教學(xué)生像科學(xué)家那樣思考

馬冠中

“我想教學(xué)生科學(xué)思考，但是不會(huì)教，怎么辦？”這是很多老師面臨的難題。要解決這個(gè)難題，需要明確回答以下問(wèn)題。

要教學(xué)生科學(xué)思考，老師需要掌握哪些內(nèi)容？相關(guān)研究表明，以下內(nèi)容對(duì)科學(xué)思考教學(xué)至關(guān)重要：理解科學(xué)家是如何思考的，他們要經(jīng)歷哪些探究過(guò)程，以及具體是如何提出問(wèn)題、做出假設(shè)、進(jìn)行實(shí)驗(yàn)、論證觀點(diǎn)的；認(rèn)識(shí)到怎樣的課堂教學(xué)活動(dòng)能夠讓學(xué)生參與到科學(xué)家所經(jīng)歷的探究過(guò)程中去，以及學(xué)會(huì)如何提出問(wèn)題、做出假設(shè)；等。

在與老師的交流和課堂教學(xué)觀摩中，我發(fā)現(xiàn)，他們非常迫切需要掌握這些內(nèi)容。針對(duì)第一條，很多老師充分認(rèn)識(shí)到“提出問(wèn)題”對(duì)學(xué)生很重要，也想了很多辦法讓學(xué)生提問(wèn)。但是，他們需要了解：科學(xué)家的問(wèn)題是從哪來(lái)的？問(wèn)題是怎么提出來(lái)的？什么樣的問(wèn)題是可探究的科學(xué)問(wèn)題？類似的，很多老師還需要了解：實(shí)驗(yàn)方案是怎么設(shè)計(jì)出來(lái)的？怎么判斷實(shí)驗(yàn)方案的質(zhì)量？針對(duì)第二條，很多老師有非常豐富的探究式教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，在課堂上學(xué)生也能參與到探究過(guò)程中來(lái)。但是，這些老師發(fā)現(xiàn)，自己的科學(xué)教學(xué)設(shè)計(jì)“發(fā)揮不太穩(wěn)定”：有些課“探究”多一點(diǎn)，而有些課“講授”多一點(diǎn)。這說(shuō)明，他們需要對(duì)探究式教學(xué)形成更加系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)，明確地將課堂教學(xué)與學(xué)生能夠經(jīng)歷的探究過(guò)程聯(lián)系起來(lái)。掌握了這些內(nèi)容，老師就能夠看出一節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)在多大程度上模擬了科學(xué)家的探究過(guò)程，以及學(xué)生在多大程度上能夠參與到這樣的探究過(guò)程中去。

如何掌握這些內(nèi)容，以便更好地教學(xué)生科學(xué)思考呢？平時(shí)，我們閱讀或聆聽(tīng)一些科學(xué)家的科研故事，從這些故事里，我們能間接了解科學(xué)家是如何思考探究的。但是，很多老師還是覺(jué)得自己的認(rèn)識(shí)很模糊，很零散。

相關(guān)研究表明，兩項(xiàng)經(jīng)歷能夠發(fā)展老師對(duì)科學(xué)探究和探究式教學(xué)的認(rèn)識(shí)。一項(xiàng)是直接參與科學(xué)探究的經(jīng)歷。老師可以進(jìn)入高校和科研院所的實(shí)驗(yàn)室實(shí)習(xí)，在科學(xué)家的指導(dǎo)下參與課題研究，也可以圍繞土壤、天氣、動(dòng)物行為等與科學(xué)課程內(nèi)容相近的主題，開(kāi)展探究。在這樣的探究經(jīng)歷中，老師以科學(xué)家的身份探究自然現(xiàn)象，親歷整個(gè)探究過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，老師像學(xué)生一樣處于“不知道”的狀態(tài)：不知道研究什么問(wèn)題；不知道如何研究；不知道研究結(jié)論對(duì)不對(duì)。相關(guān)研究表明，這種方式能夠幫助老師系統(tǒng)和深入地理解科學(xué)家如何思考探究，掌握提問(wèn)、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)等探究要素的具體做法。另一項(xiàng)是以探究方式學(xué)習(xí)科學(xué)的經(jīng)歷。我們期待老師用探究方式教學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)，但是，絕大多數(shù)老師在中小學(xué)、大學(xué)和研究生階段都沒(méi)有以這種方式學(xué)習(xí)科學(xué)的經(jīng)歷。老師在設(shè)計(jì)和實(shí)施探究式教學(xué)時(shí)遇到的很多困難都與此有關(guān)。為此，老師需要以探究方式學(xué)習(xí)他們所要教授的科學(xué)課程。老師以學(xué)生的身份研究自然現(xiàn)象，通過(guò)提問(wèn)、假設(shè)、實(shí)驗(yàn)等，產(chǎn)生對(duì)自然現(xiàn)象的解釋，形成相應(yīng)的科學(xué)知識(shí)。在這個(gè)過(guò)程中，老師能夠親身經(jīng)歷他們的學(xué)生將要經(jīng)歷的探究過(guò)程，遇到他們的學(xué)生將要面臨的困難。這樣的經(jīng)歷既為老師補(bǔ)足以探究方式學(xué)習(xí)科學(xué)的經(jīng)歷，又讓他們?cè)O(shè)身處地從學(xué)生視角看待科學(xué)課堂教學(xué)過(guò)程，了解什么樣的教學(xué)設(shè)計(jì)和活動(dòng)能夠讓學(xué)生參與到科學(xué)思考當(dāng)中去。

回到一開(kāi)始提到的難題：“我想教學(xué)生科學(xué)思考，但是不會(huì)教，怎么辦？”現(xiàn)在，我們已經(jīng)有了初步的方案。針對(duì)這個(gè)方案，老師可能有很多疑問(wèn)，比如，“這個(gè)方案可行嗎？”“如何實(shí)施？”“實(shí)施過(guò)程中需要借助哪些資源的支持？”“這個(gè)方案能實(shí)現(xiàn)預(yù)期的效果嗎？”……后面需要完成的工作還有很多，但是，好在我們有了一個(gè)方向。