小學(xué)科學(xué)：“探求意義的經(jīng)歷”

張晨 浦小紅

愛(ài)因斯坦曾經(jīng)定義科學(xué)為“探求意義的經(jīng)歷”。科學(xué)家從事科學(xué)研究的過(guò)程是探索未知世界的經(jīng)歷。對(duì)兒童而言，學(xué)習(xí)科學(xué)的過(guò)程也是一種經(jīng)歷，是兒童探索他們未知世界的經(jīng)歷，這種經(jīng)歷包含了多種維度，除了科學(xué)知識(shí)的獲取，科學(xué)方法的習(xí)得，更重要的是兒童獲得一種情感的體驗(yàn)，態(tài)度，興趣的培養(yǎng)，思維的提升。小學(xué)科學(xué)的教學(xué)實(shí)施，本質(zhì)上就是一種兒童探求意義的經(jīng)歷。

如何在小學(xué)科學(xué)課堂教學(xué)中引導(dǎo)學(xué)生真正經(jīng)歷有意義的探究？回歸到真實(shí)的課堂，發(fā)現(xiàn)存在的問(wèn)題，厘清思路，建構(gòu)小學(xué)科學(xué)的研究性課堂文化并深入研究，使探究向縱深處走去，我們進(jìn)行了扎扎實(shí)實(shí)的探索和研究。

一、小學(xué)科學(xué)課堂探究現(xiàn)狀掃描

1.探究起點(diǎn)：以預(yù)設(shè)的認(rèn)知起點(diǎn)代替真實(shí)的起點(diǎn)

兒童文學(xué)家李歐·李?yuàn)W尼（Leo Lionni）創(chuàng)作的故事《魚(yú)就是魚(yú)》是一個(gè)隱喻，它告訴我們，學(xué)生在進(jìn)入課堂學(xué)習(xí)時(shí)，已經(jīng)形成了大量的對(duì)某一事物的認(rèn)識(shí)。學(xué)生的這些認(rèn)識(shí)是他們開(kāi)啟科學(xué)學(xué)習(xí)的真實(shí)起點(diǎn)，而在實(shí)際教學(xué)中，教師往往用自己預(yù)設(shè)的起點(diǎn)來(lái)替代兒童的真實(shí)起點(diǎn)。教師的預(yù)設(shè)一方面來(lái)自教育教學(xué)心理學(xué)的研究成果——某一齡段的學(xué)生普遍應(yīng)該具備的知識(shí)與能力；另一方面來(lái)源于教師自己多年教學(xué)經(jīng)驗(yàn)的積累，往往會(huì)假設(shè)兒童已經(jīng)具備了一定的基本概念。有時(shí)，教師的預(yù)設(shè)高估了學(xué)生的真實(shí)水平。如在《晝夜交替》一課教學(xué)中，我們普遍會(huì)認(rèn)為絕大多數(shù)學(xué)生是知道晝夜交替是地球的公轉(zhuǎn)引起的，但是，如果給學(xué)生5分鐘時(shí)間，讓學(xué)生把他們各自的想法畫(huà)下來(lái)，則會(huì)發(fā)現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生之間存在較大的差異：有的學(xué)生只能表達(dá)結(jié)論，卻不能表述出自己的推理過(guò)程；有的學(xué)生無(wú)法用圖示的方式表達(dá)地球和太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，對(duì)地球與太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)關(guān)系認(rèn)知不清；而有的學(xué)生觀點(diǎn)與他自己的圖示表達(dá)明顯有沖突……更多的時(shí)候，則是教師的預(yù)設(shè)明顯低于學(xué)生的真實(shí)認(rèn)知水平。兒童的豐富性與多樣性決定著現(xiàn)實(shí)中的兒童不是千篇一律，千人一面的。每個(gè)兒童的生活履歷不一樣，生活經(jīng)驗(yàn)不一樣，以來(lái)自于理論的一些“偽前概念”作為教學(xué)的起點(diǎn)，脫離了學(xué)生活生生的真實(shí)現(xiàn)實(shí)起點(diǎn)，這樣的教學(xué)會(huì)游離于學(xué)生。

2.探究過(guò)程：以教師的經(jīng)歷代替兒童的經(jīng)歷

科學(xué)學(xué)習(xí)以探究為主要學(xué)習(xí)方式。探究的主體是學(xué)生！可在實(shí)際教學(xué)中，科學(xué)探究活動(dòng)其表現(xiàn)為程序固化（提出問(wèn)題——作出假設(shè)——調(diào)查——交流——結(jié)論）、功能簡(jiǎn)單（驗(yàn)證結(jié)論、技能訓(xùn)練）。學(xué)生所開(kāi)展的探究都是由教師設(shè)計(jì)好的，學(xué)生只是在按部就班，依葫蘆畫(huà)瓢地展開(kāi)濃縮型的探究，缺失真實(shí)性、復(fù)雜性。如在《擺》的研究中，教師往往只讓學(xué)生選擇擺長(zhǎng)、擺錘、擺幅的一個(gè)因素進(jìn)行研究，學(xué)生收集的證據(jù)并不能完全說(shuō)明只有擺長(zhǎng)影響擺的快慢，學(xué)習(xí)就基本結(jié)束了。其實(shí)，應(yīng)該讓學(xué)生自主選擇研究因素，給予充分的時(shí)間，讓他們對(duì)其他因素也進(jìn)行重復(fù)研究，在反復(fù)研究中盡量減少干擾因素，只有這樣的經(jīng)歷，學(xué)生才能從前后研究的不同數(shù)據(jù)對(duì)比分析中，認(rèn)識(shí)到可能的干擾因素會(huì)影響結(jié)論，學(xué)生才會(huì)對(duì)科學(xué)探究本身和影響擺動(dòng)快慢的結(jié)論形成有更為科學(xué)的理解。

3.探究結(jié)果：以探究的結(jié)論代替探究的反思

組織和支持兒童以探究的方式學(xué)習(xí)科學(xué)，這已成為大家的共識(shí)?？稍趯?shí)際教學(xué)中，我們還能經(jīng)常看到這樣的場(chǎng)面：教師把探究活動(dòng)等同于簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，當(dāng)學(xué)生觀察到了實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，收集到了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，就急于引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論，研討活動(dòng)也就隨著結(jié)論的得出而就此終止。學(xué)生會(huì)如何解釋觀察到的現(xiàn)象？收集到的證據(jù)與學(xué)生的解釋是否真正有聯(lián)系？學(xué)生的觀點(diǎn)是否可以相互借鑒？學(xué)生自己的觀點(diǎn)是如何發(fā)展的……這些過(guò)程都被忽略了。如在研究“空氣的熱脹冷縮”時(shí)，當(dāng)學(xué)生匯報(bào)看到“把圓底燒瓶放在熱水中，套在圓底燒瓶上的氣球鼓了起來(lái)”這一現(xiàn)象時(shí)，就引導(dǎo)學(xué)生直接得出結(jié)論，空氣有熱脹冷縮的性質(zhì)。怎么解釋套在瓶口的氣球會(huì)鼓起來(lái)？瓶?jī)?nèi)、氣球內(nèi)的空氣發(fā)生了什么現(xiàn)象？缺失學(xué)生對(duì)這一現(xiàn)象的充分解釋，學(xué)生得到的只是一個(gè)生硬的結(jié)論，卻缺失了一次帶有學(xué)生體溫的思維深度卷入的經(jīng)歷。杜威指出：以獲得結(jié)論的知識(shí)性學(xué)科無(wú)助于發(fā)展智慧，“學(xué)習(xí)就是要學(xué)會(huì)思維，而反思思維可以在懷疑、批判、創(chuàng)造中使人發(fā)生超越?！比鄙偬骄炕顒?dòng)活動(dòng)后的反思，學(xué)生的經(jīng)歷必然是膚淺的，沒(méi)有深度的。

二、我們的思考

當(dāng)下，科學(xué)家們大力倡導(dǎo)探究式科學(xué)教育，是來(lái)自于成功的科學(xué)家實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的總結(jié)，在經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)期的教學(xué)實(shí)踐以后，得到了進(jìn)一步的發(fā)展。探究既是科學(xué)教育的學(xué)習(xí)方式，也是科學(xué)教育的教學(xué)方式，更是師生共同參與科學(xué)學(xué)習(xí)的一種經(jīng)歷。這種經(jīng)歷不同于日常生活中的經(jīng)歷，這種經(jīng)歷包含著學(xué)生的發(fā)現(xiàn)、思考、實(shí)踐、再發(fā)現(xiàn)、再思考、再實(shí)踐，呈現(xiàn)著一種螺旋上升的態(tài)勢(shì)。

正因?yàn)槿绱?，兒童的科學(xué)經(jīng)歷應(yīng)體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

其一，注重思考事實(shí)證據(jù)和科學(xué)結(jié)論之間的關(guān)系，建立科學(xué)模型

探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)符合小學(xué)生的心理特點(diǎn)，注意從學(xué)生身邊熟悉的事物出發(fā)，聯(lián)系生活實(shí)際，設(shè)計(jì)學(xué)生喜愛(ài)的活動(dòng)，提倡用自制教具和低成本材料進(jìn)行探究活動(dòng)。同時(shí)教師要重視學(xué)生科學(xué)思維的培養(yǎng)，讓學(xué)生“動(dòng)手”和“動(dòng)腦”相結(jié)合，引導(dǎo)他們主動(dòng)思考問(wèn)題，自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，注重思考事實(shí)證據(jù)和科學(xué)結(jié)論之間的關(guān)系，幫助他們學(xué)習(xí)建立科學(xué)模型，由此培養(yǎng)學(xué)生的思維能力，逐步形成質(zhì)疑、反思的科學(xué)思維習(xí)慣。

其二，注重對(duì)資料的分析、思考，提出觀點(diǎn)和看法

在科學(xué)課程中加強(qiáng)探究教學(xué)有利于改變單一的學(xué)習(xí)方式，但也需要明確探究不是科學(xué)教學(xué)中的唯一方式，它應(yīng)該與其他各種行之有效的教學(xué)方式有機(jī)結(jié)合。例如，探究活動(dòng)強(qiáng)調(diào)學(xué)生的直接體驗(yàn)，但獲取證據(jù)的方式是多樣的。某些問(wèn)題和證據(jù)可以來(lái)自于教材或教師的演示實(shí)驗(yàn)，也可以讓學(xué)生從其他各種渠道收集有關(guān)資料，進(jìn)行分析、思考，提出自己的觀點(diǎn)和看法并進(jìn)行討論，這樣做同樣可以培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力。

其三，保持原有的好奇心，形成合理的解釋

科學(xué)教學(xué)的目標(biāo)之一是對(duì)自然現(xiàn)象保持好奇心和求知欲，并愿意為探索自然的奧秘付出艱辛的探索和不懈的努力。教師應(yīng)當(dāng)營(yíng)造學(xué)生之間相互尊重、相互信任的氣氛，使學(xué)生對(duì)他人的看法和觀點(diǎn)進(jìn)行思考、提出質(zhì)疑。應(yīng)當(dāng)注意引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)放棄錯(cuò)誤的觀點(diǎn)，接受更合理的科學(xué)解釋。教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生運(yùn)用多種方式進(jìn)行開(kāi)放性的討論交流。同時(shí)，學(xué)生對(duì)于科學(xué)知識(shí)的構(gòu)建是一個(gè)復(fù)雜的認(rèn)識(shí)過(guò)程，兒童在經(jīng)歷一些探究活動(dòng)之后，解決了一些自己原有的疑問(wèn)，也應(yīng)當(dāng)產(chǎn)生出新的問(wèn)題，從而讓好奇心更持久的保持。

三、教學(xué)的探索

1.找尋學(xué)生真實(shí)的起點(diǎn)

認(rèn)知心理學(xué)家，奧蘇貝爾曾說(shuō)過(guò)：“假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸結(jié)為一條原理的話，那么我將以一言以蔽之：影響學(xué)習(xí)的唯一重要的因素，就是學(xué)習(xí)者已經(jīng)知道了什么。要深明這一點(diǎn)，并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué)。”基于學(xué)生真實(shí)起點(diǎn)的教學(xué)才是有效的教學(xué)。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，我們可以采用多種策略與方法來(lái)了解學(xué)生的已有經(jīng)驗(yàn)，尋找學(xué)生學(xué)習(xí)的真實(shí)起點(diǎn)。例如，課前對(duì)某一概念的前測(cè)、對(duì)某一現(xiàn)象的交流、對(duì)某一原理的理解等等。而且針對(duì)不同年齡的學(xué)生采取不同的方法，如低年級(jí)，可以采用圖示法，讓學(xué)生通過(guò)畫(huà)圖的方式表達(dá)出他們對(duì)某一概念或某一實(shí)驗(yàn)過(guò)程的理解。人類的認(rèn)知發(fā)展經(jīng)過(guò)動(dòng)作表征、映象表征和符號(hào)表征（其中最主要的符號(hào)是語(yǔ)言）。當(dāng)學(xué)生的心理發(fā)展還不十分完善時(shí)，他們自己的意思可能不能完全清晰地通過(guò)語(yǔ)言傳達(dá)，而畫(huà)圖可以讓孩子表達(dá)出自己的真實(shí)想法。其次，對(duì)學(xué)生一些似是而非的模糊概念，通過(guò)學(xué)生的繪圖，教師可以探查到學(xué)生更深層的想法。

如，在進(jìn)行《簡(jiǎn)單電路》教學(xué)時(shí)，如何讓小燈泡亮起來(lái)，先讓學(xué)生畫(huà)出自己的想法。

這6幅圖，讓我們看到了學(xué)生真實(shí)的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，圖1、圖2的學(xué)生對(duì)于電路連接沒(méi)有什么基礎(chǔ)，不了解電池正負(fù)極的作用，認(rèn)為只要用導(dǎo)線把燈泡與電池的正極連接起來(lái)就可以。但對(duì)燈泡的構(gòu)造有一點(diǎn)認(rèn)識(shí)，注意到了燈泡底部的小觸點(diǎn)，意識(shí)到燈泡底部的小觸點(diǎn)很重要，要與電池相連。圖3、圖4、圖5的學(xué)生則對(duì)電池有了一定的認(rèn)識(shí)，知道電池有正負(fù)極，而且都必須和燈泡的底部相連。而圖6的學(xué)生則有了很好的電學(xué)基礎(chǔ)。這些關(guān)于電路連接的前概念的暴露，讓我們了解到了不同學(xué)生的學(xué)習(xí)起點(diǎn)，而這些差異可以成為我們彌足珍貴的教學(xué)資源，在后面的概念教學(xué)中發(fā)揮重要作用。

2.搭建學(xué)習(xí)的腳手架

當(dāng)下的科學(xué)教學(xué)提倡“有結(jié)構(gòu)的材料”。什么是有結(jié)構(gòu)的材料？美國(guó)的科學(xué)教育家蘭·本達(dá)教授有這樣一段解釋：有結(jié)構(gòu)的材料就是指材料的種類、組合以及交給學(xué)生的次序。應(yīng)該說(shuō)它所包括的內(nèi)涵是很豐富的。選擇哪些材料作為探究材料？這些材料具有一定的啟發(fā)性嗎？它有一定的典型性嗎？提供的材料是否豐富？能滿足學(xué)生一定的探究需要，從多個(gè)角度讓學(xué)生觀察現(xiàn)象、發(fā)現(xiàn)規(guī)律嗎？等等。

如教學(xué)《導(dǎo)體和絕緣體》一課，教師給學(xué)生提供了十五種材料，有像銅片、鐵釘?shù)鹊膶?dǎo)體，有像塑料、陶瓷的絕緣體等，同時(shí)還給學(xué)生提供了一支帶橡皮的鉛筆。學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，橡皮是絕緣體、木頭是絕緣體，但固定橡皮的那圈金屬絲是導(dǎo)體，甚至，有的同學(xué)的鉛筆芯也是導(dǎo)體，而有的同學(xué)的筆心卻不能導(dǎo)電……學(xué)生會(huì)發(fā)現(xiàn)，原來(lái)一支鉛筆上居然存在著導(dǎo)體與絕緣體，而在生活中更多的物體都像這支鉛筆一樣，是導(dǎo)體和絕緣體組合而成的，導(dǎo)體和絕緣體分別起著不同的作用，人們是根據(jù)自己的需要來(lái)設(shè)計(jì)的。另外，學(xué)生還會(huì)去繼續(xù)探究都是鉛筆芯，為什么有的導(dǎo)電，有的不易導(dǎo)電，是什么原因造成的？與筆芯的成分有關(guān)嗎？這一支小小的鉛筆無(wú)形地打破了學(xué)生的思維慣性，也為學(xué)生的后續(xù)研究奠定了基礎(chǔ)。

其次，還需要思考怎樣有次序地把探究材料呈現(xiàn)給學(xué)生。因?yàn)榧词鼓氵x擇了極好的材料，但由于沒(méi)能符合學(xué)生的認(rèn)知特點(diǎn)，你一股腦兒地發(fā)給學(xué)生，或哪怕是一個(gè)發(fā)放次序的顛倒，都會(huì)影響到探究的效率。因此，我們?cè)诰倪x擇了有價(jià)值的探究材料后，還必須將這一系列典型的材料科學(xué)地、有次序地呈現(xiàn)給學(xué)生，讓學(xué)生對(duì)其進(jìn)行探索。如在教學(xué)蘇教版《如何做手電筒》一課時(shí)，給學(xué)生一個(gè)小燈座、一個(gè)電池盒、一個(gè)開(kāi)關(guān)、三段導(dǎo)線，問(wèn)學(xué)生你能用這些做什么？學(xué)生可以順利組成一個(gè)簡(jiǎn)單電路；教師再發(fā)給學(xué)生一個(gè)小燈座，問(wèn)：你能在這個(gè)電路的基礎(chǔ)上再加上一個(gè)小燈座嗎？學(xué)生可以依據(jù)教師的提示和材料顯示出的信息，動(dòng)手組成一個(gè)串聯(lián)電路；接下來(lái)教師再發(fā)給每個(gè)組一段導(dǎo)線，問(wèn)：你能在原有電路的基礎(chǔ)上再用上一段導(dǎo)線，改裝成一個(gè)新電路嗎？學(xué)生會(huì)思考這段導(dǎo)線加在什么地方最合適，從而自行組裝出一個(gè)并聯(lián)電路。在上述三次談話中，教師緊緊扣住“你能利用它做什么？”“它”就是有結(jié)構(gòu)的材料，是“它”在調(diào)控著學(xué)生的思維，沿著正確的方向發(fā)展。我們這樣設(shè)計(jì)教學(xué)過(guò)程，意在引導(dǎo)學(xué)生思維的發(fā)展，強(qiáng)調(diào)在“原有電路的基礎(chǔ)上改裝”意在引導(dǎo)學(xué)生尊重自己的研究成果，把有限的時(shí)間放在研究最重要的問(wèn)題上。避免那種盲目將已經(jīng)裝好的電路一一拆開(kāi)再重新組裝，避免浪費(fèi)寶貴的時(shí)間，從而使學(xué)生在有限的課堂教學(xué)中，獲得更多有價(jià)值的成果。

3.提升科學(xué)的思維品質(zhì)

從兒童的年齡特點(diǎn)，他們往往只注意“做”，而不關(guān)注“思”，做過(guò)就算過(guò)，缺乏思維的深度與廣度，探究缺乏周密性和計(jì)劃性。教師，作為兒童經(jīng)歷科學(xué)的引導(dǎo)者，需要在兒童探究過(guò)程中的關(guān)鍵之處，收住兒童漫天飛舞的思緒，組織兒童進(jìn)行周密的思考，潛心思索，引導(dǎo)兒童厘清實(shí)驗(yàn)步驟，關(guān)注材料的功能，明確研究的目的。只有經(jīng)歷這樣理性的思索，學(xué)生才會(huì)將注意力匯聚在實(shí)驗(yàn)的內(nèi)涵上。實(shí)驗(yàn)中的各種現(xiàn)象在腦中印象深刻，各種數(shù)據(jù)才會(huì)由有效組合。

比如蘇教版科學(xué)《聲音的產(chǎn)生》，學(xué)生通過(guò)觀察尺子和橡皮筋，發(fā)出聲音時(shí)的變化，理解了“聲音是由物體振動(dòng)產(chǎn)生的”，那么反過(guò)來(lái)說(shuō)，當(dāng)物體不振動(dòng)時(shí)，聲音又會(huì)怎樣呢？教師讓學(xué)生繼續(xù)以音叉和音鈸，來(lái)探究當(dāng)振動(dòng)停止之后聲音的變化，通過(guò)反證，來(lái)發(fā)現(xiàn)聲音產(chǎn)生的奧秘，學(xué)生用手按、用身體捂、緊貼在身上等多種方法來(lái)驗(yàn)證物體停止振動(dòng)之后的現(xiàn)象，其實(shí)也是一種思維的提升。

綜上所述，我們認(rèn)為兒童的科學(xué)學(xué)習(xí)是以探求經(jīng)歷的意義為宗旨，是基于兒童立場(chǎng)的，是對(duì)科學(xué)歷程的一次次重復(fù)性發(fā)現(xiàn)。而在其中，教師幫助兒童對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象進(jìn)行梳理，對(duì)科學(xué)概念進(jìn)行建構(gòu)，讓兒童對(duì)生活中的科學(xué)經(jīng)歷從模糊到清晰的過(guò)程，進(jìn)而形成科學(xué)思維，掌握科學(xué)方法，真正提升兒童的科學(xué)素養(yǎng)。

（張晨、浦小紅，南京市力學(xué)小學(xué)，210013）

責(zé)任編輯：顏瑩