教学生像科学家那样思考

马冠中

“我想教学生科学思考，但是不会教，怎么办？”这是很多老师面临的难题。要解决这个难题，需要明确回答以下问题。

要教学生科学思考，老师需要掌握哪些内容？相关研究表明，以下内容对科学思考教学至关重要：理解科学家是如何思考的，他们要经历哪些探究过程，以及具体是如何提出问题、做出假设、进行实验、论证观点的；认识到怎样的课堂教学活动能够让学生参与到科学家所经历的探究过程中去，以及学会如何提出问题、做出假设；等。

在与老师的交流和课堂教学观摩中，我发现，他们非常迫切需要掌握这些内容。针对第一条，很多老师充分认识到“提出问题”对学生很重要，也想了很多办法让学生提问。但是，他们需要了解：科学家的问题是从哪来的？问题是怎么提出来的？什么样的问题是可探究的科学问题？类似的，很多老师还需要了解：实验方案是怎么设计出来的？怎么判断实验方案的质量？针对第二条，很多老师有非常丰富的探究式教学经验，在课堂上学生也能参与到探究过程中来。但是，这些老师发现，自己的科学教学设计“发挥不太稳定”：有些课“探究”多一点，而有些课“讲授”多一点。这说明，他们需要对探究式教学形成更加系统的认识，明确地将课堂教学与学生能够经历的探究过程联系起来。掌握了这些内容，老师就能够看出一节课的教学设计在多大程度上模拟了科学家的探究过程，以及学生在多大程度上能够参与到这样的探究过程中去。

如何掌握这些内容，以便更好地教学生科学思考呢？平时，我们阅读或聆听一些科学家的科研故事，从这些故事里，我们能间接了解科学家是如何思考探究的。但是，很多老師还是觉得自己的认识很模糊，很零散。

相关研究表明，两项经历能够发展老师对科学探究和探究式教学的认识。一项是直接参与科学探究的经历。老师可以进入高校和科研院所的实验室实习，在科学家的指导下参与课题研究，也可以围绕土壤、天气、动物行为等与科学课程内容相近的主题，开展探究。在这样的探究经历中，老师以科学家的身份探究自然现象，亲历整个探究过程。在这个过程中，老师像学生一样处于“不知道”的状态：不知道研究什么问题；不知道如何研究；不知道研究结论对不对。相关研究表明，这种方式能够帮助老师系统和深入地理解科学家如何思考探究，掌握提问、假设、实验等探究要素的具体做法。另一项是以探究方式学习科学的经历。我们期待老师用探究方式教学生学习科学，但是，绝大多数老师在中小学、大学和研究生阶段都没有以这种方式学习科学的经历。老师在设计和实施探究式教学时遇到的很多困难都与此有关。为此，老师需要以探究方式学习他们所要教授的科学课程。老师以学生的身份研究自然现象，通过提问、假设、实验等，产生对自然现象的解释，形成相应的科学知识。在这个过程中，老师能够亲身经历他们的学生将要经历的探究过程，遇到他们的学生将要面临的困难。这样的经历既为老师补足以探究方式学习科学的经历，又让他们设身处地从学生视角看待科学课堂教学过程，了解什么样的教学设计和活动能够让学生参与到科学思考当中去。

回到一开始提到的难题：“我想教学生科学思考，但是不会教，怎么办？”现在，我们已经有了初步的方案。针对这个方案，老师可能有很多疑问，比如，“这个方案可行吗？”“如何实施？”“实施过程中需要借助哪些资源的支持？”“这个方案能实现预期的效果吗？”……后面需要完成的工作还有很多，但是，好在我们有了一个方向。