生活對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)的影響

何明祥

摘 要：科學(xué)是研究各種自然現(xiàn)象及其規(guī)律的學(xué)問，每個(gè)人都會(huì)有關(guān)于自然的感受、體驗(yàn)甚至解釋，因此學(xué)生對(duì)科學(xué)的學(xué)習(xí)始于他們?cè)谏顚?shí)踐中對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)。教學(xué)中必須關(guān)注學(xué)生已有認(rèn)知對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的影響，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)已有認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)的局限性，才能幫助學(xué)生順利完成對(duì)科學(xué)知識(shí)的建構(gòu)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)起點(diǎn)；知識(shí)構(gòu)建；教學(xué)與生活；前概念；學(xué)生主體

大家知道，科學(xué)是研究各種自然現(xiàn)象，尋找它們產(chǎn)生、發(fā)展的原因和規(guī)律的學(xué)問，因此總是與人們的生活、生產(chǎn)存在密切聯(lián)系。也因此，我們每個(gè)人自來到這個(gè)世界伊始，面對(duì)的就是一個(gè)對(duì)其而言完全未知的科學(xué)世界，而在其后天的成長(zhǎng)歷程中，通過各種感官會(huì)不斷地獲得對(duì)這個(gè)世界的感受和體驗(yàn)，并試圖弄清其中的原因和規(guī)律。所以說，即便是嬰兒也是積極的科學(xué)學(xué)習(xí)者。不是嗎，一個(gè)人一旦學(xué)會(huì)說話，就會(huì)有問不完的“是什么”，而知道了“是什么”之后，又會(huì)沒完沒了地問 “為什么”。一旦他們得不到滿意的答案時(shí)（很多時(shí)候是這樣），就會(huì)自己去嘗試做出認(rèn)為合理的解釋。這其實(shí)是人類的一種本能，是進(jìn)化的結(jié)果，因?yàn)閷?duì)自然環(huán)境的認(rèn)知有利于人類的生存。

而從個(gè)體知識(shí)建構(gòu)的角度講，這些感知、體驗(yàn)以及在思考后形成的看似合理的自我解釋，無疑應(yīng)該成為科學(xué)教學(xué)的起點(diǎn)。正因?yàn)槿绱?，在《義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）》（以下簡(jiǎn)稱《標(biāo)準(zhǔn)》）的教學(xué)建議中明確提出：學(xué)生對(duì)科學(xué)知識(shí)的學(xué)習(xí)始于他們?cè)谏顚?shí)踐中對(duì)自然界的認(rèn)識(shí)，而不是單純對(duì)書本知識(shí)的記憶和接受；應(yīng)該關(guān)注學(xué)生的已有認(rèn)知對(duì)科學(xué)學(xué)習(xí)的影響，借助各種教育資源，引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)已有認(rèn)知和經(jīng)驗(yàn)的局限性，幫助學(xué)生理解科學(xué)知識(shí)，學(xué)習(xí)科學(xué)方法，培養(yǎng)科學(xué)態(tài)度[1]。所以，“從生活走進(jìn)科學(xué)，由科學(xué)回歸社會(huì)”應(yīng)該是科學(xué)教學(xué)的基本路徑。

《標(biāo)準(zhǔn)》可以說是字字珠璣，相信大部分科學(xué)教師都會(huì)去認(rèn)真研讀，并在各種培訓(xùn)中聆聽過相關(guān)專家的解讀。然而知道不等于認(rèn)同，認(rèn)同不等于會(huì)用，能否合理地運(yùn)用更多的取決于教師的智慧，這種智慧就是對(duì)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)以及由此可能帶來的認(rèn)知與思維習(xí)慣、路徑等的全方位判斷與把握能力。但從日常課堂教學(xué)狀況來看，許多教師的課堂教學(xué)離《標(biāo)準(zhǔn)》的這一要求顯然還有很大的差距，其產(chǎn)生的后果已經(jīng)在近年來的學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)中得到了體現(xiàn)，而浙江省嘉興市2014年學(xué)業(yè)考試科學(xué)卷第13題的評(píng)價(jià)結(jié)果體現(xiàn)得尤為典型。

題目：如圖1所示為一傾斜的平面鏡，當(dāng)你走向平面鏡時(shí)，下列描述符合事實(shí)的是（ ）

A.鏡中的像變大

B.通過平面鏡觀察到的視野變大

C.鏡中的像將遠(yuǎn)離你

D.像與你的連線與鏡面不垂直

命題組對(duì)本題的預(yù)測(cè)難度為0.67，但實(shí)際測(cè)試結(jié)果僅為0.42，而其中錯(cuò)選A的為28.6%，錯(cuò)選D的為24.9%。如果刨去選擇題不可避免的猜測(cè)與運(yùn)氣成分，真正掌握而答對(duì)的考生應(yīng)該會(huì)低于4成。這一結(jié)果實(shí)在出乎大家的意料。

每個(gè)人（甚而包括各種動(dòng)物）第一眼看到鏡子時(shí)總會(huì)充滿好奇，而正值青春期的中學(xué)生更是每天都會(huì)攬鏡自照，故本題呈現(xiàn)的無疑是一個(gè)學(xué)生極為熟悉的生活情境。而從知識(shí)角度講，平面鏡成像又是光學(xué)中的基礎(chǔ)部分，許多教師在上課時(shí)都會(huì)用如圖2所示的兩支蠟燭和一塊玻璃板來演示平面鏡成像的特點(diǎn)，再通過作光路圖從成像原理上做出解釋。大量的生活體驗(yàn)，加上看似十分到位的教學(xué)安排，當(dāng)然還少不了后續(xù)的大量訓(xùn)練，但最后得分率為何如此之低？這是很值得大家思考和玩味的一個(gè)問題。

本題的正確選項(xiàng)“B. 通過平面鏡觀察到的視野變大”，這在日常觀察中是不難獲得的認(rèn)知。科學(xué)的重要特征是講求實(shí)證，因此無論是科學(xué)研究還是科學(xué)學(xué)習(xí)，都十分強(qiáng)調(diào)觀察和實(shí)驗(yàn)的重要性，科學(xué)教材開篇就專門安排一節(jié)有關(guān)科學(xué)觀察的內(nèi)容，明確指出“觀察是重要的科學(xué)研究方法，也是我們學(xué)習(xí)科學(xué)的重要方式”，進(jìn)而提出觀察的方法、要求等。但是，教師只是強(qiáng)調(diào)了課堂中的科學(xué)觀察，很少會(huì)要求學(xué)生把它延伸到課堂外，而課堂外對(duì)生活、對(duì)自然的觀察恰恰是科學(xué)觀察的基礎(chǔ)。課堂上，在平面鏡成像實(shí)驗(yàn)中，對(duì)于物與像等大、與鏡面等距、連線與鏡面垂直等平面鏡成像特點(diǎn)，都是在實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上通過仔細(xì)觀察才能得出，但通常，實(shí)驗(yàn)一結(jié)束、結(jié)論一得出，觀察也就此結(jié)束。學(xué)生回到現(xiàn)實(shí)生活中，面對(duì)平面鏡的時(shí)候眼中卻不再會(huì)有一絲“觀察”的光芒。于是，每天的攬鏡自照，眼光只是聚焦于自己的容顏，即便湊近鏡面也只是為了更仔細(xì)地端詳而已，根本就不會(huì)去關(guān)注此時(shí)平面鏡中的視野大小有何變化。此刻的“照鏡子”已經(jīng)遠(yuǎn)離科學(xué)中的“觀察”了?？磥恚粌H是在知識(shí)上，在方法要求上，課內(nèi)與課外、學(xué)習(xí)和生活兩張皮的狀況同樣是當(dāng)下科學(xué)教學(xué)的嚴(yán)重問題。

再來重點(diǎn)分析錯(cuò)選的原因。

錯(cuò)選“A.鏡中的像變大”的學(xué)生達(dá)到28.6%，這恐怕是令老師們最覺得不可思議的一個(gè)結(jié)果，甚至是會(huì)讓老師們大動(dòng)肝火的一種錯(cuò)誤。由于“近大遠(yuǎn)小”的實(shí)際視覺體驗(yàn)而帶來的有關(guān)平面鏡成像的錯(cuò)誤認(rèn)知極為頑固，老師們對(duì)此都有充分的認(rèn)識(shí)。于是在教學(xué)中總會(huì)在這個(gè)問題上大費(fèi)周章，又是實(shí)驗(yàn)探究（如圖2所示），又是理論分析，又是強(qiáng)化訓(xùn)練，然而學(xué)生總是在這個(gè)問題上不斷犯錯(cuò)，學(xué)生與教師在犯錯(cuò)與糾錯(cuò)中不斷地輪回。是的，通過實(shí)驗(yàn)學(xué)生親眼看到了鏡中的像與物始終等大，理論上分析也不難理解，但最后為何還是有那么多的學(xué)生在同樣的地方一次次跌倒？其實(shí)這并不難理解，課堂中的實(shí)驗(yàn)給予學(xué)生的科學(xué)觀察和體驗(yàn)僅此一次，而學(xué)生來自生活的錯(cuò)誤“觀察”和體驗(yàn)卻隨時(shí)在發(fā)生，反復(fù)的強(qiáng)化使得這種錯(cuò)誤的體驗(yàn)在頭腦中變得根深蒂固。這種現(xiàn)象在科學(xué)學(xué)習(xí)中十分普遍，其實(shí)科學(xué)學(xué)習(xí)的很多難點(diǎn)都是源于這種在生活體驗(yàn)中所形成的錯(cuò)誤的前概念。相反，“C. 鏡中的像將遠(yuǎn)離你”由于沒有這種來自生活的錯(cuò)誤體驗(yàn)的干擾，學(xué)生幾乎不會(huì)犯錯(cuò)。

至于有24.9%的考生錯(cuò)選“D. 像與你的連線與鏡面不垂直”，倒并沒有出乎意料，其實(shí)命題組之所以預(yù)測(cè)本題難度為0.67（按學(xué)業(yè)水平考試要求屬偏難題），主要是考慮到了如下原因：試題情境中的平面鏡是傾斜的（盡管這在生活中很常見），而教學(xué)中老師實(shí)驗(yàn)演示的總是豎直的，而且會(huì)反復(fù)強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)“成功”的關(guān)鍵之一是玻璃板必須垂直桌面，既不會(huì)去給學(xué)生拓展演示鏡面傾斜的情況（不是不能做，只是操作難度大），也不會(huì)對(duì)這個(gè)問題做理論上的變式分析。缺少變式與遷移，再加上教學(xué)與生活的分離，使得學(xué)生在面對(duì)試題中的傾斜平面鏡時(shí)，對(duì)平面鏡成像基本規(guī)律的判斷自然會(huì)出現(xiàn)莫名的困惑。如此學(xué)習(xí)顯得過于機(jī)械和僵化，顯然是無法培養(yǎng)學(xué)生的高品質(zhì)智慧的。

其實(shí)，類似這樣的問題同樣反映在浙江省嘉興市2014年學(xué)業(yè)考試科學(xué)卷的第15題中，但本題是從另一角度說明了生活之于科學(xué)學(xué)習(xí)的重要性。

題目：今年5月4日（農(nóng)歷四月初六）晚，太陽系的“大個(gè)子”——木星與月亮距離達(dá)到最近，上演了一幕“木星合月”的美景。木星合月時(shí)，我們可以看到的景象為（ ）

其中有29.7%的學(xué)生錯(cuò)選B。從評(píng)價(jià)結(jié)果看，盡管學(xué)生大多能夠區(qū)分原本頗為抽象的上弦月與下弦月，因?yàn)殄e(cuò)選C（月相為下弦月）的僅為13.2%，但卻弄不清月球與木星在地球上可看見的大小，這除了理解能力欠缺外，更重要的原因在于學(xué)生在平時(shí)的生活及學(xué)習(xí)中缺少抬頭仰望星空的機(jī)會(huì)。

基于以上分析，結(jié)合平時(shí)大量的課堂觀察，不難看出在我們的科學(xué)教學(xué)中，缺少對(duì)學(xué)生生活經(jīng)驗(yàn)以及由此帶來的各種相關(guān)認(rèn)知與思維的觀照，是導(dǎo)致教學(xué)低效甚至無效的一個(gè)重要原因，其背后所反映的依然是對(duì)學(xué)生這一教學(xué)主體的地位不夠重視。在許多教師心目中，教材的地位遠(yuǎn)高于學(xué)生的地位，致使教學(xué)設(shè)計(jì)中只關(guān)注教什么，而不考慮怎么教，更不考慮怎么學(xué)。教材只是一種教學(xué)資源，而學(xué)生是一切教學(xué)活動(dòng)的主體，是一種更加重要的教學(xué)資源，所以在進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)時(shí)，不僅要分析教材，更需要分析學(xué)情。但很多教師的學(xué)情分析僅限于“前面已經(jīng)學(xué)過了什么？”這對(duì)科學(xué)教學(xué)而言是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的?！耙呀?jīng)學(xué)過什么”甚至不是最主要的學(xué)情，因?yàn)榭茖W(xué)源于生活，學(xué)生的頭腦中總是充斥著大量與科學(xué)有關(guān)的前概念，由于前概念是直接來自學(xué)生生活的“真實(shí)”的反復(fù)觀察、體驗(yàn)所得，而科學(xué)的概念常需在受控條件下才能獲得，所以這種前概念不但非常頑固，而且總是存在一定缺陷。當(dāng)學(xué)生在同樣的問題上反復(fù)犯錯(cuò)時(shí)，通常就是由于受到前概念的干擾。因此，很多時(shí)候，正是因?yàn)閷W(xué)生知道一些事情而不是什么都不知道，才造成了學(xué)習(xí)的障礙，這種障礙往往就是科學(xué)教學(xué)的難點(diǎn)所在[2]。但奇怪的是，教師一邊在漠視學(xué)生的生活體驗(yàn)，一邊卻在抱怨學(xué)生缺乏生活。

所謂突出學(xué)生的主體地位，最根本的其實(shí)就是要做到想學(xué)生所想，思學(xué)生所思。分析學(xué)生在生活中怎樣體驗(yàn)世界、怎樣認(rèn)識(shí)世界、怎樣在思考中構(gòu)建知識(shí)[3]，揣摩學(xué)生的困難在哪里，并知道如何利用學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生的思維，激發(fā)學(xué)生的興趣，去幫助學(xué)生突破各種難點(diǎn)。所以在課堂中一定要多分析生活中的常見問題，多探究生活中的隱含問題，多解決生活中的實(shí)際問題，多討論生活中的熱點(diǎn)問題，真正體現(xiàn)“身邊科學(xué)”的理念。

還是奧蘇伯爾的那句話：“假如讓我把全部教育心理學(xué)僅僅歸納為一條原理的話，那么，我將一言以蔽之：影響學(xué)習(xí)的唯一重要的因素就是學(xué)生已經(jīng)知道了什么，要探明這一點(diǎn)，并應(yīng)據(jù)此進(jìn)行教學(xué)?！倍@對(duì)于科學(xué)學(xué)科尤為重要。

參考文獻(xiàn)：

[1] 中華人民共和國教育部.義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S]. 北京：北京師范大學(xué)出版社 2011：52.

[2] 國家研究理事會(huì).美國國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)[S]. 北京：科學(xué)技術(shù)出版社，1999：12 .

[3] M.蘇珊娜·多諾萬.學(xué)生是如何學(xué)習(xí)的——課堂中的科學(xué)[M]. 桂林：廣西師范大學(xué)出版社 ，2011：32.