像科学家一样做科学

林建锋　吴彬

2013年公布的美国新一代科学教育标准（NGSS），提出了“科学实践”，它的全称是“科学和工程实践”。该标准强调了科学课程构建的三个维度和8个实践类型。中央教科所郁波（2014）将“科学实践”解释为，学生应该像科学家了解、认识自然世界的过程那样来学习科学。从教学的层面上可以具体理解为，学生需要通过实践进行核心概念的有效学习，这种实践应该与科学家的研究更为相似。

笔者认为“科学实践”作为一种新的教学理念的提出，对当下小学科学课堂的意义在于，甄别什么样的探究才是符合科学本质的探究。科学家的研究核心点于自我引导——自己发现问题，自己解决问题，在此过程中，有高水平思维的大量参与。我们可以用这个标准审视当下的科学课。

教科版小学科学六下年级第二单元第四课《小苏打和白醋的变化》，目前上课的常用模式是，教师先讲清楚实验要求和步骤，然后学生进行实验，并做好观察记录，最后交流。但由于此课后半个实验要进行气体检测，教师会把大量的精力花在气体如何检测上。这样的教学方式，存在以下几个主要问题：

一是不符合探究的要求。在未实验之前，就详细讲述气体检测的方法，不就是告诉学生这个实验会产生气体吗？实验未做，结果先知，这样会导致学生的关注点集中在气体上，而忽视“我要干什么”，使得目标偏离或缺失。

二是造成學生关注点混乱。在这个实验中，老师要求学生既要关注白醋和小苏打的变化，又要关注气体检测，导致小组内组员的关注点混乱，争执不下，依据都是“老师让我们这样做的”。从本单元的单元目标上看，气体检测非本单元的重点，重点是关注化学变化伴随的现象，但由于教师的行为造成喧宾夺主。

三是学生高水平思维被限制。学生的实验是教师规定的实验，学生被要求按照教师的步骤进行，才能成功实验。这训练的是学生在执行既定步骤的思维，这种行为的训练类似于把一个零件按照要求装好，这显然是不符合科学教学培养学生创新精神和实践能力的本质追求。

如何破解这一难题？笔者经过两年多的实验，提出了“活动一研讨学习一再活动”的教学模式，取得了很好的效果。表1是这一教学模式的应用案例。

表1：“活动-研讨学习-再活动”在《小苏打和白醋的变化》中的实施

这种教学模式最大的特点是，前后学生进行类似相同的实验，所用的器材几乎是一样的，但对于学生来说，两次实验活动的内涵和发展意义是完全不同的。

一是学生知道自己要做什么。前后进行两次实验活动，学生会自我修正，自我提升，自己知道自己研究的目的，不断反思，逐渐清晰。第一次实验，学生是没有经验的，需要冒一定的风险，学生在发现现象的同时，产生很多问题：在这个实验活动中，绝大部分的学生会认为自己操作得不如意；由于学生的个体差异，关注的细节不尽相同，在交流中学生互相学习，引发自我实验修正的想法，交流启发了一些学生新的尝试；在第一次实验的基础上，学生获得了经验，在交流中会意识到自己实验中的欠缺，知道“我该怎么做”。

二是更符合科学家的操作。科学家会对一个实验反复进行，直到关注点消失。设想科学家在探索两种物质混合时，在第一次实验中就会去进行气体检测吗？肯定不会，因为他关注的点不在气体上，而是在物质是否会发生变化，或是有什么现象产生。这个过程是由浅入深，由试探性变成针对性的过程，更类似于科学家的探究。

三是学生高水平思维的发展。这是这种课堂教学模式能被应用的最为核心的理由。前后两次实验虽为同一实验，但两次实验中学生的思维水平是不一样的。如果说前一次的实验是带着风险进行的，那么第二次学生就会带着目标，凭着经验调整自己的实验。学生会自信这个实验是可控的，我能完成的。这时学生的思维不是单一的低水平思维，而是自己设计自己的实验，这需要全面地思考实验中的每一个细节，知道每一个步骤的操作要点，甚至要对新突发事件做出比较准确的决策。这种思维更类似一个工程师在进行一项工程时的思考，这种思维与在执行教师实验步骤的操作时是完全不同的，这就是我们的科学课提倡的“科学思维”。

“活动—研讨学习一再活动”这种教学模式最大的优点在于促进学生思考，学生的高水平思维能得到参与训练，这是符合科学本质的核心点。但科学教学的课堂千变万化，类型众多，教师不能僵化地选用一种或几种模式，要根据学生、教师、教学内容的实际，科学确定。

[作者单位：绍兴市上虞区城东小学 浙江]