火藥本是我國的發明,為何卻在歐洲大放異彩?
在我看來,這是因為歐洲人潛心于火器的研究,在“接著做”上做足了文章。特別是在文藝復興后,由于數學、化學、物理的助力,火器制造已經由憑借經驗鑄造轉變到依靠數學精準鑄造。歐洲人不斷改進火藥的配方、工藝和性能,甚至計算出了彈丸的運行軌跡,實現了質的飛躍。在我國,火藥開始于古代煉丹術的意外發現,后來多用于制作煙花和喜慶用品,這更多的是基于經驗和傳統,停留在“照著做”上,缺乏科學的探索和創新。
科學學習的主要方式是“做中學”。在我看來,“如何做”是有講究的。哲學史上有“照著講”和“接著講”的說法,前者注重傳承,后者追求創新。類比到科學學習,就是“照著做”和“接著做”。“照著做”的學習方式注重的是對固定模式的模仿和傳承,它強調的是對科學知識的正確理解和實際應用。而“接著做”的學習方式更注重學習的連續性和拓展性,它要求學生不僅能夠掌握和應用已有的知識,而且能夠在已有知識的基礎上進行創新和探索。這兩種方式在中小學科學教育中都有存在的價值。
縱觀我國當前的中小學科學課堂,有的課堂“照著做”有余,“接著做”不足。例如,《水能溶解多少物質》一課中,有的教師這樣要求:“請1號同學把一勺食鹽加入水中,2號同學攪拌,3號同學觀察,4號同學記錄;請1號同學再加入一勺食鹽……,最后請4號同學匯報一共溶解了多少勺食鹽。用同樣的方法觀察、記錄小蘇打的溶解。”教師以自己詳盡的指導與安排,把一個內涵豐富的探究活動壓縮成簡單的機械操作和數據統計,學生只需“照著做”。也許學生能很快找到“100毫升水能溶解多少克食鹽和小蘇打”的答案,但他們的學習是被動參與的,無須動腦筋,更不要談積極的思維參與。
而“接著做”的科學學習要求學生在已有知識的基礎上做出計劃、分析、比較、選擇、決策等一系列行動。針對“100毫升水能溶解多少克食鹽和小蘇打”這一問題,學生要以小組合作的方式完成挑戰,需要經歷頭腦風暴、制訂計劃、設計實驗、分析數據、研討論證……學生還需要討論如何設置水量的標準,如何取等量的食鹽和小蘇打,在什么情況下可以加入下一勺,如何保證對比實驗的公平性……除了探索發現食鹽和小蘇打在水中的溶解能力外,學生還要理解物質變化的微觀本質,要有接著探索更多溶解現象的興趣和能力,要能主動運用科學知識改變生活、實踐創新。
可以看出,要想實施“接著做”的科學教學,具體的教學策略包括:引導學生自主提出問題、設計實驗,鼓勵他們批判性思考和合作探究,通過創設開放的學習環境以及調整評價方式來激勵他們創新等。這些策略有助于培養學生的創新思維和科學素養,提高科學教育的質量。
科學教育的“做中學”應該是一個始于“照著做”、繼之“接著做”、最終走向“自己做”的不斷歷練的過程。在這一過程中,基本的科學知識和技能的獲得是“照著做”所要求的。而“接著做”的根本原則是讓學生不斷改善心智模式,進而形成自己獨特的思維方式和問題解決能力,真正學會“自己做”。如果教師過多強調“照著做”,只關注知識的灌輸和對技能的模仿,就會讓學生陷入被動學習的狀態,缺乏主動思考和創新的能力。強調“接著做”,雖然會讓學生的科學學習面臨更多的挑戰和困難,但也會激發他們的創造力和思維能力。如何平衡好這兩種方式,是教師面臨的一大挑戰。
浙江省溫州市教育教學研究院副院長
浙江省基礎教育課程改革專業指導委員會委員
浙江省STEM教育協同創新中心專家組成員