小学科学课程实施建议

英伦Harsh

一、教学建议

    1．全面理解“以探究为核心“

    “科学学习要以探究为核心”，是科学课程的基本理念之一，课程标准中的阐述如下：

    “科学学习要以探究为核心。探究既是科学学习的目标，又是科学学习的方式。亲身经历以探究为主的学习活动是学生学习科学的主要途径。科学课程应向学生提供充分的科学探究机会，使他们在像科学家那样进行科学探究的过程中，体验学习科学的乐趣，增长科学探究能力，获取科学知识，形成尊重事实、善于质疑的科学态度，了解科学发展的历史。但也需要明确，探究不是惟一的学习模式，在科学学习中，灵活和综合运用各种教学方式和策略都是必要的。”

    在阐述以探究为核心的同时，又指出“但也需要明确，探究不是惟一的学习模式”，对此如何理解？探究不是惟一的学习模式，是不是说有时候以探究为核心，有时候不以探究为核心？探究是学科学习的主要途径，是不是还有探究以外的次要途径？究竟“核心”与“不是惟一的”之间是什么关系？明确这一点很重要。举个例子说：传统的“先生讲，学生听”是非探究的，为什么不能使用这种方式？明确了，才有可能在教学中体现以探究为核心。

    教学中如何体现以探究为核心，有四点需要明确：

    第一，亲历以探究方式进行的学科学的实践活动和过程，是科学学习的基本途径。所有科学课的学习，都应通过这个途径。不是说有的课通过这个途径，有的课可以通过“先生讲，学生听”的途径。也不是说现在教学手段现代化了，可以从传统的“先生讲，学生听”变成电脑讲，学生看的途径。

    第二，科学学习中，有些局部活动是无法亲历的，例如教学生认识火山成因：

    谁能保证在我教学生认识火山成因时，一定有火山喷发发生？谁能保证我能及时带领学生去直接观察到火山喷发现象？显然像这类事物，是小学生既不可能也没有条件通过直接认识获取事实材料的，这项学习活动必须采用亲历以外的方式进行。

    还有像地球内部的地幔、地核是科学家也无法直接认识的；在实际教学中，都是通过教科书、教师告诉学生的。告诉是探究以外的方式，但告诉是有条件的。

    第三，即使是以亲历的方式进行学习，也需要训练学生用亲历以外的方式获得信息，以拓展知识领域，了解科学技术的新进展，这是社会发展对人们提出的新的要求，我们要训练学生学习适应这种新的要求。

    第四，用亲历以外的方式进行学习，应当在以探究为核心的前提下进行。

    以认识火山成因为例，说明探究以外的方式在以探究为核心的前提下是如何进行的。

    （1）这类课的教学也是以事实为基础的。

    这类课中事实材料不是由学生通过探究获得的，通常采用提供事实材料，引导学生运用已有的知识进行推理认识的方式进行。推理认识，抽象思维，需要思维材料，所以也要搜集事实，这种搜集，有的是从已有的知识中检索出相关的事实材料，有的由教科书上呈现一些主要的事实，有的要从书刊、电视、互联网上搜集。要让学生参与搜集才能获得生动、丰富的事实。搜集到了各种自然现象的材料，学生才能运用已有知识，解释各种自然现象之间的因果联系。

    搜集到了事实材料，还要按火山喷发外部现象的发生过程，对事实材料作初步整理，便于学生运用已有知识，推测地球的内部情况：

    地面震动，喷出浓烟，巨大的爆裂声，轰鸣声——说明地球内部有巨大压力。

    喷“火”，火红的喷出物，火红的岩浆流出——说明地球内部温度很高，物质在高温下熔化，巨大的压力使岩浆喷出或溢出。

    喷出的岩浆冷却成为岩石——由此可以推断地球外壳由冷却了的岩浆包裹着。

    据此推断：地球内部温度很高，压力很大，外壳又是由岩浆冷却形成的坚硬的岩石，一旦某一部分在高温、高压的作用下，形成了薄弱环节，内部物质冲出外壳形成火山喷发。

　　（2）指导学生运用知识，进行推理认识，发展学生思维，是这类课教学的核心。

    地球的内三圈，是经过多学科科学家长期研究的，不是小学生能够研究出来的，更不是通过推理推断出来就可以确认的。训练学生学习推理认识，使相关概念联系起来，形成高一层次的认识。学生在推理认识中，不可能说得像书上讲的那样“科学”，那样准确，这是必然的。按传统的教学观念，学生说了不“科学”，不准确的话，教师必须指出，必须纠正，否则就会受到责难。然而这类课的教育价值，并不要求学生说出科学家的研究结果，而是在于训练学生运用知识进行思维，发展学生的科学思维和创造性思维，鼓励学生用自己的语言表达自己的思维。所以一切积极思维，勇于表达的学生都应受到尊重、鼓励。

    （3）这类课，最终由老师把科学家研究的结果告诉学生，告诉是有条件的，是在学生根据事实对地球的内部构造作出了推断的基础上告诉的。告诉的更重要目的在于实证：“你们的推断是科学的，科学家经过长期研究，他们的研究结果同你们的推断是一致的。”告诉的目的有四：

    第一，鼓励、肯定学生的思维。第二，潜在涵义在于说明推理认识是科学认识的一个方面，科学讲求实证，我们没有能力获得实证，用科学研究的结果，证实学生的推测。第三，为学生提供合适的说法，用积极的方式告诉学生，而不是“纠正”，“指出”。第四，知识。同传统的教学观念相反，这类课的教育价值正在于鼓励学生“胡说”。

    在这个教例中，学习仍然是以探究为核心进行的，只是在探究过程中，事实材料是由教科书提供的，地球的内部构造是由教科书和教师告诉学生的，但告诉是有条件的，是在学生通过思维，作出推测的基础上，作为验证学生的推测告诉的。这种亲历以外的学习方式，只是学习过程中进行局部活动的方式，不是整课的学习模式。

    通过这个教例还可以看出，两个“探究”的内涵是有所不同的。“以探究为核心”中的探究，是指科学探究的过程和方法。科学课要教学生了解科学探究的过程和方法，逐步学会科学地看问题，想问题，所有的课都应根据教学内容和具体情况，引导学生亲历科学探究过程。“探究不是惟一的学习模式”中的探究，是指探究过程中进行局部活动的方式：多数活动是要亲身经历，直接认识的，通过探究方式进行。有的不可能亲身经历、直接认识的，则通过探究以外的方式进行。虽然在局部活动上采取了非探究方式，而学习过程仍然是以探究为核心的。

　　2．怎样体现“像科学家那样进行科学探究”

    以教育科学出版社出版的《科学》教科书、三年级上册《植物的一生》为例，这一单元教材，以凤仙花为典型材料，通过种凤仙花，主要让学生了解凤仙花从播种到结出新种子的生长繁殖过程。

    我们怎样教学生像科学家那样进行科学探究？

    问三年级的孩子：“种子种到土里，会发生哪些变化？”许多孩子能告诉你：会生根发芽，会长高，会开花结果。

    孩子们都知道，我们还教什么呀？

    从教学方面看，学生说得越多，我们就越好教。即使他们把老师打算教他们掌握的概念说出来了，也无妨，不过是知道一个说法、一个文字符号，没有经历探究过程，他不会了解这个说法的具体含义。学生所说的，是他们原有的知识经验，是一般的生长过程，这很好。但是，我们是学科学，从知识教学方面说，就是把学生原有的知识、经验，变成科学的知识、科学的经验。

    科学要求准确回答：老师现在交给你们的这些种子，种到土里以后：

    过多少天生根、发芽？根和芽怎样生长？是什么样？

    能长多高？怎样逐步长高？

    过多少天开花、结果？能结多少果？花是什么样？果是什么样？

    从播种到结出种子要多长时间？一粒种子能繁殖出多少新的种子？

    这些问题，你查不到资料，即使是科学家，也不能作出准确、具体的回答。回答这些问题，需要我们像科学家那样进行科学探究，只有我们亲自去种植、去观察、测量、记录，然后研究观察记录到的科学事实、科学数据，才能回答，这种回答就是用科学事实、科学数据说话，是自己的科学研究成果。

    本来还考虑把植物生长同环境温度变化，同动物的活动联系起来观察，然而课时有限，内容不宜多，只好割爱了。

    我教什么？

    我教学生学习科学探究，教学生亲历科学探究的过程，学习科学探究，学习搜集科学事实、科学数据，学习用科学事实、科学数据说话，学习尊重证据。

    由此可以看出科学课同自然课的不同。

　　从我们比较了解的自然课说起。

    虽然从20世纪80年代的自然课改革开始，提出自然教学要“引导学生学着像科学家那样探索大自然的秘密”，自然教学要“符合科学的本性”，但在教学中怎样体现，并没有找到适当的方法途径。从观察在教学中的地位来说，仅限于从形成概念的角度看待观察，通过观察了解事物的性状、构造，获得对事物属性、特征的认识，即定性观察。即使对观察结果作量的描述，也不过是描述量的相对性，例如大和小、冷和热、软和硬，等等。自然课很少有定量观察。例如，自然课对摩擦力的观察，虽然也作一些测量，但只是比较力的大小，没有量的规定性，没有记录、统计方面的要求。而且，测量方法也不符合小学生的特点。以观察摩擦力为例：直接用弹簧秤拉动物体，由于克服静摩擦的瞬间，物体快速运动，桌面的长度有限，学生难以控制使物体匀速移动，弹簧的长度变化不稳定，所以测量结果基本上是不可靠的。这些因素使得观察技能的训练，科学态度、认真细致做科学的训练，都难以落实。与此相似的，还有对水的浮力的认识，自然教学中，通常是用手向下压浮在水面上的物体，根据感觉作出判断：水有浮力。不要求测量浮力的大小。另一方面，《自然》教材中，许多具体的实验方法与初中雷同，造成重复学习，并且对初中的学习，可能造成不利的影响。

    自然课的观察与科学课的观察，有许多不同，首先是观察在教学中的地位，不仅限于通过观察获取知识，而是从科学教育的全方位看待观察；不仅重规定性观察，而且重视定量观察，通过观察、测量，了解事物量的规定性，从而更准确地认识事物的性质。道理很简单：引导学生学习像科学研究那样进行观察，不仅要学习定性观察，还要根据小学生的特点，学习定量观察。

    课程标准中，与定量观察有关的内容有：在教学理念上，认为科学课程教和学的方式，要引导学生“像科学家那样进行科学探究”；

    在“总目标”中，关于对待周围世界的态度，指出要“尊重证据”；

    在“情感态度与价值观”中，“重证据”是对待科学学习的具体内容标准之一；

    在“认识科学探究”中，提出要让学生“体验科学探究证据……的重要性”；

在“让探究成为科学学习的主要方式”的6条建议中，第4条是“注意搜集第一手资料，教会学生观察、测量、实验、记录、统计与做统计图表的方法”。

在“观察、实验、制作”中，要求训练学生“能用简单测量工具（尺、测力计、天平、量简、温度计、秒表）对物体进行定量观察，采集数据，并作简单记录”。

    课程标准，从教学理念到观测技能的训练，全方位地阐明了观察的意义，这些都同定量观察有关。通过定量观察，测量、记录，才能获得科学事实和科学数据，有了科学事实和科学数据，才能进行统计与做统计图表。

    什么是“证据”？科学事实和科学数据就是证据。科学是用科学事实和科学数据说话的，科学讲求实证，所以必须尊重证据，从实事中求是。“重证据”首先要重视搜集科学事实和科学数据，搜集科学事实和科学数据的方法，就是定量观察。可见定量观察在科学教育中的重要性。

    举对摩擦力、水的浮力的观察为例，科学课怎样指导学生进行定量观察？目前这方面教材还没有出来，看看美国《科学》教材中的相关内容，对我们是有启发的。2000年，美国克里兰女士来我国讲学，她教学生测量载重车运动的教学资料，已在我国的刊物上发表；美国教材《沉与浮》单元中，第9课是浮力的测量，都可供研究借鉴。以下把浮力的测量教学资料摘要介绍如下：

    （1）概念与目的

    第1课到第8课，学生们通过关注重力、形状和大小对浮动物体产生的影响，已经探究了浮力的概念。前一课，他们感觉到了水对物体有向上的作用力，叫浮力。现在学生们要测量和比较：推动大小不同的三个浮子全部浸入水中所需要的力量，进而关注浮力本身，他们会发现：浮子越大，它所受到的水的浮力也越大。

　　●学生预测三个尺寸不同的浮子上所受浮力的总量。

　　●学生用弹簧秤测三个尺寸不同的浮子上所受浮力，以此来检验他们的预测。

    ●学生比较他们搜集、记录的资料并得出结论。

    （2）预测

    ●你认为每个浮子有多重？

　　●你认为每个浮子在水中会有多重？



    ●当你拉动每个浮子全部浸入水中时，你感觉用了多大的力？

　　（3）教学活动程序

    ①带学生复习第8课学过的内容。

    ②说明本课的活动内容：学生把浮子拿在手中，估计每个浮子有多重，然后把浮子按入水中，观察每个浮子上所受到的浮力。

    ③分发材料（三个浮子）。

    ④作出预测：

    ●你认为哪个浮子的重量最大？

    ●你认为哪个浮子受到的浮力最大？

    先让学生在记录单9－A上记下自己的预测，讨论他们预测的原因，并把原因记录到记录单9—A上。

    ⑤分发其余的材料，学生称每个浮子的重量，并在记录单9－B上记下这个重量。

    ⑥测量每个浮子上所受到的浮力，并在记录单9－－B上作记录。

　　（4）最后的活动

　　①把材料送还到存放材料的地方。

　　②讨论实验结果。回答：

　　●你认为浮子尺寸大小对浮力的大小有什么影响？

　　●浮子浮得那么好，可能是什么原因？

　　（5）实验装置

　　如图：



　　记录单

　　记录单9－A

　　姓名：_________

　　日期：_________

　　用浮子工作

　　预测：你认为哪个浮子的重量最大？

　　预测：你认为哪个浮子受到的浮力最大？

　　原因：你预测的原因是什么？

　　记录单9－B

　　姓名：_________

　　日期：_________

　　测量浮子受到的力：重力和浮力



    以上资料出自中国科学技术协会信息中心编译的《国外科学教育理论与实践》一书，经过摘录，虽然简要，但提供的信息丰富。例如教学目的、活动程序、问题、实验方法和记录单，都设计得明确、具体。其中，实验设计和教学怎样体现科学探究，至少有三点对我们是富有启发的。

    （l）教学活动中的“预测”：先让学生作出预测，并把自己预测的结果记入记录单，还要讨论预测的根据是什么；实验后把预测的结果同实验结果作比较，讨论如何取值，等等，这些活动意义是什么？首先是运用学生已有的知识经验，吸引他们卷入到学习活动中来，通过比较预想的结果同测量结果，发现其中的差异，从而形成一个探究的学习情境，让学生体验科学证据的重要性，学习科学地看问题、想问题。

    （2）教育理念变了，目标变了，以往的一些“经典”的实验，不能保证学生搜集到所需的事实和数据，必须创造新的、符合小学特点的实验设计。

    （3）我国正在进行教材实验的《科学》教材，根据课程标准，结合具体教学内容，从起始课程开始，都设计了定量观察，摆在我们面前的任务，是学习课程标准，探索怎样教才符合课程标准的要求。