基于兒童的年齡特征和心理特點,小學科學教師在研讀教材時往往會將概念淺化、形象化處理后再組織教學,應該說這種學習方式是人類形成概念系統的一條必由之路。淺化的界限是不給學生錯誤的認識,然而“一些教師在自以為為科學教育嘔心瀝血的情況下,宣揚非科學的東西。這是我們面臨的科學教育改革中最大的困難和挑戰”(張紅霞語)。為此,筆者特意梳理分析了一些概念誤讀現象及應對策略,以引發同行們的關注和考量。
一、以謬代真——教師知識體系亟待完善
概念是人類對一個復雜的過程或事物的理解,因此任何概念的形成并非一蹴而就,而是一個動態發展的過程。同一個概念,在不同的學習階段呈現的內容是不一樣的,需要掌握的程度也是不一樣的。在小學階段科學概念教學可以淺化,但卻不能不科學。
[概念誤讀]教科版五年級上冊“運動和力”單元第1課《我們的小纜車》,主要研究了拉力大小和小車運動狀況變化的關系。在教師的引領下,通過逐個增加墊圈的方式改變拉力大小,觀察小車運動的快慢,最后讓學生得出結論:拉力越大,小車速度越快;拉力越小,小車速度越慢。
[理性剖析]物理特級教師徐承楠先生認為這樣的結論界定細細斟酌起來漏洞百出,對今后牛頓運動定律的學習會帶來極大的負面效應。首先,我們知道實驗剛開始加上去的一個、兩個,甚至多個墊圈時都有可能無法克服靜摩擦力,小車靜止不動,與上述結論自相矛盾。其次,不難發現這個實驗中與力對應的量應該是小車的“加速度”,雖然這一概念在小學階段不要求出現,但教師心里應該明白。而我們需要做的是引導孩子們觀察小車的運動特點是先慢后快,越來越快。最后完全可以回避“速度”一詞,可將結論改成:小車啟動后,拉力越大,小車運動變化越快;拉力越小,小車運動變化越慢。若一定要出現“速度”這個概念,倒不如將整個結論改成“小車啟動后,拉力越大,平均速度越大;拉力越小,平均速度越小”。
結論改動雖只是寥寥數字,但對孩子們的概念建構卻具有非常重要的現實意義。腦科學理論認為:在概念的形成和發展過程中,前概念是被覆蓋的,而不是被抹掉的。毋庸諱言,學生的前概念體系非常紛繁,甚至是雜亂無章,有正確的,有錯誤的,也有一知半解的。教學的行為可以被看做是幫助學生理順個體凌亂的觀念,為其分類,教師可以做的就是幫助學生把他們當前的觀念與那些類似于科學家們的概念性的觀念加以區別和整合,讓學生通過不同的學習階段對同一概念有一個螺旋上升的建構過程,小車實驗結論改動的意義正在于此。
深入探討,教學中概念誤讀現象屢見不鮮,尤其在宇宙、氣象、巖石等知識板塊,教師們的知識積淀顯得更加羸弱,這里就不再一一贅述。造成上述問題的主因是教師自身的知識體系不夠完善,而避免發生此類現象的方法便是“惡補”。
巧用身邊資源,讓知識面變廣。小學科學涵蓋生命世界、物質世界、地球和宇宙三大知識領域,具有學科知識淺顯性、綜合性、廣博性等特點,這就要求科學教師必須是“上知天文下知地理,中間還有理化生”的全才。因此,平時我們就要做個有心人,有的放矢地從網絡、書籍、電視、專家、同行等處汲取各種各樣的“營養”,讓自己擁有過硬的知識儲備。
抓住研讀要點,讓知識點變深。小學科學教師隊伍第一學歷中師、大專畢業生占的比例較大,很多涉及專業性強的知識,教師很難把握一個度,容易犯錯。我們應在充分研讀教材文本的基礎上,直面困惑,從問題入手去夯實自身的知識積淀。
二、以偏概全——教師科學精神仍需增強
“以偏概全”中的“偏”往往表現為一線教師只關注實驗結論本身(即他們眼中的科學概念),而忽視探究過程本身(即所謂的“全”)。我們求“全”,是想引導學生經歷一個完整、豐富的探究過程,而科學概念自然而然地在這個探究過程中自主建構起來了,引領這個探究過程的則是務實、嚴謹、求真的科學精神。只可惜追求“知識、技能扎實”的傳統教學習慣還存在著巨大的慣性,教師往往習慣于用一種簡單、機械的推導引領著學生的思維,致使科學思想始終處于邊緣,造成概念教學中的“以偏概全”,這深深影響著科學教學改革的深度和廣度。
[概念誤讀]四年級上冊“聲音”單元第2課《聲音是怎樣產生的》,這是一堂非常經典的實驗探究課,組織孩子們親歷尺子振動能發聲,皮筋振動能發聲,音叉振動也能發聲……所以,從這些實驗現象可得出聲音是振動產生的。
[理性剖析]這樣的探究過程似乎無懈可擊。然而,深入思考:三種、三十種乃至更多種物體振動能發聲,我們就能推導出聲音是由物體振動產生的。無獨有偶,《人民教育》2002年第10期《一堂“失敗”的好課》上刊登過一個類似案例:通過實驗知道,水有熱脹冷縮的性質,酒精有熱脹冷縮的性質,水、酒精都是液體,可以推出,液體都有熱脹冷縮的性質。那么,怎樣處理這類問題呢?諸如在振動發聲這個點上是否可以這樣設計:先引領學生做多種物體振動能發聲的實驗,再運用逆向思維做了振動停止聲音消失進一步驗證。最后向學生闡述:“科學家一直以來都在尋找一種聲音,它不是由物體振動發出的,可是到目前為止還沒有找到。老師也一直在尋找,也沒有找到。所以現在我們只能認為聲音是物體振動產生的。但希望同學們也去找一找,看能否找到某種聲音不是由物體振動產生的,如果你能找到,那你就是科學家了。”這一番言語,巧妙處理了這個科學結論,還在孩子們心中埋下了課外探究的種子,點燃了科學思維的火花。
解決“以偏概全”問題的對策必須從培養教師的科學精神入手,要求教師養成嚴謹的科學作風、掌握嚴密的探究方法,形成嚴謹求實、善于質疑的科學態度。而且,我們應知曉科學精神培養的艱巨性,因為精神培養和知識習得有著本質區別,精神培養需要長期感化體驗,而非靠記憶訓練。
透過上述的典型案例和理性分析,我們便有了直抵內心的訴求:除了要重視科學教師自身的知識素養外,還應當非常重視教師科學思想的熏陶,應基于各類教師培訓有效建構和運用科學精神培養的課程模式,全面提升教師素養。
三、以升量石——教師解讀能力還應提升
教材文本是最重要的課程資源之一,它是課程標準基本理念的直接體現。若是教師文本解讀意識淡薄,文本解讀視野狹窄,以膚淺的理解力推測文本中深奧的道理,會直接導致課堂教學中曲解文本、窄化文本、冷落文本等現象,造成課程資源的流失、浪費。
[概念誤讀]五年級上冊“生物與環境”單元第5課《食物鏈和食物網》,食物鏈中的箭頭方向一直是個教學難點,學生非常容易畫反。因此,教師在教學時經常會糾纏于“誰被誰吃”和“誰吃誰”,試圖從這個角度給孩子們加深印象,降低錯誤率。
[理性剖析]箭頭的內涵意義實際上是能量流動的方向,被吃關系只是表面呈現出來的信息,五年級的孩子完全有能力接受“能量傳遞”一說。這樣的概念修正內化對今后的中學學習很有意義。很湊巧的是近年曾有兩次大型活動中上過此課,筆者對執教者的“箭頭”解讀作了一個簡單統計:2011年全國小學科學優質課展示活動中有兩堂課,一堂課中提到了箭頭表示的是食物流動的方向,另一堂還是局限于“誰吃誰”;浙江省2011年小學科學課堂教學評比活動中有3人執教本課,2人關注了能量流動,1人沒有。高手競課尚且如此不容樂觀,何況我們普通的一線教學呢?
透過現象看本質,本案例中要求教師能圍繞大概念(Big Ideas)(也稱之為核心概念)組織科學教學,不僅讓學生知其然且知其所以然,更重要的是在教師的引導下學生通過探究掌握了概念與概念之間的聯系,這將有助于推理模型和發展推理能力的建立。2009年10月,國際科學院聯盟(IAP)科學教育項目組總結多年的實踐和研究成果,以探究式科學教育為基礎撰寫出版《科學教育的原則與大概念》一書,提出并詳細地分析了科學教育的10個原則和14個大概念,給世界各國的科學教育以明確啟示——科學教育不是傳授給孩子支離破碎、脫離生活的抽象理論和事實,而是慎重選擇一些重要的科學觀念,用恰當的、生動的教育方法,幫助孩子們建立一個完整的對世界的理解,初步形成科學態度,掌握科學方法,了解科學精神,構建一個健康協調發展的基礎。因此,教學時我們應高屋建瓴,劍指大概念,引導學生加深對問題的縱向、橫向理解,進一步有效促進孩子們認知方式的轉變和科學思維的形成。
相關研究還認為:在小學科學教育中圍繞大概念組織教學,對提高學習者的學習效率,促進思維發展意義重大。圍繞大概念組織教學符合人的認知發展的特點,是有效認識世界的途徑。從知識結構層面分析,大概念處在“金字塔”的上位,具有統領的作用,容易產生廣泛的知識、能力遷移。運用這種方式組織教學,可以讓學生有效地組織和記憶知識,有助于判斷、推理能力的發展。
一直以來,關于人們對教師個人素養的要求,經常能聽到這樣一句話:“給學生一杯水,自己要有一桶水。”也不盡然啊!或許改成“給學生一杯水,教師必須是一條常流常新的小河”更合理些。而且,這里的“常流常新”,不應該狹隘地理解為知識素養的不斷豐盈,更應該是新舊理念的更迭嬗變,綜合素養的逐步積淀。由此,在新課程實施數個輪回之后,我們一線小學科學教師非常有必要沉下心來,在教學這條道路上做到見微知著,為最終成為出色的教學組織者和引領者作深度反思。