像科學家一樣做科學

林建鋒　吳彬

2013年公布的美國新一代科學教育標準（NGSS），提出了“科學實踐”，它的全稱是“科學和工程實踐”。該標準強調了科學課程構建的三個維度和8個實踐類型。中央教科所郁波（2014）將“科學實踐”解釋為，學生應該像科學家了解、認識自然世界的過程那樣來學習科學。從教學的層面上可以具體理解為，學生需要通過實踐進行核心概念的有效學習，這種實踐應該與科學家的研究更為相似。

筆者認為“科學實踐”作為一種新的教學理念的提出，對當下小學科學課堂的意義在于，甄別什么樣的探究才是符合科學本質的探究。科學家的研究核心點于自我引導——自己發現問題，自己解決問題，在此過程中，有高水平思維的大量參與。我們可以用這個標準審視當下的科學課。

教科版小學科學六下年級第二單元第四課《小蘇打和白醋的變化》，目前上課的常用模式是，教師先講清楚實驗要求和步驟，然后學生進行實驗，并做好觀察記錄，最后交流。但由于此課后半個實驗要進行氣體檢測，教師會把大量的精力花在氣體如何檢測上。這樣的教學方式，存在以下幾個主要問題：

一是不符合探究的要求。在未實驗之前，就詳細講述氣體檢測的方法，不就是告訴學生這個實驗會產生氣體嗎？實驗未做，結果先知，這樣會導致學生的關注點集中在氣體上，而忽視“我要干什么”，使得目標偏離或缺失。

二是造成學生關注點混亂。在這個實驗中，老師要求學生既要關注白醋和小蘇打的變化，又要關注氣體檢測，導致小組內組員的關注點混亂，爭執不下，依據都是“老師讓我們這樣做的”。從本單元的單元目標上看，氣體檢測非本單元的重點，重點是關注化學變化伴隨的現象，但由于教師的行為造成喧賓奪主。

三是學生高水平思維被限制。學生的實驗是教師規定的實驗，學生被要求按照教師的步驟進行，才能成功實驗。這訓練的是學生在執行既定步驟的思維，這種行為的訓練類似于把一個零件按照要求裝好，這顯然是不符合科學教學培養學生創新精神和實踐能力的本質追求。

如何破解這一難題？筆者經過兩年多的實驗，提出了“活動一研討學習一再活動”的教學模式，取得了很好的效果。表1是這一教學模式的應用案例。

表1：“活動-研討學習-再活動”在《小蘇打和白醋的變化》中的實施

這種教學模式最大的特點是，前后學生進行類似相同的實驗，所用的器材幾乎是一樣的，但對于學生來說，兩次實驗活動的內涵和發展意義是完全不同的。

一是學生知道自己要做什么。前后進行兩次實驗活動，學生會自我修正，自我提升，自己知道自己研究的目的，不斷反思，逐漸清晰。第一次實驗，學生是沒有經驗的，需要冒一定的風險，學生在發現現象的同時，產生很多問題：在這個實驗活動中，絕大部分的學生會認為自己操作得不如意；由于學生的個體差異，關注的細節不盡相同，在交流中學生互相學習，引發自我實驗修正的想法，交流啟發了一些學生新的嘗試；在第一次實驗的基礎上，學生獲得了經驗，在交流中會意識到自己實驗中的欠缺，知道“我該怎么做”。

二是更符合科學家的操作。科學家會對一個實驗反復進行，直到關注點消失。設想科學家在探索兩種物質混合時，在第一次實驗中就會去進行氣體檢測嗎？肯定不會，因為他關注的點不在氣體上，而是在物質是否會發生變化，或是有什么現象產生。這個過程是由淺入深，由試探性變成針對性的過程，更類似于科學家的探究。

三是學生高水平思維的發展。這是這種課堂教學模式能被應用的最為核心的理由。前后兩次實驗雖為同一實驗，但兩次實驗中學生的思維水平是不一樣的。如果說前一次的實驗是帶著風險進行的，那么第二次學生就會帶著目標，憑著經驗調整自己的實驗。學生會自信這個實驗是可控的，我能完成的。這時學生的思維不是單一的低水平思維，而是自己設計自己的實驗，這需要全面地思考實驗中的每一個細節，知道每一個步驟的操作要點，甚至要對新突發事件做出比較準確的決策。這種思維更類似一個工程師在進行一項工程時的思考，這種思維與在執行教師實驗步驟的操作時是完全不同的，這就是我們的科學課提倡的“科學思維”。

“活動—研討學習一再活動”這種教學模式最大的優點在于促進學生思考，學生的高水平思維能得到參與訓練，這是符合科學本質的核心點。但科學教學的課堂千變萬化，類型眾多，教師不能僵化地選用一種或幾種模式，要根據學生、教師、教學內容的實際，科學確定。

[作者單位：紹興市上虞區城東小學 浙江]