科學課應追求深度與寬度的共生發展

課改以來，我們的小學科學教學中流傳著這樣一種理念，叫“一英寸寬，一英里深”。所謂“一英寸寬”是指在課堂教學中知識內容要盡量少一些、精一些。“一英里深”是指具體到每一個教學內容要充分展開，放手讓學生去探究，像科學家一樣經歷完整的探究過程，同時搞清楚知識的來龍去脈，突出了探究的深度。合起來，簡而言之就是說，要縮減科學知識的教學，提升科學探究的深度。筆者以為，上述理念在我國小學科學教育的現狀之下值得重新審視、仔細推敲。

一、 矯枉過正的現狀

上述這種提法來源于歐美等發達國家的科學教育理念，形象生動，便于理解。相比較于我國傳統的科學(自然)教學中過于重視科學知識的學習，過于追求課堂知識掌握的效率，忽視學生的主動發現和探索，不注重讓學生嘗試經歷科學現象和原理的發現過程等等不好的理念而言，這種提法起到了很好的糾偏作用。它使老師們認識到，科學知識的掌握并不是科學教學的惟一追求，讓學生機械記憶科學知識、機械模仿科學實驗只能培養出技術型人員，卻無法培養出創造型人才。

正因為它有如此顯而易見的優點，所以在課改風潮之下很快風靡開來，不少學者、教學一線的老師們紛紛撰文贊揚這種理念的優點，并結合教學實際總結出了很多貫徹這種理念的操作辦法。我們如今的科學課堂確實處處可見探究的場景，隨時閃現創新的火花，這與“一英寸寬，一英里深”理念的風靡一時是分不開的。

但是，任何事物如果偏離了正常的發展軌道常常會由一個極端走向另一個極端。“一英寸寬，一英里深”的理念過于強調追求探究的深度，極度忽視科學知識的學習，這讓我們的科學教學中閃現出另一種不好的苗頭——過于強調科學探究，把探究視為科學教學的全部，忽視甚至淡忘了科學教學的知識目標。這樣的教學方式使師生一門心思搞探究，不注重對探究后形成的科學結論加以討論、分析、梳理，進而形成新的知識框架。還有，把大量的時間花到了科學探究中，導致學生科學知識的掌握程度達不到與其年齡相匹配的應有程度。長此以往，學生的科學學習常常停留在一些零散的問題和現象研究上，對于科學學習缺少整體把握，對于科學知識無法形成有效的結構，進而影響到科學思維的形成和科學探究的開展。

二、 共生發展的訴求

根據國家的課程設置，小學階段學生的科學課時是固定的，從三年級開始，每學期大約40課時，八個學期大約320課時。如果我們不考慮科學知識與科學探究的交叉兼容性，把兩者之間的時間劃分用簡單的數學原理來表述:要想增加科學探究的深度，必須付出更多的時間，在時間總量一定的情況下，增加了科學探究的時間必然會削弱科學知識學習的時間，反之注重了科學知識的學習，科學探究的時間又得不到保證。所以，“一英寸寬，一英里深”的關鍵含義就在于突出強調科學探究的重要性，為了讓科學探究得以強化，不惜壓縮甚至放棄科學知識的學習。強調了“一英里深”，就不可能再有“一英里寬”，“一英寸寬”只能成為了一種無奈的選擇，魚和熊掌無法兼得。

當然，科學知識與科學探究之間的關系未必如此簡單，其時間的劃分并不簡單是數學原理中的“和減一個加數等于另一個加數”那么簡單。科學探究的過程當中始終離不開科學知識的參與，學習者首先要調用頭腦中許多的相關科學知識作為探究的“前概念”。比如研究磁鐵的性質，首先總得了解孩子對于磁鐵已經知道了些什么，有的孩子知道磁鐵也叫吸鐵石，能夠吸引鐵的東西，有的孩子知道哪些地方要用到磁鐵(但不知道為什么要用，怎么用)，這些就是探究磁鐵性質的前概念，通過學生的發言交流和討論等形式，這種“前概念”還會在學生之間相互補充和完善。探究過程中會發出許多新的探究結論，比如磁鐵都有磁極，同極相互排斥、異極相互吸引，磁鐵具有指南的性質等等。這些探究的結論會轉化成科學知識儲存到學生的頭腦中，對學生關于磁鐵的知識系統形成升級。

科學知識的習得也不完全依賴于傳統的講授法，很多科學知識的掌握方式來源于學生的主動學習，或者是在探究過程中遇到挫折和知識障礙時的有目的、有選擇的主動學習。因此說，科學探究和科學知識之間不是截然分開的，不是相互完全不兼容的排斥關系。但是，有一點是肯定的，只要在具體內容的探究上投入了更多的精力，必然影響到學生對于這一研究專題視野的拓寬。

還以磁鐵性質的研究為例:如果在教學中，我們開展深度探究，讓學生就磁鐵有兩極，同極相斥、異極相吸這一科學現象進行研究。我們可能要設計讓學生通過玩磁鐵發現不同磁鐵的兩側靠近時，有時吸引有時排斥這樣的教學環節。接著引導學生探究什么情況下吸引，什么情況下排斥呢?通過討論列舉出N——S、S——N、N——N、S——S四種情況的詳盡的實驗方案，進而得出同極相斥、異極相吸的科學結論。如果按照“一英寸寬，一英里深”的理念，我們接下來還要設計用已知磁極的磁鐵去檢驗、標明未知磁鐵的磁極的探究環節，還要考慮去探究一根斷裂的磁鐵，其是否仍然具有兩極，其磁極的性質是否發生改變等等。就這樣幾個環節探究下來，可能需要兩節課甚至更多的時間，探究的深度是達到了，但是對于磁鐵吸鐵的性質、磁鐵可以用來做指南針的知識、指南針的制作、磁鐵在生活中的應用等知識在課堂上就無從著落了。

從生態學的視角來看，科學教學的寬度與深度之間存在著這樣一種相生相克的效應。如果我們過于注重了兩者之間的某一個方面而忽視了另一個方面，那么被忽視的方面必然會成為一種限制因子，抑制我們過于重視的方面的發展，同時自身也受到發展的制約。比如，我們過于重視了探究的深度而忽視了寬度，那么學生的知識儲備的缺失和知識框架的零散必然成為探究向深層次開展的瓶頸;反之，特別注重了知識的寬度而忽視了探究的深度，就會導致學生知識的淺表化，“知其然而不知其所以然”，對于知識與知識之間的關系缺少結構性的、過程性的聯系。

因此，在科學教學中探究的深度與知識的寬度應該并重，讓它們的關系始終維持一種巧妙的平衡，以期達到一種相互包融、相互支持、相互促進、共生發展的良好狀態。這里所指的“共生”，不再停留于生物學視域中的理解，而是立足于教育視野，追求“寬度”與“深度”兩個主體之間相互包融、相互促進的理想狀況，加深對兩者相互依存關系的認識，從而實現雙方的共同發展、實現各自的最優化發展，并共同作用于教育的對象——學生這一主體身上。

三、 教學新路的探索

對于上述的討論與主張，國外的科學教育界其實已經開始關注。美國研究者威廉·艾斯勒和瑪麗·艾斯勒在其著作中指出:在小學中教授科學的人有兩個主要目標，它們同等重要。一是為了幫助學生發展做科學的過程技能;二是為了幫助他們獲取適當的科學內容或信息。[1]這里的前者就是指科學探究，也就是科學教學的深度，后者是指科學教學的知識內容，也就是科學教學的寬度。

基于上述兩者并重的觀點，他們提出了一種新的教學方法——全景科學教學(FSSI)，其核心是建立學習活動的新順序。每個科學主題或教科書的每一章都必須用一系列探究課來引入，這些探究活動涉及所研究主題的主要概念。在探究活動的結尾，學生將會獲得對概念結構的理解，獲得一些做科學的能力以及對若干詞匯的熟悉。然后讓學生使用互聯網、影碟、閱讀材料以及其他學習方式來增加所研究題目的廣度。這樣，建構主義探究——概念結構——信息(CCI)就產生了建構主義探究與相關知識學習的最佳平衡，成為FSSI的核心。[1]

CCI教學順序主要有三個優點:其一，它確保了科學探究的時間和地位，保護了學生的好奇心，發展了他們對科學的態度，為學生提供了具體體驗，發展他們解決問題的能力;其二，它為后來的學習提供了組織，通過探究來教授了單元中最重要的觀點，為后續學習活動提供了概念結構，又通過直接方式如閱讀、聽、看幻燈片等獲得了新信息，讓新觀點、新信息和學生以前相關的概念得到了結合;其三，它幫助初學者學得更輕松，學生在已經經歷了涉及課本內容的主要概念的探究課后，再去閱讀相關知識的資料就會變得更輕松自如，會比單純進行知識學習獲取更多的東西[1]。

應該說，全景科學教學思想確實對教學深度與寬度的矛盾提出了很好的解決方案，既保證了科學探究的有效實施，又讓科學知識的學習和拓展建立在探究體驗的基礎上。但是，結合我國科學教育的現狀，還是有許多理念和做法需要做本土化的調整和改進。如我國學生科學基礎不盡如人意，探究意識也顯薄弱，如果在每個單元教學的開始就直接進入核心內容的探究，由于沒有相關的知識準備和較強的探究能力，常常使探究過程陷入僵局，進而使整個單元的教學陷入進退兩難的被動境地。再比如說，全景教學思想的最后一個環節的信息化學習，需要相關信息的大量鋪陳，媒體設備的立體交叉使用。但是，我國目前的科學教育當中，課程資源建設相當薄弱，加之科學教師隊伍以業余、兼職為主，他們騰不出更多的時間和精力，也沒有足夠寬廣的科學視野去準備相關的課程資源包供學生在單元教學中進行科學知識和信息的集中爆炸式學習。

上述種種弊端決定了我們不可能照搬美國的全景科學教育思想，而是應該結合中國國情和小學科學教育的現狀做本土化的揚棄和改進。

在保留全景科學教學思想這種大單元教學的前提之下，我國的小學科學教育可以嘗試“研討——探究——梳理——發散”這樣的四步教學方法。

所謂研討，是安排在每個教學單元開始的一個起始環節。其主要作用在于了解學生對于本單元教學內容的“前概念”狀況，就是說大家對于新知已經了解了多少，這種前概念的對與錯，多與少是因人而異的。我們通過適當的提問和交流有助于辨析和剔除學生中錯誤的前概念，并且使大家的知識基礎的水平逐漸趨向于同一起跑線，為后續的探究環節打好鋪墊。相對中國學生的科學基礎和獨立探究能力而言，這個環節是必須的基礎和鋪墊，是探究活動能否順利實施的關鍵所在。

探究環節是四個步驟中的重點環節。小學科學課程標準當中就明確提出了小學生進行科學學習應該以探究為核心，科學課程要向學生提供充分的科學探究機會，使他們在探究過程中體驗學習科學的樂趣，增長科學探究能力，獲取科學知識等等。[2]因此，我們應該毫不猶豫地選擇單元教學當中重點的，并且適合學生開展探究的內容讓學生開展探究式學習。并且應該在探究中掌握核心知識，升級自己的相關知識儲備，并力圖在探究過程中不斷產生新的、有價值的問題，使科學探究不斷走向深入，這樣的探究式學習才是高質量的、有意義的。

通過梳理環節，要幫學生厘清整個探究過程的前后層次和順序，梳理出探究過程中產生的對自己有價值的發現和結論，并力爭使這些結論條理化、結構化，成為對單元知識學習的核心知識框架。同時，還應該幫助學生反思和發現探究過程當中出現的疏漏和不嚴謹的地方，共同尋找解決問題的最佳途徑，這種最佳途徑可以是基于自身實踐的，也可以是學習和借鑒前人對于該問題的更好的解決辦法。通過梳理，應該引導孩子們發現單元當中還有許多通過前面的研討和探究活動尚未能獲得解決的問題、尚不明白的諸多問題，為后續的發散、拓展環節做好鋪墊，提供主動學習的動力。

最后的發散環節主要幫助學生根據前三個環節尚未解決的問題，尚需進一步了解的知識點通過各種途徑來進行主動的搜索和學習，以達到知識學習更立體、更豐富、更全面的目的。和全景科學教育模式當中的“信息學習”環節相比，這種模式當中學生對于科學知識學習的需求更強烈，目的性更明確。同時，因為學生學習的主動性，對于老師進行單元課程資源整理工作的需求壓力產生了較大的緩解作用，適當彌補了我國科學教師隊伍整體薄弱的缺憾。

參考文獻

[1] 威廉·艾斯勒，瑪麗·艾斯勒.科學課與建構主義[M].吉林:長春出版社，2008.39～48.

[2] 中華人民共和國教育部.科學(3～6年級)課程標準[M].北京:北京師范大學出版社，2001.2.