讓學生簡約地重演科學探究的過程

曾寶俊

主持人語

隨著科學學科新課程標準修訂的啟動，我國的小學科學教育將從原來的三年級下延至一年級。目前，國內對于低年級科學教育的研究尚屬空白，低年級兒童的科學課堂形態、上課模式、兒童科學學習的心理特點，是擺在廣大科學教師面前的重要研究內容。本期專題旨在幫助一線專職科學教師和兼職科學教師厘清對低年級科學教育的基本認識，同時提供低年級科學教學的實踐案例，為低年級科學教育實施路徑做一些有益的探索。

7-8歲是小學的初始階段，該年齡段的兒童剛剛從幼兒園進入小學，他們的心理、行為、思維方式具有明顯的幼兒特征：好奇、好問、好動手，喜歡探索，直觀、形象的事物容易引起他們的注意，同時他們還具有強烈的求知欲望，這是培養他們科學興趣，體驗科學觀念、精神、態度的重要時期。怎樣利用好這段時期，使學生在培養科學素養方面有個良好的開端呢？

一、低年級的科學課堂應該是有“問題”的課堂

好奇是探究之始，人類的好奇心是與生俱來的原始特質。因為好奇，人類從遠古的洪荒之中探索周遭，審視自我，一步步從自然世界走向文明社會。兒童也擁有這樣的特質，我們常從學生們的口中聽到這樣的問題：

人從哪里來？宇宙是不是無限的？飛機為什么會飛？他們為什么發生戰爭？他們為什么把樹砍掉？那些人為什么那么可憐？……

很多時候，成人會對這些問題一笑而過，不會認真地對待，更沒有想過問題背后的意義。其實在學生問題的背后，有著人類持續關注的話題。

演化與遺傳、生命的基因；宇宙的起源；科技與文明；戰爭與和平、人口與資源；生態保護與經濟開發；社會矛盾與階級、資本主義和社會主義……

只要將這些話題與學生們提出的問題一一對應，你就會發現，成人關注的自然、社會的話題都來源于學生最本真的發問。

美國教育家尼爾·波斯特曼說過：“孩子們入學時像個問號，畢業時像個句號?！毕胂胛覀兊膶W生，剛剛入學時，他們懷著多么激動的心情跨進學校的門檻，懷著多么深切的眼神注視著老師。而這之后，甚至只有幾個星期、幾個月之后，閃爍在他們眸子里的火花漸漸熄滅，他們對單調劃一的學習感到厭倦，對缺乏溫情的教師感到失望。為了“顧全大局”，只能一忍再忍，在“忍耐”中泯滅了創造力，在無奈中變得消極，變得冷漠。

探究活動是圍繞著一個需要解決的實際問題而展開的，其中以兒童親歷探究過程、最終實現問題的解決為終極目標，其關鍵在于讓學生在開放的環境中自主地發現和提出問題，提出解決問題的設想，并根據設想選擇解決問題的科學方法。在多種實踐活動中學生收集資料，分析資料，得出結論，他們表達思想和交流成果的綜合能力得到鍛煉，所以，對于一年級的學生而言，關注和培養他們的問題意識尤為重要，這是學生主動探索，主動學習的切入口。

當兒童提出各種各樣的問題時，教師應給予積極的回應，表示由衷地贊賞和鼓勵，并敬佩他們勇于實踐的精神；當學生提出在成人看來比較幼稚的問題時，不應該嘲笑他們；當學生提出連我們都不知道答案的問題時，不應該回避或岔開，更不應該斥責學生來保持我們的尊嚴、掩蓋我們不懂的真相，我們要理解、支持并加以引導，訓斥兒童或讓他待著別動會使他與生俱來的探究精神逐漸消退，甚至泯滅。

二、低年級的科學課堂應該是有“實踐”的課堂

兒童不僅會發問，而且他們還是一個勇于行動的實踐者、一個通過直接經驗來認識事物的人。他們喜歡用最直接的方式來感知這個世界。例如，雨天孩子總是喜歡踩水、趟水玩，面對一汪積水，小孩子其實只是想感受一下：如果我一腳踩下去，會發生什么事？水會漫過我的腳嗎？會不會從我的腳趾縫擠上來？緊接著，他們一腳踩上去，一步步趟過去，以證實他們的想法。不僅如此，兒童還不怕失敗，多次嘗試，不斷排除無關因素，逐漸接近答案。

例如：在教《不倒翁》一課時，教師讓學生想辦法把不倒翁扳倒，看誰的辦法多，這樣學生興趣高漲了，在實踐中找出了多種扳倒不倒翁的方法：有的把不倒翁底部的橡皮泥取出來；有的在不倒翁的頭部加橡皮泥；有的把底部換成平底；有的在底部加上幾只腳……最后，教師讓學生恢復被扳倒的不倒翁。通過實踐，學生發現了不倒翁不倒的秘密：上輕下重，底部是圓球形。

低年級科學教學的實質是要指導學生從“探究”中發現問題、提出問題、研究問題、解決問題。讓學生簡約地重演科學家探究的過程，像科學家那樣去探索大自然的秘密，盡管他們所做的、所想的、所說的、所看到的很幼稚，但他們會從“探究”中不斷獲得新認識，會從幼稚逐步走向成熟。

科學家是處于一定的歷史階段，選擇自己熟悉的、感興趣的研究內容；而學生則處于教師設定的情境之中，按自己的想法去支配材料。從實踐的程序來看，兒童和科學家經歷了大致相似的探究和發現過程，但每個環節都存在不同程度的差異。他們都面對未知，科學家面對的是人類的未知，兒童面對的則是人類已知而他們自己的未知；他們都運用已有經驗提出假設，科學家是在前人研究和自身觀察的基礎上進行推論和假設，文獻資料具有重要的意義，而兒童只是在自身經驗和觀察的基礎上進行假設；他們都對自己的假設進行驗證，科學家經歷漫長的科學發現歷程，甚至需要幾代人的努力，而兒童只是簡約地重演科學發現的過程；他們都要與他人交流和分享發現，科學家將成果公之于眾，供他人分享與驗證，他們的成果是人類共同的財富，而兒童只是在同伴之間、師生之間進行相互質疑和分享交流。

三、低年級的科學課堂應該是有“解釋”和“經驗積累”的課堂

幼兒和小學低年級的學生，對周圍事物的認識和解釋以及所獲得的知識經驗受其原有經驗和思維水平的直接影響，具有“非科學性”的特點，被稱為“天真幼稚的理論”。臺灣學者周淑惠教授在詳細研究了兒童自然科學概念與思維后得出結論：“綜合兒童的另類觀點，足以證明兒童絕非是一個空白的容器，被動地等著他人灌輸訊息；相反地，兒童是一個主動建構知識的個體，在每日生活中試圖去理解周遭事物，并且合理化、意義化他的認知沖突。……對于一個建構知識的個體，在教學上則必須以促其建構知識的方法對待之?！币獯罄鸺獨W兒童教育實踐讓人們也越來越體會并驚喜地發現：兒童不僅僅是一個有能力的學習者，更是一個有能力的思考者、知識的建構者與發現者。他們有自己分析事物的邏輯，有自己獨特的解決問題的方式，更有成人無可比擬的想象力和創造力。

眾所周知，兒童很多時候會從主觀意愿出發，賦予萬物以靈性（即泛靈論）。當問兒童：“太陽會不會掉下來？”時，他們可能會回答：“太陽不會掉下來，因為如果它掉下來，我們就會死。”兒童對事物及其關系的解釋具有“人為的”和“萬物有靈論”的色彩，尤其在七八歲前，他們相信每件東西都是由人所創造的；他們還相信自然界的事物像自己一樣，是有生命、意識、意圖和情感的。科學家的方法是做出解釋和形成理論，兒童也會嘗試著解釋周圍的世界，他們是依據個體的經驗，已有的知識以及自己的語言來解釋的。雖然兒童的解釋是很不成熟的、樸素的、甚至是有?？茖W常理的，但如果兒童的看法是基于有價值的證據的話，那這些看法就是科學的。實際上，兒童像科學家一樣，知道用證據支持他們的觀點。只是兒童憑借的是自己的感官能力，對周圍發生的日?，F象，構建自己對事物、對科學的認識；而科學工作者使用諸如電子顯微鏡、太空望遠鏡、電子探測器、超級計算機等先進的技術設備，以及訓練有素的科學研究方法。因此，低年級的科學教師需要用一種更為開放的心態去接納兒童“非科學性”的解釋和經驗。

如：一年級《沙和粘土》的教學中，整堂課自始至終教師和學生站在同一層次上談話、討論和玩。教師不強求學生玩沙或玩粘土，隨學生自己玩，讓他們想怎么玩就怎么玩，教師也在玩。教師在玩的過程中，用粘土做了一根“麻花”，學生馬上做更長的“麻花”與教師做的比長短。接著教師做了一個碗，學生做了小勺、沙鍋、杯子等各種各樣的生活用品。最后，教師問喜歡玩粘土的小朋友，為什么喜歡玩粘土，小朋友說粘土不會散開，能捏成各種各樣的東西；又問喜歡玩沙的小朋友為什么喜歡玩沙，小朋友說沙子松不粘手。這節課就這樣在學生們“非科學”的結論中歸納出了沙和粘土的特性。

學生的解釋和經驗的積累不僅僅是在動手中完成的，動手之后的表達和交流也功不可沒。教師要鼓勵每個兒童組織自己的想法并將其表達出來，無論他的觀點正確與否。教師要傾聽、鼓勵并重復學生的關鍵陳述；發現并引導他們關注自身探究結果的矛盾和不一致；發現并引導學生關注同伴間的差異、矛盾，使他們懂得每個人都可以對同伴和教師提出質疑，但爭論必須以觀察到的事實為依據。此外，非常重要的一件事是：教師要引導學生把最后的結論和自己最初的想法作對比，從而改進原有的想法。

總之，由于認知特點和思維水平的限制，兒童盡管親身經歷了探究過程，教師仍會發現學生似乎不愿意承認他們的“理論”是錯的，這是學生在努力放棄一套理論而接受其他理論過程中內心斗爭的反映。對學生來說，面對他們先前的錯誤概念并對其加以改變是一個艱難的智力挑戰。因此，了解學生的思想斗爭，忍耐這個過程及由此產生的痛苦，對教師來說很重要。

（作者系江蘇省特級教師、國家小學科學課程標準研制組核心成員、蘇教版小學科學教材編寫組核心成員）