>>> 2005年第4期
质疑“发现式学习”
作者：拉什尔．安德尔森
无论在哪个国家，想必这些问题都是科学课的教师们所困惑不解的。不过，美国的两位研究人员或许已经找到了答案。他们是卡耐基·梅隆大学的心理学教授大卫·卡拉和匹兹堡大学生物医学信息中心的米勒纳·尼格姆。他们的最新证据显示，“直接传授”（direct instruction）能最有效地帮助小学生把从一个实验中学到的科学研究方法迁移到另一个实验中。
他们的结论以数年的研究为根据，其中包括在去年3月美国教育部举办的关于科学教育的部长高峰会上发布的控制性研究。出席那次高峰会的有数百名政策制定者和教育界、企业界以及各大基金会的领袖及教师。
数十年来，美国的早期科学教育强调“发现式学习”（discovering learning）。在这种教学理念下，成人给孩子提供实验材料，如弹簧、滑轮、弹子、斜面等，让孩子自己去“发现”科学原理。这一教学理念源于两大思想家：发展心理学家皮亚杰和教育哲学家杜威。皮亚杰认为当孩子主动学习时，学得更好；杜威则力图通过需要亲手操作的、真实世界的问题激发学生的学习动机。
然而，拉卡认为，科学和其他具有类似复杂性的学科有充分的理由要求用独特的教学方法来教授。他的控制性研究显示，至少对于很多科学研究的多步骤程序来说，直接传授的效果更好。
卡拉特别提到，这一研究结果的出现时值一个紧要关头，因为，用他的话说，“与其他竞争国比起来，美国产出的科学家的比例越来越小。因此，如果美国要在科学上保持领先地位，加强科学教育无疑是国家的一大战略重点。儿童早期掌握科学研究的基本知识和方法将有助于他们理解并重视科学。更广义地讲，儿童批判地认识什么是好科学，什么是坏科学，对于将来成年后在市场上和投票中明智决策至关重要。”
卡拉博士挑战发现式学习有三大理由：其一，无论是学生、教师还是科学家，对于科学的所知大多都是教会的，而非自己发现的；其二，以教师为中心（教师积极地教，而非观察和帮助）的直接传授法，对于那些学生通常很难自己去发现的程序非常有效，如代数学和计算机编程；其三，支持发现式教学法优越性的理论还不明晰，且与有关学习和记忆的数据相冲突。例如，发现式学习会带来反馈混淆或反馈缺失，以及编码错误、随意张冠李戴等问题，这些都会使学习者受挫，给学习带来障碍。
尽管如此，发现式学习仍旧得以在美国课堂上继续，部分原因是源于这样一个挥之不去的认识：即直接传授不仅从短期来看是无效的，从长远来看也是有害的。皮亚杰认为，干扰儿童发现会对其完全理解造成阻挠。然而，更多的最新认知研究显示，“这个观点是完全错误的”。
简而言之，孩子们在院子里捉臭虫虽然有趣，但要学会如何设计实验来验证某个关于臭虫在天热或天冷时如何行动的假设，则需要明确的指导。
卡拉与同事们早期的研究显示，通过直接传授，大多数小学生能够在30分钟内学会变量控制法（CVS）原理，且能在7个月后保持所学技能。此外，卡拉和尼格姆还有更有价值的数据。他们不仅比较了不同的教学方法及其效果，还对人们的一个认识进行了验证，即发现式学习并不比直接传授能更有效地实现知识和技能的迁移，直接传授是实现真正学习的基础。
他们的研究发表在《心理科学》2004年秋季号上。在这项研究中，研究对象是匹兹堡地区4所学校的58名小学三年级学生和54名四年级学生。他们随机将这些学生分配到用直接传授法和发现式学习的教学组。在直接传授组，教师控制教学目的和教学进度，使用教学材料，举例演示并做解释；在发现式学习组，教师除了提出学习目标外不再干涉。
然后，研究人员检测学生对变量控制法的基本掌握情况。他们给学生木制斜面装置，让他们设计实验，研究坡度、坡长等因素如何影响小球从斜面下滑后能滚多远。
在直接传授教学组，教师设计实验，孩子们观看。有的实验只保留一个因素作为变量，控制其他所有因素，即在其他条件都一样的情况下，直接比较某一因素的变化带来的结果，如橡胶球对高尔夫球、短斜面对长斜面、粗糙斜面对光滑斜面等。有的实验是混合变量实验，例如高尔夫球在粗糙斜面上对橡胶球在光滑斜面上。每次实验，研究者问孩子们实验设计是否能让他们“确切知道”被研究的变量影响了结果。教师向学生解释，为什么每个单变量实验都分辨出了临界因素。而在发现式学习教学组，孩子们被要求设计相同数量和类型的实验，但没有关于变量控制法的指导和反馈。
研究人员于是对学生设计的两个新实验进行评价，一个实验测量早先一个因素（滑行长度）的影响，另一个实验测量一个新因素的（表面状况）影响。这个实验设计揭示了孩子们是否能够将他们学到的实验策略迁移到新的任务上。在直接传授教学组，77％的学生能够设计出至少3个单变量实验；而在发现式学习组，只有23％的学生能完成，明显少于前一组。一周过后，此前没有出现的一个研究人员让孩子们评价两张参加科学展览的海报，并让他们提出修改建议，使它们达到参加全州科学展览的水平。这两张海报描述的都是有严重错误的实验。结果再次显示，能对实验进行批判性评估的，直接传授教学组的学生要明显多于发现式学习组。发现式学习所声称的优越性是得不到支持的。
尽管如此，“一项研究不可能就此了结一场争论”，加州大学洛杉矶分校的心理学博士詹姆斯· 斯蒂格勒尔博士说。他指出，这个对两种教学法的研究对现实情况进行了夸大。但他认为，这项研究确实强调了在教授重要科学概念和方法的时候，将实验与明确指导结合起来效果最好。
斯坦福大学的教育学与心理学教授里奇·沙维尔森博士指出，研究中使用的完全缺少指导的发现式学习在实际课堂教学中很少见。但他仍然认为：“这项研究的设计是很可靠的。我希望看到对（更典型的）有指导的发现式学习进行同样的研究。此外，研究结果能对师资力量和教学条件各不相同的课堂产生多大影响，目前还不知道。”
范德比尔特大学的认知发展心理学家利昂娜对此表示认同。“教育工作者不相信孩子们应该跌跌撞撞地去重新发现现代科学。”她说。在她看来，变量控制实验的教学仅仅是含有许多其他概念挑战的科学教育的一小部分内容。
（荐自2005年1月26日《中国教师报》）