做學生與科學的擺渡人

陳有志

編者按

2023年5月17日，教育部等十八部門印發《關于加強新時代中小學科學教育工作的意見》，將“在教育‘雙減中做好科學教育加法的各項措施全面落地”寫入主要目標。如何推動科學教育落地見效，提升小學科學教師專業水平，培養小學科學教師隊伍，本期我們約請教研員、名師、一線教師，以及參加小學科學“國培”的教師，亮觀點，談看法，說感受，以期能給讀者帶來啟發。

蘭本達在《小學科學教育的“探究—研討”教學法》一書中，將兒童的學習過程比喻為“過河”。她認為，教師就像是站在河中大石頭上的引路人，一次又一次地吸引著兒童向他們靠近。小學科學教育對學生的科學興趣發展、科學觀念形成、科學方法掌握、科學實踐和科學精神培養起著基礎性的作用。在這個過程中，教師的角色至關重要，他們是影響科學教育質量的最關鍵因素之一。

一、把好“四關”，優化科學教師的職業技能

一是推進科學教師專業化建設，把好入門關。過去，小學科學教師的專業化程度較低，由一些承擔主科教學的教師轉崗擔任科學教師。這導致科學課無法滿足學生對科學的求知欲。近年來，科學教師的招聘，吸引了具有理工科背景的教師，碩士研究生及以上學歷的教師。

二是提高科學教師的教學水平，把好講臺關。一次次的備課、磨課，一堂堂的教學展示，一場場的教學研討，都在考驗教師處理教材、設計板書、組織課堂等方面的水平，教師要不斷提升自身專業素質，把好講臺關。

三是夯實科學教師的實踐能力，把好實驗關。有些科學教師對自己在學生時代進行的實驗操作記憶模糊，細節丟失，對科學探究的過程把握不準，卻自我感覺良好，這也是導致“爆燃”之類的悲劇發生的原因。我們可以通過組織有關實驗操作的專項培訓、專題研討，以及實驗操作比賽等方式來改善這個問題。

四是加強科學教師的科研能力，把好科研關。科學教師需要重視科研成果的轉化和應用，從日常教學的反思，到教研活動的深度思考，從撰寫教學論文，到開展教研課題，都是提升科學教師教研能力的重要環節。

需要注意的是，在提升科學教師專業能力的過程中，這種全面穩妥的策略在考慮兒童的學習過程方面稍顯不足。基于此，在組織科學教師職后研修的過程中，我們提出了兩個新的視角，旨在在兒童與科學之間架設橋梁，期望科學教師能從“全能式教授”轉變為“擺渡人”，引領兒童探索科學的世界，滿足他們的求知欲。

二、兩個視角，塑造科學教師的核心能力

（一）像兒童一樣思考

科學思維不分老少，無論是學生還是教師，都應該像科學家一樣思考。然而，問題不在于是否能像科學家那樣思考，而在于我們的科學教師，是否知道兒童是如何思考的。像兒童一樣思考，意味著我們需要深入理解兒童的思維方式和學習過程，放下成人的偏見和框架，以一種開放、接納、尊重和理解的態度去接觸兒童的世界。這需要我們具備深厚的專業知識、扎實的教育技能，以及廣闊的心胸和深沉的愛心。

在《點亮小燈泡》這一課中，我們提供給學生電池、導線和燈泡，讓他們進行小組交流并嘗試點亮小燈泡。一些教師往往會“誨人不倦”地指導學生正確的連接方式，又或者帶著學生去踴躍嘗試各種連接方式。但無論是講授式教學還是探究式教學，我們都忽視了兒童的思維過程，否定了他們的思維成果，這就使得小組交流嘗試的環節僅僅起到了呈現錯誤結果的作用。

學生的思維過程是非常重要的。例如，有的學生這樣匯報：“要使燈泡亮起來，電需要從電池通過導線傳輸到燈泡。我通過觀察，發現燈泡底部和電池頂部都有凸起，因此我可以用導線連接這兩個凸起，這樣就能讓燈泡亮起來。”只有當我們了解了學生是如何思考的，我們才能在此基礎上展開后續的教學，才能理解“回路”對于學生學習簡單電路的重要性，學生在自行嘗試的過程中遇到了難以渡過的“河”才會認識到“回路”這塊“踏腳石”的重要性。

教育的本質不是灌輸，而是引導；不是傳授，而是探究；不是告知，而是發現。我們鼓勵教師拋開已知的結論，以未知為起點，探索已知的答案，經歷思維的推動過程。

在《地球的四季》這一課中，探討四季的形成與地球的公轉，以及地軸的固定傾斜角度之間的關系。這樣的內容，教師受到已知結論的影響，往往很難抑制“教”的沖動。學生從春夏秋冬四季的溫度差異出發，推測這可能與地球的公轉有關。然后，進一步探討了地球和太陽的位置，以及地球的公轉方式。整個推導過程經歷了三個階段。

第一階段：學生排除了地球沿正圓軌道公轉的可能性，因為如果地球沿正圓軌道公轉，那么地球與太陽的距離將保持不變，無法形成冷熱變化，也就無法解釋四季的形成。

第二階段：學生將地球的公轉軌道調整為橢圓形，這樣地球與太陽的距離就會發生變化。然而，這種假設會導致一年中出現8個季節，而不是4個。

第三階段：學生將太陽的位置調整在橢圓軌道的一個焦點上，這樣就可以完美解決距離帶來的溫度變化問題，從而解釋四季的形成。

在這三個階段中，學生的思維過程和推導結果都得到了充分的尊重和肯定。當學生在第三階段仍無法解釋為何同一時間點南北半球的季節不同，遇到了無法跨越的“河”時，教師意識到了這條“河”的存在，以此來確定本課的教學難點，這就是像兒童一樣思考的奇妙功效。

像兒童一樣思考，教師可以更好地了解學生的需求和興趣，尊重學生的選擇和判斷，支持學生的探究和創造。

（二）像科學家一樣觀察

觀察是科學研究的基礎，是我們獲取信息、理解世界的重要方式。在教學過程中，我們鼓勵學生像科學家一樣進行觀察，發現問題，提出假設，進行實驗，得出結論。然而，我們的科學教師能否像科學家一樣觀察呢？能否在觀察中發現問題，理解問題，解決問題呢？

在一次科學探究活動中，每位教師都收到了一個一次性紙杯，被要求進行觀察、交流和匯報。然而，一些教師顯得有些茫然，他們直接舉手匯報說：“這是紙杯！”但這真的算是觀察嗎？他們沒有注意到紙杯上大下小的結構，沒有注意到紙杯口的卷邊，也沒有注意到紙杯底部的凹陷與凸起邊……在教師看來：“不就應該是這樣的嗎？”他們因為沒有進行細致觀察，所以也就無法思考這些結構所對應的功能，探究活動無法繼續。

教師僅僅依賴教材和教參，去指導學生觀察，然而教師自己卻不擅長觀察，這樣的情況并不少見。教師的角色不僅僅是傳授知識，還應該是觀察和思考的模范。因此，教師要能夠通過觀察來理解世界，通過思考來解決問題。

在《空氣占據空間》一課中，學生通過擠壓注射器內的空氣，親身體驗到空氣可以被壓縮，以及被壓縮的空氣具有彈性的特征。我們會詢問參加研討活動的教師：“當你擠壓注射器時，你觀察到了什么現象？你有哪些思考？”同時，我們要求教師做好實驗記錄。

然而，一些教師會問：“這個實驗還需要記錄嗎？不就是空氣被壓縮了嗎？”教師受到已有知識的影響，往往會忽視學習的過程，也因此習慣于將這些知識直接傳授給學生，而不是引導學生自己去發現和理解。

當教師得意揚揚地交流所觀察到擠壓注射器前后的變化時，我要求他們用自己的方式解釋這種變化，整個教室里安靜了。教師再次拿起了注射器，真正的觀察這才開始。這個實驗為教師提供了一個反思自己的觀察和思考的機會。

無論是以兒童的視角思考，還是以科學家的眼光觀察，目標都是“理解”。科學教師的專業能力提升是一個全方位、多層次的系統工程，它涉及從規劃到實施，從反饋到改進的各個階段，從個人到學校，從區縣到省市的各個層面。無論我們如何開展這個工程，如何提升教師的專業能力，最終的裁判一定是學生，是學生的科學素養是否得到了提升。科學教師的專業能力提升是一項長期而艱巨的任務，需要我們共同努力，持之以恒。

（責編 桑 濤）