科學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀及改革新趨勢(shì)

曾寶俊

科學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀及改革新趨勢(shì)

曾寶俊

隨著2017年版《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡(jiǎn)稱《課標(biāo)》）的正式頒布，目前使用了16年的2001版《課標(biāo)》正式退出歷史舞臺(tái)。16年是一個(gè)不短的時(shí)間，在這16年中，我們國家的科學(xué)教育、科學(xué)課堂、科學(xué)教師有了哪些明確的認(rèn)識(shí)，還存在哪些不足？隨著新《課標(biāo)》的頒布，未來的科學(xué)課堂將呈現(xiàn)一個(gè)什么樣的質(zhì)態(tài)？在本文，筆者將從科學(xué)課堂教學(xué)的現(xiàn)狀和未來科學(xué)課堂的趨勢(shì)試作闡述。

一、16年課改視野下科學(xué)課堂教學(xué)現(xiàn)狀

1.關(guān)注了活動(dòng)設(shè)計(jì)，滲透了教材開發(fā)，但僅局限于傳統(tǒng)內(nèi)容。

在新課改伊始，科學(xué)特級(jí)教師章鼎兒老師就提出這樣一個(gè)觀點(diǎn)：科學(xué)課是由一個(gè)個(gè)觀察、研究、認(rèn)識(shí)周圍事物和周圍環(huán)境的探究活動(dòng)組成的。學(xué)習(xí)科學(xué)課就是去參加、去經(jīng)歷一個(gè)個(gè)觀察、研究、認(rèn)識(shí)活動(dòng)。這個(gè)理念一提出來就得到認(rèn)可，經(jīng)過十多年的實(shí)踐和探索，更是深入人心?，F(xiàn)在的科學(xué)課堂基本上都關(guān)注活動(dòng)的設(shè)計(jì)與打磨，這些活動(dòng)大多是對(duì)教材的二次開發(fā)。目前，小學(xué)科學(xué)教材為學(xué)生提供了大量適合他們年齡特征的探究活動(dòng)內(nèi)容，科學(xué)課的課堂教學(xué)大多也是以教材內(nèi)容為主。有許多探究?jī)?nèi)容在不同版本的教材中都有相關(guān)探究活動(dòng)，只是略有異同。很多教師對(duì)教材進(jìn)行有利于學(xué)生探究的合理重組研究，提出適合本地區(qū)、本學(xué)校學(xué)生探究的教材處理策略。

然而，我們也應(yīng)該看到科學(xué)課是開放的，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)僅靠課本活動(dòng)和課堂教學(xué)是不夠的。學(xué)生在生活中會(huì)有許多感興趣的探究問題，在科學(xué)探究的初始階段，教師的引導(dǎo)作用就是“催化劑”，要?jiǎng)?chuàng)設(shè)一定的情景，充分挖掘兒童對(duì)這個(gè)世界的生活經(jīng)驗(yàn)和個(gè)人體驗(yàn)的潛在學(xué)習(xí)資源，鼓勵(lì)兒童互相啟發(fā)，盡可能地提出感興趣的問題。在這些方面科學(xué)教師所做的功課就顯得有所欠缺，所拓展的內(nèi)容大多局限于教材范圍之內(nèi)而非學(xué)生的生活領(lǐng)域之內(nèi)。

2.關(guān)注了科學(xué)探究，滲透了工程實(shí)踐，但僅淺浮于表面動(dòng)手。

目前，工程實(shí)踐與科學(xué)探究已成為小學(xué)科學(xué)教學(xué)中的兩面大旗，新頒布的《課標(biāo)》更是新增了“技術(shù)與工程領(lǐng)域”的學(xué)習(xí)內(nèi)容，這種理念無疑是非常正確的。但是，在沒有深刻領(lǐng)會(huì)其中的含義的情況下，有的教師認(rèn)為凡小學(xué)科學(xué)教學(xué)必有活動(dòng)、必有探究，只要制作就是工程與實(shí)踐，于是科學(xué)課堂刮起了一股盲目的“STEM”之風(fēng)。但在很多情況下，學(xué)生在熱熱鬧鬧的活動(dòng)結(jié)束以后，頭腦依然是一片空白，他們?cè)谥R(shí)和能力上并沒有得到真正意義上的提升。

在第12屆江蘇省“杏壇杯”蘇派青年教師課堂教學(xué)展評(píng)活動(dòng)中，我發(fā)現(xiàn)學(xué)生在科學(xué)探究的過程中主要表現(xiàn)為活動(dòng)有余而思考不足。學(xué)生其實(shí)并不知道如何去探究，他們對(duì)實(shí)驗(yàn)材料充滿了好奇，還沒有等到探究活動(dòng)的開始，課堂就到處充滿了尖叫聲、嬉笑聲，好不容易安靜了下來，不到一分鐘，又被某個(gè)同學(xué)的尖叫給打斷，整個(gè)探究的過程是此起彼伏，熱鬧非凡。在實(shí)驗(yàn)之前，學(xué)生對(duì)于要探究的問題及注意的事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵因素等根本沒有心思去思考，有的組做了半天，竟然不知道為何要觀察；有的組不知道變量是什么；有的組用的材料也是大小不一或左右兩邊的數(shù)量不等，這樣的結(jié)果最終當(dāng)然只能是草草收?qǐng)觥Ｕ麄€(gè)過程教師不慍不火，表面上是很和諧，可是學(xué)生不能真正把握探究的要領(lǐng)，無法達(dá)到真正意義上的和諧與高效的探究。

3.關(guān)注了科學(xué)精神，滲透了科學(xué)本質(zhì)，但僅停留于標(biāo)簽亮相。

在科學(xué)課上如何培養(yǎng)科學(xué)精神，體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)，一直以來都是科學(xué)課堂的核心問題?？茖W(xué)精神的培養(yǎng)和科學(xué)本質(zhì)的教育體現(xiàn)在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，主要在以下三個(gè)方面：一是培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)證意識(shí)；二是學(xué)生的思考要符合邏輯；三是培養(yǎng)學(xué)生的質(zhì)疑精神。但在課堂實(shí)際的操作層面，很多教師并未把這種理念具體到探究活動(dòng)的每一個(gè)環(huán)節(jié)的具體指導(dǎo)上，僅僅停留在 “貼標(biāo)簽”和“走環(huán)節(jié)”上。

二、新《課標(biāo)》視野下的科學(xué)課堂改革趨勢(shì)

1.強(qiáng)調(diào)開放式情境創(chuàng)設(shè)，從良構(gòu)情境到劣構(gòu)情境的轉(zhuǎn)變。

美國學(xué)者喬納森提出了劣構(gòu)情境對(duì)于學(xué)生能力發(fā)展的問題。目前，我們科學(xué)教材里大多數(shù)的問題和任務(wù)屬于“良構(gòu)問題”或者“良構(gòu)情境”，良構(gòu)問題情境指向單一：?jiǎn)栴}單一、解決問題的路徑單一，最終的答案也單一。究其原因其實(shí)是教師的“好心”去除了所謂的干擾因素，為學(xué)生的探究搭起了“支架”，學(xué)生可以順藤摸瓜。實(shí)際上，在喬納森看來，那是“緣木求魚”，和真正的學(xué)習(xí)南轅北轍。因此，喬納森提出了劣構(gòu)問題情境對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)的影響。所謂的劣構(gòu)問題 （illstructured），也稱定義不完整（ill-defined）的問題，是指具有多種解決方法、解決途徑和少量確定性條件的問題。這些條件不僅不易操作，而且包括某些不確定性因素，如哪些概念、規(guī)則和原理對(duì)求解方法是必要的？如何將它們組織起來？哪種解決方法最為合適等等。劣構(gòu)問題是日常實(shí)踐中的常見問題，一般存在或產(chǎn)生于特定的情境之中，劣構(gòu)問題的求解可能需要整合不同內(nèi)容、不同領(lǐng)域的知識(shí)，有多種解決方法，很難有統(tǒng)一的答案，比如解決污染問題可能要涉及數(shù)學(xué)、科學(xué)、物理和心理學(xué)等多種學(xué)科的知識(shí)。但是，劣構(gòu)問題因?yàn)榕c日常生活實(shí)踐密切相關(guān)，趣味性強(qiáng)，對(duì)學(xué)習(xí)者有很大的挑戰(zhàn)意義和表現(xiàn)空間。

2.強(qiáng)調(diào)學(xué)生情感的參與，從身體參與到情感參與的遞進(jìn)。

我在一次講座中提出了兒童課堂參與的三重境界：身體的參與、思維的參與和情感的參與。這個(gè)觀點(diǎn)起源于一本書，書名叫《學(xué)習(xí)樹：系統(tǒng)解決孩子學(xué)習(xí)問題的新思維》，書中有個(gè)觀點(diǎn)：隨著年齡的增長(zhǎng)，每個(gè)人思維能力的發(fā)展都經(jīng)歷了9個(gè)層層遞進(jìn)的過程。無論在哪一層次出現(xiàn)問題，都會(huì)給下一層次的發(fā)展帶來阻礙。這9個(gè)思維層次分別是：注意世界、參與世界、互動(dòng)與交流、共同解決問題、利用有意義的想法、邏輯思維、多因素思維、比較/灰色地帶思維和反思性思維。

兒童在課堂上參與科學(xué)探究活動(dòng)，一定需要身體的參與，但僅僅是人在課堂，即身體的參與是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需要他們將思維注入，也就是思維的參與，他們需要面對(duì)真實(shí)情境，去解決真實(shí)的問題，需要用腦來體驗(yàn)這個(gè)世界。眼睛看到的僅僅是一個(gè)客觀世界，而用心體會(huì)到的才是一個(gè)真正的科學(xué)世界。學(xué)生有了參與探究活動(dòng)的經(jīng)歷和體驗(yàn)，情感才能豐盈，才能對(duì)周圍的新鮮事物和現(xiàn)象保持好奇心和探索欲望，有利于他們形成尊重客觀事實(shí)、尊重自然和生命、尊重和欣賞不同意見的科學(xué)態(tài)度，形成對(duì)科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)與環(huán)境的關(guān)系的正確認(rèn)識(shí)，為他們今后的學(xué)習(xí)和終身的發(fā)展奠定良好的基礎(chǔ)。

3.強(qiáng)調(diào)STEM素養(yǎng)形成，從單一探究到工程思維的演進(jìn)。

STEM素養(yǎng)是一個(gè)多學(xué)科交叉的研究領(lǐng)域，它囊括了科學(xué)、技術(shù)、工程和數(shù)學(xué)四大領(lǐng)域，但STEM素養(yǎng)并不是四種素養(yǎng)的簡(jiǎn)單組合，而是把學(xué)生學(xué)習(xí)到的各學(xué)科知識(shí)與機(jī)械過程轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)探究世界相互聯(lián)系的不同側(cè)面的過程。一個(gè)典型的STEM課堂的特點(diǎn)就是在“雜亂無章”的學(xué)習(xí)情境中強(qiáng)調(diào)學(xué)生的設(shè)計(jì)能力與問題解決能力。

美國科學(xué)教育改革的“2061計(jì)劃”指出，科學(xué)家在研究和觀察一個(gè)現(xiàn)象時(shí)，認(rèn)為世界是可以認(rèn)識(shí)的，而工程師看待這些現(xiàn)象時(shí)則認(rèn)為這個(gè)世界是可以改造的。我們今天在城市里看到了一幢幢高樓，一座座大橋，一條條隧道，它們無不是工程的產(chǎn)物。因此，可以說，與數(shù)學(xué)、科學(xué)相比，工程和技術(shù)可以更為直接地影響社會(huì)系統(tǒng)和社會(huì)文化，影響人類事業(yè)的成功或失敗，給個(gè)人帶來直接的利害關(guān)系。直接推動(dòng)社會(huì)進(jìn)步的是技術(shù)而非科學(xué)，盡管每項(xiàng)技術(shù)背后都隱含著科學(xué)的原理。重視技術(shù)、工程教育反映了國際課程改革的一個(gè)趨勢(shì)，尤其是隨著信息技術(shù)的迅速發(fā)展，技術(shù)已經(jīng)成為與科學(xué)和數(shù)學(xué)并重的學(xué)科而廣受國際社會(huì)重視。

在未來的科學(xué)教室里，所有的科學(xué)老師必須遵循工程教育的三項(xiàng)原則：一是強(qiáng)調(diào)工程設(shè)計(jì)，二是強(qiáng)調(diào)課程整合，三是強(qiáng)調(diào)高階思維。在這種思想指導(dǎo)下，新的《課標(biāo)》第一次把工程技術(shù)納入進(jìn)去，強(qiáng)調(diào)把概念學(xué)習(xí)和實(shí)踐運(yùn)用聯(lián)系在一起，這是第一次把技術(shù)和工程單獨(dú)列出并加入“內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)”的框架中。

所以將來的STEM教育應(yīng)該是由兩個(gè)方面組成：一個(gè)是單獨(dú)設(shè)置，一個(gè)是整合運(yùn)用。STEM素養(yǎng)的提出實(shí)際上預(yù)示了未來科學(xué)教育的三個(gè)維度：科學(xué)與工程實(shí)踐，跨學(xué)科，核心學(xué)科。這一內(nèi)容，研制《課標(biāo)》的專家學(xué)者已經(jīng)開始把它反映出來，希望得到廣大科學(xué)教師的重視，也希望科學(xué)課堂能夠不斷回應(yīng)這種未來的發(fā)展趨勢(shì)。

（作者系江蘇省蘇州大學(xué)實(shí)驗(yàn)學(xué)校小學(xué)高年級(jí)部主任，江蘇省科學(xué)特級(jí)教師）