像科學(xué)家一樣做科學(xué)

林建鋒　吳彬

2013年公布的美國新一代科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)（NGSS），提出了“科學(xué)實(shí)踐”，它的全稱是“科學(xué)和工程實(shí)踐”。該標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)了科學(xué)課程構(gòu)建的三個(gè)維度和8個(gè)實(shí)踐類型。中央教科所郁波（2014）將“科學(xué)實(shí)踐”解釋為，學(xué)生應(yīng)該像科學(xué)家了解、認(rèn)識(shí)自然世界的過程那樣來學(xué)習(xí)科學(xué)。從教學(xué)的層面上可以具體理解為，學(xué)生需要通過實(shí)踐進(jìn)行核心概念的有效學(xué)習(xí)，這種實(shí)踐應(yīng)該與科學(xué)家的研究更為相似。

筆者認(rèn)為“科學(xué)實(shí)踐”作為一種新的教學(xué)理念的提出，對(duì)當(dāng)下小學(xué)科學(xué)課堂的意義在于，甄別什么樣的探究才是符合科學(xué)本質(zhì)的探究。科學(xué)家的研究核心點(diǎn)于自我引導(dǎo)——自己發(fā)現(xiàn)問題，自己解決問題，在此過程中，有高水平思維的大量參與。我們可以用這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)審視當(dāng)下的科學(xué)課。

教科版小學(xué)科學(xué)六下年級(jí)第二單元第四課《小蘇打和白醋的變化》，目前上課的常用模式是，教師先講清楚實(shí)驗(yàn)要求和步驟，然后學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并做好觀察記錄，最后交流。但由于此課后半個(gè)實(shí)驗(yàn)要進(jìn)行氣體檢測(cè)，教師會(huì)把大量的精力花在氣體如何檢測(cè)上。這樣的教學(xué)方式，存在以下幾個(gè)主要問題：

一是不符合探究的要求。在未實(shí)驗(yàn)之前，就詳細(xì)講述氣體檢測(cè)的方法，不就是告訴學(xué)生這個(gè)實(shí)驗(yàn)會(huì)產(chǎn)生氣體嗎？實(shí)驗(yàn)未做，結(jié)果先知，這樣會(huì)導(dǎo)致學(xué)生的關(guān)注點(diǎn)集中在氣體上，而忽視“我要干什么”，使得目標(biāo)偏離或缺失。

二是造成學(xué)生關(guān)注點(diǎn)混亂。在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，老師要求學(xué)生既要關(guān)注白醋和小蘇打的變化，又要關(guān)注氣體檢測(cè)，導(dǎo)致小組內(nèi)組員的關(guān)注點(diǎn)混亂，爭(zhēng)執(zhí)不下，依據(jù)都是“老師讓我們這樣做的”。從本單元的單元目標(biāo)上看，氣體檢測(cè)非本單元的重點(diǎn)，重點(diǎn)是關(guān)注化學(xué)變化伴隨的現(xiàn)象，但由于教師的行為造成喧賓奪主。

三是學(xué)生高水平思維被限制。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)是教師規(guī)定的實(shí)驗(yàn)，學(xué)生被要求按照教師的步驟進(jìn)行，才能成功實(shí)驗(yàn)。這訓(xùn)練的是學(xué)生在執(zhí)行既定步驟的思維，這種行為的訓(xùn)練類似于把一個(gè)零件按照要求裝好，這顯然是不符合科學(xué)教學(xué)培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力的本質(zhì)追求。

如何破解這一難題？筆者經(jīng)過兩年多的實(shí)驗(yàn)，提出了“活動(dòng)一研討學(xué)習(xí)一再活動(dòng)”的教學(xué)模式，取得了很好的效果。表1是這一教學(xué)模式的應(yīng)用案例。

表1：“活動(dòng)-研討學(xué)習(xí)-再活動(dòng)”在《小蘇打和白醋的變化》中的實(shí)施

這種教學(xué)模式最大的特點(diǎn)是，前后學(xué)生進(jìn)行類似相同的實(shí)驗(yàn)，所用的器材幾乎是一樣的，但對(duì)于學(xué)生來說，兩次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)的內(nèi)涵和發(fā)展意義是完全不同的。

一是學(xué)生知道自己要做什么。前后進(jìn)行兩次實(shí)驗(yàn)活動(dòng)，學(xué)生會(huì)自我修正，自我提升，自己知道自己研究的目的，不斷反思，逐漸清晰。第一次實(shí)驗(yàn)，學(xué)生是沒有經(jīng)驗(yàn)的，需要冒一定的風(fēng)險(xiǎn)，學(xué)生在發(fā)現(xiàn)現(xiàn)象的同時(shí)，產(chǎn)生很多問題：在這個(gè)實(shí)驗(yàn)活動(dòng)中，絕大部分的學(xué)生會(huì)認(rèn)為自己操作得不如意；由于學(xué)生的個(gè)體差異，關(guān)注的細(xì)節(jié)不盡相同，在交流中學(xué)生互相學(xué)習(xí)，引發(fā)自我實(shí)驗(yàn)修正的想法，交流啟發(fā)了一些學(xué)生新的嘗試；在第一次實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，學(xué)生獲得了經(jīng)驗(yàn)，在交流中會(huì)意識(shí)到自己實(shí)驗(yàn)中的欠缺，知道“我該怎么做”。

二是更符合科學(xué)家的操作。科學(xué)家會(huì)對(duì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)反復(fù)進(jìn)行，直到關(guān)注點(diǎn)消失。設(shè)想科學(xué)家在探索兩種物質(zhì)混合時(shí)，在第一次實(shí)驗(yàn)中就會(huì)去進(jìn)行氣體檢測(cè)嗎？肯定不會(huì)，因?yàn)樗P(guān)注的點(diǎn)不在氣體上，而是在物質(zhì)是否會(huì)發(fā)生變化，或是有什么現(xiàn)象產(chǎn)生。這個(gè)過程是由淺入深，由試探性變成針對(duì)性的過程，更類似于科學(xué)家的探究。

三是學(xué)生高水平思維的發(fā)展。這是這種課堂教學(xué)模式能被應(yīng)用的最為核心的理由。前后兩次實(shí)驗(yàn)雖為同一實(shí)驗(yàn)，但兩次實(shí)驗(yàn)中學(xué)生的思維水平是不一樣的。如果說前一次的實(shí)驗(yàn)是帶著風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行的，那么第二次學(xué)生就會(huì)帶著目標(biāo)，憑著經(jīng)驗(yàn)調(diào)整自己的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生會(huì)自信這個(gè)實(shí)驗(yàn)是可控的，我能完成的。這時(shí)學(xué)生的思維不是單一的低水平思維，而是自己設(shè)計(jì)自己的實(shí)驗(yàn)，這需要全面地思考實(shí)驗(yàn)中的每一個(gè)細(xì)節(jié)，知道每一個(gè)步驟的操作要點(diǎn)，甚至要對(duì)新突發(fā)事件做出比較準(zhǔn)確的決策。這種思維更類似一個(gè)工程師在進(jìn)行一項(xiàng)工程時(shí)的思考，這種思維與在執(zhí)行教師實(shí)驗(yàn)步驟的操作時(shí)是完全不同的，這就是我們的科學(xué)課提倡的“科學(xué)思維”。

“活動(dòng)—研討學(xué)習(xí)一再活動(dòng)”這種教學(xué)模式最大的優(yōu)點(diǎn)在于促進(jìn)學(xué)生思考，學(xué)生的高水平思維能得到參與訓(xùn)練，這是符合科學(xué)本質(zhì)的核心點(diǎn)。但科學(xué)教學(xué)的課堂千變?nèi)f化，類型眾多，教師不能僵化地選用一種或幾種模式，要根據(jù)學(xué)生、教師、教學(xué)內(nèi)容的實(shí)際，科學(xué)確定。

[作者單位：紹興市上虞區(qū)城東小學(xué) 浙江]