基礎(chǔ)教育階段科學教育

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現(xiàn)代科學教育不同以往將培養(yǎng)科學精英主義作為科學教育的主要任務(wù)，而是注重全體公民科學素養(yǎng)的普遍提高。基礎(chǔ)教育階段作為學校教育的起源，對學生的終生教育有著引領(lǐng)和啟蒙的重要意義。為此，世界各國紛紛對基礎(chǔ)教育階段科學教育加大成本投入、研究力度。本文建立在科學教育與科學世界、生活世界、科學史哲密切聯(lián)系的大背景下，有機結(jié)合三維目標展開論述。

一、創(chuàng)設(shè)真情流淌的生命課堂

學習是智力因素和非智力因素相互作用的過程。如今的學習從屬于認知、理解的智力范疇，已滲透、擴展到情意、價值觀等非智力領(lǐng)域。學生的科學學習過程是知識積累、能力提高的過程，同時也是情意發(fā)展、人格健全的過程。情感態(tài)度和價值觀作為聯(lián)系科學與人文的紐帶，可以深化教育，促進科學與人文的融合。同時，又能優(yōu)化教學效果，提高學生學習效率，完善學生個性成長［1］?？茖W課程的學習中，尤須注重激發(fā)學生的學習興趣和熱情，樹立科學正確價值取向，增強社會責任感和使命感。

（一）探討STSE的關(guān)系中的真善美。

當今，人們在充分享用著科技所賜予的豐碩成果時，也體驗著種種科技異化帶來的惡果。各種生態(tài)失衡、環(huán)境污染、物種滅絕等越來越嚴重的全球性生態(tài)危機，嚴重威脅到人類的生存。通過STSE課程，有助于學生更客觀、更全面的地認識科學，啟發(fā)學生思考技術(shù)、經(jīng)濟、社會與環(huán)境之間的關(guān)系，培養(yǎng)學生的價值判斷力。一方面，通過科學技術(shù)發(fā)展對社會的雙重作用，培養(yǎng)學生辯證地看待科學技術(shù)的正面效能和負面影響。在科學課學習中，教師針對現(xiàn)實生活中存在的問題，如人口問題、環(huán)境問題、能源問題等造成全球性危機的問題，選取適當?shù)闹黝}引導(dǎo)學生進行交流討論，通過原因分析、策略研究、方案設(shè)計等系列過程，學生逐漸從思想上正視科學產(chǎn)生的作用和影響，才不會將崇尚科學變異成對科學的宗教崇拜。在學生自主討論和教師的引導(dǎo)總結(jié)中，不斷讓學生意識到這一切問題的出現(xiàn)從正反兩方面說明，科學技術(shù)不僅不是萬能的，而且其發(fā)展方向的迷失會給人類文明帶來極大的威脅，甚至可以達到毀滅性的程度［2］。另一方面，培養(yǎng)學生的社會責任感和重視確立正確的科學價值取向。教師通過對社會熱點問題的專題學習和研究，學生可以從多種角度對這些問題進行評價，嘗試做出價值判斷和道德分析。從牛肉生產(chǎn)到人類的繁殖，從自然保護區(qū)到‘克隆羊’，從水中充滿雌激素的河流到布滿核放射塵埃的谷地，這些人類自己所創(chuàng)造的環(huán)境。其中涉及的問題客觀的說明，現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展，正在沖擊和改變著人們的價值觀念、倫理觀念及其他社會觀念。教師應(yīng)善于引導(dǎo)學生關(guān)注科學技術(shù)與社會倫理道德之間的問題，分析科學技術(shù)的使用是否尊重生命？是否尊重人性，克服了人性危機，確立了人的尊嚴？是否協(xié)調(diào)了人與自然的關(guān)系？在教師與學生不斷深入追問和反復(fù)的價值判斷、道德分析中，引導(dǎo)學生趨向?qū)φ嫔泼赖膬r值追求。

（二）持嚴謹?shù)膽B(tài)度對待科學學習。

學生結(jié)合科學史哲的學習，逐漸轉(zhuǎn)變以往對科學學習不正確和簡單化的觀點。學生能認識到科學知識的成長不是一個常態(tài)的、線性累積過程，也不是一種新的事實、理論不斷加成的過程。科學在不斷發(fā)展中，不僅體現(xiàn)為“累積式”的量變，還是“革命式”的質(zhì)變過程。由此，科學學習不是簡單的知識累積，而是新舊范式的轉(zhuǎn)變過程。學生要促成這一轉(zhuǎn)變：首先，樹立問題意識，即學生在進行認識活動時，通過對認識對象的深刻洞察、懷疑、批判等多種方式，產(chǎn)生認知沖突，經(jīng)過深入思考后仍困惑不解時，出現(xiàn)了一種具有強烈的探索情境的真實問題或想做出發(fā)現(xiàn)式創(chuàng)新的一種心理狀態(tài)［3］。這種心理狀態(tài)驅(qū)使學生不斷積極思維，對問題作出大膽假設(shè)，小心求證，直至問題解決。其次，養(yǎng)成證據(jù)意識，尊重事實，重視客觀求證，以嚴謹?shù)膽B(tài)度尋找證據(jù)，學生所展示的證據(jù)越多，就越能引發(fā)對原先想法的反思，從而促成假設(shè)、預(yù)測、推理、解釋、交流、質(zhì)疑等思維活動的積極展開，有利于激發(fā)學生內(nèi)在的學習動機和學習興趣。最后，加強學生細心、耐心、恒心、包容心等心理品質(zhì)。

二、構(gòu)建縱橫聯(lián)通的智慧課堂

布魯納認為，學習的實質(zhì)是一個人把同類事物聯(lián)系起來，并把它們組織成賦予它們意義的結(jié)構(gòu)，即知識的學習就是在學生的頭腦中形成學科的知識結(jié)構(gòu)。學生在不斷完善認知結(jié)構(gòu)的同時，也能夠獲得認識事物的一些普遍方法。

（一）梳理學生心中的科學。

科學作為一種知識體系，它由多學科知識高度聚合而成。一定意義上說，學生學習知識主要是掌握概念和由概念組成的系統(tǒng)，通過對概念的學習加深客觀事物之間的聯(lián)系。學生通過學會如何使用“概念圖”、“V形圖”等科學思維工具之后，借助少數(shù)大概念為核心建構(gòu)科學概念體系，幫助探討事物之間的關(guān)系，關(guān)注事物的復(fù)雜性和整體性，認識和體會知識的形成和重構(gòu)的過程。在學習過程中，教師要重點關(guān)注教材中重復(fù)性與割裂性的內(nèi)容編排，打破原有教材的編排體系，根據(jù)知識的內(nèi)在聯(lián)系將教材內(nèi)容重新整合為層層深入的知識體系。讓學生在學習系統(tǒng)化、結(jié)構(gòu)化的知識過程中，自主把握科學知識的內(nèi)在聯(lián)系，借助科學思維工具給自己栽種一棵棵知識樹。通過構(gòu)建知識網(wǎng)絡(luò)，讓學生抓對立、清異同、悟聯(lián)系，梳理自己心中的科學。這樣不僅有利于清晰明了的掌握科學概念，還能更樂于參與科學實踐，對重要原理的深入探索，有助于提高學生思維的邏輯推演能力，進一步發(fā)展學生的整合理解能力。

（二）激發(fā)學生成長的科學。

科學知識，既是靜態(tài)的又是動態(tài)的，既要建構(gòu)一個個知識網(wǎng)絡(luò)圖，又要于行動體驗中不斷進行動態(tài)修正和知識創(chuàng)新。隨著吸納、類化、整合知識的增多，它不斷膨脹并向外輻射，從而使學生的知識層次愈高，知識覆蓋面愈廣，知識的遷移性和普涉性愈強［4］。學生在建構(gòu)知識網(wǎng)絡(luò)的同時，也在科學實踐中不斷檢驗、修正和完善，經(jīng)由思考、探索、研究等活動，以求真、求善、求美的有機統(tǒng)一作為吸納知識、類化知識和整合知識的價值標準，剔除迷信和教條的內(nèi)容，刪改愚昧和偏見的理解，不盲目崇尚非理性權(quán)威的共識，通過質(zhì)疑、追問、辯護、反駁、反思等行動對自身的想法負責，對科學知識進行類化、整合、凝練、提升，賦予它新的發(fā)展因子。學生在不斷完善認知結(jié)構(gòu)的同時，還要讓學生感悟科學知識、科學現(xiàn)象、某一科學知識內(nèi)部各要素之間的聯(lián)系，從而感悟事物之間的普遍聯(lián)系。

三、鋪設(shè)思維碰撞的實踐課堂

皮亞杰說過，動作是智慧的根源。因此，如何在課堂教學中創(chuàng)設(shè)以科學思維為核心的腦力活動和動手操作活動有機結(jié)合的情境，引導(dǎo)學生在各種科學實踐中積累經(jīng)驗，提升觀察、試驗、猜想、驗證及推理概括的能力。只有“實踐”才能獲得真知，才能讓猜想與假設(shè)轉(zhuǎn)化為真理。學生的思維是在活動中發(fā)生的，并隨著活動的深入而得到發(fā)展，從而讓學生的“雙手”閃爍出創(chuàng)造性思維的光芒。

（一）擺脫形式主義的探究，重視科學觀察活動。

當前基礎(chǔ)教育階段的“科學探究”將課堂科學探究等同于學習“科學（思維）方法”和“科學（實驗）方法”，科學探究被程式化地分解為提出問題、作出假設(shè)、設(shè)計探究方案、搜集證據(jù)、作出解釋、討論交流等步驟反復(fù)運行，步驟化的探究活動沒有引發(fā)學生更多的科學思維，學生僅是“依樣畫葫蘆”的進行探究活動?？茖W實踐通過扭轉(zhuǎn)課堂探究活動模式化傾向，轉(zhuǎn)變固定的、按部就班的步驟進行探究活動，不在于追求普適的、固定的“科學方法”，擺脫探究的形式化，注重探索科學家的真實探究活動，開放學生的科學思維。科學思維活動的源泉在于觀察活動，科學課上學生的大多數(shù)科學學習活動都可以被理解為某種意義上的觀察活動。分類是有比較的觀察，測量是精確的觀察，實驗是經(jīng)過精心設(shè)計的觀察，分析是對觀察結(jié)果關(guān)系的認識，解釋是對觀察現(xiàn)象的闡釋并產(chǎn)生理論。在科學學習活動中，不同的學生由于自身的知識背景不同，決定了觀察到的現(xiàn)象、獲得的數(shù)據(jù)、所作出的解釋不可能完全一致。在觀察活動中，學生對觀察重點的把握，對觀察現(xiàn)象真假的辨別以及產(chǎn)生原因的預(yù)測，對觀察現(xiàn)象和數(shù)據(jù)的記錄，與其他同學針對觀察結(jié)果進行比較和分析，以及對觀察結(jié)果的驗證，等等，通過這些科學觀察活動，進一步發(fā)展學生的科學思維。

（二）發(fā)展科學思維，激發(fā)想象力和創(chuàng)造力。

小學階段的學生思維活躍，具有極大的可塑性和發(fā)展空間，小學四年級是小學生思維發(fā)展的質(zhì)變期，若能抓住關(guān)鍵期充分挖掘和培養(yǎng)小學生的思維品質(zhì)，借助開展形式多樣的創(chuàng)造性活動，有利于激發(fā)學生的好奇心，解放學生的大腦，發(fā)揮想象力，有益于學生今后的生活、學習和發(fā)展。在小學科學課中，各個學校都采用了多種多樣生動有趣的科技活動方式，調(diào)動學生的積極性。如開設(shè)小發(fā)明課，開展競賽活動，征集最優(yōu)方案，組織課外小組、觀摩、參觀，專家開講座等?？萍蓟顒邮且环N基于問題、項目、任務(wù)的探究性學習，在各種科技活動中，學生矚目生活的需要或是迸發(fā)的奇思妙想，檢索到自身想要解決的問題，產(chǎn)生發(fā)明選題，并鎖定選題進行發(fā)明設(shè)計與實踐。在教師的引導(dǎo)下，借助“缺點列舉法”、“對比類此法”、“逆向思維法”、“問題追蹤法”等方法，啟發(fā)自身的想象力，在同伴協(xié)作與互助，以類似科學家的研究活動，全身心參與實踐，在操作過程中不斷完善和改進自己的方式方法、方案設(shè)計，尋求最優(yōu)方案設(shè)計，最終解決問題并向公眾呈現(xiàn)自己發(fā)明和創(chuàng)造的成果。通過學生的小發(fā)明、小創(chuàng)造及小論文的作品，學生從具體形象思維，即一種實體思維，逐漸向于理論性邏輯思維轉(zhuǎn)變.

作者：金穎芳 單位：南京師范大學