小學科學：“探求意義的經歷”

張晨 浦小紅

愛因斯坦曾經定義科學為“探求意義的經歷”。科學家從事科學研究的過程是探索未知世界的經歷。對兒童而言，學習科學的過程也是一種經歷，是兒童探索他們未知世界的經歷，這種經歷包含了多種維度，除了科學知識的獲取，科學方法的習得，更重要的是兒童獲得一種情感的體驗，態度，興趣的培養，思維的提升。小學科學的教學實施，本質上就是一種兒童探求意義的經歷。

如何在小學科學課堂教學中引導學生真正經歷有意義的探究？回歸到真實的課堂，發現存在的問題，厘清思路，建構小學科學的研究性課堂文化并深入研究，使探究向縱深處走去，我們進行了扎扎實實的探索和研究。

一、小學科學課堂探究現狀掃描

1.探究起點：以預設的認知起點代替真實的起點

兒童文學家李歐·李奧尼（Leo Lionni）創作的故事《魚就是魚》是一個隱喻，它告訴我們，學生在進入課堂學習時，已經形成了大量的對某一事物的認識。學生的這些認識是他們開啟科學學習的真實起點，而在實際教學中，教師往往用自己預設的起點來替代兒童的真實起點。教師的預設一方面來自教育教學心理學的研究成果——某一齡段的學生普遍應該具備的知識與能力；另一方面來源于教師自己多年教學經驗的積累，往往會假設兒童已經具備了一定的基本概念。有時，教師的預設高估了學生的真實水平。如在《晝夜交替》一課教學中，我們普遍會認為絕大多數學生是知道晝夜交替是地球的公轉引起的，但是，如果給學生5分鐘時間，讓學生把他們各自的想法畫下來，則會發現學生與學生之間存在較大的差異：有的學生只能表達結論，卻不能表述出自己的推理過程；有的學生無法用圖示的方式表達地球和太陽的運動，對地球與太陽的運動關系認知不清；而有的學生觀點與他自己的圖示表達明顯有沖突……更多的時候，則是教師的預設明顯低于學生的真實認知水平。兒童的豐富性與多樣性決定著現實中的兒童不是千篇一律，千人一面的。每個兒童的生活履歷不一樣，生活經驗不一樣，以來自于理論的一些“偽前概念”作為教學的起點，脫離了學生活生生的真實現實起點，這樣的教學會游離于學生。

2.探究過程：以教師的經歷代替兒童的經歷

科學學習以探究為主要學習方式。探究的主體是學生！可在實際教學中，科學探究活動其表現為程序固化（提出問題——作出假設——調查——交流——結論）、功能簡單（驗證結論、技能訓練）。學生所開展的探究都是由教師設計好的，學生只是在按部就班，依葫蘆畫瓢地展開濃縮型的探究，缺失真實性、復雜性。如在《擺》的研究中，教師往往只讓學生選擇擺長、擺錘、擺幅的一個因素進行研究，學生收集的證據并不能完全說明只有擺長影響擺的快慢，學習就基本結束了。其實，應該讓學生自主選擇研究因素，給予充分的時間，讓他們對其他因素也進行重復研究，在反復研究中盡量減少干擾因素，只有這樣的經歷，學生才能從前后研究的不同數據對比分析中，認識到可能的干擾因素會影響結論，學生才會對科學探究本身和影響擺動快慢的結論形成有更為科學的理解。

3.探究結果：以探究的結論代替探究的反思

組織和支持兒童以探究的方式學習科學，這已成為大家的共識。可在實際教學中，我們還能經常看到這樣的場面：教師把探究活動等同于簡單的實驗教學，當學生觀察到了實驗現象，收集到了實驗數據，就急于引導學生得出結論，研討活動也就隨著結論的得出而就此終止。學生會如何解釋觀察到的現象？收集到的證據與學生的解釋是否真正有聯系？學生的觀點是否可以相互借鑒？學生自己的觀點是如何發展的……這些過程都被忽略了。如在研究“空氣的熱脹冷縮”時，當學生匯報看到“把圓底燒瓶放在熱水中，套在圓底燒瓶上的氣球鼓了起來”這一現象時，就引導學生直接得出結論，空氣有熱脹冷縮的性質。怎么解釋套在瓶口的氣球會鼓起來？瓶內、氣球內的空氣發生了什么現象？缺失學生對這一現象的充分解釋，學生得到的只是一個生硬的結論，卻缺失了一次帶有學生體溫的思維深度卷入的經歷。杜威指出：以獲得結論的知識性學科無助于發展智慧，“學習就是要學會思維，而反思思維可以在懷疑、批判、創造中使人發生超越。”缺少探究活動活動后的反思，學生的經歷必然是膚淺的，沒有深度的。

二、我們的思考

當下，科學家們大力倡導探究式科學教育，是來自于成功的科學家實踐經驗的總結，在經過較長期的教學實踐以后，得到了進一步的發展。探究既是科學教育的學習方式，也是科學教育的教學方式，更是師生共同參與科學學習的一種經歷。這種經歷不同于日常生活中的經歷，這種經歷包含著學生的發現、思考、實踐、再發現、再思考、再實踐，呈現著一種螺旋上升的態勢。

正因為如此，兒童的科學經歷應體現在以下三個方面：

其一，注重思考事實證據和科學結論之間的關系，建立科學模型

探究活動的設計應當符合小學生的心理特點，注意從學生身邊熟悉的事物出發，聯系生活實際，設計學生喜愛的活動，提倡用自制教具和低成本材料進行探究活動。同時教師要重視學生科學思維的培養，讓學生“動手”和“動腦”相結合，引導他們主動思考問題，自己設計實驗，注重思考事實證據和科學結論之間的關系，幫助他們學習建立科學模型，由此培養學生的思維能力，逐步形成質疑、反思的科學思維習慣。

其二，注重對資料的分析、思考，提出觀點和看法

在科學課程中加強探究教學有利于改變單一的學習方式，但也需要明確探究不是科學教學中的唯一方式，它應該與其他各種行之有效的教學方式有機結合。例如，探究活動強調學生的直接體驗，但獲取證據的方式是多樣的。某些問題和證據可以來自于教材或教師的演示實驗，也可以讓學生從其他各種渠道收集有關資料，進行分析、思考，提出自己的觀點和看法并進行討論，這樣做同樣可以培養學生的科學探究能力。

其三，保持原有的好奇心，形成合理的解釋

科學教學的目標之一是對自然現象保持好奇心和求知欲，并愿意為探索自然的奧秘付出艱辛的探索和不懈的努力。教師應當營造學生之間相互尊重、相互信任的氣氛，使學生對他人的看法和觀點進行思考、提出質疑。應當注意引導學生學會放棄錯誤的觀點，接受更合理的科學解釋。教師應鼓勵學生運用多種方式進行開放性的討論交流。同時，學生對于科學知識的構建是一個復雜的認識過程，兒童在經歷一些探究活動之后，解決了一些自己原有的疑問，也應當產生出新的問題，從而讓好奇心更持久的保持。

三、教學的探索

1.找尋學生真實的起點

認知心理學家，奧蘇貝爾曾說過：“假如讓我把全部教育心理學僅僅歸結為一條原理的話，那么我將以一言以蔽之：影響學習的唯一重要的因素，就是學習者已經知道了什么。要深明這一點，并應據此進行教學。”基于學生真實起點的教學才是有效的教學。在小學科學教學中，我們可以采用多種策略與方法來了解學生的已有經驗，尋找學生學習的真實起點。例如，課前對某一概念的前測、對某一現象的交流、對某一原理的理解等等。而且針對不同年齡的學生采取不同的方法，如低年級，可以采用圖示法，讓學生通過畫圖的方式表達出他們對某一概念或某一實驗過程的理解。人類的認知發展經過動作表征、映象表征和符號表征（其中最主要的符號是語言）。當學生的心理發展還不十分完善時，他們自己的意思可能不能完全清晰地通過語言傳達，而畫圖可以讓孩子表達出自己的真實想法。其次，對學生一些似是而非的模糊概念，通過學生的繪圖，教師可以探查到學生更深層的想法。

如，在進行《簡單電路》教學時，如何讓小燈泡亮起來，先讓學生畫出自己的想法。

這6幅圖，讓我們看到了學生真實的學習起點，圖1、圖2的學生對于電路連接沒有什么基礎，不了解電池正負極的作用，認為只要用導線把燈泡與電池的正極連接起來就可以。但對燈泡的構造有一點認識，注意到了燈泡底部的小觸點，意識到燈泡底部的小觸點很重要，要與電池相連。圖3、圖4、圖5的學生則對電池有了一定的認識，知道電池有正負極，而且都必須和燈泡的底部相連。而圖6的學生則有了很好的電學基礎。這些關于電路連接的前概念的暴露，讓我們了解到了不同學生的學習起點，而這些差異可以成為我們彌足珍貴的教學資源，在后面的概念教學中發揮重要作用。

2.搭建學習的腳手架

當下的科學教學提倡“有結構的材料”。什么是有結構的材料？美國的科學教育家蘭·本達教授有這樣一段解釋：有結構的材料就是指材料的種類、組合以及交給學生的次序。應該說它所包括的內涵是很豐富的。選擇哪些材料作為探究材料？這些材料具有一定的啟發性嗎？它有一定的典型性嗎？提供的材料是否豐富？能滿足學生一定的探究需要，從多個角度讓學生觀察現象、發現規律嗎？等等。

如教學《導體和絕緣體》一課，教師給學生提供了十五種材料，有像銅片、鐵釘等的導體，有像塑料、陶瓷的絕緣體等，同時還給學生提供了一支帶橡皮的鉛筆。學生會發現，橡皮是絕緣體、木頭是絕緣體，但固定橡皮的那圈金屬絲是導體，甚至，有的同學的鉛筆芯也是導體，而有的同學的筆心卻不能導電……學生會發現，原來一支鉛筆上居然存在著導體與絕緣體，而在生活中更多的物體都像這支鉛筆一樣，是導體和絕緣體組合而成的，導體和絕緣體分別起著不同的作用，人們是根據自己的需要來設計的。另外，學生還會去繼續探究都是鉛筆芯，為什么有的導電，有的不易導電，是什么原因造成的？與筆芯的成分有關嗎？這一支小小的鉛筆無形地打破了學生的思維慣性，也為學生的后續研究奠定了基礎。

其次，還需要思考怎樣有次序地把探究材料呈現給學生。因為即使你選擇了極好的材料，但由于沒能符合學生的認知特點，你一股腦兒地發給學生，或哪怕是一個發放次序的顛倒，都會影響到探究的效率。因此，我們在精心選擇了有價值的探究材料后，還必須將這一系列典型的材料科學地、有次序地呈現給學生，讓學生對其進行探索。如在教學蘇教版《如何做手電筒》一課時，給學生一個小燈座、一個電池盒、一個開關、三段導線，問學生你能用這些做什么？學生可以順利組成一個簡單電路；教師再發給學生一個小燈座，問：你能在這個電路的基礎上再加上一個小燈座嗎？學生可以依據教師的提示和材料顯示出的信息，動手組成一個串聯電路；接下來教師再發給每個組一段導線，問：你能在原有電路的基礎上再用上一段導線，改裝成一個新電路嗎？學生會思考這段導線加在什么地方最合適，從而自行組裝出一個并聯電路。在上述三次談話中，教師緊緊扣住“你能利用它做什么？”“它”就是有結構的材料，是“它”在調控著學生的思維，沿著正確的方向發展。我們這樣設計教學過程，意在引導學生思維的發展，強調在“原有電路的基礎上改裝”意在引導學生尊重自己的研究成果，把有限的時間放在研究最重要的問題上。避免那種盲目將已經裝好的電路一一拆開再重新組裝，避免浪費寶貴的時間，從而使學生在有限的課堂教學中，獲得更多有價值的成果。

3.提升科學的思維品質

從兒童的年齡特點，他們往往只注意“做”，而不關注“思”，做過就算過，缺乏思維的深度與廣度，探究缺乏周密性和計劃性。教師，作為兒童經歷科學的引導者，需要在兒童探究過程中的關鍵之處，收住兒童漫天飛舞的思緒，組織兒童進行周密的思考，潛心思索，引導兒童厘清實驗步驟，關注材料的功能，明確研究的目的。只有經歷這樣理性的思索，學生才會將注意力匯聚在實驗的內涵上。實驗中的各種現象在腦中印象深刻，各種數據才會由有效組合。

比如蘇教版科學《聲音的產生》，學生通過觀察尺子和橡皮筋，發出聲音時的變化，理解了“聲音是由物體振動產生的”，那么反過來說，當物體不振動時，聲音又會怎樣呢？教師讓學生繼續以音叉和音鈸，來探究當振動停止之后聲音的變化，通過反證，來發現聲音產生的奧秘，學生用手按、用身體捂、緊貼在身上等多種方法來驗證物體停止振動之后的現象，其實也是一種思維的提升。

綜上所述，我們認為兒童的科學學習是以探求經歷的意義為宗旨，是基于兒童立場的，是對科學歷程的一次次重復性發現。而在其中，教師幫助兒童對實驗現象進行梳理，對科學概念進行建構，讓兒童對生活中的科學經歷從模糊到清晰的過程，進而形成科學思維，掌握科學方法，真正提升兒童的科學素養。

（張晨、浦小紅，南京市力學小學，210013）

責任編輯：顏瑩