让学生简约地重演科学探究的过程

主持人语

随着科学学科新课程标准修订的启动，我国的小学科学教育将从原来的三年级下延至一年级。目前，国内对于低年级科学教育的研究尚属空白，低年级儿童的科学课堂形态、上课模式、儿童科学学习的心理特点，是摆在广大科学教师面前的重要研究内容。本期专题旨在帮助一线专职科学教师和兼职科学教师厘清对低年级科学教育的基本认识，同时提供低年级科学教学的实践案例，为低年级科学教育实施路径做一些有益的探索。

7-8岁是小学的初始阶段，该年龄段的儿童刚刚从幼儿园进入小学，他们的心理、行为、思维方式具有明显的幼儿特征：好奇、好问、好动手，喜欢探索，直观、形象的事物容易引起他们的注意，同时他们还具有强烈的求知欲望，这是培养他们科学兴趣，体验科学观念、精神、态度的重要时期。怎样利用好这段时期，使学生在培养科学素养方面有个良好的开端呢？

一、低年级的科学课堂应该是有“问题”的课堂

好奇是探究之始，人类的好奇心是与生俱来的原始特质。因为好奇，人类从远古的洪荒之中探索周遭，审视自我，一步步从自然世界走向文明社会。儿童也拥有这样的特质，我们常从学生们的口中听到这样的问题：

人从哪里来？宇宙是不是无限的？飞机为什么会飞？他们为什么发生战争？他们为什么把树砍掉？那些人为什么那么可怜？……

很多时候，成人会对这些问题一笑而过，不会认真地对待，更没有想过问题背后的意义。其实在学生问题的背后，有着人类持续关注的话题。

演化与遗传、生命的基因；宇宙的起源；科技与文明；战争与和平、人口与资源；生态保护与经济开发；社会矛盾与阶级、资本主义和社会主义……

只要将这些话题与学生们提出的问题一一对应，你就会发现，成人关注的自然、社会的话题都来源于学生最本真的发问。

美国教育家尼尔・波斯特曼说过：“孩子们入学时像个问号，毕业时像个句号。”想想我们的学生，刚刚入学时，他们怀着多么激动的心情跨进学校的门槛，怀着多么深切的眼神注视着老师。而这之后，甚至只有几个星期、几个月之后，闪烁在他们眸子里的火花渐渐熄灭，他们对单调划一的学习感到厌倦，对缺乏温情的教师感到失望。为了“顾全大局”，只能一忍再忍，在“忍耐”中泯灭了创造力，在无奈中变得消极，变得冷漠。

探究活动是围绕着一个需要解决的实际问题而展开的，其中以儿童亲历探究过程、最终实现问题的解决为终极目标，其关键在于让学生在开放的环境中自主地发现和提出问题，提出解决问题的设想，并根据设想选择解决问题的科学方法。在多种实践活动中学生收集资料，分析资料，得出结论，他们表达思想和交流成果的综合能力得到锻炼，所以，对于一年级的学生而言，关注和培养他们的问题意识尤为重要，这是学生主动探索，主动学习的切入口。

当儿童提出各种各样的问题时，教师应给予积极的回应，表示由衷地赞赏和鼓励，并敬佩他们勇于实践的精神；当学生提出在成人看来比较幼稚的问题时，不应该嘲笑他们；当学生提出连我们都不知道答案的问题时，不应该回避或岔开，更不应该斥责学生来保持我们的尊严、掩盖我们不懂的真相，我们要理解、支持并加以引导，训斥儿童或让他待着别动会使他与生俱来的探究精神逐渐消退，甚至泯灭。

二、低年级的科学课堂应该是有“实践”的课堂

儿童不仅会发问，而且他们还是一个勇于行动的实践者、一个通过直接经验来认识事物的人。他们喜欢用最直接的方式来感知这个世界。例如，雨天孩子总是喜欢踩水、趟水玩，面对一汪积水，小孩子其实只是想感受一下：如果我一脚踩下去，会发生什么事？水会漫过我的脚吗？会不会从我的脚趾缝挤上来？紧接着，他们一脚踩上去，一步步趟过去，以证实他们的想法。不仅如此，儿童还不怕失败，多次尝试，不断排除无关因素，逐渐接近答案。

例如：在教《不倒翁》一课时，教师让学生想办法把不倒翁扳倒，看谁的办法多，这样学生兴趣高涨了，在实践中找出了多种扳倒不倒翁的方法：有的把不倒翁底部的橡皮泥取出来；有的在不倒翁的头部加橡皮泥；有的把底部换成平底；有的在底部加上几只脚……最后，教师让学生恢复被扳倒的不倒翁。通过实践，学生发现了不倒翁不倒的秘密：上轻下重，底部是圆球形。

低年级科学教学的实质是要指导学生从“探究”中发现问题、提出问题、研究问题、解决问题。让学生简约地重演科学家探究的过程，像科学家那样去探索大自然的秘密，尽管他们所做的、所想的、所说的、所看到的很幼稚，但他们会从“探究”中不断获得新认识，会从幼稚逐步走向成熟。

科学家是处于一定的历史阶段，选择自己熟悉的、感兴趣的研究内容；而学生则处于教师设定的情境之中，按自己的想法去支配材料。从实践的程序来看，儿童和科学家经历了大致相似的探究和发现过程，但每个环节都存在不同程度的差异。他们都面对未知，科学家面对的是人类的未知，儿童面对的则是人类已知而他们自己的未知；他们都运用已有经验提出假设，科学家是在前人研究和自身观察的基础上进行推论和假设，文献资料具有重要的意义，而儿童只是在自身经验和观察的基础上进行假设；他们都对自己的假设进行验证，科学家经历漫长的科学发现历程，甚至需要几代人的努力，而儿童只是简约地重演科学发现的过程；他们都要与他人交流和分享发现，科学家将成果公之于众，供他人分享与验证，他们的成果是人类共同的财富，而儿童只是在同伴之间、师生之间进行相互质疑和分享交流。

三、低年级的科学课堂应该是有“解释”和“经验积累”的课堂

幼儿和小学低年级的学生，对周围事物的认识和解释以及所获得的知识经验受其原有经验和思维水平的直接影响，具有“非科学性”的特点，被称为“天真幼稚的理论”。台湾学者周淑惠教授在详细研究了儿童自然科学概念与思维后得出结论：“综合儿童的另类观点，足以证明儿童绝非是一个空白的容器，被动地等着他人灌输讯息；相反地，儿童是一个主动建构知识的个体，在每日生活中试图去理解周遭事物，并且合理化、意义化他的认知冲突。……对于一个建构知识的个体，在教学上则必须以促其建构知识的方法对待之。”意大利瑞吉欧儿童教育实践让人们也越来越体会并惊喜地发现：儿童不仅仅是一个有能力的学习者，更是一个有能力的思考者、知识的建构者与发现者。他们有自己分析事物的逻辑，有自己独特的解决问题的方式，更有成人无可比拟的想象力和创造力。

众所周知，儿童很多时候会从主观意愿出发，赋予万物以灵性（即泛灵论）。当问儿童：“太阳会不会掉下来？”时，他们可能会回答：“太阳不会掉下来，因为如果它掉下来，我们就会死。”儿童对事物及其关系的解释具有“人为的”和“万物有灵论”的色彩，尤其在七八岁前，他们相信每件东西都是由人所创造的；他们还相信自然界的事物像自己一样，是有生命、意识、意图和情感的。科学家的方法是做出解释和形成理论，儿童也会尝试着解释周围的世界，他们是依据个体的经验，已有的知识以及自己的语言来解释的。虽然儿童的解释是很不成熟的、朴素的、甚至是有悖科学常理的，但如果儿童的看法是基于有价值的证据的话，那这些看法就是科学的。实际上，儿童像科学家一样，知道用证据支持他们的观点。只是儿童凭借的是自己的感官能力，对周围发生的日常现象，构建自己对事物、对科学的认识；而科学工作者使用诸如电子显微镜、太空望远镜、电子探测器、超级计算机等先进的技术设备，以及训练有素的科学研究方法。因此，低年级的科学教师需要用一种更为开放的心态去接纳儿童“非科学性”的解释和经验。

如：一年级《沙和粘土》的教学中，整堂课自始至终教师和学生站在同一层次上谈话、讨论和玩。教师不强求学生玩沙或玩粘土，随学生自己玩，让他们想怎么玩就怎么玩，教师也在玩。教师在玩的过程中，用粘土做了一根“麻花”，学生马上做更长的“麻花”与教师做的比长短。接着教师做了一个碗，学生做了小勺、沙锅、杯子等各种各样的生活用品。最后，教师问喜欢玩粘土的小朋友，为什么喜欢玩粘土，小朋友说粘土不会散开，能捏成各种各样的东西；又问喜欢玩沙的小朋友为什么喜欢玩沙，小朋友说沙子松不粘手。这节课就这样在学生们“非科学”的结论中归纳出了沙和粘土的特性。

学生的解释和经验的积累不仅仅是在动手中完成的，动手之后的表达和交流也功不可没。教师要鼓励每个儿童组织自己的想法并将其表达出来，无论他的观点正确与否。教师要倾听、鼓励并重复学生的关键陈述；发现并引导他们关注自身探究结果的矛盾和不一致；发现并引导学生关注同伴间的差异、矛盾，使他们懂得每个人都可以对同伴和教师提出质疑，但争论必须以观察到的事实为依据。此外，非常重要的一件事是：教师要引导学生把最后的结论和自己最初的想法作对比，从而改进原有的想法。

总之，由于认知特点和思维水平的限制，儿童尽管亲身经历了探究过程，教师仍会发现学生似乎不愿意承认他们的“理论”是错的，这是学生在努力放弃一套理论而接受其他理论过程中内心斗争的反映。对学生来说，面对他们先前的错误概念并对其加以改变是一个艰难的智力挑战。因此，了解学生的思想斗争，忍耐这个过程及由此产生的痛苦，对教师来说很重要。

（作者系江苏省特级教师、国家小学科学课程标准研制组核心成员、苏教版小学科学教材编写组核心成员）