科學課堂教學現狀及改革新趨勢

曾寶俊

隨著2017年版《義務教育小學科學課程課程標準》（以下簡稱《課標》）的正式頒布，目前使用了16年的2001版《課標》正式退出歷史舞臺。16年是一個不短的時間，在這16年中，我們國家的科學教育、科學課堂、科學教師有了哪些明確的認識，還存在哪些不足？隨著新《課標》的頒布，未來的科學課堂將呈現一個什么樣的質態？在本文，筆者將從科學課堂教學的現狀和未來科學課堂的趨勢試作闡述。

一、16年課改視野下科學課堂教學現狀

1.關注了活動設計，滲透了教材開發，但僅局限于傳統內容。

在新課改伊始，科學特級教師章鼎兒老師就提出這樣一個觀點：科學課是由一個個觀察、研究、認識周圍事物和周圍環境的探究活動組成的。學習科學課就是去參加、去經歷一個個觀察、研究、認識活動。這個理念一提出來就得到認可，經過十多年的實踐和探索，更是深入人心。現在的科學課堂基本上都關注活動的設計與打磨，這些活動大多是對教材的二次開發。目前，小學科學教材為學生提供了大量適合他們年齡特征的探究活動內容，科學課的課堂教學大多也是以教材內容為主。有許多探究內容在不同版本的教材中都有相關探究活動，只是略有異同。很多教師對教材進行有利于學生探究的合理重組研究，提出適合本地區、本學校學生探究的教材處理策略。

然而，我們也應該看到科學課是開放的，培養學生的科學素養僅靠課本活動和課堂教學是不夠的。學生在生活中會有許多感興趣的探究問題，在科學探究的初始階段，教師的引導作用就是“催化劑”，要創設一定的情景，充分挖掘兒童對這個世界的生活經驗和個人體驗的潛在學習資源，鼓勵兒童互相啟發，盡可能地提出感興趣的問題。在這些方面科學教師所做的功課就顯得有所欠缺，所拓展的內容大多局限于教材范圍之內而非學生的生活領域之內。

2.關注了科學探究，滲透了工程實踐，但僅淺浮于表面動手。

目前，工程實踐與科學探究已成為小學科學教學中的兩面大旗，新頒布的《課標》更是新增了“技術與工程領域”的學習內容，這種理念無疑是非常正確的。但是，在沒有深刻領會其中的含義的情況下，有的教師認為凡小學科學教學必有活動、必有探究，只要制作就是工程與實踐，于是科學課堂刮起了一股盲目的“STEM”之風。但在很多情況下，學生在熱熱鬧鬧的活動結束以后，頭腦依然是一片空白，他們在知識和能力上并沒有得到真正意義上的提升。

在第12屆江蘇省“杏壇杯”蘇派青年教師課堂教學展評活動中，我發現學生在科學探究的過程中主要表現為活動有余而思考不足。學生其實并不知道如何去探究，他們對實驗材料充滿了好奇，還沒有等到探究活動的開始，課堂就到處充滿了尖叫聲、嬉笑聲，好不容易安靜了下來，不到一分鐘，又被某個同學的尖叫給打斷，整個探究的過程是此起彼伏，熱鬧非凡。在實驗之前，學生對于要探究的問題及注意的事項、實驗的關鍵因素等根本沒有心思去思考，有的組做了半天，竟然不知道為何要觀察；有的組不知道變量是什么；有的組用的材料也是大小不一或左右兩邊的數量不等，這樣的結果最終當然只能是草草收場。整個過程教師不慍不火，表面上是很和諧，可是學生不能真正把握探究的要領，無法達到真正意義上的和諧與高效的探究。

3.關注了科學精神，滲透了科學本質，但僅停留于標簽亮相。

在科學課上如何培養科學精神，體現科學本質，一直以來都是科學課堂的核心問題。科學精神的培養和科學本質的教育體現在小學科學教學中，主要在以下三個方面：一是培養學生的實證意識；二是學生的思考要符合邏輯；三是培養學生的質疑精神。但在課堂實際的操作層面，很多教師并未把這種理念具體到探究活動的每一個環節的具體指導上，僅僅停留在“貼標簽”和“走環節”上。

二、新《課標》視野下的科學課堂改革趨勢

1.強調開放式情境創設，從良構情境到劣構情境的轉變。

美國學者喬納森提出了劣構情境對于學生能力發展的問題。目前，我們科學教材里大多數的問題和任務屬于“良構問題”或者“良構情境”，良構問題情境指向單一：問題單一、解決問題的路徑單一，最終的答案也單一。究其原因其實是教師的“好心”去除了所謂的干擾因素，為學生的探究搭起了“支架”，學生可以順藤摸瓜。實際上，在喬納森看來，那是“緣木求魚”，和真正的學習南轅北轍。因此，喬納森提出了劣構問題情境對學生學習的影響。所謂的劣構問題（ill-structured），也稱定義不完整（ill-defined）的問題，是指具有多種解決方法、解決途徑和少量確定性條件的問題。這些條件不僅不易操作，而且包括某些不確定性因素，如哪些概念、規則和原理對求解方法是必要的？如何將它們組織起來？哪種解決方法最為合適等等。劣構問題是日常實踐中的常見問題，一般存在或產生于特定的情境之中，劣構問題的求解可能需要整合不同內容、不同領域的知識，有多種解決方法，很難有統一的答案，比如解決污染問題可能要涉及數學、科學、物理和心理學等多種學科的知識。但是，劣構問題因為與日常生活實踐密切相關，趣味性強，對學習者有很大的挑戰意義和表現空間。

2.強調學生情感的參與，從身體參與到情感參與的遞進。

我在一次講座中提出了兒童課堂參與的三重境界：身體的參與、思維的參與和情感的參與。這個觀點起源于一本書，書名叫《學習樹：系統解決孩子學習問題的新思維》，書中有個觀點：隨著年齡的增長，每個人思維能力的發展都經歷了9個層層遞進的過程。無論在哪一層次出現問題，都會給下一層次的發展帶來阻礙。這9個思維層次分別是：注意世界、參與世界、互動與交流、共同解決問題、利用有意義的想法、邏輯思維、多因素思維、比較/灰色地帶思維和反思性思維。

兒童在課堂上參與科學探究活動，一定需要身體的參與，但僅僅是人在課堂，即身體的參與是遠遠不夠的，還需要他們將思維注入，也就是思維的參與，他們需要面對真實情境，去解決真實的問題，需要用腦來體驗這個世界。眼睛看到的僅僅是一個客觀世界，而用心體會到的才是一個真正的科學世界。學生有了參與探究活動的經歷和體驗，情感才能豐盈，才能對周圍的新鮮事物和現象保持好奇心和探索欲望，有利于他們形成尊重客觀事實、尊重自然和生命、尊重和欣賞不同意見的科學態度，形成對科學、技術、社會與環境的關系的正確認識，為他們今后的學習和終身的發展奠定良好的基礎。

3.強調STEM素養形成，從單一探究到工程思維的演進。

STEM素養是一個多學科交叉的研究領域，它囊括了科學、技術、工程和數學四大領域，但STEM素養并不是四種素養的簡單組合，而是把學生學習到的各學科知識與機械過程轉變為一個探究世界相互聯系的不同側面的過程。一個典型的STEM課堂的特點就是在“雜亂無章”的學習情境中強調學生的設計能力與問題解決能力。

美國科學教育改革的“2061計劃”指出，科學家在研究和觀察一個現象時，認為世界是可以認識的，而工程師看待這些現象時則認為這個世界是可以改造的。我們今天在城市里看到了一幢幢高樓，一座座大橋，一條條隧道，它們無不是工程的產物。因此，可以說，與數學、科學相比，工程和技術可以更為直接地影響社會系統和社會文化，影響人類事業的成功或失敗，給個人帶來直接的利害關系。直接推動社會進步的是技術而非科學，盡管每項技術背后都隱含著科學的原理。重視技術、工程教育反映了國際課程改革的一個趨勢，尤其是隨著信息技術的迅速發展，技術已經成為與科學和數學并重的學科而廣受國際社會重視。

在未來的科學教室里，所有的科學老師必須遵循工程教育的三項原則：一是強調工程設計，二是強調課程整合，三是強調高階思維。在這種思想指導下，新的《課標》第一次把工程技術納入進去，強調把概念學習和實踐運用聯系在一起，這是第一次把技術和工程單獨列出并加入“內容標準”的框架中。

所以將來的STEM教育應該是由兩個方面組成：一個是單獨設置，一個是整合運用。STEM素養的提出實際上預示了未來科學教育的三個維度：科學與工程實踐，跨學科，核心學科。這一內容，研制《課標》的專家學者已經開始把它反映出來，希望得到廣大科學教師的重視，也希望科學課堂能夠不斷回應這種未來的發展趨勢。■

（作者系江蘇省蘇州大學實驗學校小學高年級部主任，江蘇省科學特級教師）endprint