新編蘇教版《科學(xué)》教材中 科學(xué)思維教學(xué)的要點(diǎn)

楊健

【摘 要】“基于思維的科學(xué)教學(xué)”是科學(xué)課標(biāo)的設(shè)計(jì)思想和研制基礎(chǔ)之一。在新編蘇教版《科學(xué)》教材的編寫中，編寫組力求將科學(xué)思維與兒童的科學(xué)認(rèn)知活動緊密聯(lián)系，并讓思維在以探究為主的科學(xué)學(xué)習(xí)過程中發(fā)展。

【關(guān)鍵詞】科學(xué)教材;科學(xué)思維;認(rèn)知;探究活動

【中圖分類號】G623.6 ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A ?【文章編號】1005-6009（2019）65-0014-04

【作者簡介】楊健，南京市教學(xué)研究室（南京，210001）科學(xué)教研員，高級教師，南京市科學(xué)學(xué)科帶頭人，新編蘇教版《科學(xué)》教材編寫組成員。

思維活動是課堂教學(xué)的核心活動，“基于思維的科學(xué)教學(xué)”是《義務(wù)教育小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)》（以下簡稱課標(biāo)）的設(shè)計(jì)思想和研制基礎(chǔ)之一。因此，激發(fā)學(xué)生科學(xué)思維，發(fā)展其科學(xué)思維能力，應(yīng)是每一位科學(xué)教師的追求。

然而，正如思維不可見地發(fā)生于大腦中那樣，科學(xué)思維活動也很難像明確的科學(xué)知識與顯見的探究活動那樣被呈現(xiàn)在紙面上，所以其易被忽視。正是因?yàn)閷W(xué)生思維參與的忽視，科學(xué)課中的探究活動往往流于形式，學(xué)生僅僅獲得了膚淺的“做”的體驗(yàn)，未能真正實(shí)現(xiàn)做中思、做中學(xué);且具體的經(jīng)驗(yàn)，以及事實(shí)性信息、知識和概念，未經(jīng)思維的加工，僅停留在“記憶”的層面，學(xué)生很難深入理解和遷移應(yīng)用，久之，這些知識就會成為“脆弱的知識”。

科學(xué)思維究竟是什么，又該如何培養(yǎng)，這是科學(xué)思維教學(xué)的出發(fā)點(diǎn)。對于思維的認(rèn)識，哲學(xué)、心理學(xué)、腦科學(xué)、邏輯學(xué)等學(xué)科各有各的理解，體現(xiàn)其復(fù)雜性，就像有學(xué)者所說的那樣，思維的復(fù)雜性幾乎不允許對其給出一個明確的定義，我們所能做的只是盡量考察“思維不是什么”或“思維同什么有關(guān)”等問題。另外，小學(xué)生在科學(xué)學(xué)習(xí)中的思維活動應(yīng)受科學(xué)家思維活動的啟迪，但又不應(yīng)簡單等同。事實(shí)上科學(xué)家的思維活動遠(yuǎn)比我們所能描述的更為復(fù)雜，教學(xué)要更多地回歸學(xué)習(xí)者本身的思維特征。

為更好地落實(shí)基于思維的科學(xué)教學(xué)，新編蘇教版《科學(xué)》教材（以下簡稱新編教材）的編寫組形成了這樣一個基本觀點(diǎn)，即將科學(xué)思維與兒童的科學(xué)認(rèn)知活動緊密聯(lián)系，讓思維在以探究為主的科學(xué)學(xué)習(xí)過程中發(fā)展，而這也是科學(xué)教師在教學(xué)中應(yīng)當(dāng)注重的。

一、將科學(xué)思維與兒童認(rèn)知活動緊密聯(lián)系

科學(xué)教學(xué)中的思維活動總是伴隨于學(xué)生的科學(xué)探究實(shí)踐。三下《聲音的產(chǎn)生》一課，教材引導(dǎo)學(xué)生體驗(yàn)并描述物體發(fā)聲時的狀態(tài)，通過“一手壓住尺子，另一手彈撥”“把氣球掛在正在發(fā)聲的音箱前方（觀察音箱發(fā)聲時氣球的狀態(tài)）”“摸著喉嚨，發(fā)出‘啊……的聲音”“空瓶里放些泡沫屑，吹瓶口”“敲擊音鈸，然后輕輕按住”五個活動，分析物體發(fā)出聲音時有什么共同現(xiàn)象。在該探究活動中，學(xué)生在教師的引導(dǎo)下，先觀察并描述（記錄）物體發(fā)聲時的現(xiàn)象，再分析、比較物體發(fā)聲時的共同特征，進(jìn)而得出結(jié)論“聲音是由物體的振動產(chǎn)生的”。從科學(xué)探究角度看，學(xué)生經(jīng)歷了“搜集證據(jù)—處理信息—得出結(jié)論”的過程，其顯性的探究活動是操作、觀察、比較、描述，而內(nèi)隱在活動中的是分析、比較、概括等思維活動?？梢?，科學(xué)探究活動的過程就是思維展開的過程，因此，教師要努力促使學(xué)生用自己的頭腦，把科學(xué)探究活動中所呈現(xiàn)出的現(xiàn)象、事實(shí)、變化等，經(jīng)過思維加工，形成自己的結(jié)論，而不是別人告知的知識。

這里要明確教學(xué)中幾個重要概念的關(guān)系，包括：探究過程、探究活動、科學(xué)思維和科學(xué)概念。科學(xué)探究是科學(xué)學(xué)科重要的學(xué)習(xí)方式，新編教材在落實(shí)課標(biāo)要求的基礎(chǔ)上，提出了具有教材自身特色的科學(xué)探究流程，即“提出問題→作出假設(shè)→查閱文獻(xiàn)→設(shè)計(jì)方案→搜集證據(jù)→處理信息→得出結(jié)論→分享交流”。在探究活動中，雖不用全面涵蓋以上全部要素，也不一定全然按照其步驟進(jìn)行，但該流程為學(xué)生科學(xué)認(rèn)知活動提供了一個基本結(jié)構(gòu)。圍繞著這個基本結(jié)構(gòu)的是看得見的實(shí)踐活動，如被稱為過程技能的觀察、實(shí)驗(yàn)、操作等，而為這些實(shí)踐活動賦予“科學(xué)味道”“科學(xué)學(xué)科特質(zhì)”的是看不見的思維活動，經(jīng)由思維活動，學(xué)生獲得概念性的認(rèn)識而不是未經(jīng)思維處理的事實(shí)、信息。概括地說，探究過程是學(xué)生認(rèn)知活動的結(jié)構(gòu)主線，附在主線上的是動手的實(shí)踐與動腦的思維，目的是讓學(xué)生在處理信息后進(jìn)行概念轉(zhuǎn)化、概念獲得與概念發(fā)展。沒有過程結(jié)構(gòu)，科學(xué)探究會凌亂低效;沒有動手實(shí)踐，科學(xué)探究會無從依托;沒有動腦思維，科學(xué)探究會有形無神。

二、在科學(xué)探究中教會學(xué)生如何思考

新編教材注重教會學(xué)生如何思考。如教材在專項(xiàng)學(xué)習(xí)“像科學(xué)家那樣……”的“提出問題”中，一、二年級要求學(xué)生要多提“誰、什么、怎么樣、什么樣、哪里”等問題，教會學(xué)生提問。因果推斷是科學(xué)探究中理性思維的典型行為，在三年級的專項(xiàng)學(xué)習(xí)中，教材提醒學(xué)生在“作出假設(shè)”時用“如果……就會……”的句式進(jìn)行表達(dá)，通過這樣的話語結(jié)構(gòu)，導(dǎo)引學(xué)生的邏輯推理活動。在文本上，教材更多地采取“比較西紅柿花與黃瓜花有什么不同”“為什么暖氣片都安裝在房間的低處？為什么冷藏柜可以不加蓋子？”這些引導(dǎo)探究活動與思考活動的話語，盡可能避免直接給出結(jié)論。這些例子反映了教材希望學(xué)生發(fā)展關(guān)于思維的程序性知識。

陳述性知識是“知道是什么”的知識，指那些靜態(tài)的、不變的事實(shí)信息，例如科學(xué)知識與科學(xué)概念，它們是可描述的。程序性知識是“知道怎么辦”的知識，是一套辦事的操作步驟，上文的科學(xué)探究流程，就是一種程序性知識。怎么提出問題，怎么對兩種事物進(jìn)行比較分析，如何在比較分析的基礎(chǔ)上進(jìn)行歸納，如何依據(jù)所獲得的證據(jù)對自己的觀點(diǎn)進(jìn)行解釋，以及如何針對別人的觀點(diǎn)提出有理有據(jù)的質(zhì)疑等等，也蘊(yùn)含著一定的程序性知識。在科學(xué)教學(xué)中，關(guān)于思維的程序性知識不是把如何思維告訴學(xué)生，而是讓學(xué)生親歷思維活動。教師只要善于分析教材文本的留白部分，就一定能發(fā)現(xiàn)這些留白通常暗含著促進(jìn)學(xué)生運(yùn)用分析、綜合、比較、分類、抽象、概括、推理、類比等思維方法的機(jī)會。通過激發(fā)學(xué)生親歷及反復(fù)嘗試以上思維實(shí)踐，再加上教師對方法、程序的有意識點(diǎn)撥指導(dǎo)，學(xué)生的思維能力自然會得到提升。

當(dāng)然，教會學(xué)生思考與概念發(fā)展層次及學(xué)習(xí)進(jìn)階相關(guān)聯(lián)。在教學(xué)中，教師必須把握兒童認(rèn)知規(guī)律，在不同年段循序漸進(jìn)、各有側(cè)重地發(fā)展其科學(xué)思維。

三、讓學(xué)生的思維活動真正發(fā)生

曾有專家認(rèn)為發(fā)展思維的任務(wù)已經(jīng)包含在知識教學(xué)中了，用不著在知識和技能教學(xué)之外另提發(fā)展思維的任務(wù)。認(rèn)同該觀點(diǎn)的教師，自然很難會對如何促進(jìn)學(xué)生真正開展思維活動進(jìn)行有意識的教學(xué)設(shè)計(jì)和安排。在課標(biāo)的導(dǎo)引下，我們知道，忽略思維參與的知識教學(xué)，難以達(dá)到知識的有意義組織和深層次理解，概念性認(rèn)識也無從談起。課堂教學(xué)如果只滿足于探究活動的完成和結(jié)論的得出，那學(xué)生只可能獲得膚淺的活動經(jīng)驗(yàn)和大量的事實(shí)信息。鑒于此，教學(xué)中，教師要努力設(shè)計(jì)每一個學(xué)生思維都能參與的科學(xué)探究活動。用好新編教材，讓學(xué)生的思維活動真正發(fā)生，可以從以下幾個方面著手。

第一，用好教材創(chuàng)設(shè)的教學(xué)情境。科學(xué)課以自然界中的事物及其運(yùn)動變化為學(xué)習(xí)對象，小學(xué)生的科學(xué)學(xué)習(xí)更與具體直觀的自然事物密不可分。好的教學(xué)情境，能喚醒學(xué)生對生活經(jīng)驗(yàn)的回憶，能拉近學(xué)生與所要探究事物、現(xiàn)象的距離，能將問題與解決問題所需要的信息蘊(yùn)含其中，并支持學(xué)生開展持續(xù)的探究活動。新編教材圖片多，這些圖片一般呈現(xiàn)一個自然場景，或提供一組包含相關(guān)信息的材料，或一個引發(fā)思考的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象等。教師應(yīng)避免簡單地將教材呈現(xiàn)的情境作為一般性的信息資料一帶而過，要讓學(xué)生充分分析情境，了解他們與情境有關(guān)的先前的經(jīng)驗(yàn)，激發(fā)他們的問題意識，從而為進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)問題、搜集信息及思維加工提供支撐。當(dāng)然，作為紙質(zhì)媒介，教材能夠呈現(xiàn)教學(xué)情境的方式僅限于圖片與文字，如果教師能夠在教材的引導(dǎo)下，創(chuàng)設(shè)更加直觀的學(xué)習(xí)情境則更為理想。但是，有些教學(xué)設(shè)計(jì)，在沒有領(lǐng)會教材意圖的情況下，僅從是不是更生動、更有趣、更豐富的角度出發(fā)，創(chuàng)設(shè)脫離探究活動本身意旨的所謂“好玩的”情境，就會事倍功半，甚至?xí)μ骄炕顒拥目茖W(xué)性帶來干擾。

第二，把握教材中問題的指向，將學(xué)生思維引向深入。新編教材文字少、問題少，但是這些問題大多是指向探究活動核心的關(guān)鍵問題，且大多是指向深度思維的問題，學(xué)生要經(jīng)過思維加工才能回答。如仔細(xì)觀察土壤的表層和下層，你發(fā)現(xiàn)有什么不同？這一問題需要學(xué)生在對比觀察的基礎(chǔ)上，進(jìn)行分析、比較，并較為全面地描述表達(dá)。這就需要教師引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行細(xì)致的科學(xué)觀察，要求他們進(jìn)行比較和分析，然后盡可能多地將其不同之處一一列出。再如：這兩盆植物的長勢有什么不同？可能和土壤有什么關(guān)系？這時學(xué)生不僅要觀察、比較和描述，更要進(jìn)行有依據(jù)的猜想和假設(shè)。有些問題看似簡單，答案也比較直觀，教師應(yīng)要求學(xué)生盡可能清晰、完整、有條理地回答，而不要急于通過若干個學(xué)生碎片化的答問，拼成一個所謂的完整的結(jié)論。

第三，為教材中的探究活動補(bǔ)白，給思維更多時間。前文筆者提到新編教材通常在提出問題之后僅用圖片呈現(xiàn)探究活動的要點(diǎn)，較少給出結(jié)論。這是因?yàn)榫帉懻呦Ｍ麑W(xué)生自主地參與到學(xué)習(xí)中去，于是就在探究過程和思維主線上“留白”。教師要看到“教材背后去”，分析學(xué)生親歷這個探究活動需要哪些過程性的技能，要通過何種思維方法才能得出結(jié)論，進(jìn)而通過自主學(xué)習(xí)、合作學(xué)習(xí)等活動，把每一個學(xué)生卷入探究歷程中去，讓每一個學(xué)生動手實(shí)踐、動腦思考以及有機(jī)會表達(dá)，這就是應(yīng)有的補(bǔ)白。教材在呈現(xiàn)探究活動時，常會通過簡介探究步驟、圖示探究行為、旁白探究要點(diǎn)等，提示學(xué)生進(jìn)行探究活動時教師可采取的教學(xué)策略和步驟，教學(xué)中教師應(yīng)著力落實(shí)。

第四，重視課外拓展活動。教材中的課文，很多時候以一個拓展性活動結(jié)束。如“我們可以為保護(hù)家鄉(xiāng)的土壤做些什么”“小組同學(xué)敲擊不同長度的塑料管，試著合奏一段樂曲”“在藏羚羊遷徙必經(jīng)之路規(guī)劃修建一條鐵路，你如何評估鐵路的修建方案”這樣的拓展性活動，能起到對所學(xué)知識進(jìn)行拓展運(yùn)用的作用，而從發(fā)展學(xué)生思維的角度來看，一方面，通過課堂教學(xué)中的探究，學(xué)生獲得知識，但知識要真正內(nèi)化為可以遷移的科學(xué)概念，必須經(jīng)歷在真實(shí)情境中解決問題的過程，使得學(xué)生在杜威所說的“自覺地理解共同因素”中發(fā)揮思維的加工作用，實(shí)現(xiàn)能夠遷移的目的。另一方面，課堂教學(xué)中的探究學(xué)習(xí)更多的是循著某個步驟進(jìn)行發(fā)現(xiàn)與驗(yàn)證的過程，更多的是運(yùn)用邏輯推理來獲得知識概念。而在拓展性活動中，更能容納不同學(xué)生解決問題的獨(dú)特思路、方法，更能為學(xué)生創(chuàng)造性思維的發(fā)展提供更多的機(jī)會。