警惕科學探究中的過度化現象

【摘要】讓學生親身參與科學探究活動是科學教學改革的基本要求。而在現實教學中，教師在組織科學探究活動時易出現過度化傾向，即過度追求學生探究的自主性，過度追求探究過程的完整性，過度追求探究活動的難度。為提升科學探究的有效性，教師應警惕這些現象。

【關鍵詞】科學；科學探究；過度化

【中圖分類號】G623.6 【文獻標志碼】A 【文章編號】1005-6009（2016）44-0051-03

【作者簡介】許春良，江蘇省無錫市東北塘實驗小學（江蘇無錫，214191），高級教師，無錫市科學學科帶頭人。

科學是一門強調探究的課程，且這一點已經成為廣大教師的共識，但在實際教學中，我們發現，科學探究投入很多，但學生的學習效果卻并不盡如人意。筆者認為，原因之一是教師在組織科學探究的過程中出現了很多“過度化”的傾向，如：過度追求學生的自主性，過度追求探究過程的完整性，過度追求探究活動的難度等等。下文筆者將結合教學實例剖析“過度科學探究”的現象，并對這一問題給出自己的思考。

一、過度追求學生的自主

學生自主探究的程度應根據每堂課的具體內容、實有器材和條件來確定。一般而言，對于低年級學生，教師應多給一些指導；對于高年級學生，則應適當放手。如果一堂課中有多個探究活動，那么前期教師應指導得細一些，而后期可讓學生多些自主探究，如此，學生才能逐步提高。

【教學片段】蘇教版《科學》三下《使下沉的物體浮起來》

師：老師這兒有一些物體，它們分別是橡皮泥、泡沫、小木塊、土豆、玻璃瓶、乒乓球。如果將它們放入水中，它們是沉還是浮呢？

生：有的沉，有的浮。

師：哪些是浮的，哪些是沉的？我們來試一試。

師：哪些物體是沉在水中的？

生：橡皮泥和土豆。

師：大家能不能想個辦法，使沉在水里的橡皮泥和土豆浮在水面上呢？

生1：在橡皮泥中間挖個洞，它就能浮起來。

生2：我們可以將橡皮泥做成船的形狀。

生3：可以把土豆放在泡沫上。

生4：放在充氣的保鮮袋里也可以浮起來。

生5：用吸管做個竹筏，把土豆放在竹筏上，一定能浮在水面上。

師：行，那你們就用自己設計好的方案試一試，看誰的橡皮泥或土豆能浮在水面上。

學生按照自己的想法進行實驗，各組開始用各種方法進行嘗試。

上述教學環節的設計非常不錯，其優點在于導入清晰、直接，通過觀察不同物體在水中的沉浮情況過渡到如何讓沉在水里的物體浮起來，承啟自然，銜接緊密。但從師生的對話中不難發現，教師對學生的探究實驗介入得很少，基本上沒有什么建議和要求。看似學生的自主性得到了充分體現，但卻折射出教師對這一探究活動認識的不到位。實際的教學效果也表明了這一點：學生忙于用不同的方法使物體浮在水面上，吵鬧的多，有序的少；操作的多，思考的少；盲目的多，有計劃的少；動手的多，記錄的少……這種探究活動無疑可以歸納到過度自主的范圍之中。教師的指導對于學生的學習是必不可少的，但問題是，在實際教學中教師的指導不是過少，就是過多。有時為了凸顯學生的主體性和探究的自主性，教師在課堂教學中只是給出一個簡單的任務，提供一些材料，然后就讓學生開始自主探究，教師的指導不到位；有時教師對學生的探究活動進行周密安排，力求學生順順當當，不出紕漏，這反而使科學探究這種具有挑戰性的活動成了毫無懸念的活動，剝奪了學生嘗試“錯誤”和從“失敗”中尋找原因的機會。在科學探究活動中，教師的指導十分必要，它應滲透在探究活動的組織、實施、拓展和交流等諸多環節中。

科學是一門強調“動手做”的學科，但三年級學生剛接觸科學不久，且動手能力弱，他們在探究的時候往往會缺乏明確的目標，很多時候其探究活動是無意識的、隨機的。為了使學生的探究活動有效開展，有經驗的教師會特別強調探究活動的任務和目標，且在學生探究的過程中給予適時的、必要的指導。比如：精確控制探究活動的分支數量，在這里就可以選擇橡皮泥或土豆之中的某一種進行研究；增加學生實驗方案的制訂、交流、修改環節，留給學生充足的討論時間，“你們覺得用什么辦法能讓橡皮泥浮起來？”“小組成員如何分工合作？”“可能會遇到什么困難？”等等。通過交流，學生可以大膽地表達自己的想法，并能從他人處獲取對自己有價值的信息。

二、過度追求過程的完整

“讓學生親歷科學探究的過程”這句話會被很多教師曲解為“讓學生經歷科學探究的全過程”。由于受具體教學內容的影響，課堂中的某些探究活動可能只包含探究活動的幾個要素，因此，學生科學探究能力應該是通過完成部分探究活動和完整的探究活動，逐漸積累、形成的。其間，教師也應不斷提高自己的教學設計能力。

【教學片段】教科版《科學》五下《擺的研究》

教師出示一個簡易擺。

師：這個簡易的裝置叫“擺”，這根線是擺線，下面的重物是擺錘。下面，請各小組制作一個擺。

師：玩玩這個擺，怎樣才叫擺動一次呢？

教師演示：擺出去，再回來算一次。

師：讓我們一起數數，我們剛才做的擺在10秒鐘內擺動了多少次？為了實驗更科學，我們要重復實驗三次。

生1：他們組怎么擺動11次？都是10秒，怎么擺動的次數會不一樣呢？

師：是啊！都是10秒，擺的次數有多有少，這說明擺的快慢不同。你猜猜為什么都是10秒，擺的次數會不一樣呢？

生2：我估計跟擺的高度有關系。

生3：我估計跟擺錘的重量有關系，可能多掛幾個螺帽，擺動的次數會快一點。

生4：我估計跟擺線的長短有關系。

師：同學們，我們猜測擺的快慢跟這些因素有關，那你們打算怎樣做這個實驗呢？

師：讓我們來分分組，1—3組研究擺錘，4—6組研究擺角，7、8兩組研究擺線。

學生討論實驗方案并匯報。

師：讓我們共同合作，開始實驗吧！

師：同學們，通過剛才這么長時間的研究，說說看你們有什么收獲。

生：我知道了擺錘、擺角和擺線，我還知道了擺的快慢與擺角的大小、擺錘的重量無關，只與擺線的長短有關。還有，擺線越長，擺速越慢，擺線越短，擺速越快。

美國學者哈倫（Harlen）和詹利（Jelly）在1997年將科學探究教學歸納為7個環節：觀察—提問—假說—預測—調查研究—解釋—交流。上述《擺的研究》一課的教學流程，非常完美地體現了這7個環節。很多教師之所以將“擺的研究”作為公開課的內容，原因之一就是通過研究擺，讓學生經歷一次完整的科學探究歷程。特級教師路培琦也曾上過這一內容，他的教學環節非常簡單：組裝擺—如何數擺的擺動次數—制作一個15秒擺動10次的擺。這節課的影響范圍很大，曾一度引發了教師們的大討論。其實很難評價以上兩種教法的優劣，畢竟缺乏一種準確、客觀的評價標準。但我們還是能夠輕易比較出兩節課的差異所在——那就是對科學探究各環節的取和舍。前者的課堂中，觀察、提問、假說、調查研究、交流等環節，基本上一個不落，悉數登場；后者則通過布置一個實際的任務，引導學生在不知不覺中開始科學探究。

究竟誰是探究，誰不是探究？誰更有利于學生科學探究技能的形成和發展？蘇教版《科學》教材主編郝京華教授曾劃分出四種不同的探究類型：提問法、發現法、實驗法、研究法。[1]不難發現，其中的任何一種教學方法都能幫助學生形成科學探究的技能。因此，試圖讓每一個探究活動都呈現得那么完整無缺，不僅沒有必要，而且也不現實。這時再回過頭來看“擺”的兩種不同教法，或許你原先的認識會發生些許變化。的確如此，當“一個小孩想知道螞蟻如何在地下生活”時，可以去挖掘一個蟻穴（自主探究）；父親和他一起去挖掘一個蟻穴（有指導的探究）；聽老師講課或看“動物世界”的電視節目（直接獲得知識）；聽課或看電視后去挖掘一個蟻穴（實驗驗證）；挖掘一個蟻穴后看電視或聽課（解惑提高）等等，這些探究的立意、過程、所用時間和方法不同，收效也不同，這也為教師設計探究過程提供了很大的空間。[2]

三、過度追求探究的深度

探究內容的難度會直接影響學生探究活動的效果。如果只是從科學知識的概念體系與邏輯結構出發，過度追求教學內容的經典化、標準化、系統性和嚴密性，有可能導致學生無法理解和建構知識。所以，教師應選擇貼近兒童生活實際、符合現代科學技術發展需要的內容，同時還必須考慮學生的年齡特點和認知能力。在此基礎上，還要避免將過多的問題和探究內容置于一節課內，這樣會分散學生有限的注意力和學習精力。

【教學片段】蘇教版《科學》五上《光的行進》

師：看看老師為大家準備了什么材料？

生：蠟燭、黑色小孔板、白色塑料板。

師：把黑色小孔板放在蠟燭和白色塑料板的中間，點燃蠟燭，慢慢調節三者的距離。你在白塑料板上看到了什么？

生：我看到了一個倒著的燭影。

師：這個現象有趣嗎？想不想自己做一做？

學生分組做小孔成像實驗。

師：白板上的倒像是怎么形成的？

生：是由蠟燭光穿過黑色紙板形成的。

師：為什么蠟燭的像不是正的，而是倒的呢？

學生無語。

教師講述墨子對小孔成像實驗的研究。

師：我們現在使用的照相機、攝像機等，都是在小孔成像原理的基礎上制造出來的。

事實上絕大多數學生缺乏與小孔成像實驗相關的生活經驗。不過，教師在課堂上指導學生做小孔成像實驗也未嘗不可，畢竟這一活動具有相當的趣味性，實驗效果也很明顯，學生很容易被白板上搖曳不止的蠟燭倒像所吸引。問題是，教師需要通過相當精確的語言引導，才能讓學生最終體悟并說出小孔成像的原理。究竟白板上為什么會出現倒像？我相信，假如將這個問題拋給沒有受過科學教育的成年人，能準確說清楚的人估計也不會很多。如果要細細地分析為什么教材編寫者或教師都喜歡用小孔成像來解釋光是直線傳播的，或許從下面的這段話中可以嗅出些味道來——“小學科學課程的教學中，一般是以特定的事物或現象作為教學活動的內容。盡管課程特別強調學生親歷動手操作的過程，去感受并獲取事物有關特征的經驗，但透視其內在依然可以發現教師追求隱性學科目標的本質。通過這樣有計劃、有系統的訓練，可以明顯地感覺到學生學科技能的快速提升。”[3]因此，如果教師僵化地將經典教材內容搬入課堂，而不考慮學生對這一內容的拒迎承轉、消化吸收的話，教學效果就可能大打折扣。仍以上述課題為例，教師可以用其他探究活動來組織教學，如：比較筆直的吸管和彎曲的吸管的通光性、用鏡子來觀察置于拐角處的蠟燭等等，這都能夠達成光是沿直線傳播的教學目標。或許在進行了上述活動之后，再呈現小孔成像實驗更為恰當。

重視和加強科學探究已經成為當前科學教育的重要特征和發展方向。上述“過度化探究”的出現，其背后是我們對“科學探究的主體是學生”這一理念的理解不到位。雖然我們希望學生能像科學家那樣真刀真槍地搞科學，通過探究過程活動來獲得知識，發展技能，培養科學精神，但與科學家的工作相比較，小學生在科學課上的探究活動離不開教師的適度指導，也不能過分追求探究過程的完整性，更不宜用過于困難的經典科學現象作為核心的教學內容，而應該充分考慮學生的特點，以學生為中心設計科學探究活動，這樣才能避免出現類似的“過度化探究”，才能盡可能地提高探究活動的價值和效率，有效地培養學生的科學素養。

【參考文獻】

[1]郝京華.什么是科學探究[EB/OL].[2006-3-15].http：//blog.ci123.com/haojinghua/entry/744.

[2]美國國家研究理事會科學、數學及技術教育中心《國家科學教育標準》科學探究附屬讀物編委會.科學探究與國家科學教育標準——教與學的指南[M].北京：科學普及出版社，2004.

[3]謝小立.要警惕小學科學教育的過度學術化傾向[J].中國教育學刊，2005（12）.