【专家介绍】

任建英（1988-），男，助理研究员，主要从事国家课程改革与监测的推进工作，研究方向为中小学课程与教学、物理课程与科学教育。主笔完成《浙江省综合科学课程实施报告》等10余项决策咨询报告，参与研制《国家教材建设重点研究基地管理办法》，受到教育部相关领导与司局高度认可。在《物理教学》《基础教育课程》《教学与管理》《课程·教材·教法》等核心期刊发表论文10余篇，独立翻译《普通高中物理课程标准（2017年版）》，主持或参与省部级以上课题4项。

摘   要：良好的科学学习动机是促进学生掌握科学知识和方法、增进学习效果、提升科学素养的重要保障之一。为促进广大科学类学科教师正确认识基础教育领域科学学习的动机，把握其基本特点与规律，提升在教学设计与实践中激发和维持学生学习动机的自觉，我们着眼于“如何像科学家一样思考与实践”，从科学史出发，对科学学习动机的内涵及一般性特质、分类、不同水平作了初步理论探讨，这对开展科学类学科教学具有一定的启示作用。

关键词：科学学习动机;好奇心;教学启示

中图分类号：G633.7 文献标识码：A     文章编号：1003-6148（2022）3-0001-5

2019年9月，习近平总书记在科学家座谈会上的讲话指出，要解决我国面临的很多“卡脖子”技术问题，就要持之以恒加强基础研究，其中一个重要方面就是要遵循科学发现自身规律，以探索世界奥秘的好奇心来驱动、鼓励自由探索和充分的交流辩论[1]。此中揭示了科學研究的动力机制、重要途径和规律。同时强调好奇心是人的天性，对科学兴趣的引导和培养要从娃娃抓起，使他们更多地了解科学知识，掌握科学方法，形成一大批具备科学家潜质的青少年群体。这样，好奇心作为科学研究和学习的一种重要动机，关系到青少年的成长和一个国家的发展与未来，其培养达到了空前的重视程度。为使读者可以从更加宏观、完整的视角把握概念以及培养的重点与规律，我们将全面探讨学生科学学习的动机，并对好奇心予以重点关注。

我国历来重视基础教育领域学生学习科学的动机。通过梳理新中国成立后的科学类课程文件，可以发现，21世纪之前更多强调“爱科学”“科学志趣”，21世纪之后强调“对周围世界的好奇心和求知欲”，这在课程目标的表述中非常鲜明和突出[2]。《普通高中物理课程标准（2017年版）》在课程目标中提出，学生应具有学习和研究物理的好奇心与求知欲[3]。《普通高中物理课程标准（2017年版）解读》提出，科学的内在动机或者兴趣是重要的科学素养，学生要通过物理学科的学习，保持对自然现象的好奇心和探究热情，乐于观察、实验和思维[4]。梳理相关研究得到，主要是围绕中小学生科学学习动机的相关维度开展实证研究，有的维度包括自我效能感、积极的学习策略、科学学习价值、表现目标、成就目标、学习环境刺激[5];有的包括自我效能感、学习目标、表现目标、价值取向和考试焦虑[6];有的包括科学特点、个人发展、升学就业、远大理想、教师教学水平和师生情感、交往动机[7]。指标非常具体，具有可操作性，但是彼此也存在着很强的关联或交叉，更重要的问题在于内在倾向与外在表现的割裂与并列。同时研究表明，基于探究的教学几乎对所有学生的科学学习动机都产生了积极影响[5]。科学学习动机深受学生已有知识基础的影响，且对于其终身学习也发挥着重要作用[8]。总体而言，对于基础教育阶段学生科学学习动机培养的研究较少，但可以梳理得出以下共识：

第一，学习动机对于学生学习科学、学好科学非常重要。学习动机是直接推动人进行科学学习活动的内在动因或动力;产生在需要的基础上，具有唤起、定向、选择、强化和调节的功能，影响中学生科学学习中的观察、记忆、注意、思维、想象、问题解决，影响着学习效果的优劣[7]。

第二，动机研究具有很强的复杂性。由于学习动机的内隐性特点，且学习行为和学习效果受多因素的制约，因此通过对影响因素的恰当控制来针对学生科学学习动机开展研究具有诸多挑战。同时，在教学中普遍存在考试评价的强导向作用，客观上导致对学生动机的关注和研究不够。

第三，存在诸多问题有待解决。各类教育与课程文件缺乏对科学学习动机的培养机制和策略的明确指导，可操作性不够强。教学实践中，教师普遍对中小学生科学学习动机的关注不足、认识不到位、指导不够，以及由此导致的不能在教学中合理激发与保持积极动机的问题也比较突出。

基于上述讨论，我们不打算对学生学习动机进行实证性的总结和梳理，而是从科学史的角度出发，立足科学学习与研究的动机机理来进行理论性探讨，以期从“像科学家一样思考与实践”这一视角出发，建立一般性的共识和理论认知，并对教学提出建议。

1    科学学习动机的内涵与一般性特质

动机（motivation）来源于拉丁语movere，意思是“趋向于”（to move）。生活心理学认为，动机是对所有引起、支配和维持生理和心理活动的过程的概括[9]。教育心理学提出，学习动机是指引起学生学习活动、维持学习活动、并指引学习活动趋向教师所设定的目标的心理倾向[10]。以此我们可知：一是动机是内隐的，但除了共同的心理方面，前者还包括生理方面;二是动机涉及引起和维持等多个方面，而非仅仅以往更多关注的激发问题。经济合作与发展组织（Organization for Economic Co-operation and Development，OECD）将学习动机定义为：有目的性并出于内在或外在原因而采取的行动，具体包括能动性、自我调节以及好奇心等[11]。这个界定又丰富了行为层面的内涵，关注了动机的表现性特征。下文，我们将同时关注心理和行为表现两个层面。

根据以上定义，对于科学学习动机，我们可以给出一个恰如其分的演绎式说法。然而，这里主要从科学学科的独特性出发，来探讨基础教育阶段学生的学习动机。当然，一般性学习动机研究也有启示意义，如将学习动机总体上分为生理性动机和心理性动机，前者因个体身体与生理的变化而产生内在需要，多为与生俱来，所以与教育的联系较少;后者包括求学、谋职、社交、求名求利等原因，需要通过学习而获得[10]。从逻辑上讲，从未知到已知，从已知到新知，中小学生科学学习过程契合了科学家探索自然世界、揭示世界规律的行为和经历。OECD在课程图谱分析项目（Curriculum Content Mapping，CCM）中对于科学领域认知性知识（包括科学家的工作、像科学家一样思考、科学如何贡献于并与真实生活和世界相关联）的内容建构[12]，美国著名教育心理学家、哈佛大学资深教授戴维·珀金斯（David N. Perkins）对于科学认知方式的探讨[13]，均对此问题彰显了重要意义。其认为，学生科学学习与科学家开展的科学研究虽然面对不同的研究对象和载体，问题与对象的难度、广度以及复杂程度也存在巨大差异，但是学习研究的思路、方法、思维过程以及动机却存在着高度的相似性乃至一致性，凭此论点培养的学生方可更加从容地应对未来科学的研究活动与挑战。对于学习动机，有两个一般性方面值得特别关注：

第一，基础教育领域科学学习与实践的内容是已经具有相对标准答案的任务或活动，而且鉴于教材的设计呈现以及当前便捷的信息获取方式，如何才能确保其之于学生的新鲜、未知与挑战状态，提升科学探究的真实性和不确定性，都将在一定程度上直接影响学生学习动机的激发与维持。

第二，虽然所涉及的科学内容在现有科学体系中已有相当的确定性，但如何获取这种确定性以及通向这种确定性的过程，对于学生具有更加重要的意义。在该过程中，学生需要有学习探究的动机，以扩大他们对现有事物的了解，并提高准确性;充分明确地设想目的和结果，并用它们来指导进一步的行为;获得某种技术性的技能，以便选择和安排实现目的的方法。这些都具有非常强的迁移性，也是科学学习的重要价值所在。

2    科学学习动机的主要分类

从古希腊的自然哲学到近代科学的诞生，再到科学逐步走向繁荣，无数科学家创造了动人心魄的故事，比如，阿基米德跳出浴缸，大喊“尤里卡”（意为“我发现了！”），牛顿把自己看作“真理之海”面前的拣贝小孩。这些伟大的灵魂与工作推动着人类认识世界的能力的进步与发展，但更是向我们昭示出，何以科学研究与发展具有如此顽强的动力和生命力。这就要涉及科学研究与学习的动力机制问题。纵观科学史，无外乎有三种缘由：

一是一种非理性乃至宗教性的信念。虔诚的伽利略把自然定律等同于圣经对上帝的证明;牛顿将“第一推动力”归结为神秘力量。这让我们惊奇地发现，这些科学探索动机是如此的“非科学”。但正是因为它具有非理性的因素，走向发现的动力是如此顽固，即使在最不利的条件下也是强大的[14]。

二是自然界存在的秩序与美丽。爱因斯坦渴望看到先定的和谐秩序，力图勾画一幅简化的和易于领悟的世界图像。他认为，这是科学家无穷毅力和耐心的源泉。还有的科学家表现出一种对宇宙秩序的偏见化的坚持，如伽利略与索末菲对于整数的热爱。

三是科学对于生活生产的解释、应用与功利价值。科学源自真实的生活与世界，经过历代科学家智慧的不断积淀，形成了高度体系化、具有很强迁移性的科学思想、知识内容、思维方法等，其对于实际问题具有很强的解释与应用价值。同时，科学支撑下的技术发展创造了巨大的社会价值与效益，也成就了科学家本人的名与利。

李醒民教授在系统梳理国内外多位科学家、科学哲学家关于科学探索动机的观点与研究之后，将其主要分为社会动机和个人动机两大类。他指出，个人动机尤其具有多样性和复杂性。由于我们主要探讨基础教育阶段学生科学学习的动机，所以重点关注个人动机的分析与研究，详见表1。

理性心理动机主要指“致知求真”，为知识而知识，为增进认识而探求知识，向往探索自然的奥妙与和谐，并用尽可能完美的解释与理论来描绘它。情感心理动机主要包括三类：一是好奇心或惊奇感;二是对自然和科学的兴趣、爱好和热爱;三是对自然美和科学美的鉴赏和陶醉。好奇或惊奇是人的天性，是精神健康和活跃的重要标志。对自然美和科学美的鉴赏和陶醉是一种很高雅、很深沉的动机：人们因为自然之美而激起研究自然的热情，并在审美鉴赏中发现自然和科学的和谐之美而陶醉其中，以至于乐此不疲[15] 。

对于基础教育阶段的学生，同样存在以上各类学习动机，但又有其自身的复杂性，表现形式也有不同。比如，学生不会特别关注到如何将科学转化为技术与利益，但会关心科学对于生活的解释与应用价值;学生不会刻意追求名声，但会很在乎老师和同学对其的赞赏态度。总的来说，随着学生科学阅读的便利性与阅读量的增加，上述各类动机虽然在中小学生中表现出一定的肤浅，但也是不容忽视的，特别是要把重点放在培养学生的积极心理动机。

3    科学学习动机的不同水平探讨

据上所述，我们对科学学习动机有了一个概括性的认识与理解。然而，一方面，结合上述分类对科学学习动机的不同水平进行全面准确地探讨，非常庞杂、艰难，也不切实际。在此，我们以学生对科学、对自然世界的好奇心为重点进行初步探析。从另一方面讲，中小学生学习科学的好奇心是最重要也是最积极的动机形式。艾伯特·爱因斯坦说：“我没有特殊的才能，我只有强烈的好奇心。”好奇心是什么？有研究认为，好奇心是一种特征（一般能力）和状态（对情境的敏感性和受经验影响），它既是内在的（自我平衡的）动力，也是对外在暗示（诱发的刺激）的回应[16]。在杜威看来，面对周围世界和事物，学生天然具有向四处伸展的种种倾向：要作出新尝试，寻求新事物，力图改变旧的事物，为取得新的经验而沉醉于现时和过去的经验，并不断主动扩大经验的范围。这些不同的倾向，概括起来便是好奇心[17]。基于此，我们作出初步讨论，如表2所示。

由此可见，我们关注对好奇心内在心理特征的描述，也注重其外在的行为表现。同时要说明的是，特定的行为表现未必指向学生的好奇心这一动机形式，特别是到了理智化的好奇心，可能会夹杂着非常复杂的心理因素，但是从外在表现上，学生在积极地探索学习，因而我们还需要开展针对性的沟通与交流活动，相应做好激励或引导。

4    教学启示

4.1    激发学生内在的动机

如上所述，学生科学学习动机类别较多，在实际教学中也很复杂。但如果不能激发学生动机，学生有效、有意义的学习则难以发生。对于基础教育领域的科学教学，教师要特别注重激发学生的内在动机，特别是积极的心理动机。虽然外在功利的诱因同样存在，但绝不应加强，而是需要积极引导，这涉及到价值取向的问题。如通过科学史的学习、科学家探索世界的艰辛历程以及其对于世界本质的认识和美的理解，促进学生正确地认识科学的意义和本质，激发学生对真實世界的好奇和热情，提升其通过科学学习认识世界的信心和能力。

在激发学生内在动机的同时，也要告诉学生科学本身具有的局限性和相关的伦理道德问题，让学生认识到科学技术是一把双刃剑，科学的探索与发展在强烈的探索动机之下欣欣向荣，但同样也要保持对科学的冷静以及对技术的克制。

4.2    培养学生更加深沉稳定的动机

培根说，为了进入科学的王国，我们必须变得像小孩子一样。表2给出了好奇心不同的层级，也在一定程度上指出了教师培养和引导学生好奇心发展的路径和方向。有些好奇心的消失是由于淡漠或粗心，有的则是由于轻浮草率。教师必须弄清楚好奇心是什么，而不是盲目培养学生的好奇心。更准确地说，教师的任务是提供材料和条件，使学生生物性的好奇心被引导到有目的、能产生结果、增长知识的探究，使社会性的探索精神转化为了解前人已知事物的能力，是一种向人求教且向书本求教的能力。更重要的是，这种动机逐渐实现了理智化，形成一种稳定性，从而逐步开展更加深入的探究，而非一时的热情。

这种动机一旦激发，学生科学学习的主动性将大大增强，促进其更密切地关注生活生产中的科学现象、科学问题，而且积极探索问题解决的方案，并加以实施与实践。届时学习时空将得到空前的拓展，不仅在课堂上和校园里，而是在整个生活与生命中，这应该是科学学习的主要目标。

4.3    教学设计符合学生思维发展，保持学生学习动机

自我国第八次课程改革以来，特别是在教学引入上，广大科学教师都十分注重从实际问题、趣味实验等方面入手，创设激发学生学习动机的情境。但是在此之后，对于学生学习动机的保持却效果不佳。要想提升学生科学学习动机的水平，就必须引导学生发展理智化的动机，使动机激励下的思维和行为具有连续性。不断地解决问题，同时又产生新的问题;不断地优化方案和结果，同时又形成更好的改进思路。对此，一方面有赖于教师对学生认知和思维规律的把握以及对学生知识理解状态的把握，在学情基础上进行有序的活动与任务设计，保证科学学习的步步深入、有机衔接。另一方面，教师要善于把握学生在学习过程中有意义的问题和困难，灵活结合引发学生持续探索。

教师要防止没有积累作用的一连串的单纯刺激，以免使儿童成为感觉或感觉论的爱好者，或者因过度轻松而感到疲倦和丧失兴趣。教师应当避免教学中的教条主义，因为这种趋向必定会逐渐地形成一种印象，似乎任何重要的事情都早已安排妥当，再也没有什么有待探求[17]。

4.4    如何认识和开展动机的评价

动机作为一种心理倾向，我们必须通过观察学生学习行为、交流学习想法等方式来增进对其的认识。前文对学生学习科学的动机给予的界定、分类与分层，对于开展评价具有一定的指导价值。然而，没有哪个现成的理论可以告诉我们，该怎么合理评价学生的好奇心和动机。从这个意义上说，当下所讨论的内容为的是提醒教师高度重视它们的存在，提升认识，保护培育它们，并在科学教学中予以充分关照。虽然难以准确评价学生的好奇心和动机，但是绝非毫无端倪：学生喜欢且善于提出问题，时常积极地将问题解决方案与已知经验、信息相关联，并在此基础上提出新的问题，或者加深，或者拓展。此为重要表现之一。

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（栏目编辑    廖伯琴）