【摘 要】作为一门重要的科学启蒙教育课,面对时下一波波接踵而至的课程改革浪潮,科学课需要坚守自身的定位和本色,做到有所为、有所不为。科学课应力求站稳儿童立场,并从儿童的心智发展和诸多可能性出发,引领儿童在自己的领域解释世界、发现世界和创新世界。
【关键词】科学课;生命样态;品质诉求
【中图分类号】G623.31【文献标志码】A【文章编号】1005-6009(2019)89-0048-03
【作者单位】陆启威,江苏省无锡市教育科学研究院(江苏无锡,214000)科研员,高级教师,无锡市名教师。
自我国基础教育第八次课程改革以来,科学课一直在应势而为、不断求变。从注重知识的传授到关注过程和能力的培养,从专注于文本教学到主张“做中学”,从三维目标到核心素养,从使用传统的教学手段到多媒体教学……科学课正在经历一次次顺应时代的改革和蜕变,也取得了诸多经验和成果。这是很值得庆幸和欣慰的一件事情。但在庆幸和欣慰之余,我们也需要进行一番回顾和深入的反思。经历了这么多的改革和蜕变,我们的科学课究竟取得了什么样的进步和发展?十几年来,我们的科学课有根本性的改变吗?我们经历的这些改革真的是科学课所需要的吗?科学课的本质究竟是什么?我们究竟需要什么样的科学课?反复思考这些问题,我们就会发现,过往的很多改革似乎都在原地兜圈子,并未取得实质性的突破和进展。相反,在一次次的改革和刻意求变中,很多教师越来越背离科学课的本质和使命,这使得科学课失去了应有的生命样态和品质诉求。什么是科学课?科学课究竟要教给学生什么?回归原点,重新审视科学课这一命题,我们必须从追溯我国科学启蒙教育专家刘默耕和美国科学教育专家兰本达的众多论述开始,准确把握科学课的教育思想和教学理念,并在此基础上坚守科学课的本质属性和生命诉求。
一、科学的本质和使命:解释世界
什么是科学?从本质上讲,科学就是解释。我们生活的这个世界,就是一个不断被发现,不断被解释的世界。尤其是小学生,他们对这个世界是懵懂的,他们对身边的一切都充满好奇,更是对可以想象的世界心怀美好的憧憬和期待。正是这些别样的“新奇”,让学生产生太多的疑惑和不解,他们每天都期望能够走近这些新奇的事物和现象,并尝试对这个世界进行一番深入的探究和解释。科学课的本质就是引发学生对这个世界的好奇,并在学生的深切期待中引领他们解释这个世界,让学生永葆对这个世界的探究热情和求知欲望。还记得2001年发生狮子座流星雨的那个夜晚,为了能够一睹那场天文奇观,很多家长陪着孩子早早地来到了南京紫金山天文台附近,待到流星雨出现时,孩子们欢呼雀跃,不断地变换位置和角度观察着、争论着、记录着……时至凌晨,孩子们还久久不肯离去。据说,这场流星雨发生前几天,南京各大商场的天文望远镜就销售一空。时至今日,发生的天文现象不在少数,但却不见了当年的场景。现在的孩子不知怎么了,对如今的各种天文景观不再有兴致和热情了。我们不禁要问:现在的孩子,他们的好奇心都到哪里去了?他们求知的欲望去哪儿了?这是很值得警醒和反思的问题。撇开其他原因,我们需要重新考量和反思科学课的本原性问题,立足科学课的本质属性和生命诉求,回归科学课的本真和使命。这就要求我们的科学课,要关注现象的捕捉和问题的研究,且科学课上研究的问题,要尽量源于学生提出的问题,同时在研究问题时要坚持儿童立场,要密切对接儿童的思维方式和生活实际,唤起他们的认知体验和心理需求。这里需要指出的是,要充分尊重学生的主观意见和个性化认知。比如在做“空杯子倒扣蜡烛”实验时(燃烧的蜡烛放在盛有水的水槽里),学生有不一样的理解和认知,有的认为杯子里氧气少了,水会进入杯子;有的认为杯子里有热空气,热空气会膨胀,水不应该进去;有的认为燃烧消耗了氧气,但变成了二氧化碳气体了,空气体积不会变小,水不会进去。这些认知和思考不管是对是错,都是学生的想法和理解,都应当给予肯定,切不可用正确答案直接否定学生的想法。唯有如此,才能保护儿童好奇的心性和求知的欲望。
二、科学的经历和过程:发现世界
学习科学,从本质上讲,就是学习认知这个世界的方法。学习怎样认知这个世界,学会怎样研究问题,这就是方法论。可以说,学习科学的过程,就是一个不断学习、掌握和应用认知方法的过程。掌握认知方法,是一个人的基本素质,也是研究问题的必要条件和基础。
对于小学生来说,学习科学和认知世界的方法主要有三种,即模型法、实验法和文献法。模型法,就是把认知对象和研究问题模型化,通过模型演绎对研究对象进行合理的解释和推断。这是一种非常直观且易于理解的认知方法。当然,学生在运用模型法认知事物时,不宜要求过高,可先以学生的感性經验入手(模拟实验)。比如“月相变化”一课,为了弄清楚月相变化是怎么回事,学生想到了一个简单的模拟实验:一个学生举着一个一面涂白色的小圆球,围绕另一个学生(地球)转动(小圆球白色一面始终朝向“太阳”),“地球”上那个学生看到涂白色小圆球的白色大小是在不断变化的。在这种情况下,教师只需引导学生“把刚才的这个模拟实验做个模型来演示一下”,就把学生从简单的模拟实验过渡到“月相变化”的模型设计,于是,学生便会很容易地设计出“三球仪”模型或“月相盒”模型,而且,学生发现这样的观察更直观、更便捷,也更准确。另外,对于实验法的运用,我们科学课上通常仅限于结论的验证。其实,实验法的最大价值在于对未知领域的探究。比如研究“空气占据空间”一课,我们可以不出示这个命题,而是在学生毫无觉察的情况下,给学生一个杯子、一些纸和一只盛有水的大水槽,让学生自己想办法玩。结果有的学生把纸放在水里,计算多长时间纸会完全湿透;有的把纸放入杯底,倒扣在水槽里,看纸有没有湿。学生在自然状态下想办法“玩”,这是认知的第一步。在观察到的众多现象里,学生最为关注的是倒扣在水里的杯子,杯底的纸为什么不湿?在回答这个问题的推导和实验中,得出“空气占据空间”这一新的认知才是探究的结果,而非验证的结论。对于文献研究法的应用,科学课上可以适时植入科学史教育,让学生通过查找资料、搜集信息和处理数据,自行解决问题。文献研究法很值得珍视和使用,但在国内的科学教学中却很少涉及,实在是一大缺憾。
三、科学的功能和价值:创新世界
早在20世纪70年代末,兰本达教授就对科学教育的功能和价值做过重要论述,她认为,科学教育对人类的作用与贡献,就是教给我们探索自然的智慧。人类有了科学的智慧,就能不断地改造自然,去创造自己的理想世界。也就是说,科学的功能和价值是创新世界。毋庸置疑,学习是为了应用,而且是创造性地应用。同时,也唯有在应用中,我们学习的东西才可能真正转化为我们的能力。显然,尝试创新是科学课的一项重要任务,也是培养学生创新思维和实践能力的一条重要途径。
创新是儿童的天性,也是儿童发展的必然要求。儿童有多少想象,就有多少创新。培养儿童的创新能力,就必须激发儿童的想象力。儿童的想象力从哪里来?激发儿童的想象力,需要引入艺术元素,从艺术的视角观照儿童的世界,以艺术唤起学生的丰富想象力和创造力。比如在研究“形状与结构”这一内容时,可以在学生学习和掌握基本知识后,鼓励学生放飞想象,尝试创造,我们可以大胆相信,学生一定能够创造出像“鸟巢”“水立方”一樣的作品。
其次,培养学生的创新能力,需要多学科的融合教学。当前的STEM教育,就是一种学科融合的有效形式。比如:学习苏教版《科学》五下《建桥梁》一课时,很多教师引导学生试着将科学、技术、工程、数学、艺术等知识融入桥梁的设计中,于是学生“建造”出了许多形状各异、结构精巧、姿态优美的桥梁模型。曾有一位教师更是将经济学融入其中,结果竟有学生设计出一座融交通和商业为一体的“桥梁式水上城市”,实在是创意十足。
最后,创新和创意源于批判性思维的应用。批判性思维是对已有观点和认知定论的重新审视和思考,也是换一个角度或从另一个侧面对问题进行新的质疑和考量,这样的质疑和考量往往会有不一样的发现和创造。比如:苏教版《科学》五上《研究磁铁》一课,磁铁的应用,基本上是利用异极相吸原理,很少见到同极相斥原理的应用(除了磁悬浮列车)。针对这个问题,教师引发学生思考,结果学生想到了很多运用磁铁相斥原理的地方。如有的学生想到在学校厕所的门和墙上相对镶上两块同一极向的磁铁,这样,当门向里推开后,门内侧两块同一极向的磁铁就会因靠近而产生较大的排斥力,这种排斥力会很自然地将门推回来关上。可见,教学中只要教师留心学生批判性思维的培养,各种富有创造性的尝试就很容易出现。
科学课是一门科学启蒙课,重在培养儿童发现世界、解释世界和创新世界的意识和能力。随着时代的发展,科学课需要改革,科学课也必须改革,但无论怎么改革,科学课都要坚守自身的定位和使命,更好地开启学生的心智,进而促进学生发展。