引領學生探究科學

諾貝爾化學獎獲得者、英國化學家波特說過：“兒童是天生的科學家。”兒童對周圍的一切充滿了好奇心，喜歡刨根問底，并且極富想象力。他們什么都想知道，他們的問題沒完沒了，總有問不完的“為什么”。正如杜威所說，兒童有調查和探究的本能，探究是兒童生命本能的沖動。由河南教育報刊社組織編寫、大象出版社出版的《科學》教材緊密結合兒童“好奇、好問、好探究”這些與生俱來的特點，以培養學生的科學素養為宗旨，強調科學探究，強調綜合性、應用性、時代性。其特點可以這樣概括：一條主線貫穿其中，兩個循環螺旋上升，三種單元承上啟下，四個學段層層深入，五個要素共同達成，六種探究能力在行進中自然生成，實現了從“教師帶著知識走向學生”到“教師帶著學生走向知識”這一教學過程的轉變，形成了自己獨特的風格和特色。

一條主線：培養探究能力

這里所說的科學探究，是指對自然界的一種系統的調查研究活動，其目的在于發現并描述物體和事物之間的關系。

科學探究是推動科學進步的動力，是科學進步永無止境的精神源泉，其內涵至少應包括三個方面。第一，求知精神。這是科學探究的首要特征，沒有它就不會有人類對宇宙萬物的無窮探究。日出日落，斗轉星移，花開花落，季節變換，大自然中千變萬化的現象激發了人們的好奇心和探究其奧秘的欲望。可以說，是好奇心和求知欲引導學生進入科學的大門。第二，進取精神。當科學家在探究過程中遇到新問題或發現新現象時，他們既立足于已有的知識，又不限于傳統的理論框架，而是充分發揮自己的想象力和創造力，積極大膽地提出新思想或假設。第三，求實精神。探究活動要保證其科學性，假設就必須是可以被檢驗的，并經得起檢驗。經過科學驗證，合理的科學假設被確立，錯誤的科學假設被拋棄。正是這種科學探究的求實精神，才使得科學假設或理論的真理性得以證明。

大象版《科學》教材以科學探究能力培養為主線，實現了兩個轉變：一是教師要完成“帶著學生走向知識”這一教學過程的轉變；二是學生的學習重心要從“過分強調知識傳承與積累”向“主動通過探究獲取知識”的轉變。

只有親身經歷以探究為主的學習活動，才是學生學習科學的主要途徑。因此，教材在設計上強化了三個“重視”。第一，重視創設情境，提供學生獲得體驗的機會。第二，重視學生的不同見解，引導學生主動參與科學探究活動。在每個人的內心深處，都有一種根深蒂固的需要，這就是希望自己是一個發現者、研究者、探索者，而在兒童的精神世界中，這種需要特別強烈。學生在自主探究的過程中會不斷發現新問題，并根據自己的認知水平提出自己獨特的見解。孩子的生命美麗如花，教育的作用就是讓這些花朵綻放得更加絢爛。我們沒有權利剝奪孩子生命生長的自由與權利，我們要做的，就是傾聽每朵花兒慢慢開放的聲音。第三，重視開放性的探究活動，鼓勵學生大膽創新。開放性的探究活動可以有多種答案，因此應鼓勵學生大膽進行嘗試、操作、思考。

兩個循環：能力培養的小循環與大循環

探究能力的培養離不開探究活動的支撐。教材中各個綜合性單元，都是由一個個“做中學”活動組成的。這每一個“做中學”活動就是探究能力培養的小循環，而由一個個小循環構成的探究能力培養的集合，就是大循環。

需要強調的是，教材以法國的“做中學”理論為重要的理論支撐。法國科學家認為，“做中學”首先強調尊重兒童的求知欲，滿足他們要觀看、觸摸、制造、活動的渴望。科學教育的意義在于通過兒童接觸具體事物，向兒童展示一個具有完整結構和規律有序的真實世界。“做中學”在教法上也有創新。每個兒童都有著不同的個性，一個兒童就是一個世界，在動手做的過程中，學生自己制訂計劃，尋找實驗器材，確定活動規則，研究學習方法，邊討論、邊繪畫、邊學習，學得生動活潑，其個性得到了充分的張揚，同時培養了實踐能力和創新精神。“做中學”讓學生在操作中理解科學，讓兒童在自然和真實現象面前感到驚異，嘗試著去做，反復去做，認真觀察，大膽假設，小心求證。

科學不僅僅是公式和定理，還包括科學活動的過程和體驗，而后者才是最重要的。學生經歷整個“做中學”的過程，就是培養創新精神和實踐能力的過程。

三種單元：“探究能力訓練”單元、“綜合探究活動”單元和“探究的探究”單元

把綜合性單元作為基本單位，這是教材的又一典型特點。綜合性單元作為教材的基本構件，用一個個生動有趣的活動構筑學生真實的生活世界，像一串串珍珠串起一個個“做中學”內容。在這套教材中，共有三種類型的綜合性單元。

“探究能力訓練”單元是每個年級重點培養探究能力的準備單元。學生在感知、體驗的基礎上，進行“觀察與提問”“猜想與假設”“計劃與組織”“事實與證據”“模型與解釋”“表達與交流”等探究訓練，培養科學探究過程中最基本的技能和思維能力，為后續單元的學習奠定了基礎。

“綜合探究活動”單元是各冊的主體，是以科學知識為基礎的、培養探究能力的基本單位。通過一個或多個完整的“做中學”探究活動，培養學生的探究能力。每個單元中的內容綜合生命世界、物質世界、地球和宇宙三方面的科學知識，使學生在“做中學”活動中面對自然和真實現象，通過動手動腦學習基礎的科學知識，在學習中不斷提高科學探究能力。

“探究的探究”單元是每冊教材的總結、吸收單元，它呈現給學生一個個科學研究的成功案例，學生通過對典型的探究過程的分析與反思，溫故知新，發展認知能力，理解科學探究的基本特征和完整的探究過程，并嘗試應用于科學探究活動，學會科學地分析問題和解決問題。

四個學段：感知科學、走進科學、探究科學、科學探究

教材根據各個年級學生的認知特點，把三至六年級學生的認知能力培養目標分別確定為“感知科學”“走進科學”“探究科學”“科學探究”；把探究能力分解為“觀察與提問”“猜想與假設”“計劃與組織”“事實與證據”“模型與解釋”“表達與交流”六種，分別作為三至五年級教材的一級目標，并把“怎樣學科學”“制作與發明”作為六年級教材的一級目標，綜合培養上述六種探究能力。每一冊教材都圍繞著各自的一級目標統一編排，層層遞進，形成了完整的知識體系和探究能力培養體系。這種教材編寫方式的一個重要特點，是遵循探究活動的一般規律，即由簡單到復雜，由教師扶著走到逐步放開，由模仿到半獨立再到完全獨立，給學生一個由生疏到熟悉的過程，讓學生親歷完整的科學探究的過程。

教育的起點是人的生命。生命具有無限發展的可能性、獨特性及超越性，教育應依據生命的特征，遵循生命發展的原則，創設良好的環境，促進和保全生命的成長，引導生命走向更加完整、和諧與無限的境界，并引導生命從生存走向存在。這是現代教育的新視角，它提醒人們必須思考教育與生命的關系。現今的教育不能重蹈無視生命、無視生命價值的覆轍，要重視生命教育。可見，生命視角中的教育特別關注立體化的教育，而立體化的教育應有立體化的教材來支撐。這是大象版《科學》教材的又一個特色。

五個要素：科學知識、科學能力、科學方法、科學意識和科學品質

科學素養由科學知識、科學能力、科學方法、科學意識和科學品質五大要素構成，這五大要素梅成—個相互聯系、相互影響的有機整體。

在五個要素中，科學知識是基礎，是培養和形成其他要素的載體；科學能力是核心；科學方法是科學素養的重要組成要素；科學意識和科學品質是科學素養的重要表現形式，其中科學意識包含科學的世界觀和應用意識(在社會生產及生活中理解和應用科學)等內容，科學品質主要指科學態度、精神以及對科學的興趣、情感、動機等。

傳統科學教育的目標主要關注對學生知識、技能、方法、能力的培養，很少關注他們的情感、態度與價值觀的發展。而科學素養的最核心部分，就是一個人對待科學的情感、態度與價值觀。因此，教材非常重視情感、態度與價值觀的培養，力求具有啟蒙性、趣味性、可讀性，成為學生樂學、教師樂教的教科書。在版式、圖標、插圖、照片、卡通形象等方面的設計與制作上，盡量做到新穎、生動、形象、美觀，給人以耳目一新的感覺。在語言上，改變了過去說教式的表達方式，多采用第一人稱和第二人稱。教材中的一些實驗、討論和作業等小欄目，設計時注意選取學生親身經歷過的或熟悉、容易理解的事物作為教學內容，貼近學生，使學生在不知不覺中進入科學殿堂。

為了便于學生自學和閱讀，每個單元都有與探究活動相關的“科學自助餐”，包括古今中外科學家的故事、科學技術發展的故事、科學探究活動的成功案例、全國青少年發明創造的故事等等。之所以要安排這些閱讀內容，說到底就是為了引導學生讀書。英國的高爾斯華綏說過：“讀書是治療我們高度機械化時代所固有的標準化和簡單化的良藥。”讀書擴大了我們對別人生活、性情與需要的認識，讀書能幫助人們走出“自我”的圈子。宋朝詩人黃庭堅曾說，他三日不讀書，便覺“語言無味，面目可憎”。讀書的過程應該是交流和合作的過程。人在旅途，無論你是聲名顯赫，還是默默無聞；無論你是貴為宰相，還是卑微如草芥，其實都很孤獨。只有與書為伴，與書為伍，并能從中找到人生的真諦，才明白什么叫實在，什么叫從容。從實用的角度說，只有多讀書，才能找到探究活動的入口或捷徑。

六種探究能力：觀察與提問、猜想與假設、計劃與組織、事實與證據、模型與解釋、表達與交流

達爾文說過：“最有價值的知識是關于方法的知識。”教材重視探究能力的培養和訓練，重視科學探究方法的學習和運用。教材力圖使每個單元的活動都體現這一思路，但每個單元活動的訓練點又有所側重，每個單元完成一個較完整的科學探究過程，每學期完成一個大的循環過程，使學生不斷地經歷實踐——認識——再實踐一再認識的認知過程，使愛科學、學科學、用科學的經歷和意識反復得到強化，從而提高科學素養。

從三年級到六年級，教材把六種探究能力分為三組，即“觀察與提問、猜想與假設”“計劃與組織、事實與證據”“模型與解釋、表達與交流”，其目的是讓學生在真實的、具有挑戰性的、開放性的學習環境與問題情境中展開探究過程，在系統的探究能力的小循環中實現一個個具體的培養目標，從而達成培養目標。

(責編 海 宇)