科学课的科学味

——某区听课感受

 

什么是科学课的科学味呢？

就像语文课的语言综合应用性、数学课的逻辑推理性、艺术课的审美性等，科学课也有其自身与众不同的鲜明特点，那就是科学味。我以为科学课的科学味主要表现在以下几个方面：科学思想、科学概念、科学方法、科学思维和科学态度等。

一、科学思想和科学态度

科学思想是科学知识和方法的概括与提升，它有助于知识的扩展和方法的推广。科学的思想和气质也可以用科学精神来表达。蔡德诚教授把科学精神归纳为“六要素”，即：客观的依据、理性的怀疑、多元的思考、平权的争论、实践的检验、宽容的激励。不难发现，这与我们在日常科学探究活动中遵循的“潜规则”是一致的。可为什么我们的科学探究活动还存在那么多不像探究的地方？相信大家都有所体悟：我们对科学思想的理解和把握还不够深刻。

科学课与数学课都属于理科范畴，但数学推理的基础的逻辑，科学则取决于实际的证据。一个理论的提出需要一定的科学证据，一旦出现不同的或相反的新的科学证据，则有可能推翻、重建或修改理论。同时，实际的证据也可能不稳定，对实证的不同使用可能导致一定范围内的不同解释。因此，科学里没有绝对的真理，只有无限逼近真理的科学理论。证据可以用于建立或修正理论，也可以用于社会与生活中“有依据的决策”并采取适当的行动。所以，科学课培养学生的证据意识是很重要的。

在实际教学中，我们可能具有培养学生利用证据说明和解释理论的意识，但做的还不够深入。比如，我们习惯在上课初让学生先猜测某个实验的现象，却不问为什么这样猜；我们问学生有哪些方法可以用来观察或辨别事物的异同，却不问为什么选择这些方法；学生们竞相猜测实验结果并兴奋地捍卫自己的猜测，却想不出要用什么样的证据来彻底说服别人……于是，课堂就热闹了，学生们猜得不亦乐乎，末了却不知道接下来的教学中要寻找什么样的证据，为什么需要那些证据。

难得的是，在这次比赛中，我还是看到一些老师在尽力做到开发学生的元认知，比如CB老师在询问学生对“热是怎样传播的”认识后，让学生猜测在他们的“理论”之下会观察到什么样的现象，然后出示学具，问了句：接下来该怎样观察？通过什么现象能够证明自己的观点？其实还可以再问，出现什么现象可能推翻自己的观点？因为，失败的实验在科学里也是有其意义的。这样学生就建立起了“理论-证据-理论”这样一种实证的精神，虽然只是短短的两分钟，却让学生的实验操作有了明确的目的，渗透了科学的思想和观念。

此外，还有必要提及的一点是，科学证据必须尊重客观事实，绝不可主观臆造。科学理论一般具有前提和适用范围，当观察到的证据不能证实理论时，要有探究精神，探索与理论不符的原因，究竟是实验器材造成的，还是实验操作步骤造成的……这些错误将加深学生对理论或概念的理解，当观察到的现象用现有理论无法解释之时，便是新的理论诞生之时。但切不可擅自修改和杜撰观察数据，那是违背科学精神的做法，是科学课中坚决不能容忍的事情。

 

二、科学大概念和科学小概念

大概念是指可以适用于一定范围内物体和现象的概念，小概念是那些只运用于特定观察和实验的概念，如“生物的多样性、存活和灭绝都是进化的结果”就是大概念，而“卵可以发育成动物”就是相对的小概念。

在科学课中，老师们常常会有“越研究越细致越泥足深陷”的感觉，科学知识瀚若星辰，不可能在小学阶段就将所涉及和遇到的知识都学尽，我们所要努力做到的只是为大概念的形成铺垫一系列的小概念。而小概念的形成需要与周围的世界建立有意义的联系，能够“追溯和连接”到具体的经验。明白这两者的关系，在处理科学概念时就能尽量做到收放自如，不必斤斤计较于细枝末节了。

比如，温度计是不是一定要讲明摄氏温度和华氏温度的不同才能正确使用？卵是不是一定要看到系带才能理解其结构呢？无论老师掌握了多少知识，都不能直接移植到学生的头脑中。因此，新课改才不断倡导把课堂还给学生，因为课堂不是为了展示老师有多博学，而是要让学生有所收获。如果能将讲解知识的时间用于学生发现，对形成科学小概念乃至大概念都是有帮助的。

 

三、科学方法和科学思维

“我们需要的教学方法应该是能够让学生自己构建他们对概念的理解，包括基于可能的想法提出预测，用不同的方法收集数据、解释数据，对比他们的预测来评价得到的结果以及讨论这些概念如何运用”——这是韦钰翻译的《科学教育的原则和大概念》一书中提到的科学教学方法。它立足于让学生自主构建概念，这和我们普遍采用调查学生前概念的用意是想通的；它强调用不同的方法收集数据、解释数据，体现了多元思考和平权争论的科学精神；它要求评价预测与结果，是用实践检验理论的实证态度。

（一）我们是否正朝着科学的教学方法努力呢？

例如，对于老师提出的“关于卵你还想知道哪些知识？”

学生1回答：是不是卵一生下来就孕育了生命？

学生2答：卵是怎么变成小动物的？

学生3：卵在动物身体里是怎么形成的？

其实学生们提的问题是很有质量的，也正是他们这个年龄水平感兴趣和能够进行探究的，然而老师只想要学生提到第二个问题就可以了，其他的问题老师都会置之不理。如果不能解决学生提出的问题，还让他们问了干嘛呢？当学生更大一点的时候，他们会明白老师们都在骗他们，提问不过是个形式，这将对学生今后的发展非常不利。或许可以让学生自己设计研究方案来研究自己感兴趣的问题，但也可以提醒和引导他们先研究可行的问题。

（二）对于前概念，我们是否听懂学生在说什么了？

例如，在认识了卵的结构后，老师让学生猜测各部分有何作用。

生1：蛋黄孕育生命，蛋清提供营养。

生2：蛋黄是小鸡的头，蛋清是小鸡的身子。

这应该是孩子们常见的由直觉形成的非科学想法，如果这些想法不被及时遏制，今后将会干扰他们对世界的理解和认识。

所以教师用两分钟给出卵孵化过程的图片供学生观察，让学生结合图片讨论，到底是哪个部分变成了小鸡，其他部分又有什么作用。

这个过程其实是很好的，在不能直接体验的时候，间接观察也可以弥补一部分缺憾。但接下来，学生们的回答似乎并不理想：

学生1：胚形成小鸡，蛋黄、蛋白为营养；

学生2：蛋黄形成小鸡，蛋清是养分；

学生3：胚是小鸡的心脏，蛋黄和蛋清是身体的一部分；

学生4：气室帮小鸡出壳，容易把蛋壳啄破；

学生5：气室供小鸡呼吸，储存空气。

回答显示出大部分的学生还没有很好地建构起新的科学概念，先前的非科学想法还强烈影响着他们对卵孵化过程的理解。那么问题出在哪？学生说的这些观点究竟说明了什么？

2分钟的回答后教师给出结论：蛋壳、蛋壳膜起保护作用，胚形成生命，蛋黄和蛋清提供营养和养料，系带起固定作用。

可以来分析一下这一系列的场景：学生猜测2分钟——展示过程图片2分钟——讨论（加教师要求）2分钟——汇报2分钟——教师总结。

我们会发现这其中只将学生的前概念调集了出来，而没有重新建构的过程，因为学生的思考过程缺失了。他们面对着新的图示，无法在顺应与同化过程中找到平衡，随着教师的匆匆总结而将思考终结。如果这一过程最终没有达到让学生自主构建新的科学概念这一目的，它花了这么多的时间来进行所谓的探究，其实其效果无异于传统的讲授法。学生的认知障碍如果没有形成意义，教师的总结和告知是很难形成长时记忆的。也许我们可以试着把后面蛋清对蛋黄起保护作用的演示时间挪来让学生再次观察，细细体认，让学生产生顿悟的成就感。