科學課程的教學法研究：孟克與奧斯本的“融合模式”

摘要：孟克與奧斯本的“融合模式”是一種新的科學課程教學方法。這是一種典型的情境式教學方法，從“我們如何認知”開始，通過陳述、激發觀念、學習科學史、設計實驗、檢驗與評論幾個教學步驟來完成全部教學。

關鍵詞：科學課程；教學法；融合模式

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2013）20-0104-02

教學法對于完成教學實踐任務具有十分重要的意義。良好的教學法是活躍課堂氣氛、促使學生深入理解問題、激起和發展學生智力的制勝法寶。孟克與奧斯本提出了科學課程的新的教學方法——“融合模式”，采用的是典型的情境式教學方法——情感和認知活動交叉進行。

一、設計理念：“我們如何認知”

1997年，英國著名科學教育學家、倫敦大學國王學院的孟克和奧斯本教授，在《科學教育》雜志上聯袂發表了一篇題名為“將科學史和科學哲學融入科學課程：一種科學教育發展新模式”1]的文章。在這篇文章中，孟克和奧斯本在總結英國科學教育的歷史經驗基礎上，借鑒了最新了建構主義理論學習方法，提出了把科學史與科學哲學理念融入科學課程的新的教學法——融合模式。“融合模式”的設計理念是一個哲學認識論問題，即“我們如何認知”（How we know）。而為了實現學生對科學概念（或科學理論）的認知過程，需要融合三方面內容：第一個是學生既有的知識與經驗，這是指在學生的知識背景或知識結構中可供挑選的理論、知識、理念、經驗等等；第二個是能夠改革科學教育范疇的相關科學課程；第三個是科學教師在課堂上的操控權利，主要指科學教師該在課堂上應該怎樣做才能更好地促進學生對科學概念的理解，以及相應的課堂管理。將“學生既有的知識與經驗”“改革科學教育課程”和“科學教師的課堂操作”三者相融合，其目的在于通過科學教育課程的改革來實現學生對科學的理解與認知。

二、“融合模式”的基本教學過程

“融合模式”的教學過程是在建構論視域下，通過學習科學史和科學哲學，使學生獲得正確的科學觀念。這個過程可以分為幾個階段。第1階段：現象的陳述與演示。在這個階段，老師通常以一些常見的自然現象（例如自由落體運動、植物的食物來源、燃燒現象等等）為切入點，使學生的注意力集中在某一個現象上。通常而言，現象的展示與問題的導出是融合模式的關鍵，因為它直接關系到學生是否對該問題產生興趣以及后面的整個學習效果。所以，教師一開始向學生展示的自然現象，往往是著名科學家在科學史上進行過深入研究或激烈爭辯過的問題，或者是非常有意思，或者曾經顛覆了公眾的傳統價值觀。丁邦平教授在談到這個問題時認為，“正如馬赫所言，它們將使學生切身感受到什么是科學發現，并在他們頭腦里扎根。”[2]第2階段：激發或誘導學生的觀念或對這個問題的理解。在這個階段，學生關于這個自然現象的既有的知識與經驗將被充分的調動與挖掘，并以各種可能的方式參與討論，例如，問題的直接回答、使用概念圖、詞語聯想、繪畫、即時討論等。這些方式的最大優點就是鼓勵學生參與集體討論與辯護，并力爭給每個學生提供均等的機會。通過激發與誘導學生，可以充分發揮學生的語言優勢，也可以使學生以一種靈活性與創造性的思維方式來“理解科學”。學生會發現，科學家的作用不僅僅是他們從前理解的那樣去“發現科學事實”，更重要的是，科學家可以通過他們的創造性想象，把這些“科學事實”建構成“科學理論”。這是一種逾越傳統科學觀的科學教育，第3階段：學習科學的歷史。在科學史的學習過程中，科學教師必須向學生介紹與科學史相關的內容。這樣做的目的在于啟迪學生對科學的興趣并且能夠正確的理解科學——科學是在某種特定的社會情境中誕生與傳播的。重大科學發現與科學家所處的時代背景、社會歷史條件、科學家的個人努力等很多因素具有相關性。哥白尼“日心說”伽利略“擺的等時性定律”等等，這些在當時與人們的經驗觀察相悖的科學理論是怎樣誕生又是怎樣被后人接受度的？是什么導致科學家提出他的新理論與新思想？他當時面臨著怎樣的困難又怎樣突破困難？教師介紹科學史的案例，就是要告訴學生，科學史上的重大發現都不是偶然的，也不是僅僅憑借蘋果砸到頭上的機遇，就算是機遇也要留給有準備的頭腦。通過科學史上的小故事來使學生從心理與情感兩個角度接近科學、理解科學，激發學生的科學想象力、培養學生科學探究的興趣。第4階段：實驗設計。在這個階段，教師需要在課堂上設計一個實驗，向學生展示各種不同實驗結果的相應解釋和同一實驗結果的不同解釋。也要向學生闡述，現代科學認為正確的科學理論在科學史上曾經是怎樣論述的。通過實驗要讓學生知道，可以用不同的選擇性假說來解釋同一個自然現象。第5階段：當代科學觀念及其檢驗。這是一個強調實驗的重要性的階段。在這個階段中，老師應該向學生介紹，當下教科書中對這個自然現象的解釋，也就是說，被當下教科書認為為真的科學理念是什么，因為這種科學理念已經被現代實驗所證實。由此告訴給學生，實驗所提供的資料與數據是證實一個科學理念與理論為真的最可靠證據。這些實驗資料也可以幫助學生接受某個科學觀念。同時，科學史告訴我們，被實驗數據所支持的科學理論并不是不可被證偽，實驗也并不是科學知識的唯一來源。

與傳統科學教學模相比較，孟克和奧斯本“融合模式”的特點體現在以下幾個方面：（1）將在建構論視域中，科學史、科學哲學與某個科學現象或科學問題（科學概念）有機地融合在一起來學習，科學史和科學哲學的課程內容不再是科學課程單獨的部分，也不再是傳統科學教學的附加部分。這是“融合模式”的最大特點。（2）采納了情景式教學過程。整個教學過程不再是教師授課、學生聽課的傳統教學模式，而是采納了“提出現象—課堂討論—實驗—再討論（證實或證偽前面的討論）—歸納總結”的情境式教學模式。（3）提高科學探究能力是這個“融合模式”的主要教學目的，而不再是傳統的傳授科學知識。這是一個全程討論的教學模式，其目的在于：讓全體的學生都有機會參與討論，這樣可以充分發揮學生的主觀能動性，學會觀察現象、學會懷疑、學會思考、學會提出問題、學會證偽與反駁、學會建構知識觀與理論。（4）對科學教師有很高的要求。與傳統教學模式相比，“融合模式”花費時間要多很多，包括課堂授課時間與課下準備時間，這就對教師的科學素養有很高要求：教師要熟悉科學史的基本內容，要掌握的科學哲學基礎理論，對最新的建構論思想也要有所了解。同時，教師也要具備操控課堂討論、評價學生的回答等等。

參考文獻：

[1][2][3]Martin Monk，Jonathan Osborne.Placing the History and Philosophy of Science on the Curriculum ：A model for the Development of Pedagogy[J].Science Education.1997（4）.Vol.81.405-424，419.

[4]丁邦平.國際科學教育導論[M].太原：山西教育出版社，2002：349.