在我国当前素质教育课程改革的大潮中，“科学探究”、“科学素养”与“科学教育”成为备受瞩目的语汇。这些语汇昭示了我国科学教育领域的“范式转型”。厘清这些语汇各自的内涵及其相互关系，是促进我国科学教育健康发展的理论前提。 一、科学探究是什么 回答“科学探究是什么”，先须回答“科学是什么”。 美国最重要的科学研究组织之一“美国研究理事会”(National Research Council)在总结“美国科学院”、“美国工程院”及其他组织的众多研究成果后，对当代科学、科学研究和科学教育的新趋势做了如下概括：[1] 1.由强调“科学即探索与实验”，到更强调“科学即辩护(argument)与解释”。 2.由强调获得答案，到更强调运用证据和策略发展或修正解释。 3.由强调为科学问题提供答案，到更强调交流科学解释。 4.由强调运用实验结果来终结探究，到更强调将实验结果运用于科学辩护与解释。 5.由强调学生个体和学生小组只是分析和综合资料，不为科学结论辩护，到更强调学生小组经常为辩护科学结论而分析和综合资料。 6.由强调演示和证明科学内容的活动，到更强调研究和分析科学问题的活动。 7.由强调脱离情境的探究技能(process skills)，到更强调将探究技能置于情境之中。 8.由强调观察或推理等单个的探究技能，到更强调控制、认知、程序等多元探究技能。 9.由强调极少从事研究以省出时间学习大量科学内容，到更强调从事更多研究以发展关于科学探究和知识的理解、能力与价值观。 10.由强调在一节课内的研究，到更强调将研究延伸到几节课的时间中。 11.由强调学生向老师私下交流思想与结论，到更强调学生与其同学公开交流思想与工作。 12.由强调管理材料和设备，到更强调管理思想和信息。 上述这些浓缩的概括所反映的是科学家视野中的科学、科学探究和科学教育的“形象”的变化。 首先，当今时代对科学的新的理解是：科学即基于证据的思想、解释与辩护。这一“科学观”既继承了“启蒙运动”以后近三百年以来科学与技术思想发展的历史传统，又体现了当今信息时代科学与技术思想发展的新特点、新趋势。 “启蒙运动”以来，人们对科学的理解大致经历了四个阶段。在“启蒙运动”时期，科学既以“理性自由”为基础，又是“理性自由”之体现。正如德国著名哲学史家卡西尔所言：“‘理性’成了18世纪的汇聚点和中心，它表达了该世纪所追求并为之奋斗的一切，表达了该世纪所取得的一切成就。”[2]这种追求“理性自由”的热情，“有如一条河流冲决堤坝，在大自然中朝四面八方激流勇进，汹涌地扫荡挡住它去路的一切。”[3]而所谓“理性”，“是一种引导我们去发现真理、建立真理和确定真理的独创性的理智力量。”[4]“理性”的核心是“实证精神”，自然科学是这种精神的集中体现。“理性”的基本功能是分析还原与综合重建，其中“分析精神”是基础。正是由于追求“理性自由”成为一种时代精神，以实证精神、分析方法和数学计算为特点的新的方法论系统确立，具有真正现代意义的科学由此诞生。显然，此时的科学等同于“理性自由”与实证探究。这是对科学的理解的第一阶段。 然而，“启蒙时期”所崇尚的“理性”本质上是感官经验的组合与联结。用卢梭的话说，几种感觉组合成简单观念，几个简单观念组合成复杂观念，由此构成人的“理性”。[5]这样，“理性”就具有机械、静态、可还原的特征。“理性”来源于外部客观世界在感觉经验中的反映、印刻。由此导致的第一个结果是：使人的心灵和感觉器官成为被动的“受纳器”。同时，“理性的知识”的代表当然是科学，而科学是经由感觉经验而把握的事物的本质、规律、规则、原理，它所体现的是“客观世界”(主要是“自然世界”)的“真理”。这样，科学作为真理的化身，最终变成了静态的“物”，成为了可以传递和储存的对象。这种对科学的理解是“启蒙理性”的必然结果。从对应的历史时期来看，西方“启蒙运动”以后，流行于十九世纪中后期的科学观大致如此，这构成了对科学的理解的第三个阶段。当前，我国科学教育中普遍存在的把科学知识当作传递、灌输和内化的对象的做法，其背后的哲学根源之一即是这种受“启蒙理性”支配的科学观。 当历史发展到十九世纪末、二十世纪初，“启蒙理性”的被动性已获得充分展露。人们日益深切地感受到，这与“启蒙运动”原初倡导的以批判、质疑、判断为特征的“理性自由”渐行渐远，人类社会迫切需要“再一次启蒙”。如果说原初的“启蒙”是从封建迷信中获得解放的话，那么这次“再启蒙”则要从“启蒙理性”的被动性中获得救赎。就科学与科学教育而言，人们一方面坚持“启蒙运动”以后关于科学与科学教育的经验本性的立场，一方面摈弃经验的被动性，基于科学实验重建经验的本质，经验(experience)因而变成实验(experiment)，经验的本质是人对置身于其中的环境、自然、世界的主动反思、探究与问题解决。科学由此成为“探索与实验”。这是对科学的理解的第三阶段。从美国的科学教育理论与实践的历史发展来看，从二十世纪初的杜威到二十世纪50、60年代的布鲁纳，其共同坚持的观点是：“科学即探索与实验”。 二十世纪80、90年代以来的历史，是人类逐步迈入信息时代的历史。在这个时代，每一个人过有创造、有选择的生活不仅是必要的，而且是可能的。在纷繁复杂的信息面前，不做出明智选择、进而从事创造，就不可能有一份健全生活、甚至无法生活。而网络通讯等信息技术工具又为人的选择和创造提供了物质条件和手段。与这个时期相适应的科学开始具有“后学院科学”的性质，[6]即是说科学实践不再局限于科学共同体内部，开始“飞入寻常百姓家”。一方面，科学日益深刻影响社会、文化实践和人们的日常生活，另一方面，公众、产业、教育、政府等日益参与到科学研究进程之中。科学开始成为“公共科学”或“大众科学”。在此背景下，科学的“发现情境”和“辩护情境”的界限日益模糊。科学日益具有解释与辩护的性质，它是一种动态变化且情境关联的有证据的思想。这是人们对科学的理解的第四阶段。
