一堂什么樣的科學課算是好課?這是每個科學教師都非常關心的問題,它決定著教師怎樣去備課、上課以及觀課和議課。筆者認為,站穩兒童立場應該是根本,深究學生在課堂上是如何學習科學的,教師又是如何促進學生學習的,應該是一個正確的視角和路徑。從科學課程的目標看,科學知識和科學方法的學習是兩大重點。科學知識的學習以促進學生概念轉變為核心,科學方法的學習則是以幫助學生建立屬于自己的方法為目的,這些學習都是在基于師生互動的“學習共同體”中實現的。因此,概念發展、方法積累和互動生成可以看作促進學生科學學習的三個“生長點”。以下,結合蘇教版小學科學六年級上冊《看星座》一課的教學,談一點粗淺的認識。
生長點一:概念發展——新的視角,新的建構
兒童概念發展的重要基礎是他所擁有的前概念。對學生的前概念作分析是一個復雜的工程,我們可以從學生的“日常概念”入手。所謂日常概念就是人們都這么看、都這么說的看法、觀點等。例如,很多人認為日常食用的土豆是“根”,因為他們是以“埋在土里”作為判斷是不是根的標準。這些日常的理解支撐著人們的生活,卻與科學概念相去甚遠。科學教師在科學課上要做的,就是將學生頭腦中的日常概念逐漸轉變為科學概念。
概念轉變的難點在于學生原先所持有的日常概念非常牢固,因為它們看起來似乎是“合情合理”的。教師要做的事情常常不是在這些“情理”中做修修補補的糾正,而是一種改變,引導學生徹底換一種眼光來看待各種科學現象,不再堅持那種日常的眼光和解釋。這種新的眼光就是科學的眼光,它所引發的將是科學的觀察、思維和理解。
在《看星座》這一課中,星座是一個重要概念,然而在學生那里,星座首先是一個日常概念。他們并不清楚星座到底是什么,卻能一口報出自己的生辰屬于“黃道十二星座”中的哪一個星座。他們所理解的星座實際上是占星學意義上的“標記”“象征”的概念,而不完全是天文學意義上的“星群”概念。從星座誕生的源頭分析,人們是為了認星方便,才將天空中的恒星按自然分布劃成若干區域,這才是星座的科學概念。有些老師在上這一課的時候,并沒有從星座的起點——恒星出發,而是直接從星座入手,通過“畫自己的星座”,到認識科學家對星座的劃分,并沒有將學習的重點聚焦在星座是如何促進對恒星的觀測與研究的,不僅沒有幫助學生建立“星群”的科學概念,反倒強化了學生關于星座的日常概念。
理想的概念轉變學習是從恒星出發,到星群,再到星座的劃分,最后利用星座來認識恒星:當知道了哪一個恒星屬于哪個星座,就能夠在天空中很容易找到它。怎樣才能讓學生理解呢?不妨打一個比方:全校有那么多同學,認識其中的某一個同學是很困難的,但是如果我們知道他是哪個班級的,就能比較容易地找到他了。班級是由一個個同學組成的,它為認識每一個同學提供了方便,就像將星空劃分為若干星座為我們認識其中的每一顆恒星提供了方便一樣。認識到星座劃分的意義之后,學生再去畫星座,就有了一個新的視角:畫星座是為了更好地認識每一顆恒星。此時,學生所畫的星座圖會成為他建構自己星座概念的重要方法,是他對星座概念個人理解的外顯,而不僅僅是畫了幾個美麗的圖案而已。
生長點二:方法積累——我的情境,我的研究
這里的方法積累是指學生對一系列科學方法的習得,包括文獻研究、觀察、實驗、匯報交流等。一個科學概念能否得到發展,在很大程度上取決于學生采用一定的科學研究方法后獲得了怎樣的證據。學生學習運用一定的科學方法去研究問題,這本身就是要學習的重要內容,而不能僅僅告訴學生科學家是怎樣認識世界的。強調方法積累,不僅要會用科學的方法,還要知道為什么要用這樣的方法,研究問題時究竟用怎樣的方法更恰當,從而使科學方法真正為學生所掌握,變成他們手中研究科學問題的利器。
方法積累的難點在于對方法的選擇和運用都要成為學生自己的事情,教師不僅要幫助學生有效地運用方法解決問題,如成功地完成一個實驗以驗證自己的觀點,還要致力于促進他們反思實驗方法的合理性和必要性,在下次遇到類似的問題時能夠想到用做實驗的方法來開展探究。教師要做的不僅是鼓勵學生嘗試各種科學方法來研究問題,更要創設問題情境,給學生機會運用已經掌握的方法,不斷地積累經驗,提升能力。
以《看星座》這一課為例,很多教師會在教學中將“畫自己的星座”這個方法作為發展星座概念的主要手段,他們會給學生提供星空圖,讓學生畫出自己的星座圖,并給星座取一個好聽的名字。這其實是對人類劃分區域認識恒星的科學方法的復演。然而,大部分老師們給學生提供的是“全天”星空圖,在這樣的圖上“作畫”,僅僅是對人類過往研究方法的溫習而已,誰能在真實的情況下看到“全天”星空呢?當人們在星空上“畫下”第一筆的時候,他們看到的真實情景是怎樣的呢?這樣的情境并沒有在學生眼前“復演”。
理想的做法并不是讓學生在“全天”星空圖上隨意地畫出圖案,而是首先將學生帶到所在季節、所在時間、所在地點的“夜空”之下,讓他們看到頭頂上星空的真實景象。或許在現在的環境條件下我們很難看到滿天繁星,這時就可以運用信息技術手段將星空“再現”,給學生提供經驗的補充。怎樣才能更好地觀察和研究這些恒星呢?帶著這樣的問題,學生有可能會想到給相近的恒星劃分區域的方法。這時,“畫星座”的方法就變成一種現實需要,此情此境下,學生回到了“古人”的身邊,與他們一起勾勒星座的邊際。顯然,這樣的學習才是屬于學生自己的學習,是“我的研究”。
生長點三:互動生成——我們的知識,我們的科學
在科學課的學習中,師生圍繞共同面對的科學問題,模仿科學家的研究結成一個“學習共同體”,在深入的生生、師生互動中,運用研究方法,發展科學概念。從這一意義上說,互動是科學學習發生和維系的內在機制。我們可以從兩個層面考察師生間的互動。表層的互動是形式上的,如課堂上師生間想法的表達、傾聽,對經由探究活動所形成的初步結論的交流與分享,師生共同營造良好的互動氛圍,等等。這是絕大多數老師在課堂上都能夠做到的。
容易被忽略的是深層的互動,即共同體中每一個成員之間在知識理解上的互動。在共同的問題情境中,不同的人有不同的認識,這些認識不僅要得到表達與分享,更要能夠相互博弈、融合、促進,能夠在相互影響中得到認可、遭到批判,進而生成新的知識。在一個“學習共同體”中,還要能在個體的互動中生成共同的認識——我們的知識。這樣的科學課才能真正變身為科學研究的“場”,這樣的學習才更加符合人類認識科學的本來面目。
然而,如此的互動生成在科學課上是很難做到的。從科學課程的內容上看,學生要學習的所有知識都是曾經被科學家研究過的,所有的定義、規律和原理都被反復論證過,看起來很難再有發展的空間。所以,大多數的課堂上所互動生成的都是這些被確認過的知識點,教師作為“中繼站”將科學知識轉告給學生,學生作為“接收終端”獲取這些知識。
真的沒有互動生成的空間了嗎?不是。
作為傳播者的教師,他們對所傳遞的科學知識一定有自己的理解,傳授時一定不是一成不變的“轉告”,而是融入了個人解讀的“轉譯”;作為接受者的學生,他們對于所學的科學知識也一定有自己的理解,學習時一定不是一成不變地“接受”,而是經過了自我加工后的“接納”。教師一定不能以狹隘理性主義來建構自己的課堂,而要在堅持科學課程的理性色彩的基礎上,凸顯師生對客觀知識的個性注解,從而在課堂上讓學生學到注入個人見地的科學知識,學到深深地烙著自我之印的科學知識。
回到《看星座》這一課上來,人類對星空的每一個局部——星座、恒星,都濃縮著人類星空探索史的“全息圖像”。對此,作為“學習共同體”成員的科學老師和學生,“我們”是怎樣認識星座的,是怎樣認識星空的,所有的觀點都應該得到充分的討論。認識星座不是目的,由看星座引發的思考才是應該珍視的。理想的課堂,似乎不應該滿足于學生能夠畫出自己心中的星座,還應該深入討論為什么要這樣去劃分區域;不能滿足于分享各自的劃分方案,還應該在相互比較中協商怎樣的劃分更加合理;立足點也不能僅限于星座,而應該聚焦到某一顆恒星上,去深究不同的劃分將這一顆恒星定位在了怎樣的位置上。作為一個“學習共同體”,我們還要商議是否能夠形成我們都比較認同的星座劃分方案,若在否定我們自己的星座劃分的基礎上轉而接受國際天文學聯合會制定的星座劃分標準,將會進一步加深我們對星座的認識。
在學習過程中,教師也應該將個人對星座的理解訴說給學生聽。如一位教師在課堂上以一段發生在自己身上的故事給課堂結尾,他說:“我小時候從來沒有看到過一個完整的星座,因此隨后的很多年我都懷疑星座是否真的存在。直到2004年的一個夜晚,我在高速公路上無意間透過車窗看向天空,竟然清楚地看到了北斗七星,它就像一幅畫一樣掛在那里。從此,我對星座充滿了敬畏。”這位教師的故事雖然只是他個人的,可是卻在孩子們心中埋下了種子。或許不久的將來,或許若干年后,當學生偶爾有機會真的在荒野、海邊、山頂上看到北斗七星的時候,他一定會想起老師的話來,一定會在內心深處激起一份深深的共鳴。課堂也因此升華——凝聚“我們的知識”,成就“我們的科學”。
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