理解、認同科學和科學教育的真諦

王云生

（福建教育學院化學教育研究所，福建 福州 350025）

理解、認同科學和科學教育的真諦

王云生

（福建教育學院化學教育研究所，福建 福州 350025）

科學課程的實施要落實到學生發展核心素養，必須理解、認同科學和科學教育的真諦。要認識什么是科學、什么是科學教育，而不能把科學等同于科學課程中的科學知識；認識探究意識、科學思維方式、探究能力、科學價值觀的傳承和發展是科學教育的重中之重；在科學課程實施中幫助學生發現問題和嘗試解決問題，讓學生在鮮活的情景中學習。

科學教育；核心素養；科學課程；課程實施

多年來，盡管對科學和科學教育本質有不少討論和論述，然而，什么是科學，什么是科學教育的問題，仍然是不少人的認識盲區：把科學等同于科學知識；把基礎教育階段的科學教育等同于科學、物理、化學、生物等課程；認為科學教育就是把寫在科學課程教科書上的科學知識傳授給學生；可以用學生在科學科目的紙筆測驗中的成績來衡量科學教育的成效等。2016年，在一場“科學是不是世界的最優解”的大學生辯論賽中，反方強調“科學是人類探索研究事物變化規律的知識體系的總稱”，斷定科學具有客觀性，即不以人的意志為轉移。在基礎教育領域，一些教學行政領導和科學課程的教師，過分強調系統、完整的科學知識傳承，只重視科學知識和技能的傳授，忽視科學探究意識、能力，科學思維方式的培養，科學觀念和科學精神的教育。對科學、科學教育的片面甚至錯誤的認識，消融了對新課程理念的認識，使基礎教育科學課程的實施難以達成發展、提升學生發展核心素養的目標。

基礎教育的科學課程要落實發展和提升學生核心素養的目標，教師要認真學習，轉變觀念，理解和認同科學和科學教育的真諦。在科學課程的實施中努力做到“落實學生發展核心素養要求，依據課程標準組織教學。要重視實驗教學，努力創設適宜的學習環境，促進學生積極參與、主動探究，引導學生做好每一個實驗。教師要加強實踐探究過程的指導，注重引導學生動手與動腦相結合，增強學生問題意識，培養他們的創新精神和實踐能力。”［1］

一、科學不等同于科學知識

科學，產生于人類對大自然的好奇和探究欲望。人類經歷過用神話、宗教嘗試解釋、控制自然的歷史階段，科學是人類經過長期的探索才逐漸建立并不斷發展的。科學的建立和發展歷程告訴我們，科學是人類探究自然界奧秘的過程，是人類探索自然的認知方式，科學的本質在于探索真理。［2］科學知識（包括科學事實、概念、原理、規律和科學理論）只是科學活動和科學探究獲得的結果（產物），是人們在觀察、思考自然現象或進行科學實驗中獲得的對客觀世界的描述和反映，是客觀世界在人腦中的反映，是人類認識自然的智慧的結晶。人們在探究自然界的過程中，要在獲得真實的證據基礎上，運用正確的思考方式，分析、歸納、推理、論證，避免偏見與誤差，才有可能獲得符合客觀實際、經得起檢驗的，可證偽、可重復的結果或結論，形成人們認可的科學知識。而且，這些認識并不一定都是正確的。受到人類文明發展的限制，在一定的歷史時期中被證實、被人們認可的科學知識未必一定能正確反映客觀世界。科學知識是在人們的探索實踐中不斷發展、更新的。隨著人類文明的發展和進步，一旦發現了原有科學知識無法解釋的新的客觀事實，發現了原有知識和客觀現實存在矛盾，這些知識必然會被修正、否定、剔除，代之以新的認識。例如，人類對宇宙的認識，對原子結構的認識，對光合作用的認識，都經歷了一個個不斷修正錯誤、更新認識的過程，而且還在不斷探索之中。

科學知識是人類在生產和科學研究實踐中獲得的，要獲得對客觀世界的正確認識，就要有探索世界的好奇心和熱情，幫助青少年運用正確的思維方式，勇于不斷探索、思考，經歷一系列否定之否定的過程。科學教育要首先保護青少年對自然的好奇心，使他們保持并不斷增強對未知事物的探索動力，發展他們探索自然的意識和能力。科學教育不僅僅是傳承先人在探索自然過程中積累的在一定歷史時期中業已被實踐證明的對客觀世界的認識，更應該在學生學習科學知識的同時，幫助學生形成探索世界的意識，接受科學的認知方式，提高科學探究能力、科學試驗和參與科學實踐的能力。科學教育旨在幫助學生形成下列觀念：

對自然、對客觀世界的認識，需要從生產和科學實踐中獲取有關事實或證據；對自然的認識，要運用嚴密的邏輯思維基于客觀事實做歸納、推理、論證，經概括、抽象獲得規律性的認識，形成科學原理；要批判性地看待業已獲得的科學知識和結論，一旦發現原有科學知識難以解釋的新事實，要敢于懷疑、修正、補充已有的認識和結論。

二、科學教育的重中之重

只把科學課程中的結構化的科學知識傳授給學生，并不是真正的、完整的科學教育。當今世界，科學知識的積累已經達到“知識爆炸”的程度，互聯網的發展和廣泛應用，已經使科學知識的傳播達到“隨時可得”“即時可用”的程度。然而，人類社會的持續發展，人類文明的發展進步，仍然有賴于對未知世界的探究，對客觀世界認識的深入，而且這一認識過程仍然是無止境的。因此，一個人的探究意識、科學思維方式、探究能力與他對具體的科學知識的學習、記憶、積累相比更為重要。探究意識、科學思維方式、探究能力、科學價值觀的傳承和發展是科學教育的重中之重。

科學教育要培養青少年理解科學、參與科學探究的必備品格和科學精神。包括探索世界的好奇心與熱情，問題意識和探究意識，勇于嘗試、敢于獨立思考的品格，事實求實、服從真理的精神，不畏艱難、鍥而不舍的品質，樹立為人類社會可持續發展做貢獻的遠大志向。科學教育還要幫助青少年形成并提高發現問題、提出問題的能力、科學探究能力和科學思維方式。

當然，這不是說科學知識的傳承不重要。相反，全面的科學教育目標的實現，要依托于各門科學知識的學習。科學知識的學習是科學教育的載體，科學的傳承包括了科學認知、科學探究能力、科學精神的傳承。

三、幫助學生發現問題和嘗試問題的解決

幫助學生結合課程學習內容，積極自覺地進行科學探究學習，主動參與社會實踐活動，在活動中觀察，發現和提出問題，動手動腦，參與問題的探究和解決，是實現全面的科學教育的正確途徑。

科學教育，要啟發、幫助學生學會發現和提出問題，在科學探究中學習科學知識，訓練思維，提高探究能力。幫助學生學會發現問題和提出問題是第一位的工作。教師要善于幫助學生把概括性或抽象的大問題拆分成由若干具體的小問題，并依據認識規律和知識的發展脈絡組成問題鏈，鼓勵、啟發學生獨立思考、動手試驗，主動嘗試問題的解答或解決。

例如，九年義務教育階段的化學課程《燃燒和燃燒條件》的教學，以學生熟悉的燃燒現象作為化學反應的典型實例，通過燃燒和燃燒條件的探究學習，旨在幫助學生認識有關化學反應的最基礎知識，初步了解如何學習和研究化學反應。諸如，認識化學反應的本質；認識化學反應的發生需要一定的條件；了解在不同條件下，反應發生的現象、變化的速率、變化的結果可能不同；認識物質在化學反應中不僅發生質和量的變化，還伴隨著能量的轉化；了解化學反應遵循一定的規律；了解人們可以利用這些規律控制反應的發生和進行；認識研究化學反應的價值。教學問題的設計，不能只是“什么是燃燒”“燃燒有什么特征”“為什么要學習燃燒的條件”“燃燒需要什么條件”之類的問題，把學習局限在燃燒的認識上；也不能是“如何通過燃燒現象和燃燒條件的學習認識化學反應的本質和條件”這樣抽象的大問題。應該聯系學生的生活經驗和已有認識，引導學生發現、提出并解答有關燃燒的一系列具體問題，再引伸擴展到對化學反應問題的深入探討。讓學生在解答問題的學習活動中通過自己的思考、實驗建構知識，提升學科核心素養。例如：

①木炭、蠟燭燃燒發光發熱，電爐絲通電也發光發熱，兩種現象有什么共同、不同之處？電爐絲通電發光發熱為什么不能稱做燃燒？什么樣的現象才能稱為燃燒？燃燒的本質是什么？

②要使木條、煤塊燃燒，應該怎么做？依據你的生活經驗，你認為要發生燃燒，應該有什么條件？為什么某些情況下可燃物沒有點燃，也會發生燃燒（如電線“發火”）？

③木頭在通風條件不同的情況下，燃燒的現象和產物有什么不同？（如果需要，可以動手試一試。）

④怎樣才能使一堆柴火燃燒得更旺？可以用哪些方法使一堆燃燒的柴火熄滅？（如果需要，可以動手試一試。）這些方法為什么可以使燃燒停止？

⑤用扇子可以煽滅燃著的蠟燭，卻能使燃燒的爐火燒得更旺，為什么？

⑥煤氣灶通氣口太大或太小，燃燒放出的熱量都不理想，為什么？

⑦你知道消防人員可以用哪些方法撲滅火災嗎？為什么這些方法管用？

⑧燃燒是人們熟悉的也是重要的化學反應，各種化學反應的發生，是否都需要一定的條件？依你的經驗來看，相同的反應物在不同條件下發生的反應有區別嗎？人們能否通過控制反應條件，控制化學反應？

讓學生聯系自己的生活經驗、生產生活實際，或通過實驗探究，思考來解答這些問題，不僅僅能學到上述有關燃燒和化學反應的知識，還能讓學生學會如何發現、提出問題，學習如何思考，如何辯證地看待事物，如何運用知識，了解化學學習的認識價值和應用價值，全面達成科學教育的目標。反之，如果由教師在拋出幾個大問題后直接講解、灌輸有關知識，教學時間可以縮短，但是學習的收益，得到的科學教育就要打折扣。

四、讓學生在鮮活的情景中學習

新課程實施以來，各自然學科課程都十分強調學習情景的創設。情景創設，不單是為了引入學習課題或激起學習興趣，而是為了給教學創設一個密切聯系自然或生產、生活的真實情景或學習環境，讓學生置身于與學習課題相關的、真實的、聯系生產生活事件或自然現象的情景中開展學習活動。學習情景不僅要為學習活動的開展營造學習氛圍、提供學習場景，還應當蘊含著學習的問題和內容。學習活動、學習目標和學習情景應該融為一體。

例如，高中物理關于“超重和失重”概念的教學，如果只是抽象地進行運動物體的受力分析，學生理解困難，難以形成概念。可以運用下述實驗和影像資料創設學習情景，提出問題，引發學生探討。“眼見為實”把抽象的概念和可見的宏觀現象聯系起來，在真實的情景中對處于超重和失重狀態下的具體運動物體做受力分析，學習效果將大大提高。

①在裝有水的大可樂瓶接近底部的瓶壁上打個小孔，當瓶處于靜止狀態時，在水壓作用下，水會從孔中噴流出來。讓水瓶自由下落，噴流的水柱消失了。嘗試解釋你看到的現象。

②請一位學生用三種不同的方式在體重計上量體重，讓另一位學生讀出體重。方式1：靜靜地站在體重計上稱量體重；方式2：在體重計上突然下蹲，讀取開始下蹲時的體重數值；方式3：在體重計上蹲著，而后突然起立，讀出開始起立時體重讀數。比較三次讀數。依據三種稱量方式，分別做受力分析，嘗試解釋三種體重數值（正常數值、超重值和失重值）不同的原因。反思你對實驗①的解釋，重新探討水瓶自由下落時水不會從瓶壁小孔流出的原因。

③觀看航天員劉洋在太空講課的視頻片段，觀察她在失重狀態下，在船艙漂浮的情況；閱讀航天員楊利偉返回地面后，接受電視臺記者采訪的對話片斷，解釋為什么他在乘坐飛船升空時感到有載荷，胸部受到壓力，而在船箭分離時，卻感覺身體突然被拋出并飄浮起來。

創設上述3個生動的聯系生活和科學實踐的實際情景，讓學生在情景中全程參與學習活動，建構概念、學習并運用知識，不僅學到知識，也提高了學生的問題意識、探究意識，思維能力和科學探究能力。

總之，只有真正認識什么是科學，什么是科學教育，才能正確把握科學課程的教育內容、教育目的，實現科學教育的目標；才能在課程改革的潮流中從被動跟進，轉向自覺投入，從應然走向自然，讓學生發展核心素養的培養真正落地。

［1］教育部.關于印發《義務教育小學科學課程標準》的通知［Z］.2017-01-19.

［2］王云生.要加強中學理科教學中的科學本質教育［J］.基礎教育課程，2013（11）.

（責任編輯：賴一郎）

《福建基礎教育研究》通過國家新聞出版廣電總局學術期刊認定

為嚴格學術期刊出版資質，優化學術期刊出版環境，促進學術期刊健康發展，國家新聞出版廣電總局發出《關于開展第二批學術期刊認定及清理工作的通知》（新廣出辦發〔2016〕32號），經過各省、區、市新聞出版廣電局，中央期刊主管單位初審上報，總局組織有關專家嚴格審定，并經2017年2月6日公示（共712種），國家新聞出版廣電總局于2017年4月10日正式公布了第二批認定學術期刊名單（共693種），《福建基礎教育研究》順利通過認定。

此前，福建教育學院報刊社編輯出版的另一種學術期刊《福建教育學院學報》（CN35-1240/G4）已于2014年12月10日通過新聞出版廣電總局第一批學術期刊認定。第一批認定的學術期刊有5737種。至此，共計6430種學術期刊通過國家新聞出版廣電總局認定。

（劉火茍）