科學探究 = 科學思維 ?

從二十世紀九十年代末開始，為增進學生對科學本質的理解，提高學生的科學技能，世界各國紛紛把科學探究作為一種重要的教學策略納入課程改革綱要，科學探究成為了人們期望的讓學生領悟科學本質的教學方式。我國的《科學課程標準》也指出“科學學習要以探究為核心”，這個理念正被廣大教師努力的付諸教學實踐，課堂中活動和實驗逐漸替代了教師的講解，學生有了更多的機會參與學習活動。雖然我們的本意是通過科學探究促進學生對科學本質的理解，培養學生的科學思維，然而靜思課堂，是否學生經歷了完整的科學過程，就一定能內化為科學的思維方式？

一、科學探究的方向來自于學生嗎?

案例：《預測》

預測是蘇教版教材五年級上冊的內容，教材對預測的定義是根據現有證據和已有的經驗，對事物和現象的未來變化作出推測。教師據此安排的教學環節為：

教學環節一：教師出示一個裝有100ml水的透明玻璃杯、4顆玻璃球，請學生預測將玻璃球放入水中，水位會有變化嗎？然后將玻璃球放入水中，驗證自己的猜測是否正確。

教學環節二：教師出示一個裝有100ml水的透明玻璃杯、5克鹽，請學生預測將鹽放入水中，水位會有變化嗎？然后將鹽放入水中，攪拌溶解后驗證自己的猜測是否正確。

這個教學案例，從教師的設計上看，尊重學生的主體地位，讓學生根據材料提出預測，然后實驗操作驗證自己的預測是否正確，教學的流程也符合科學探究的主流形式。學生在整個活動中興趣盎然，課堂氣氛很活躍，但是撥開熱鬧的面紗，呈現的是什么呢？如果站在學生的角度，我要問：為什么要做這兩個實驗？實驗結論對學生今后的科學思維有幫助嗎？第一個教學環節，玻璃球放入水中，水位會上升，這是低年級的孩子都知道的淺顯的日常現象，作為5年級的學生還需要走預測、驗證的流程嗎？第二個教學環節，學生有由玻璃球到鹽的主體實驗材料變化的需求嗎？從教學中我們看到，學生之所以由研究玻璃球跨越到研究鹽，不是因為生活現象引發的思維碰撞，而是因為教師提供的材料和主體引導問題發生了變化。其實不管是玻璃球還是鹽的研究，這個主要的探究方向是教師用材料暗示給出的，離開了課堂，學生可能仍然不知道為什么要研究這兩樣物質，不知道研究這兩樣物質放入水中的變化在以后的生活中有何幫助。也許有教師會認為，根據教材對預測的定義，教師用這兩個教學環節已經很好的解決了此知識點。可是離開了無生命的純科學概念，學生能通過本節課的學習具備一定的科學思維，知道自己在什么樣的情況下需要科學預測、如何預測嗎？能理解科學預測的必要性嗎？長此以往會給學生什么樣的暗示呢？學生也許會認為，自己想什么不重要，需要做什么也不重要，只要按照老師提供的材料動手玩一玩就可以了。那這樣的課堂，這樣的探究行為，對學生的科學思維的形成、科學素養的提高是有百害而無一益的。因而，我覺得，教師在喧鬧的課堂背后要客觀、冷靜的反思自己的課堂，通過反思，逐步嘗試用心觀察學生的言行，真正的從孩子的身上發掘課堂的生成點，避免出現為探究而探究的現象。

二、科學觀察的能力我們重視了嗎？

案例：《怎樣加速溶解》

《怎樣加速溶解》是教科版四年級上冊的教學內容，主要教學目標是讓學生能觀察比較出不同方法是否影響物質的溶解速度。師生討論后達成一致的猜測共識，加熱、攪拌和搗碎的方法可以加快溶解，然后運用探究實驗分別去驗證猜測是否正確。我們以攪拌環節為例，師生討論定量為：兩個同等大小的透明燒杯、等量的水、等大的肥皂塊，同時將肥皂塊放入水中。變量為：一個燒杯攪拌、一個燒杯不攪拌。實驗觀察匯報如下：生：我們看見越攪拌肥皂越小。師:那么說明說明？生：攪拌的溶解的快！師：大家都看到攪拌的那杯肥皂塊溶解小下去了，那我們可以得到結論？生：攪拌可以加快溶解的速度。

觀察能力是一項很基本但卻很重要的科學研究能力，蘇教版教材三年級下冊專門安排了《觀察與測量》單元，意在讓學生在科學之旅起始之初就認識到觀察手段的多樣性、科學觀察的必要性。教材用一系列逐層推進的活動讓學生體會到科學觀察不等同于感官的觀察，科學觀察不是簡單的看一看，是需要對被觀察對象有準確的說明、精確的描述、客觀真實的記錄等等，因而，借助科學儀器的幫助是必不可少的。可是在實際的教學過程中，教師也許沒有意識到科學觀察本身就是科學探究的一部分，這種觀察的主動性應該是貫穿3年的科學學習之中，并逐漸成為一種能力。實際教學過程中，教師雖然在課堂上強調探究實驗時要仔細觀察，可多數時候那只是一種口號，對學生提出的也僅是淺層的觀察要求，用肉眼看一看而已，使得學生總在觀察，而沒有學會科學觀察，更談不上科學的思維了。如本案例片段，學生的確在觀察比較肥皂的大小變化，不論是攪拌的方法還是其他的方法，教師關注了變量和定量意識的滲透，也提醒學生要仔細觀察，但是，從師生實驗前的討論看，從學生實驗后的匯報看，師生都沒有將科學觀察作為實驗的必要環節，沒有學生提出要測量一下實驗肥皂塊的重量，沒有學生提出要對溶解的時間分別計時。而在加熱與溶解速度關系的實驗中，也沒有學生提出要測量兩杯水的不同溫度究竟是多少。教師也沒有提供相關觀察、測量材料，學生沒有提出要使用，在“這個比較快，那個比較慢”的籠統、模糊的匯報中推理出所謂的科學結論，沒有了科學觀察的數據作為理性支撐，學生又用一個熱熱鬧鬧的探究實驗來驗證生活常識，這樣的科學探究實驗對學生有意義嗎？學生不會科學觀察，沒有這樣的意識，總停留于事物的表面現象，那科學思維從何而來？科學素養何來提高？

三、實驗結論的數據支撐來自全體嗎？

案例：《擺》

本課是蘇教版教材四年級下冊《物體的運動》單元的內容，著重研究擺的快慢與什么條件有關。在研究“擺錘的重量與擺的快慢是否有關”的實驗中，師生討論的定量為：擺線的長度為10厘米、擺角不變和每次計時15秒。變量是：擺錘的重量，每次增加一個鉤碼。實驗后數據匯報組的擺的次數是完全一樣的。教師根據數據匯報問：“你們發現什么規律了嗎？”學生說：“擺的次數與擺錘的重量無關。”這時，有一個組的孩子說：“好像不是的。”教師問：“為什么？”學生出示了他們組的數據：

擺錘重量

擺的次數第一次第二次第三次最后結果

一個鉤碼19191919

二個鉤碼18191818

三個鉤碼17171717

教師問其他的學生：“你們同意他們的觀點嗎？”學生說：“不同意。”然后教師說：“你們都覺得擺的次數與擺錘的重量無關，是嗎？”大家答：“是。”于是教師對這組的孩子說：“那我們先看其他組的數據，下課再做一次看看，好不好？”

學生無奈的坐下，教師接著開始下面的教學流程。

這樣的場景在日常的教學實踐中我想是很常見的，每當出現有的組和教學所需結論數據不符時，教師常以“課后我們再討論”“你們有時間再試試”等語言來搪塞孩子，然后以符合要求的完美數據進行分析得到探究實驗的所謂結論，有的教師不僅認同這樣的做法，甚至覺得這還是有教學機智的表現。其實案例中數據的偏差真的要等到課后解決嗎？也不盡然，我看到，該組的鉤碼是一個連一個懸掛的，而不是并列掛置的，這樣就不僅改變了擺重，而且改變了擺長，因而出現了數據的誤差。如此簡單的現象，教師為何不敢走下講臺看一看呢？不去實質分析一下偏差的原因，首選搪塞敷衍呢？普遍的原因是，我們的老師結論指向性太強烈，擔心這樣的另類數據會擾亂課堂節奏；同時教師的底蘊不足，只重視實驗結果而忽視過程，淡化數據分析，不愿去分析另類數據，更不敢去探尋另類背后的故事。這樣的不愿、不敢，雖然表面上課堂教學很順利，學生也充分動手了，實驗結論符合教材要求，但是卻給了學生這樣一個潛意識：教師的結論是毋庸置疑的，做實驗只不過是走過場，是個形式，如果實驗得到的數據是和老師需要的結論要符合的就是正確的，如果不相符合就是自己的實驗出了問題，就要聽老師的或者看其他組的數據。這樣的暗示長此以往讓學生忽視了科學探究的嚴肅和嚴謹性，為了迎合教師而瞎編數據、挑選合適的數據填寫以及產生缺乏批判精神的從眾心理。這真的是我們費力引導孩子去做探究實驗而期待的結果嗎？這種思維模式下的孩子能逐漸樣成科學思維能力嗎？

科學探究，作為一種引領學生親歷自然及科學世界的活動方式，我們需要的不是其虛假的、空洞的活動外殼，而是期待著我們學生在一次次的探究活動中真正獲得科學思維的能力，讓科學思維方式引導自己的生活、學習。

【作者單位：鎮江市潤州區教研室江蘇212002】