生活對學生學習科學的影響

何明祥

摘 要：科學是研究各種自然現象及其規律的學問，每個人都會有關于自然的感受、體驗甚至解釋，因此學生對科學的學習始于他們在生活實踐中對自然界的認識。教學中必須關注學生已有認知對科學學習的影響，引導學生認識已有認知和經驗的局限性，才能幫助學生順利完成對科學知識的建構。

關鍵詞：教學起點；知識構建；教學與生活；前概念；學生主體

大家知道，科學是研究各種自然現象，尋找它們產生、發展的原因和規律的學問，因此總是與人們的生活、生產存在密切聯系。也因此，我們每個人自來到這個世界伊始，面對的就是一個對其而言完全未知的科學世界，而在其后天的成長歷程中，通過各種感官會不斷地獲得對這個世界的感受和體驗，并試圖弄清其中的原因和規律。所以說，即便是嬰兒也是積極的科學學習者。不是嗎，一個人一旦學會說話，就會有問不完的“是什么”，而知道了“是什么”之后，又會沒完沒了地問 “為什么”。一旦他們得不到滿意的答案時（很多時候是這樣），就會自己去嘗試做出認為合理的解釋。這其實是人類的一種本能，是進化的結果，因為對自然環境的認知有利于人類的生存。

而從個體知識建構的角度講，這些感知、體驗以及在思考后形成的看似合理的自我解釋，無疑應該成為科學教學的起點。正因為如此，在《義務教育初中科學課程標準（2011年版）》（以下簡稱《標準》）的教學建議中明確提出：學生對科學知識的學習始于他們在生活實踐中對自然界的認識，而不是單純對書本知識的記憶和接受；應該關注學生的已有認知對科學學習的影響，借助各種教育資源，引導學生認識已有認知和經驗的局限性，幫助學生理解科學知識，學習科學方法，培養科學態度[1]。所以，“從生活走進科學，由科學回歸社會”應該是科學教學的基本路徑。

《標準》可以說是字字珠璣，相信大部分科學教師都會去認真研讀，并在各種培訓中聆聽過相關專家的解讀。然而知道不等于認同，認同不等于會用，能否合理地運用更多的取決于教師的智慧，這種智慧就是對學生生活經驗以及由此可能帶來的認知與思維習慣、路徑等的全方位判斷與把握能力。但從日常課堂教學狀況來看，許多教師的課堂教學離《標準》的這一要求顯然還有很大的差距，其產生的后果已經在近年來的學業評價中得到了體現，而浙江省嘉興市2014年學業考試科學卷第13題的評價結果體現得尤為典型。

題目：如圖1所示為一傾斜的平面鏡，當你走向平面鏡時，下列描述符合事實的是（ ）

A.鏡中的像變大

B.通過平面鏡觀察到的視野變大

C.鏡中的像將遠離你

D.像與你的連線與鏡面不垂直

命題組對本題的預測難度為0.67，但實際測試結果僅為0.42，而其中錯選A的為28.6%，錯選D的為24.9%。如果刨去選擇題不可避免的猜測與運氣成分，真正掌握而答對的考生應該會低于4成。這一結果實在出乎大家的意料。

每個人（甚而包括各種動物）第一眼看到鏡子時總會充滿好奇，而正值青春期的中學生更是每天都會攬鏡自照，故本題呈現的無疑是一個學生極為熟悉的生活情境。而從知識角度講，平面鏡成像又是光學中的基礎部分，許多教師在上課時都會用如圖2所示的兩支蠟燭和一塊玻璃板來演示平面鏡成像的特點，再通過作光路圖從成像原理上做出解釋。大量的生活體驗，加上看似十分到位的教學安排，當然還少不了后續的大量訓練，但最后得分率為何如此之低？這是很值得大家思考和玩味的一個問題。

本題的正確選項“B. 通過平面鏡觀察到的視野變大”，這在日常觀察中是不難獲得的認知。科學的重要特征是講求實證，因此無論是科學研究還是科學學習，都十分強調觀察和實驗的重要性，科學教材開篇就專門安排一節有關科學觀察的內容，明確指出“觀察是重要的科學研究方法，也是我們學習科學的重要方式”，進而提出觀察的方法、要求等。但是，教師只是強調了課堂中的科學觀察，很少會要求學生把它延伸到課堂外，而課堂外對生活、對自然的觀察恰恰是科學觀察的基礎。課堂上，在平面鏡成像實驗中，對于物與像等大、與鏡面等距、連線與鏡面垂直等平面鏡成像特點，都是在實驗基礎上通過仔細觀察才能得出，但通常，實驗一結束、結論一得出，觀察也就此結束。學生回到現實生活中，面對平面鏡的時候眼中卻不再會有一絲“觀察”的光芒。于是，每天的攬鏡自照，眼光只是聚焦于自己的容顏，即便湊近鏡面也只是為了更仔細地端詳而已，根本就不會去關注此時平面鏡中的視野大小有何變化。此刻的“照鏡子”已經遠離科學中的“觀察”了。看來，不僅是在知識上，在方法要求上，課內與課外、學習和生活兩張皮的狀況同樣是當下科學教學的嚴重問題。

再來重點分析錯選的原因。

錯選“A.鏡中的像變大”的學生達到28.6%，這恐怕是令老師們最覺得不可思議的一個結果，甚至是會讓老師們大動肝火的一種錯誤。由于“近大遠小”的實際視覺體驗而帶來的有關平面鏡成像的錯誤認知極為頑固，老師們對此都有充分的認識。于是在教學中總會在這個問題上大費周章，又是實驗探究（如圖2所示），又是理論分析，又是強化訓練，然而學生總是在這個問題上不斷犯錯，學生與教師在犯錯與糾錯中不斷地輪回。是的，通過實驗學生親眼看到了鏡中的像與物始終等大，理論上分析也不難理解，但最后為何還是有那么多的學生在同樣的地方一次次跌倒？其實這并不難理解，課堂中的實驗給予學生的科學觀察和體驗僅此一次，而學生來自生活的錯誤“觀察”和體驗卻隨時在發生，反復的強化使得這種錯誤的體驗在頭腦中變得根深蒂固。這種現象在科學學習中十分普遍，其實科學學習的很多難點都是源于這種在生活體驗中所形成的錯誤的前概念。相反，“C. 鏡中的像將遠離你”由于沒有這種來自生活的錯誤體驗的干擾，學生幾乎不會犯錯。

至于有24.9%的考生錯選“D. 像與你的連線與鏡面不垂直”，倒并沒有出乎意料，其實命題組之所以預測本題難度為0.67（按學業水平考試要求屬偏難題），主要是考慮到了如下原因：試題情境中的平面鏡是傾斜的（盡管這在生活中很常見），而教學中老師實驗演示的總是豎直的，而且會反復強調實驗“成功”的關鍵之一是玻璃板必須垂直桌面，既不會去給學生拓展演示鏡面傾斜的情況（不是不能做，只是操作難度大），也不會對這個問題做理論上的變式分析。缺少變式與遷移，再加上教學與生活的分離，使得學生在面對試題中的傾斜平面鏡時，對平面鏡成像基本規律的判斷自然會出現莫名的困惑。如此學習顯得過于機械和僵化，顯然是無法培養學生的高品質智慧的。

其實，類似這樣的問題同樣反映在浙江省嘉興市2014年學業考試科學卷的第15題中，但本題是從另一角度說明了生活之于科學學習的重要性。

題目：今年5月4日（農歷四月初六）晚，太陽系的“大個子”——木星與月亮距離達到最近，上演了一幕“木星合月”的美景。木星合月時，我們可以看到的景象為（ ）

其中有29.7%的學生錯選B。從評價結果看，盡管學生大多能夠區分原本頗為抽象的上弦月與下弦月，因為錯選C（月相為下弦月）的僅為13.2%，但卻弄不清月球與木星在地球上可看見的大小，這除了理解能力欠缺外，更重要的原因在于學生在平時的生活及學習中缺少抬頭仰望星空的機會。

基于以上分析，結合平時大量的課堂觀察，不難看出在我們的科學教學中，缺少對學生生活經驗以及由此帶來的各種相關認知與思維的觀照，是導致教學低效甚至無效的一個重要原因，其背后所反映的依然是對學生這一教學主體的地位不夠重視。在許多教師心目中，教材的地位遠高于學生的地位，致使教學設計中只關注教什么，而不考慮怎么教，更不考慮怎么學。教材只是一種教學資源，而學生是一切教學活動的主體，是一種更加重要的教學資源，所以在進行教學設計時，不僅要分析教材，更需要分析學情。但很多教師的學情分析僅限于“前面已經學過了什么？”這對科學教學而言是遠遠不夠的。“已經學過什么”甚至不是最主要的學情，因為科學源于生活，學生的頭腦中總是充斥著大量與科學有關的前概念，由于前概念是直接來自學生生活的“真實”的反復觀察、體驗所得，而科學的概念常需在受控條件下才能獲得，所以這種前概念不但非常頑固，而且總是存在一定缺陷。當學生在同樣的問題上反復犯錯時，通常就是由于受到前概念的干擾。因此，很多時候，正是因為學生知道一些事情而不是什么都不知道，才造成了學習的障礙，這種障礙往往就是科學教學的難點所在[2]。但奇怪的是，教師一邊在漠視學生的生活體驗，一邊卻在抱怨學生缺乏生活。

所謂突出學生的主體地位，最根本的其實就是要做到想學生所想，思學生所思。分析學生在生活中怎樣體驗世界、怎樣認識世界、怎樣在思考中構建知識[3]，揣摩學生的困難在哪里，并知道如何利用學生的生活經驗，調動學生的思維，激發學生的興趣，去幫助學生突破各種難點。所以在課堂中一定要多分析生活中的常見問題，多探究生活中的隱含問題，多解決生活中的實際問題，多討論生活中的熱點問題，真正體現“身邊科學”的理念。

還是奧蘇伯爾的那句話：“假如讓我把全部教育心理學僅僅歸納為一條原理的話，那么，我將一言以蔽之：影響學習的唯一重要的因素就是學生已經知道了什么，要探明這一點，并應據此進行教學。”而這對于科學學科尤為重要。

參考文獻：

[1] 中華人民共和國教育部.義務教育初中科學課程標準（2011年版）[S]. 北京：北京師范大學出版社 2011：52.

[2] 國家研究理事會.美國國家科學教育標準[S]. 北京：科學技術出版社，1999：12 .

[3] M.蘇珊娜·多諾萬.學生是如何學習的——課堂中的科學[M]. 桂林：廣西師范大學出版社 ，2011：32.