科学探究活动与课堂教学改革(上)

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一、小学科学课是一门发展迅猛的课程

目前，科学课的课堂教学改革进行到什么程度呢？我们先研究一下：“小学科学课究竟是怎样的一门课”。下面是“小学科学课程25年间的名称沿革与周课时设置变化”图表。

从认识科学课的角度来说，这张图表至少提供了两组重要的信息：

1. 科学课是在早年的常识、自然常识、自然等课程的基础上生长发展起来的。

2. 25年间，科学课的周课时以2、4、6、8、10节这样的态势持续增长着。

在小学各学科中，能持续几十年以这样的速度增长的只有科学课，绝无仅有，独一无二。科学课的发展是不是就到10节课为止了呢？许多信息告诉我们，科学课还将继续发展。横向比较的话，我们的科学课每周开10节课还是很少的。许多发展中国家的科学课周课时都有18节，这还是上世纪80年代统计的。那个年代，有许多国家就已经把科学作为小学三门支柱课程（语文、科学、数学）之一；发展到后来，一些国家把科学作为小学的两大重点课程（语文、科学）之一；进入21世纪后更进一步把科学作为小学的核心课程了。

所以，10节周课时远不是科学课的发展终点。我们国家的小学科学课程还有相当大的发展空间。新的科学课程标准还没有正式颁布，但已基本形成了。它的全称是“全日制义务教育（1～6年级）课程标准”。这个标准一旦颁布，小学一、二年级一开设科学课，科学课的周课时曲线就将再升上一个台阶。

这个未来的课程标准是这样描述课程性质的：“小学科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的义务教育阶段的核心课程。”现行课程标准的描述是“一门以培养学生科学素养为宗旨的义务教育阶段的基础课程。”我们可以预期，从“基础课程”到“核心课程”，小学科学课又将大步向前推进了。

科学课程的迅猛发展已是不争的事实。那么是谁在推动科学课发展呢？推动力来自何处？是社会的发展需求，是教育的发展需求，是儿童的发展需求推动着科学课向前发展。

当今社会发展之快，科学技术发展之快，都可以说是史无前例的。今天，科学技术已经渗透到我们每个人的生活当中，人人都要与之打交道，人人都要具备相应的科学素养。科学素养已经成为每一个人“生存与发展”所不可或缺的了。

关于当今社会对每一个人提出的科学素养要求，我们可以看一下美国《国家科学教育标准》的一个前言，题目是《行动的号角》。

我们这个国家已经把所有学生都具有良好的科学素养作为自己的一个既定目标，《国家科学教育标准》就是为使国家能够达到此目的而编撰的。这部标准详细描述了每个人都将具有良好的科学素养（这在21世纪将成为现实）的科学教育该是什么样子，这部标准不仅指明了最终目标，还指明了达此目标所要走的具体路线。

我们大家不管是作为个人，还是作为社会，同科学素养都是利害攸关的。懂科学，你才有可能领略到你在领略自然界的事理时，油然而生的充实之感和兴奋之情。有良好的科学素养，你才有可能运用科学的原理和方法，去做个人的各种决策，去参加讨论关乎全社会的各种科学问题。扎实的科学基础可以强化人们日常所用的各种能力，例如创造性地解决问题的能力、运用判断进行思维的能力、在集体中协作工作的能力、有效地应用技术的能力、懂得活到老学到老的价值等。我们社会的经济生产率与我们的劳动大军的科学本领和技术能力是分不开的。

在改革科学教育的工作中，起关键作用的将是教师、科学视导员、课程设计人员，出版商，工作在博物馆、动物园和科学中心的人，科学教育专家，全国各地的科学家和工程师，学校管理人员，学校的董事会成员，学生家长，工商业界人士，立法机关的工作人员及政府其他官员等多种多样的人。上述各界人士都参与到撰写《国家科学教育标准》，现在，各界人士都必须为了国家的利益而一致行动起来。科学素养的提高是要花费时间的，因为《国家科学教育标准》要求，整个的学校系统必须做重大改变。

这部标准强调，科学教育采用的教学新方法必须能反映科学本身的实际搞法，强调把科学探究作为获取知识和认识世界的一种方法。这部标准还要求教师向学生传授的内容、学生成绩的评定方法、教师培训与进修的方式以及学校与外界，包括这个国家的科学家和工程师之间的关系都要有所改变。

正因为科学已经成为变成了我们社会的一个中心部分，所以，这部标准是把获取科学知识、获取科学认识、掌握科学本领作为教育的一个中心部分。所有的学生都应该有也必须有机会使自己成为有良好的科学素养的人。《国家科学教育标准》就是以这样的一种信念为前提的。这部标准着眼的是这样一种未来：每个美国人都深谙基本的科学观念和基本的科学方法，因而都能生活得较为充实，工作得较为高效。这是为美国描绘出的一幅充满巨大希望和乐观主义精神的图景，一幅可以作为我们社会巨大凝聚力的图景。想到这部标准将给我们的个人生活和国家活力带来巨变，我们兴奋不已，我们满怀希望。

这是美国国家科学教育标准与评价委员会主席理查德·科劳斯纳和国家科学院院长布鲁斯·艾尔伯茨联合署名的一篇文章，讲了美国的科学教育，讲了学生科学素养培养的重大意义。

无论个人还是社会，与科学素养都是利害攸关的！科学变成社会的一个中心部分，科学成为教育的一个中心部分，因为科学教育的要求，整个学校系统必须作重大改变。科学课程进入成为学校核心课程的时代。

从辅助课程（半个世纪以前，自然课被说成是副科），发展到后来的支柱课程、基础课程，到今天向着核心课程推进。科学课是一门发展迅速的课，是一门充满活力、充满希望、充满机遇的课程，是一门前程灿烂、前途无限的课程！

当一个科学老师就要喜欢科学课。科学课、科学探究、科学教育的话题很多。对科学老师来说，首当其冲需要解决的问题就是喜欢科学课。科学老师的第一个工作目标是什么呢？是让学生喜欢科学课，让学生喜欢科学课的前提是教师自己喜欢科学课。

二、新一代科学教师必须经历与完成的科学课堂教学改革

我们在做什么？我们在上科学课，我们在做科学老师，我们在做实实在在的事——用一节一节的科学课，一个一个的探究活动，培养小学生的科学素养。这是一件实事，一件大实事。这是一件关系到孩子们的生存与发展，关系到我们整个国家和民族的生存与发展的大实事。从地球人的角度来说，这是一件关系到人类的生存与发展的大实事。

现在整个小学阶段有340节科学课（按三四年级每周两课时，五六年级每周三课时，每学期17周计算，6年共340节课）。我们想用这340节课干一件大事——培养小学生的科学素养。事情很大，但课时不多。所以，摆在我们面前的任务很明确：这样的340节科学课中的一节课，应该是怎样的呢？需要上好每一节课。怎么上好一节节的科学课呢？研究、改革科学课的教学研究任务，科学课的课堂教学改革任务，摆在我们科学老师的面前了。怎么上好科学课？给大家的建议是两个字——“改革”。改革我们的课堂教学，改革传统的课堂教学过程，改革我们的课。

以自然课、科学课都有的磁铁内容为例，所谓传统的课堂教学过程，就是像自然课的磁铁课那样上科学课的磁铁课。有老师会问，为什么要改革？过去有什么不好？有什么问题？问题就在于传统的教学过程只能承担教学一些科学知识与方法的目的任务。自然课时代的主要目标还是科学知识的教学，无非是开始重视科学能力的培养了，开始注意科学习惯和科学态度的培养了，但没有真正解决问题，主要完成的还是知识的教学任务。也就是说，传统的教学方法与教学过程无法完成科学课所承担的发展学生科学素养的任务。所以我们必须改革，改革我们的教学方法，改革我们的课堂教学过程。在传统的教学过程基础上改革前行，走向以科学探究活动为核心的科学课的教学过程。

全国的科学老师都面临着这场改革，要从原先的传统的教学过程中走出来。前面是什么样的，我们还不清楚。但是，我们必须往前走。为什么要向前走？再看个幻灯片：

用台湾老师的思考来回答我们面临的问题：我们为什么要改革？我们教学一点方法，教学一点知识，教的是针对当前问题的知识与方法，学生面对的是未来，当前还是有用的，那么未来呢？

所以，我们的教学目标变革了，改革为科学素养目标了。教学目标一变革，原先的课堂教学过程与方法不能适应了，也需要随之改革了。所以，从传统的教学过程走向以科学探究活动为核心的教学过程，这是科学教育目标变革引发的一场改革，是我们科学教师必须经历与完成的一项改革。

这是一场大的改革。大改革要一步步来的。我们现在需要跨出的是第一步。怎么跨出课堂教学改革的第一步？

第一，对改革的认识。对这场改革的认识，有两点特别重要。一是必须改革。当科学老师了，就得当真正的科学老师；上科学课了，就得上真正的科学课，实实在在地培养发展学生的科学素养。二是不要怕改革。改革传统的教学过程，走向以科学活动探究为核心的教学过程，不是把课改得更难上了，而要把课改得更好上一些。科学课堂教学改革，要改革的正是那种又苦又累、效率又低、效果又差的教学过程。

第二，认识的改革。科学课的课堂教学改革涉及一系列认识的改革。其中有两个非常重要的认识改革：对学生的认识与对课堂教学活动的认识。

第三，对改革的尝试。下决心跨出改革的步子，跨出第一步。

这三点建议中实施难度比较大的是认识的改革。科学课堂教学改革成效会如何，说到底多半取决于我们自身认识的一系列改革，包括刚才所说的两个非常重要的认识改革：对学生的认识与对课堂教学活动的认识。我们就先说说对学生的认识的改革，以及对学生的认识的改革所引发的一系列课堂教学改革。

三、一系列改革从认识到学生是科学学习的主体开始

学生是科学学习的主体，课程标准里就这么说的。学习主体这个词，老师们早已耳熟能详，认同、接受、使用都没有什么问题。但是，对学习主体的研究我们还是十分缺乏，对学习主体的认识我们还是十分欠缺的。

昼夜是怎样形成的？高年级学生大多知道这与地球自转有关系。在这样的情况下，这节课怎么上？这样的学生的发展需求是什么？发展目标是什么？学习基础是什么？学习障碍是什么？我们不清楚。就这样模糊不清地上昼夜的课，当然会在教学过程中产生一系列问题。会产生什么问题呢？我们来看几个案例。

案例一：《红、黄、蓝》——不是纪律问题，不是管理问题，而是学习主体的研究认识问题

科学课中有许多观察、实验，有很多好玩的活动。于是，科学课的课堂活动管理就成为老师们碰到的问题了：学生们不听话，不听指挥，或者认为课堂纪律出问题了。其实，不是纪律问题，也不是管理问题，而是我们研究认识学习主体的问题。小学生就是这个特点，他还是小孩子，一玩起来就停不下来了。

我早年任教的一所学校，经常上公开课，教室里坐满了听课的人。有一年九月份刚开学不久，我上了一节一年级的课。上课了，桌子上放着三杯水，我拿起其中一杯问：看看这是什么颜色的水呀？——红颜色的水。这杯呢？——黄色的水。这杯呢？——蓝色的水。

老师拿出一个透明小塑料杯。往杯里倒了一点红水问：如果再倒一点蓝水进去，你们猜猜会怎样？——不知道。那你们就仔细看看——哇！孩子们惊奇地看到水变成紫色了。再加点蓝水——蓝紫了，再加点红水——红紫了。认识了不同的紫色。

那看看你们桌子上有什么——学生小组的桌子上有三个大烧杯分别装着红水、黄水和蓝水，还有一个大玻璃缸用来倒废水，抽屉里有小杯子。孩子们在抽屉里找出小杯子后，混合红水与蓝水的活动开始了。

5分钟的活动时间到了，老师敲响小铃铛。开学第一节课训练好的：一听到铃铛声就停止活动坐好的。今天不灵了。红水和蓝水混合了，就开始混合红水与黄水了，再往下有黄水与蓝水可以混合，最后还有三种颜色的水的混合呢。没有一个小组停下来。不要说敲三遍铃铛，恐怕敲锣也没用了。

这些孩子聪不聪明？非常聪明呀：都知道老师后面要做什么活动了，不就是要混合其他颜色的水吗！跑到老师计划前面去了。直到三烧杯水全部混在一起，倒到废水缸里了，孩子们才意犹未足地安静下来坐好了。这节课也就这样上“完”了。

问题出在对学生的研究、了解、认识上。刚进小学的一年级学生就是这样的。承认这一点、认识到这一条了，就能找到解决问题的方法，就知道如何组织这样的教学活动了。第二次上《红、黄、蓝》，我是这样安排的：

好玩吗——好玩！想试试吗——想！那就开始吧！

学生小组实验桌上只放两杯水：红水和蓝水。学生只能做混合红、蓝水的活动。5分钟后，我举起一个装黄水的杯子问：老师想问问有要黄色水的小组吗？

——我们组要！呼啦一下全都坐好了。

于是，活动进入老师期望的条理了：你们小组要黄色水做什么活动？你们打算怎么做？你们猜会怎样？然后，老师给每个小组发了黄色水杯，收回了蓝色水杯。

大家一定猜到了，第三个活动是收回红色水杯，进行黄水与蓝水混合的活动。第四个活动才把所有三种颜色的水杯发给学生小组，进行三种颜色的混合活动。就这样，同样是一年级新生的《红、黄、蓝》的课，观察实验讨论活动变得清晰有序了。后来的“以控制材料的方法控制课堂观察实验活动进程，控制课的节奏”，就是在《红、黄、蓝》一课引发的学习主体研究基础上形成的。

如果从第一节《红、黄、蓝》到第二节《红、黄、蓝》，可以视作课堂教学改革的话，改革的基础无疑是对学习主体——一年级学生学习特点的研究认识。（未完待续）

章鼎儿：全国著名特级教师、中学高级教师，原浙江省教育厅教研室科学教研员，中国教育学会小学科学教育专业委员会副会长，国标本教育科学出版社《科学》教材主要撰稿人，“桂馨科学课项目”特聘专家。