多年来，探究式学习一直被视为学习科学的最佳方法之一，并得到大力推广。然而，目前在科学教育界有一场运动，建议推广基于科学实践的科学学习，而不是探究式学习，因为这样一来，科学学习将与科学事业更加协调一致。但是，努力实现这一转变是否有充分的理由，或者这只是一个用来指代探究的新术语？为了回答这个问题，首先介绍了支持基于科学实践的科学教育的主要论点。其次，分析基于科学实践的方法相对于探究方法的创新程度。第三，分析探究和科学实践建构的性质。所有这些都是从批判和反思的角度进行的。最后，就基于实践的科学教育提出了一些思考和建议。

科学标准，科学探究，科学实践，科学教育

介绍

与其他知识领域一样，方法（approaches）、模式（models）和范式（paradigms）的变化构成了科学教育发展的惯常和必要动力。然而，这种变化大多不是立竿见影的，因为它们必须与先前的方法共存和竞争一段时间。因此，有时一种新的方法开始被推广，而另一种新的方法已在国际科学教育界获得高度共识或接受。我认为，目前的教学运动就是如此，它把科学实践而不是探究作为学习科学的理想框架。

基于科学实践的方法主要出现在美国的教育领域（Bybee 2011; Ford 2015; NGSS Lead States, 2013; National Research Council [NRC] 2012; Osborne 2014），在其他许多国家/地区也开始产生一些影响，如加拿大（如Oberg和Campbell，2019）；韩国（如Lin等人，2016；Yoon等人，2014）；中国台湾（如Cheng等人，2019）；约旦（如Malkawi和Rababah 2018）；荷兰（如 Prins等人，2018）；西班牙（Crujeiras-Perez和Jimenez-Aleixandre 2018；Jimenez-Liso等 2019）。不过，在其中一些国家，如西班牙，科学实践一词已开始在科学教师教育工作者群体中使用，尽管官方的中小学科学课程（教育部，2014，2015）并未提及该词。最接近科学实践的是小学科学课程中的“科学活动启蒙”和中学科学课程中的“科学活动”这两个横向内容板块，其中提出了一些探究能力。例如，在小学教育的这一板块中，学习标准之一规定“学生进行小规模探究，提出问题、假设、选择材料、获得结论并进行交流”。在英国等其他欧洲国家，科学课程也没有提及科学实践（教育部，2013）。相反，他们使用“实用科学方法、过程和技能”来指代那些与科学探究相关的学校任务。同样，现行的澳大利亚科学课程（ACARA，2015）也继续将科学探究技能作为科学的要素之一。

因此，我想知道：是否有充分的理由证明这种教学方法的改变是合理的，或者它只是一个新的术语，用来指代通常的以探究为基础的学校科学活动？为了回答这个问题，我将在本文中：（i）探讨促使提出促进以实践为基础的科学学习的主要原因；（ii）提出质疑改变教学方法的必要性的论据；（iii）根据对这两个概念性质的分析，对上述原因进行评估。为此，我将从批判和反思的角度出发，回顾支持这一教育变革的更多相关作者、提出这一变革的主要改革文件（即《K-12框架》，NRC，2012和NGSS，2013），以及大多数与基于科学的科学教育相一致的国际提案所引用的文件（注1），并回顾科学研究、历史、哲学和科学社会学方面的文献。最后，我将提出一些建议，以扩展目前以实践为基础的科学教育的主流概念。

注1：K-12 Framework NRC（2012）文件在当前大多数关于基于实践的科学教育的国际研究中被引用（例如，参见上文引用的参考文献）。此外，经济合作与发展组织[OECD]（2017，2019）2015年和2018年国际学生评估项目（PISA）的科学框架中也提到了该文件，这是一项目前影响到76个国家的国际计划。

为什么要基于科学实践进行科学教学？

多年来，科学探究是学习科学的最合适方法之一（Abd-El-Khalick等，2004；Harlen，2012；OECD，2017，

2019；Rocard等，2007），尤其是如果学生要通过做科学（doing science）来学习科学的话（Hodson，2014），这一点已在国际上达成广泛共识。虽然文献将这种说教方法的起源归于二十世纪初的美国人John Dewey（1859-1952），但直到二十世纪六十年代初，Joseph J. Schwab（约瑟夫-J-施瓦布）（1909-1988）的著作才使科学探究开始在美国科学教学建议中占据重要地位（Barrow，2006；Bybee，2011）。

当时，美国科学课程的重点是所谓的科学过程（processes of science）。其目的是要摒弃科学课上普遍存在的死记硬背“科学方法”步骤的做法。将重点转向科学过程的目的是强调学生在学习科学学科概念的同时，还要学习具体的基本过程，如观察、澄清、测量、推理和预测（Bybee，2011，第14页）。但显然，这种观点导致概念的学习被忽视，而偏重于过程的学习。因此，将科学探究纳入教育环境的目的是强调通过使用探究技能来学习科学概念（同上）。换句话说，正在鼓励一种教学策略，其重点是利用活动和探究，通过做科学来学科学。

从那时起，世界上大多数科学教育计划都考虑到了探究式科学学习的方法（Abd-El-Khalick等人，2004；OECD，

2007；Ramnarain，2018；Rocard等人，2007；Rundgren，2018；Zhang，2016），而且这种方法在课堂上的实施也演变出了多种含义或不同的建议（Minner等人，2010；Ronnebeck等人，2016）。因此可以说，学校中使用的科学探究概念并不是一成不变的，关于什么是科学课中最合适的教学策略的争论仍未结束（Bevins和Price，2016；Furtak等人，2012；Hmelo-Silver等人，2007；Kirschner等人，2006；Zhang，2016）。

20世纪90年代，《国家科学教育标准》（NRC，1996）用以下术语确立了科学探究：

         探究是一项多方面的活动，包括观察；提出问题；检查书籍和其他信息来源，以了解已知的情况；计划调查；根据实验证据审查已知的情况；使用工具收集、分析和解释数据；提出答案、解释和预测；以及交流结果。探究要求识别假设，使用批判性和逻辑思维，并考虑其他解释（第23页）。

从那时起，直到NGSS Lead States（2013）的出版（NGSS本身就是基于NRC（2012）所确定的内容（注2）），上述不同的活动或行动被认为是学生通过探究学习科学的理想技能和能力（NRC，2000）。所有这一切促使近年来国际上开展了大量与探究式方法有关的研究（例如，请参阅Ronnebeck等人（2016）和Zhang（2016）最近对相关文献的有趣评论）。虽然研究表明，探究式科学教育有利于学生的积极思维、过程技能和对科学的积极态度（Anderson，2002；Minner等，2010），但这也揭示了学生在基于证据和推理对现象进行完整的科学解释以及进行高质量论证等方面的困难（Ronnebeck等，2016）。此外，研究表明，在培训科学教师将探究方法付诸实践方面存在困难（Garcia-Carmona等人，2017；Crawford，2007；Newman等人，2004；Kim和Tan，2011；Yoon等人，2012）。

    注2：有必要澄清的是，NGSS并非美国科学教育的官方强制性标准。事实上，根据美国国家科学教学协会（NSTA, https://ngss.nsta.org/About.aspx）的资料，许多州都没有采用NGSS，还有一些州只是部分采用了NGSS。即便如此，我认为NGSS可能是分析美国科学教育的最连贯或最引人注目的文件。此外，根据有关科学教育的文献，NGSS在其他许多国家也很有影响力。

为了解释科学探究作为科学学习框架的有效性不如预期的可能原因，一些作者，如 Bybee（2011）和Osborne（2014）等人，将重点放在了对科学探究方法的理解不足或有限上。其中一个例子与科学教育中对科学探究的过度简化有关（Osborne，2014）。事实上，尽管探究方法鼓励通过使用科学探究技能来学习科学内容（Bybee，2011），但这种方法经常被解释为一种过程，而不是学习科学的手段（Asay和Orgill，2010）。此外，探究还被认为是简单的实验室经验，不加批判地机械执行，就好像是“烹饪食谱”（Garcia-Carmona等人，2018）。

另一个可能的原因是文献中关于科学探究一词的多义性。Minner等人（2010）的综述发现，“探究”一词经常被交替使用，指的是（1）科学家所做的事情（科学方法论），（2）学生在科学工作的启发下运用策略学习科学时所做的事情（学习过程），以及（3）教师从探究为本的角度实施学校科学课程时所做的事情（教学策略或方法）。这种含义的多样性可能阻碍了学校在使用探究时对其进行适当的概念化（注3）。Osborne（2014）认为，科学课上通常采用的探究式教学方法导致做科学与学科学被不恰当地混为一谈，尽管这两种活动在目的和执行上都大相径庭。Michaels等人（2008）对“探究”一词也有类似的看法，他们在其关于K-8年级科学教育的著作中也更倾向于谈论“科学实践”，而不是“探究”。这些作者认为，“作为实践的科学涉及做某事和学某事，做和学是无法真正分开的”（同上，第34页）。从这个角度看，Michaels等人（2008）认为“科学实践”是一种比“探究”更广泛的方法，并认为后者是科学实践的一种特别重要的形式。但在以实践为导向的框架中，“探究”的真正含义是什么？(注4）

注3：《K-12框架》（NRC，2012）对此有如下表述："（......）由于对科学的构成要素缺乏一个普遍接受的定义，人们一直在尝试提出科学应通过探究过程进行教学的观点"（第 44页）。

注4：在K-12框架（2012）文件中，“（科学）探究”一词被多次提及；然而，与以前的标准NRC（1996）不同，在基于实践的框架中，“探究”应被理解为什么，却没有给出（或至少没有明确给出）。

Osborne（2014）还打算通过回顾科学哲学和心理学的重要贡献来深化参与科学实践的内涵。首先，他强调学校科学教育的主要目的不是训练学生做科学，然后他得出结论，参与实践只有在以下情况下才具有意义（同上，第183页）：（a）它有助于学生对我们知道什么、我们如何知道以及指导科学实践的认识论和程序性建构有更深、更广的理解；（b）它是发展这些知识的更有效手段；（c）它展现了科学这一努力的更真实图景。

美国最新的科学教育标准（NGSS Lead States 2013）试图反映所有这些论点，在该标准中，科学实践将探究置于次要地位，而在以前的标准（NRC 1996, 2000）中，探究具有突出地位。然而，与世界各地大量与科学教育探究相关的实证研究（Minner等人，2010；Ronnebeck等人，2016；Zhang，2016）相比，基于实践的科学教育理应具有更强的说教针对性。此外，在查阅NGSS关于通过科学实践教授科学的基础和建议时，我认识到很难找到与探究式方法有关的显著差异。正如 Furtak和Penuel（2019）指出的那样，科学教育工作者也有这种看法：“我们都曾多次发现，在一些教育工作者的房间里，他们会问——科学与工程八项实践清单与科学探究标准有何不同”（第172页）。Larkin（2019，第1295页）认为，除其他原因外，这可能是由于NGSS Lead States（2013）和K-12框架（NRC，2012）文件中明显缺乏对科学教学法的有力展望。(注5）

注5：Larkin（2019）认为，“在标准文件中选择避免具体的教学法似乎是可以理解和合理的，因为在科学教学方法上的共识甚至比在标准本身上的共识还要少（......）。然而，试图让公众理解科学教育（这也是这些文件所提倡的），而不了解科学教育究竟该如何进行，这似乎是自相矛盾的”（第1296页；括号内为本人所加）。

Ford（2015）还对后者作了如下描述：

乍一看，这份清单（指NGSS Lead States（2013）中阐述的八项科学实践）似乎与“探究”存在同样的问题。尚不清楚这八项活动是否以及如何捕捉到科学的基本方面，也不清楚它们是否是产生科学知识的必要或充分条件。此外，如何防止这些活动被解释为语义问题，与“科学方法”或“探究”没有实际区别？（第1042页）

Ford（2015）随后认为，科学实践方法与其前人的区别在于：（1）它们需要具体的知识来参与，因此它们有别于领域通用技能；（2）它们不是独立的，而是必然相互关联的；（3）它们强调做与学之间的联系。不过，他再次指出，“这些观点并没有触及'实践'所蕴含的最重要的区别”（同上，第1042页）。因此，似乎有必要通过回顾有关科学研究和科学教育的文献来补充NGSS Lead States（2013），以便找到论据来证明基于实践的科学教育的意义和教学效益（Erduran，2015）。

Ford（2015）在这个意义上进行了文献综述，他的基本结论是“科学方法和探究背后的策略是阐明推理和行动中的规律性，并用这些规律性来定义学生应该怎么想和怎么做”（第1042-1043页），参与科学实践并不意味着遵循一系列规则，而是在构建自然知识的过程中获得一种永久评价和批判的能力（注6）。在这方面，我想简要地谈三点看法。首先，虽然我完全同意评价和批判是构建科学知识的两个基本过程，但我认为这两个过程在更真正的探究式科学教育方法中也得到了考虑，这将在下文中看到。其次，在Ford的分析中，“科学方法”和“探究”被视为两种相似的教育方法；然而，探究是一种比前者复杂得多的方法（Tang等，2010）。第三，Ford在论证中暗示“探究”意味着“遵循一系列规则”，但我并没有在文献中发现探究式科学教育建议学生在参与探究活动时遵循一系列“规则”（例如，参见Abell等人（2006）、Crawford（2000）、Harlen（2012）、Reiser等人（2001）、Tang等人（2010）或White和Frederiksen（1998）提出的探究方法）。一个非常不同的问题是，采用某种指导或脚本来帮助学生开展探究活动（Garcia-Carmona等人，2017；Makitalo-Siegl等人，2011；Mulholland等人，2009；Vorholzer和von Aufschnaiter，2019），与所有其他教育方法一样，学生在通过探究学习科学时总是需要某种支持或支架（Arnold等人，2014；Hmelo-Silver等人，2007；Sandoval，2005）。

注6：Ford及其合作者将批判定义为“寻找错误和审视多种可能性的社会和思想源泉”（Forman and Ford 2014, p.200）。更多详情，请参见Ford (2008)。

基于科学实践的方法在多大程度上真正具有创新性？

我认为，如果假定科学实践（在NGSS Lead States（2013）的背景下）和探究（在NRC（1996，2000）的背景下）是代表“科学家做什么”的两个建构，那么Ford（2015）为基于实践的科学教育提出的论据也适用于基于探究的科学教育。事实上，我发现Ford所建议的对基于实践的科学教学的评价和批判的特别关注已经在通过探究进行科学学习的方法中得到了推广。例如，在NRC（1996）中可以读到如下内容：（第88页）；“学生应评价自己的成果或解决问题的方法，以及其他孩子的成果或解决方法(......)”。(第137-138页）；或“探究要求（......）考虑其他解释”（第23页）。

将近二十年前，Reiser和合作者在他们的“生物学指导探究学习环境（BGuILE，Biology Guided Inquiry Learning Environments）”项目中也注意到了评估和评论：

探究中期点评为学生提供了评估自己进步的机会，同时他们还可以修改和扩展自己的作业。调查后评估为学生提供了比较他们的解释的机会（......）。批判的评价标准是在最初的框架讨论中确定的，学生和教师在讨论中制定评价解释的标准。（......）这些讨论的目的是让学生集中精力评估自己和同伴解释的因果连贯性（......）。目标是让学生能够推理出哪些解释可能比其他解释更好，以及为什么（Reiser等，2001，第293-294页）。

同样，著名学者Wynne Harlen在她的探究式科学教育方法中也提到了上述各个方面。她强调，从传统的科学教学形式转变为以探究为基础的教学形式，除其他变化外，还意味着要注意：

安排小组和全班讨论探究的想法和结果；给予反思的时间（......）；对口头和书面报告提供反馈，使学生知道如何改进自己的工作；将形成性评价作为教学的一个持续部分，确保学生在发展知识、理解和技能方面取得进步（Harlen，2012，第22页）。

Crawford（2014）也分析了从探究到科学实践的转变，她想知道这是否构成了对作为探究的科学教学的另一种反思。她比较了美国最近两份科学教学课程改革文件中体现的两种方法（表1），并强调其中最显著的区别之一是，基于科学实践的方法更加强调论证和建模（同上，第523页）。不过，她随后补充说，这种对参与论证的强调并不是全新的，因为在基于探究的方法中也考虑到了对这种科学实践的关注。为了证明这一点，Crawford提到了著名专家Abell及其合作者所做的研究，他们在现行标准发布十年前就已经将论证作为通过探究学习和教授科学的方法的核心（同上，第 523-524页）。

除了Abell和合作者之外，我在文献中还发现，在NGSS Lead States（2013）发布之前，其他作者也在他们的科学探究学习方法中特别重视论证（例如，Jimenez-Aleixandre等人，2000；Kim和Song，2006；Reiser等人，2001；Sampson和Gleim，2009；Sampson等人，2009；Tang等人，2010）。例如，Reiser等人（2001）在BGuILE项目中提到的论证如下：

在我们的设计中，我们探索了一种方法，试图为学生明确论证目标、领域理论和探究策略之间的关系。我们需要为学生支持两类关系。第一种是论证目标与探究策略之间的关系。在学习和练习策略的过程中，学生需要了解该策略如何影响他们制作的探究产品类型（......）（第270页）。

在西班牙，15年前一些著名的小学科学探究学习学校项目也提倡论证。例如，“探究我们的世界（6-12年级）”项目（Canal等人，2005）在其主要学习目标中规定，通过对话、论证、协商和决策，获得参与思想辩论过程的能力。

同样，以探究式学习为框架的European Fibonacci项目（2010-2013）（其委员会成员包括Harlen）也提到了学校科学中的论证。例如，该教育项目的基本目标之一是“帮助学生理解，决定结论的是证据和科学推理，而不是支持某一观点的人数或论据最有力的学生”（Harlen，2012，第15页）。

关于建模，在NGSS Lead States（2013）之前，已经有人提出了关于在探究学习背景下建模的说教建议。例如，20世纪90年代末，美国研究人员Barbara Y. White和John R. Frederiksen提交了一项备受关注的研究成果（注7），分析了通过循环探究学习力学的建议的有效性，其中建模明确构成了其中的一部分：

(......）转化为一个探究周期，明确地呈现给学生（......）[他们]追求一连串的研究目标，在这个过程中，他们首先提出一个问题，然后产生一系列与该问题相关的相互竞争的预测和假设。为了确定哪一个相互竞争的假设是准确的，他们会计划并开展实验（......）。接下来，他们分析数据，并以科学定律和模型的形式总结他们的发现。最后，他们将定律和模型应用于各种情况。(......)它让初中学生参与真正的科学探究，其主要目标是创建和应用力和运动的因果模型。(......)目的是让学生在学习力和运动物理学知识的同时，了解科学探究和建模的过程（White and Frederiksen 1998, pp.）

注7：根据Google Scholar的统计，这篇文章目前有近1900次引用。

Abell及其合作者还将建立模型列入了他们的科学探究教学教师培训计划的目标之 中；例如，在一项重点研究如何通过元素电路点亮灯泡的探究活动中，建立光、电流和电阻的模型（Abell等人，2006），或在一项有关月相的探究活动中建立月球和地月日系统的模型（Volkmann和Abell，2003）。同样，在最新标准出台之前，已经出现了通过探究学习科学的教育建议，其中明确包括建模，使用的术语是“基于模型的探究”（Windschitl等人，2008）。在这方面，我也认为有必要指出，开展探究和建模实践与基于模型的探究并不相同。前者指的是进行两种不同的科学实践，它们在认识论上具有同等地位，并被整合到特定的学校科学活动中。然而，后者指的是对探究的特定接受或概念化，其中科学模型的生成、测试和修正受到特别关注（Nuffield Foundation，2013）。论证和"论证驱动的探究"（Sampson et al., 2009）

Crawford（2014）强调了NGSS Lead States（2013）提出的科学实践框架的另一个显著特点：强调科学（和工程）学习涉及内容知识与参与探究所需的实践的整合。不过，我认为在这方面有两点值得注意。

首先，需要整合或处理科学知识以参与实践，这是在开发探究式教学法之前就已经存在于教学标准中的观点（NRC，1996，第2页）：“在参与探究时，学生（......）通过将科学知识与推理和思考技能相结合，积极发展他们对科学的理解”。Bybee（2011）还指出：“在1960-1990年期间，人们对科学探究的兴趣和支持与日俱增，科学探究作为一种科学教学方法，强调学习科学概念并利用探究的技能和能力来学习这些概念”（第14页）。在Harlen的科学探究学习方法中，对科学知识的关注也非常明显：“以探究为基础的科学教育意味着学生通过自己的脑力和体力活动，逐步发展对周围世界的认识和理解”（Harlen，2012，第22页）。

其次，在NGSS中，似乎暗示学习科学（即理解科学本质 [NOS]）可以仅通过参与科学实践来获得。然而，教育研究一再表明，通常只有通过明确的反思方法才能有效地理解科学本质（Lederman，2007，2019；Clough，2018），即通过一种将科学本质视为具有自身学习目标的具体课程内容的方法，其在科学课上的发展需要设计旨在让学生反思和讨论科学本质问题的活动以及适当的评价策略。

以前的标准（NRC，1996，2000）确实区分了对科学探究的理解（即对科学探究本质的理解）和进行科学探究所需的能力（Bybee，2006）。一个非常不同的问题是，旧课程标准所倡导的这种学习目标的区分似乎并没有在科学课上实际实施的教学建议中得到充分的体现（Lederman，2019）。

为了深化后者，考虑到当前的教育传统和正在提出的替代方案，分析这两个建构的性质可能会有所帮助，这似乎是一个恰当的时机。我将在下一节讨论这个问题。

探究的性质和科学实践结构

在以探究为基础的科学教育中，科学家工作特点的概念化（即科学探究的本质）是通过所谓的对科学探究的理解来实现的（Bybee，2006）。表2列出了这些理解的基本思想。我们注意到，这些对科学探究本质的理解偏重于认识论方面，即实际上仅限于科学的认知或理性方面。然而，正如科学史和科学社会学所表明的那样（Acevedo-Diaz etal.2017；Allchin 2004；Collins 2015；Dagher and Erduran 2016；Knorr-Cetina 1981；Matthews 2012），任何不考虑社会学性质方面（或非认识论方面）的科学探究概念化都是相当有限的。不断寻找研究资金、与科学机构斗争以提出新的科学观点、合作、竞争和职业道德，仅举几例，难道这些不也是科学家通常实践的一部分吗？Pablo Kreimer（2005）在评论社会学家Knorr-Cetina（1981）的著作《知识的制造（The Manufacture of Knowledge）》时写道：

(......）在确定调查方向时，研究人员必须做的第一件事就是找到资金来源，以便购买设备、招聘助手等。通常，资助机构并不资助任何类型的调查，但它们有优先事项、方法、优先方向等。因此，研究人员必须与资助机构协商提供项目所需的资源。因此，我们没有理由认为这些明显属于“科学外”的关系的性质是“脱离”知识生产的，而恰恰相反，它对知识生产起着重要的决定作用（第213页）。

在NGSS Lead States（2013）中，没有关于科学实践理解的具体建议。因此，有必要在与对NOS的理解相关的类别中搜索这些内容，这些类别按比例分布在横向概念和科学实践维度中。这些类别如下（附录H，NGSS Lead States，

2013，第4页）：（1）科学调查使用各种方法；（2）科学知识以经验证据为基础；（3）科学知识可根据新证据进行修正；（4）科学模型、定律、机制和理论可解释自然现象；（5）科学是一种认知方式；（6）科学知识假定自然系统中存在秩序和一致性；（7）科学是人类的努力；（8）科学可解决有关自然和物质世界的问题。

附录H针对小学、初中和高中三个教育阶段，以循序渐进的方式进一步阐述了这些理解类别。需要注意的是，这些分类既包括科学知识的性质（注8），也包括科学实践的性质。在此，我将重点关注那些我认为与科学家所从事的工作和/或影响科学家工作的因素有关的类别。所选类别列于表3，以初中（中学）为例。我用粗体字强调了每个类别中我认为与科学家的工作关系最密切的特点。

注8：在 NGSS Lead States（2013）之前，有关美国科学教育改革的不同文件中，科学的本质（nature of science）与科学知识的本质（nature of scientific knowledge）相提并论（Lederman，2019）。

分析从NGSS中推断出的科学实践建构的概念，即科学家工作的特点（表3），可以说，对科学实践的社会学视角仍然明显缺乏关注。与之前标准中“对科学探究的理解”（表2）相比，我只发现了几个值得注意的方面。事实上，它们只占总特征的很小一部分。例如，明确提到男女都从事科学工作，不同时代和不同国家的许多人都对科学知识的发展做出了贡献。不过，这些内容在以前的标准（NRC，1996）中也有提及，不过是在“科学的历史和性质标准”部分，而该部分本身就是科学内容标准的一部分。因此，这些内容也并不代表什么新的东西。

在文献中，可以找到一些关于科学实践和科学教育的有趣的理论立场，如Gregory J. Kelly的立场。他将科学实践与“认识论实践”相提并论，认为科学实践是“社区成员在学科框架内提出、证明、评价知识主张并使之合法化的具体方式”（Kelly，2008，第99页）。因此，在Kelly和合作者看来，社会实践被视为（科学）社群成员之间可识别的模式化行动（Kelly and Licona，2018，第6页）。因此，“实践是通过参与学会的，往往需要与已经熟悉实践被公认为具有社会意义的方式的成员进行扩展互动”（同上，第6页）。从科学被视为社会建构过程的这一视角出发，Kelly（2008）认为，探究式科学教学研究需要考察社会文化实践中的学习（第104页）。

虽然Kelly关于科学实践的方法在我看来非常连贯且具有启发性，但我并不认同其中的一些细节。首先，如果Kelly认为社会维度在科学发展中具有相关作用，那么他为什么选择将科学实践称为“认识论实践”呢？在我看来，这一称谓并不能充分代表Kelly立场背后的论述，因为“认识论”是一个形容词，通常与科学知识建构中的理性或认知方面相关联。(注9）例如，在Irzik和Nola（2014）的NOS概念化（其中包括科学实践的性质）中，认知-认识论因素与社会-制度因素被区分开来。(注10、11）前者指的是探究过程、目标和价值观（预测、解释、一致性、简单性和富有成效）、方法和方法规则以及科学知识；后者包括专业活动、科学精神、科学知识的认证和传播以及社会价值观（同上）。与此类似，Stroupe

（2014，2015）在其将科学作为实践来学习的方法中考虑了学科工作的四个维度，其中认识维度与社会维度有明确的区别。社会维度侧重于“行动者如何就处理、发展、批判和使用思想的规范和常规达成一致”（Stroupe，2015，第1034页），而认识论维度则被定义为“行动者决定他们知道什么以及他们为什么确信自己知道的哲学基础”（同上）。

注9：形容词“epistemic”源于希腊语中的“episteme”，其哲学含义是“从方法论上合理构建的知识，而不是缺乏依据的观点”（《西班牙皇家学院词典》，https://www.rae.es）。

注10：其他作者也从类似的角度看待科学实践的NOS/性质（例如，Garcia-Carmona和Acevedo-Diaz 2018；Erduran等人，2019；Martins 2015）。

注11：四个维度是概念、社会、认识论和物质（Stroupe，2014，2015）。

其次，这一观点使我理解到，Kelly最终认为社会（或非认识论）实践从属于认识论实践。换言之，社会实践只是认识论实践的配置或发展中的一种“成分”，而认识论实践才是真正重要的东西。(注12）然而，正如Elliott和McKaughan（2014）所指出的，“非认识论价值不仅可以作为不确定性情况下的次要考虑因素，而且可以作为优先于认识论价值的因素，合法地影响对科学表述的实际评估”（第18页）。实际上，科学史表明，在科学知识的合法化或非法化过程中，非认识论因素多次发挥了与认识论因素同等重要的作用。例如，Ignaz Semmelweis在科学交流方面的困难和低兴趣，或他与医学界同行的糟糕个人关系，除了其他认识论性质的原因外，还特别影响到他关于产褥热的科学观点不被当时的科学界认可（Aragon-Mendez等人，2019）。同样，Louis Pasteur的修辞和语义技巧，以及其他认识论细节，是他将自己关于发酵的观点强加给Justus von Liebig的观点的关键，尽管Pasteur都没能科学地解释这一现象（Garcia-Carmona和Acevedo-Diaz，2017）。此外，还可以指出科学家在构建科学知识时所遵循的不道德或非法行为。在这方面，Swain（2019）最近写道：“在科学进步的历史上，很少有哪个角落没有被不道德或不伦理的行为所玷污”。除其他例子外，他还提到了以下情况：

从1955年到1976年，在一项被称为“不幸的实验”中，数百名患有癌前病变的妇女没有得到治疗，以观察她们是否会发展成宫颈癌。直到两位女性健康倡导者Sandra Coney和Phillida Bunkle曝光后，这项研究的细节才被曝光。新西兰的这项研究希望检验有关早期干预价值的理论（......）（同上）。

注12：如果Kelly在他的理论方法中总是谈论“科学实践”，我不可能这样解释。我认为，在任何知识领域，语言都是非常重要的，而名称的选择总是有意为之——它是为了尽可能精确地指定自己想要表述的思想。

Jimenez-Aleixandre和Crujeiras（2017）指出，有时“认识论实践”和“科学实践”在文献中被交替使用。不过，他们认为，从严谨的角度来看，这两个术语应视为不同的术语。但即便如此，他们还是认为这两个术语之间存在重叠，尤其是在教育领域。Jimenez-Aleixandre和Crujeiras接着补充道：“我们建议，我们可以将认识实践视为一种更广泛的建构，将科学实践视为特定学习环境或内容领域中的认识实践”（同上，第70页）。然而，他们并没有证明他们提出的科学实践与认识论实践之间的认识论或等级关系。在我看来，科学实践既包括认识论任务（例如，提出假设、建立模型、进行科学测量、选择和应用分析方法、解释经验数据以及处理数学工具），也包括非认识论任务（例如，与科学同行协作和合作、交流研究成果、了解和承担研究中的道德承诺以及为开展研究寻求经济支持）（Garcia-Carmona和Acevedo-Diaz 2018）。因此，从这个角度来看，“科学实践”是一个比“认识论实践”更宽泛的概念。

Duschl（2008）在其科学教育方法中更明确地综合考虑了认识实践和社会实践。此外，他认为这两类实践具有同等的教育意义。(注13）特别是，Duschl（2008）建议，在教育情境中纳入和评估科学学习应侧重于三个综合领域（第277页）：（a）科学推理时使用的概念结构和认知过程，（b）发展和评价科学知识时使用的认识论框架，（c）影响知识的交流、表述、论证和辩论的社会过程和环境。（注14）我还认为，像Duschl所做的那样，强调这三个领域应成为科学学习的评估对象是非常重要的，因为教育者通常不会教授不需要评估的东西。然而，如前所述，NGSS Lead States（2013）和大多数与之相一致的教育提案都没有明确提出这种方法，即认识论实践和非认识论实践明确区分开来，但又相互融合，对科学教育同等重要。

注13：Duschl（2008）特别提到“更加平衡地关注概念、认识论和社会”（第283页）。

注14：Kelly（2014）认为，要努力实现科学教育的这三个目标，就必须对探究的本质进行批判性分析和讨论，我完全赞同他的观点。我认为这与我对他在“实践”"方面的术语用法的批评无关，我在上文已经揭露了这一点。

经过对研究文献和各种科学教育课程文件/报告的具体分析，我得出的结论是，有影响力的 NGSS Lead States

（2013）所建议的基于参与科学实践的科学学习，与基于探究的科学学习方法差别不大。我已经证实，该文件以及与此相关的研究文献中提出的基于实践的科学学习的所有内容，实际上都已经以任何方式包含在更真正的探究式科学教育方法中（例如，Abell等人，2006；Harlen，2012；Reiser等人，2001；White和Frederiksen，1998）。此外，在澳大利亚（ACARA，2015）、加拿大（教育部，2008）、以色列（Mullis等，2016）和英国（教育部，2013）等国家的现行科学课程中，NGSS提出的大多数科学教育实践都被确定为科学探究技能（或类似术语）。

同样，从科学实践的哪些要素被认为是科学家活动的代表或特征的角度来看，我发现NGSS Lead States（2013）与之前提倡的科学探究性质的建构（Bybee，2006）相比，并没有发生重大变化。在相应的标准中，这两个建构都几乎完全以认识论为特征。我这样说的意思并不是说它在我看来不够充分，而是说它不完整。Collins（2015）认为，忽视科学实践的社会学视角意味着教授一种“稀释”的科学。基于同样的观点，Mody（2015）将科学实践描述为杂乱无章、自相矛盾、合理多于理性（第1026页），因此，他建议以实践为基础的科学教育应强调“其他”形式的知识也是科学的重要组成部分（第1030页）。我完全同意这些作者的观点，因此我认为，更有意义的做法是推广更广泛的科学实践概念，以明确、平衡和协调的方式将科学实践的认识论层面和社会学（或非认识论）层面结合起来（Garcia-Carmona和Acevedo-Diaz，

2018）。从根本上说，这将是在支持一种更符合实际科学实践的科学教育形式。然而，我认为，随着《K-12 框架》和NGSS等有影响力的文件的提出，我们错失了一次机会，无法提出一个范围更广、视角更宽的科学实践教学框架，以克服在科学课堂上通常实施的探究式教学方法所存在的局限性。

总之，我并不认为从基于探究的框架到基于科学实践的框架可以简化为一个简单的术语变化。然而，根据本文所分析的一切，我发现有足够的理由让这些建议所针对的科学教育工作者质疑新提出的方法是否真的与众不同或具有创新性，如上所述（例如，见Furtak和Penuel 2019）。事实上，甚至一些著名作家也开始将科学实践简单地描述为探究的"新术语"（例如，见Lederman和Lederman，2014，第236页）。同样，Harlen（2015）认为科学实践等同于科学探究能力/技能（第11、12和46页）。

同样，欧洲学校网络（European Schoolnet network）最近关于以探究为基础的科学学习方法的教师培训的报告（Durando等，2019）提到科学实践只是“探究的替代术语。它明确指出，'做科学'是一个包含许多组成部分的过程”（第8页）。即便如此，我认为基于实践的方法可以是基于探究的方法的加强版，因此，如果——如前所述——非表观实践也得到解决的话，它可以代表一个更完整、更全面的科学形象。在接下来的最后一节中，我将就此提出一些建议。

最后，我想指出的是，我打算对与所讨论问题有关的相关文献进行严格而非系统的审查。所做的分析是批判性和反思性的，源于我作为一名科学教师教育者对一种新的科学教学方法的关注，在我看来，这种方法没有充分的理由，也没有得到充分的阐述。因此，我一直在寻找能够支持我的怀疑态度的论据。从这个意义上说，我知道这种分析只是其他可能分析中的一种，因此，它呈现出这类分析特有的局限性。因此，我的主要目的是就科学教育界目前正在推动的科学教育从探究到科学实践的转变，提出一种特殊的、批判性的和建设性的观点。

基于科学实践的科学教学的意义

这里提出的批判性-反思性分析只有在学校科学课程中得到响应，进而在科学课堂中得到发展，才有意义。因此，下一步应该是确定科学实践的哪些方面最适合或可行于各个教育阶段，特别是如何在教学中加以移植，使之适合于真正的科学课堂。我认为，最近的文献中有在课堂上实施这些方法的良好范例，尽管这些范例主要是从认识论的角度来看待科学实践（例如，Berland等人，2016；Zangori和Forbes，2014）。因此，有必要推广这样的教育建议，即在结合认识论实践的同时，也关注非认识论（或社会）性质的实践，并根据学校的具体情况进行适当调整。

例如，有必要在学生中推广并规范道德准则，使他们在收集实证数据时做到严谨和诚实，在涉及生物（植物、蜗牛、蚕等）和自然空间的其他元素（与它们互动而不改变它们）的探究中采取适当的标准和行为。在验证探究结论时，学生还可以将与“匿名”同伴的评价（双盲）和与“已知”同伴的评价结合起来，以便对这两个过程进行对比和反思。这样做的目的是让学生认识到，在评价自己的成果时，避免可能存在的偏见和/或利益冲突，并通过多个评价者的有争议的批评等来丰富评价内容，是非常有用的。此外，类比科学家寻求资金支持其研究的做法，鼓励学生思考如何以尽可能低的成本进行科学探究，从而有利于培养学生规划、组织和管理学校实验室资源的能力，并鼓励他们认识到材料的回收和再利用。表4列出了与非表观科学实践相关的学习标准及其他例子。本建议应被视为其他建议中的一种可能，此外还具有可扩展性。同样，这些学习标准也必须根据不同的教育背景和科学课程内容进行适当调整，并在不同的学校层次上逐步发展。

最后，为了说明在同一学习情境中如何整合认识论和非认识论实践，图1以一个探究活动为例进行了介绍。该活动最初只针对热现象研究中的认识论任务而设计（Garcia-Carmona，2020），与西班牙中学科学课程（教育部，2015）中“科学活动”和“能源”内容板块的学习标准相一致。不过，该活动现在得到了扩展，还包括了一些非认识论任务，可以与认识论任务一并处理。

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