全书共17个章节，第1章讲述了探究式教学的内涵；第2-17章，作者用自己的故事阐述了如何进行探究式教学。每一个故事都包含一个主题，分别针对性地回答有关探究式教学的问题，包括：如何选择适合孩子的学习材料，如何帮助孩子展开简单的调查研究，如何有效地向儿童提问，如何让科学与孩子的生活关联，如何向孩子示范对科学的积极态度等。这些故事都是从日常生活场景开始，因为孩子会自发产生疑问或在大人激发下产生问题，之后由家长或老师利用探究式教学的方法有意识地引导孩子在生活或课堂上进行探索科学、寻找答案的教育体验。

前言
第一章 探究的大脑渴求知识
第二章 “给我些吃的！”
第三章 玫瑰丛中的鸟蛋
第四章 在走廊下学习物理
第五章 现在你终于看到我了
第六章 树木！
第七章 活着
第八章 做一个列表，反复检查
第九章 小鸟宝宝的生日
第十章 摇动，晃动，滚动
第十一章 快躲避！
第十二章 涉及用火
第十三章 在深水区游泳
第十四章 面对火车脱轨的时候
第十五章 恐怖恶心的爬虫
第十六章 又一次在路上
第十七章 飞行的猴子
附录A 4E×2教学计划工具
附录B 形成性评估的样例
附录C 生命科学探究课程的样例
附录D 物理科学探究课程的样例
附录E 地球科学探究课程的样例
附录F 探究式课程设计的自我评估
附录G 科学合约的样例
参考文献

探究的大脑渴求知识……在半夜两点钟
有一次，我在半夜两点钟醒来，结果看到一个3岁孩子
在黑暗中瞪大了双眼盯着我。我还没回过神来琢磨清楚自
己在哪里，我儿子激动地问道：“妈妈，垃圾搬运工到底
把垃圾运到哪里去了呢？”当我总算搞明白自己不是在做
梦之后，我开始试着编出一个大概合理的解释，内容跟垃
圾填埋场和垃圾回收有点关系。但是我的儿子对这问题穷
追不舍，而且明显他比我清醒得多。他又追问道：“但是
，妈妈，垃圾到底去哪里了呢？”
这种深更半夜的“求知欲”让我深刻地感受到，小孩
子对于他们生活的世界会有多少问题。第二天早上，我尝
试着更加全面地解释垃圾离开我们家前院之后的旅程，但
是我的儿子并不满意。我们甚至试着在YouTube网站上看了
一些关于垃圾填埋场和垃圾回收中心的视频，但这也没用
。我那3岁的孩子想要用自己的眼睛看到答案，以回答他在
半夜两点钟提出的这个问题。
正是这样的经历驱使我写了这本书。作为一名教育者
，我已经工作了十多年，而且也向学前、小学、大学以及
K-12的教师们讲授探究式科学（inquiry-based science
）。我自己的孩子更是让我睁大了双眼去欣赏，陪伴孩子
共同探索科学带来的神奇感受。孩子表现出来的热情和深
植于心的探究精神真的是非常难得。我认为自己的使命就
是，不仅要记录下自己的孩子关于科学所提出的种种问题
，而且要设计一些能够引导孩子自己去寻找答案的教育体
验。这本书正是我作为一名老师和一名母亲的神奇探险历
程，也是基于我在过去十年里带领孩子进行有意义的科学
探索时所获得的经验。
从哪里开始
科学探索通常起始于一个简单的问题。有时，这个问
题是成年人提出来的，他们试图激发孩子的兴趣，让他们
去关注一些本来不会注意到的问题（比如池塘里躲在石头
缝里面的青蛙）。但是也有些时候——而且这些时候往往
更加精彩——问题直接来源于我们的孩子，这是真正的探
索开始的地方。我们生活的社会正在快速地丧失未解问题
的神奇感。孩子正在飞快地学习在面对问题时，应该用谷
歌（Google）搜索答案。没错，这正是源于他们在一个技
术化社会中成长起来，而且孩子也确实需要学会这些技能
，从网上有价值的来源中高效率地搜索信息。但是有时候
，这种“谷歌文化”其实会让我们变懒惰。我们会懒得用
自己的脑子——还记得存在于我们两个耳朵中间的那些脑
灰质吗？
我喜欢开玩笑地把我的iPhone称呼为我的第二个大脑
，因为如果有一件事情没有记录在手机日历上，而且没有
设置好多个提醒的话，那这件事基本上可以算作不存在。
随着我对手机这个第二大脑的依赖程度越来越高，我发现
自己真正的大脑变得记不住东西了。也许我的大脑就好像
肌肉一样，如果没有足够频繁地使用的话，就会丧失力量
。与此相似，如果我们的孩子也仅仅是简单地把问题扔给
搜索引擎的话，他们的大脑也不能真正地成长为能够从事
科学工作的工具。我希望我们的孩子能够学会享受探索科
学的旅程中的快乐。这一快乐主要来源于真正地行动起来
，去思考如何提出解决方案。
最近有一次，在吃早餐的时候，我的女儿问了我一个
简单的问题：“一颗种子要花多长时间才能长成一株植物
？”我可以很简单地把咖啡放下，拿起手机，然后用谷歌
搜索答案。我很确定，我们肯定可以找到一个答案，而且
很可能这个答案非常准确。我们甚至可以从YouTube网站上
找到一段视频，看到一颗种子发芽的时间过程记录。但是
我们不会在这个过程中把手弄脏，不能真正地体验到种下
一颗种子然后照料它的过程，也不能感受到这颗种子最终
抽芽冲出土壤的激动时刻。所以，我们没有简单地上网搜
索，而是真的种下了一颗种子。由该结果而来的科学探索
项目就构成了本书第八章的基础。
在过去的十年中，我一直在研究K-12教室中探究式科
学教学，也在我自己的孩子的成长过程中研究。我想告诉
你的重要信息就是：这样真的管用！所谓“管用”是指，
这样一种探究式科学教学方法能够让孩子真正有意义地进
行学习，也能够培养对科学的终身热爱。这种方法并不容
易，但它值得我们付出努力。我希望这本书能够帮助你把
整个探究式科学教学方法打散成为一个个小片段，然后你
就可以在自己的教学中每次尝试使用一个小片段。在设计
计划以及实施探究式科学教学过程中，同伴和集体的支持
非常有价值。我鼓励你和同事一起参与整个过程。这样你
们可以分享信息并且互相学习。
同时，我希望你意识到，我在这里支持你的每一步学
习。我可以向你的科学教学保证，我亲身经历过这样的学
习过程，因此我能真正地理解你作为一名教师每天所要面
对的挑战。我感谢你为自己的学生所付出的大量时间和精
力。我也想为你给孩子的生命带来的改变而鼓掌。我邀请
你在开始尝试实施这种探究式科学教学方法之后，与我分
享你的经历或者提出你的问题。我很乐意听到你的声音！
好的，不再多耽搁，欢迎你进入这一引人入胜，有时
又会莫名其妙和难以预料的探究世界。我保证不会有丝毫
的无聊！

在教育这件事上，没有家长和老师不使劲、不用力的。引导孩子自发地学习甚至成为终身学习者并不难，因为“孩子是天生的探险家”，他们的好奇心就是马达和驱动力，我们只需要用书里的方法，利用这份天赐的力量，让学习科学变成有趣的事情，剩下的就简单了。
本书不仅将探究式教学应用在学校教学中，也适当地拓展到生活里，让科学变成生活的一部分，也让生活成为科学的素材。

如何让孩子有兴趣地学习？最近，我和几位在不
同领域从事少儿教育的朋友交流的结果，与这本书的
结论一致。孩子对世界有着本真的好奇，我们不必急
于灌输知识，只要给予适当的引导，就可以维持这股
天然的学习热情。
——李淼 物理学家 中山大学天文与空间科学
研究院院长
这是一本既有理论又有实践指导的书。读起来一
气呵成，让人欲罢不能。如果你想从小培养孩子的科
学思维和科学素养，看这本书就对了。
——张昕 北京大学心理与认知科学学院副教授
孩子，尤其是低年级的孩子，对周围的世界怀有
无穷的好奇心。这本书建立在孩子天生的求知欲之上
，通过使用适合孩子发展的迷人方式为孩子的探究行
为提供指导，促进他们的思维。
——Jeff Marshall 美国克莱姆森大学教育学院
教学与学习系主任
中山大学穆岩老师在儿童发展及早期教育领域孜
孜不倦的耕耘令人敬佩。对本书的翻译出版反映了他
对儿童科学思维、儿童教育理论及实践所做的可贵探
索。作者在书中以大量翔实的案例描述了儿童探究式
学习及教学方法。求知探索是3C思维模式—求知思维
（curious thinking）、批判思维（critical
thinking）、创造思维（creative thinking）—中
初始而又关键的一环。激发孩子的好奇心和促进儿童
的探究式学习对儿童个体发展以及对儿童学习和早期
教育领域必将产生积极而深远的影响。我谨向家长、
教师和教育工作者隆重推荐这本书。相信广大读者会
喜欢并得益于这本读物。
——陈哲 美国加州大学戴维斯分校心理学和人
类发展教授
中国的理科教育传统上强调知识和技巧，但对于
探究未知的兴趣培养和处理现实问题的方法训练，则
缺乏足够的重视。在幼儿园和小学教育中，由于教育
资源的缺乏或教育观念的缺失，无论教师还是家长多
数都停留于知识的直接讲授。本书的独特价值在于，
作者以一线教师和父母的角色，从非常具体、可操作
的实例出发，为我们提供了早期STEM教育中如何基于
现实情境、注重兴趣激发、强调方法培养的开展探究
式学习的生动参考。相信本书会对广大的教师和家长
有很大的启发及借鉴价值。
——杨承 深圳荟同学校卓越中心负责人 北京
大学物理学本科毕业 耶鲁大学物理学博士

第一章 探究的大脑渴求知识
孩子都是天生的探险家。如果我们允许他们这样做，他们就会立刻找到最有趣、最吸引人的路径。对于成年人来说，真正的挑战是要向后退，放手让孩子在科学中摸索。我们总是迫不及待地向孩子展示“正确答案”，或者告诉他们为什么有些事行或不行。但是根据研究发现，这不是孩子学习科学的最好方式（Marshall & Alston, 2014）。几十年来，专门关注科学探究主题的研究有很多，探究式教学方法的核心成分就是，要允许孩子在获得完整的解释之前主动地去探索一个科学概念。但是，也有反对这种探究式教学法的人，他们声称孩子需要更多的指导。他们认为，我们应该在孩子学习某个科学概念的时候，给孩子直接的教学解释，然后再提供一些学习活动来验证或证实这些新获得的知识。但研究结果还是支持探究式方法（Marzano, Pickering, & Pollock, 2001）。
关于探究式教学方法有一个最常见的误解，人们认为这种教学方法唯一的正确实施方法是：我们必须把孩子扔进一间充满他们不熟悉的科学材料的屋子里，任由他们探索，过几个小时之后再回来瞧瞧就行了。这可根本不是我在本书中提倡的方法。我要推荐的是一种称为“有引导的探究（guided inquiry）”的方法，这是一种脚手架式的、系统性的方法，可以引导孩子对科学形成概念性的理解。要知道，这种方法可不只是为了学会考试中的几个正确答案，我们的目标是向孩子提供，对于周围世界以及这个世界与他们自己人生的关系的一种真实、有意义的理解。我们的目标是培养终身学习者，那些能够意识到周围自然世界中本真的奇迹与激动的人。最好的是，这种方法可以为孩子创造机会，让他们成为学习过程中主动和有价值的部分。这就是“有引导的探究”对我而言的意义。等你读完了本书，我希望这也是你学到的意义。
探究式教学有哪些主要元素?
在本书中，一个称为“4E×2模型”的探究理论模型构成了所有内容的基础（Marshall, Horton, & Smart, 2009）。这个模型有点像大家可能比较熟悉的5E模型——5E是指吸引（Engage）、探索（Explore）、解释（Explain）、延伸（Extend）和评估（Evaluate）。但是，4E×2模型中的“评估”过程有很大的不同。在5E模型中，评估的作用类似于总结，但是在4E×2模型中，评估会在整个教学过程中多次出现。是的，我们就是对教学评估非常重视。研究表明，持续地关注学生在教学中的理解情况，然后有根据地调整教学方法，可以非常有效地提高学生的学习效果（Black et al., 2004）。第七章会更深入地谈论如何监控学生的理解情况，以及我们如何调整自己的教学去满足学生的具体学习需要。
4E×2教学模型
下面描述了基于探究教学的4E×2模型的各个阶段。
吸引
在第一阶段，焦点是要评估孩子先前的知识情况，发觉孩子可能会有哪些错误的概念理解，并激发孩子对某一个主题的兴趣。在一些案例里，吸引阶段也是你和孩子一起形成科学问题的时候，这个科学问题可以在随后的探究中被检验。在课程开始时，有很多正式的测试方法可以评估孩子先前的知识水平。在本书的附录B中有一些形成性评估（formative assessment）的示例，这些示例都引自于以探究为基础的儿童早期课程和小学课程，它们就可以用于吸引阶段。
探索
在课程的探索阶段，学生真正有机会动手操作接触科学。探索阶段，也叫作嵌入内容的探究（content-embedded inquiry），它把科学内容和科学过程结合起来，通过邀请孩子动手体验科学来促使他们学习科学。在课程的探索阶段，学生通常会测试一个问题，做一个实验，或者参与一个能够有助于理解科学概念的课堂活动。在实验或者活动过程中，学生通常会用到科学探索过程中的几种方法技巧，这些技巧都在课程涉及的科学内容范围内。比如，学生需要进行观察、做出预测、把事物进行分类、进行测量、交流想法或者解释数据。通过把科学内容和科学过程结合起来，孩子就可以扮演一个科学家的角色，以一种更有意义的方式去研究他们所处的世界。
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