇曼的探究训练模式、施瓦布的生物科学探究模式、卡普拉斯（R.Karplus）的学习环模式、兰本达的“探究—研讨”教学法（“investigation-colloquium”method）以及马西亚拉斯和考克斯（B.Massialas & B.Cox，1966）的社会探究模式（social inquiry model）等。
（一）探究训练模式
探究训练模式是萨奇曼（1986）设计的。萨奇曼考察研究科学家的创造性的探究活动，并从中提炼出科学研究过程的基本要素和程序，结合教学法的要求，概括出了一套探究训练程序。这套训练程序重在训练学生通过搜集事实来建立理论的科学思维能力，并交给学生一些学术研究技巧和语言，教会学生调查和解释异常现象。探究训练模式利用学生充满好奇并渴望成长的这种内在探究欲望，让他们积极地参与到科学的探究之中，明确探究方向，发展学生的探究能力。其基本程序可分为四个阶段。[1]
1.面对问题情境。教师向学生展示问题，设置疑难情境。学生理解所要探究的问题，并了解探究程序。
2.提出假设，搜集资料。提出假设和搜集资料是紧密相连的。学生可以先提出假设再搜集资料，也可以先搜集资料再提出假设，也可以边搜集资料边提出假设。学生需要循环往复地“提出假设—搜集资料”。教师充当资料的提供者。对学生提出的问题，教师只回答“是”或“否”。或许在最初阶段学生搜集资料有一定的盲目性。但随着经验的积累，他们越来越倾向于有意识地为验证假设而搜集资料。
3.形成假设，做成结论。学生不断解释所搜集的资料，验证假设，做出结论。当学生无法解释资料时，教师要求学生进一步搜集或分析资料。
4.分析探究过程。学生分析和认识他们探究的过程，为今后改善探究过程提供依据。这是发展学生探究能力必不可少的阶段。
案例一 有关历史学习的课堂探究
——《卓尔不群的雅典》
1.创设情境，设疑引思——视频导入
用视频展现正在进行的2008年美国大选的片段，美国大选备受世人关注，高中生又是这样一个日渐关注时事的群体，视频很快引起了高中生的兴趣。教师适时地抛出问题：美国大选向我们展示了当今西方民主政治的一个剪影，民主范围不断扩大。西方民主政治起源时，是怎样的呢？下面让我们一起走进民主制的源头——希腊雅典，去寻找答案。
教师从生活实际入手，用生动的视频手段创设了很好的问题情境，生成了有意义的探究问题，它吸引着学生要弄清问题的由来，学生必须重温历史找寻答案。
2.提出假设，寻找获得答案的途径
视频将现实与历史联系了起来，如何解决问题，学生脑海里要呈现出解决问题的方案。
首先，学生要清楚问题的实质：雅典民主制的内容及其对人类文明发展的影响。这恰巧是课标要求掌握的内容。其次，学生要知道自己有哪些途经去找寻答案。比如，自己已有的知识经验，其中是否有关于雅典民主制的信息；自己是否在课前通过更多的手段如网络、书籍等查询过相关信息；教材提供的信息；教师可以提供帮助；可以与同学讨论解决，等等。
3.自主学习、合作探究、作出结论
根据探究方案，学生要弄清雅典民主制是怎样的，首先要走进雅典。呈现的资料有：学生对雅典已有的印象、教材提供的信息以及教师提供的超出教材的有关雅典地理环境、经济、文化的资料。运用资料探究的方式：自主学习、探究，进而与同学合作探究，弄清楚民主制是怎样诞生在雅典的。
其次要弄清雅典民主制。通过前面的学习，学生已经知道了：梭伦、克里斯提尼、伯利克里三人与雅典民主制相关。但是学生好奇三人与雅典民主制相关到什么程度？教师适时引用（美）斯塔夫里阿诺斯在《全球通史》里的话：梭伦改革……“为以后建立著名的雅典民主奠定了基础”；克里斯提尼改革“雅典已出现了民主政治”；伯利克里改革让雅典的民主政治“达到最**”。到这里，又生成了新的探究问题：民主的概念？梭伦改革为什么是“奠基”？克里斯提尼改革为什么是“确立”？伯利克里改革为什么是“**”？学生首先要有解决新探究问题的方案：怎么弄清民主的概念？可以查词典，可以找有关的政治书等。要弄清这三人与雅典民主制的关系，首先要知道三人改革的内容，可以运用教材资料，可以借鉴教师提供的资料。在此基础上，从民主概念入手，探究三人改革对雅典民主制确立程度的影响。
到这里，当学生清楚了雅典民主制确立的历程后，进而会发问：雅典民主制到底是什么样的？此问题实际上是问雅典民主制到底有什么特点？这是学生自己生成的新的探究问题。解决的方案就是从民主制的材料入手，合作探究分析。
最后，当学生知道了雅典民主制的内容时，回归最初的探究问题：雅典民主制与西方现在的民主有什么关系，进而认识雅典民主制对人类文明的影响。要解决此问题，学生要先列举出西方现在的民主形式，可以从自己已有的知识储备中提取，可以与同学交流获得，也可以与教师交流等。之后再将西方现在民主制与雅典民主制比较，进而认识雅典民主制是西方民主制的源头，西方现在的民主又有很多发展。
4.分析探究过程。
本节课探究了多个问题，根据课标的要求，教师引导学生以不同方式对探究问题作了总结。比如，口头总结雅典民主制的特点。撰写小论文：今形昔影——雅典民主制对人类文明的影响。
（二）生物探究模式
施瓦布提出生物探究模式，以探究学习为指导思想，领导生物科学课程研究会（Biological Science Curriculum Study，简称BSCS）。其实质就是引导学生参与探究实际问题。其基本过程是：教师通过模拟学科知识领域中的科研案例，引导学生形成、确定一个概念性的或者方法论的问题，激励他们设想一个具体方案来解决问题。
案例二 美国中学生物课程
——生存斗争[2]
BGILE（Biology Guided Inquiry Learning Environments）是在美国麦道基金会和LETUS学习技术中心共同资助下，由科学家、生物学家和教师共同合作将探究学习引入中学生物课堂中的一个项目。该项目始于1995年，其核心观念认为学生应像科学家进行研究那样来学习生物，注重学习科学探究的过程、科学研究论证的方法，而不仅仅是学习已有的成果、知识。这可以为学生提供发展科学研究能力的机会，促使学生更好地理解科学的本质。《生存斗争》是该项目中的一个比较成功的案例。它的研究背景是Daphne Major岛上发生的生态危机。学生以小组为单位，对复杂生态系统进行深入研究，以找出岛上一些动物死亡而另一些动物却能存活的原因。该研究分四个阶段，为时六周，在芝加哥公立学校的七年级科学课中进行。
1.构建研究背景
该阶段由七个活动组成，旨在激发学生兴趣，提供背景知识，让学生掌握关于小岛生态系统的重要概念。先采用头脑风暴法，让学生总结岛屿的一般特征（如地理、气候等）并画出“岛图”。经过KWL（KWL是一个讨论框架，包括知道什么、需要知道什么、下面要学习什么三项内容）讨论、角色扮演、观看视频等活动，学生对岛屿生态系统有了大致了解。然后进入下一环节——研究生物的结构、功能关系及其对生物生存能力的影响。此时，教师向学生提供各种形式（如文字、图片、幻灯片、立体模型等）的资料，让学生观察生物的特殊结构，研究这些结构怎样发挥作用来帮助生物渡过生存危机、适应周围环境以及在不同环境下这些功能有什么不同。为了加深学生的体验，让他们对蝗虫的大腿（火灾前后的长度）进行观察获取数据，并用图表表示，体会自然选择的道理。通过这个阶段的研究，学生掌握了小岛生态系统的特征和自然科学研究的一些方法。
2.危机中的小岛
学生开始研究Daphne Major岛的生态危机，对岛上的鸟雀突然死亡作出假设，并推断部分鸟雀存活的原因。首先，让学生阅读相关文献，对Daphne Major岛的生态环境和野生动植物的特征、物种变化原理、达尔文研究历程有所了解。接着，观看科学家在Galapagos群岛上的研究录像，分析科学家得到的数据资料并用图表概括，然后围绕“谁是杀害岛上鸟雀的凶手，为什么有的鸟雀却能逃生”等问题进行讨论，为第三阶段的研究建立假设，分析并图示问题中的因素及其关系，初步制订出研究计划。在这个过程中，学生在分析数据方面积累了大量的经验，掌握了一些数据分析技术和制图表技术。
3.做科学研究
第三阶段是整个课程的核心，学生利用电脑和The Galapagos Finches软件，对上一阶段提出的假设进行验证。首先，让学生以小组为单位学习The Galapagos Finches软件，利用软件对科学家收集的数据进行分析，研究那些受到环境威胁的动物的生理和行为特征（如鸟雀的体重、翅膀和喙，比较个体之间的差别，跟踪鸟的数目的变化，等等），研究小岛生态环境的特征（如天气），验证他们先前提出的假设。各组在小组日志上记录他们的研究路线和成果，为课程末的总结汇报积累资料。在小组合作研究一段时间后，全班进行中期交流，两组为一个单位，相互汇报研究过程、成果并提意见。之后，各组继续研究，针对其他组提出的反馈意见，对自己的研究进行反思、改进、总结，给出具有说服力的解释。
4.成果展示
这个阶段是终期汇报，各组向全班展示研究成果。每个组都要精心设计海报，内容包括他们的研究历程、重要发现及相关证据，还要写一个书面报告。小组汇报时，其他学生可以提问和评价，这样能够很好地培养学生的口头表达能力、辩论能力和批判能力。最后，全班一起观看视频资料《新探索者》，通过了解科学家们对Galapagos群岛进行的调查和研究，反思自己的研究和观点，思考科学研究的本质。
该案例在构建背景阶段，重视激发和维持学生的研究兴趣和参与意识。采用头脑风暴法既活跃了课堂气氛，又激活了学生原有的知识经验和潜能。角色扮演这种虚拟式的活动对学生有极大的吸引力，且具有一定的挑战性。KWL讨论使讨论主题明确、思路清晰、组织紧密有效，对研究的进程起到了很好的调控作用。在第二阶段，教师不仅为学生提供了很多图表以供使用，还要求学生自己动手制作图和表格来表示案例中各概念、因素之间的关系和事物之间的异同，能很好地帮助学生理清知识点和研究思路。第三阶段使用了量身定做的The Galapagos Finches软件。这个软件带有强大的模拟功能和数据库系统，为学生在电脑环境下研究Daphne Major岛的微进化、学习自然选择等知识提供了支持。研究日志记录学生的研究过程，对个人、小组的研究有很好的调控作用，培养了学生的探究、反思和总结能力。成果展示汇报促进了交流反思，深化了对科学研究的理解。
（三）探究——研讨教学法
“探究——研讨”教学法是由美国哈佛大学教授本兰达在20世纪40年代创立的。主要由探究和研讨两个阶段组成。在探究阶段，教师选择所教科学概念的“有结构”的材料，按层次提供给学生，让学生独立支配、探索。在研讨阶段，教师引导学生将已获得的认识用他们自己的语言表达出来，通过他们之间的互相交流、启发、补充和争论，使他们对纷繁复杂的关系有所了解，使已有的感性认识上升为理性认识，既了解先前知识的局限性，又看到它的可行性，形成一定水平的科学概念。
“探究——研讨”教学法认为，科学教育的目标不仅是让学生掌握一定的科学知识，更重要的则在于通过对具体材料的探索、发现和交流，培养学生动手操作、积极思考、善于表达和解决问题的能力。其最终目的在于通过科学教育，发展学生继续前进和有所创新的愿望，让他们学会一种程序，掌握一种工作方法，发展一种思想方法。正如兰本达所说，通过这种方法，培养学生对学习的无限热爱，他们不仅在自然课上，而且在生活中，在将来，都会积极主动地探索、创造，利用已有的智慧解决面临的新矛盾、新问题。
案例三 数学归纳法探究：归纳——猜想——证明
1.数学情境
（多媒体展示）依次画直线，两两相交，任何三线不共点，重点展示直线的交点数和平面被划分的区域数。
2.提出问题
（1）逐一数是不是解决问题的好方法？有没有规律可循？怎样找规律？
（2）交点数、区域数和直线条数有没有联系？
（3）n条直线划分平面的区域数f（n）的表达式是什么？n条直线的交点数g（n）的表达式是什么？
3.解答特殊问题
列一张表，依次作好记录，见表5-1。
表5-1 直线的交点数和平面的区域数
4.猜想普遍规律
学生1：纵向看每次增加的数构成等差数列，由此得出最后一列的结果，f（n）=1+n（n+1）/2，g（n）=n（n-1）/2。
学生2：我们发现，当直线为1条时，平面区域数为2个，当增画第二条直线时，平面区域数增加了2个，当增画第三条直线时，平面区域数增加了3个……由此可以猜出，当增画第n条直线时，平面区域数比n多1条时增加n个，由此可以得出：
f（1）=2，
f（2）=f（1）+2=2+2，
f（3）=f（2）+3=2+2+3
…
f（n）=f（n-1）+n=1+n（n+1）/2.
用同样的方法，可以处理交点数问题。
5.初步检验
学生3：我们用n=4时，检验一下，发现f（n），g（n）是正确的，可是n更大时不清楚。
6.严格证明
学生4：我们可以用“数学归纳法”来证明。（下略）
本节课采用“归纳——猜想——证明”的思维模式来解决一类探索性的问题，课堂民主和谐，学生思维积极、见解独特，在广泛的交流讨论比较中培养了提出问题、解决问题的能力。
（四）社会探究模式
社会探究模式是由美国的马西亚拉斯和考克斯提出的。1966年，他们共同出版了《社会课中的探究》（Inquiry in social studies）一书，将社会科学家所运用的一系列方法引入社会课教学中，创建了社会探究模式。
社会探究以社会问题为探究中心，其内容是跨学科的，其教学是反思性的。马西亚拉斯和考克斯强调，该模式具有以下特征。第一，课堂中的社会互动。学生要在一种开放的讨论气氛中，仔细研究针对特定的社会问题所提出的各种观点。第二，用假设作为课堂探究的核心。学生的讨论要围绕他们所假设出来的解决问题的方法以及假设本身的性质而展开。知识被看做不断受到检验的假设。学生和教师形成假设，搜集相关资料，证明假设，修改假设和观点……如此连续商讨，形成探究循环。马西亚拉斯和考克斯将社会探究模式分为六个阶段。具体见表5-2。
表5-2 社会探究模式阶段表
二、探究学习实施误区的辨析
（一）认为探究学习只适用于自然科学学科
《美国国家科学教育标准》将“探究学习”定义为“能够帮助学生掌握科学概念、获得科学探究能力和技巧、增进对科学探究的理解的各种亲身经历”。显然，这里的“探究”是指“科学探究”（scientific inquiry），即“科学家用以研究自然界，并基于此种研究获得的证据提出种种解释的多种不同途径”。此外，该《标准》也强调：“科学探究也指学生用以获取知识、领悟科学的思想观念、领悟科学家研究自然界所用的方法而进行的各种活动。”[3]
这种将“探究”等同于“科学探究”的阐述对我国产生了严重的误导，使得我国的教育研究人员和教师普遍认为探究学习只适用于科学学科。比如，一些研究者认为，探究性学习是“仿照科学研究的过程来学习科学内容，从而在掌握科学内容的同时体验、理解和应用科学研究方法，掌握科研能力的一种学习方式”[4]。然而，事实上，在国外的K-12的课程标准文本中，除了科学探究以外，还提到社会探究（social inquiry）、数学探究（mathematical inquiry）、技术探究（technological inquiry）等。
根据探究对象的不同，可以区分出多种形式的探究活动。除了上面提到的四种探究类型以外，我们认为还有符号探究（symbolic inquiry）和心理探究（mental inquiry）。符号探究是指针对或利用人类创造的各种符号系统所进行的探究活动，包括语言探究、数学探究以及各种形式的艺术探究等；心理探究是指只针对自己或他人心理现象的探究活动，如对自己行为的反思、对他人性格的分析等。
探究不是科学学习和教学的唯一方式，这一观点比较易于接受。然而，科学学科不是采用探究学习的唯一学科，这一观点则较少受到重视。我国大部分研究者和教师都倾向于只将探究学习用于物理、化学、生物等科学学科。这与人们将“探究”狭窄地理解为“科学探究”是密切相关的。
我们认为，当我们将社会探究、应用探究、形式探究纳入概念范畴后，探究在中小学教育的应用范围，就大大拓展了。在数学学科，教学探究是一种重要的学习活动；历史、政治、地理等社会科学学科中，社会探究也可以被大量采用。在语言、计算机等工具类学科中，技术探究和形式探究可以被大量采用。更为重要的是，任何学科中所采用的探究方式都不是单一的，而是综合运用了多种探究方式。
（二）认为探究学习就是发现学习
在施瓦布提出“探究学习”的同时，布鲁纳提出了“发现学习”，并以发现学习为核心，推动了美国20世纪60年代的科学领域的课程改革运动，其目的是培养智力超群的社会精英。这次课程运动对国际科学教育产生了深远的影响，并逐渐形成世界性的教育改革浪潮。以探究学习为基础重构基础教育课程，成为世界各国课程改革的突出特点。一个共同的做法是，不仅将探究作为一种学习方式，而且将探究作为课程的内容标准。然而，由于对“探究学习”和“发现学习”缺乏深入的分析，我国大部分教育研究者和教师认为探究学习与发现学习是同义词。如下面的描述：“发现学习，也称探究学习，是指人通过对自然、社会现象或文字材料的观察、阅读，发现问题、搜集数据，形成解释，并对这种解释进行交流、检验与评价的过程。”[5]
如果说将探究学习局限在科学学科中的思路可以归结为对探究对象的狭隘理解，那么，将探究学习等同于发现学习的思路则可以归结为对探究目的的狭隘理解。任何活动都是有目的的，探究活动也是如此。在日常生活中，探究的目的通常包括：发现知识、解决问题、表达观念或描述事物；而在学校教育教学中，除了以上三个方面，教师还经常为培养学生某种特定的技能而组织探究活动。基于这一分析，我们根据探究的目的，将探究分为四种类型：发现型探究、应用型探究、表达型探究和训练型探究。
1.发现型探究
所谓发现型探究，是指目的在于发现探究对象的特点、性质和规律等方面知识的探究活动，涉及的对象包括自然现象、社会现象、心理现象、人造事物以及各种符号体系。
2.应用型探究
所谓应用型探究，是指目的在于解决各类具体问题而进行的探究活动。应用型探究包括两种类型，一种类型是基于工具的设计与制作的探究活动，即需要利用已有的科学知识和技能，设计和制作具体的工具来解决问题的探究活动，如设计一个声控开关解决楼道照明问题。一种类型是基于活动策划与实施的探究活动，即通过策划活动方案，并以小组合作或者集体行动来解决问题的探究活动，如开展一次汉字规范化活动。
3.表达型探究
表达型探究的目的，不是发现知识，也不是解决具体问题，而是为表达抽象的观念或描述复杂的事物而创造形式化表达方式的探究活动。这里所说的形式化表达方式主要有：（1）具体的实施模型；（2）语言文字描述；（3）各种符号模型（如数学表达式或程序、图形、形体动作、音乐等）。
4.训练型探究
训练型探究的目的是培养某种技能，通常包括特定领域的认知和操作技能，以及一般性的学习技能两个方面。在训练型探究中，探究活动表面上的目的可能是发现知识、解决问题或者表达观念，但实质目的并不在这些方面，而是训练从事这些探究活动所需要的某种技能。训练型探究通常以游戏或角色扮演的形式进行。
由以上分析可以看出，人不仅仅是为了发现知识而开展探究活动，发现型探究只是探究活动的一种类型。与此相对应，发现学习也只是探究学习的一种类型。从促进学生探究学习的角度来看，这一认识对教学的启发在于：我们在教学中不仅要促进学生通过探究获得知识，而且要促进学生通过探究解决问题，通过探究表达观念，通过探究培养学生的各种技能。
（三）将探究学习等同于研究性学习，或者认为研究性学习包含探究学习
“研究性学习”是一种新的课程形态，是指学生在教师指导下，从自然、社会和学生自身生活中选择和确定专题进行研究，并在研究过程中主动地获取知识、应用知识解决问题的学习活动。除了从课程的角度理解和解释研究性学习以外、我国的研究者和广大教师也将研究性学习看成是一种学习方式或学习过程。如“研究性学习是指教师或其他成人不把现成结论告诉学生，而是学生自己在教师指导下自主发现问题、探究问题、获得结论的过程”[6]。
目前，人们对研究性学习与探究学习概念的认识还比较模糊。其中有两种典型的说法：一种是研究性学习就是探究学习。另一种是研究性学习比探究学习更复杂，它包含了探究学习。我们感觉，第一种说法忽视了研究和探究的区别，从而将它们等同起来。第二种说法注意到了研究和探究的区别，但将探究学习与探究性活动混淆了。
作为一种学习方式，探究学习和研究性学习在本质上是相同的。它们都具有三个特点：①需要由问题或设计任务出发开展学习活动。②需要通过观察、调查、假设、实验等多种形式的探究活动，提出自己的解释，或者设计和制作自己的作品；③需要通过表达和交流，验证、修正自己的解释，或者改进自己的作品。其不同之处在于：探究学习是一种基本的学习方式，它与接受学习、体验式学习一起，构成人类基本的学习方式。而研究性学习仅仅是探究学习的一种特殊形式，是指学生面对学习和生活中的复杂的问题，模仿科学研究的方法和过程来加以解决，并在解决问题的过程中获取知识、发展能力的学习方式。这种学习方式主要用于针对综合性问题的研究性学习课程中。我们不应该将研究性学习课程中的研究性学习形式机械地照搬到学科课程中。所谓“学科渗透形态的研究性学习”这一提法不准确，应改为“面向学科课程的探究学习”。与此对应，“独立课程形态的研究性学习”也应改为“面向研究性学习课程的探究学习”。因此，在学习方式的意义上，研究性学习特指“研究性学习课程”中采用的探究学习方式，而探究学习则是适合于所有学科的学习方式。
[1] B.Joyce，M.Weil，E.Calhoun.教学模式.北京：中国轻工业出版社，2002：216
[2] http：//www.letus.org/bguile/curricula/Bguile_curricula.html
[3] 美国国家研究理事会.美国国家科学教育标准.蕺守志，等译.北京：科学技术文献出版社，1999：30
[4] 陆景.探究性学.惟存教育.www.being.org.cn/yanjiu/tanjiu.html.
[5] 文喆.学习方式、传播方式与课堂教学改革.人民教育，2000（12）
[6] 张 华.论“研究性学习”课程的本质.教育发展研究，2001（5）