基于“过程”的小学科学教育

目前，以讲授科学概念为价值取向的科学课在不少地方很受欢迎，这种以教师为主的授课方式比较容易操作。不少地方的科学课就是老师讲讲，学生读读，平时的实验是很少做的，最后通过一张试卷作为考评依据，题目也就是一些简单的知识点，很难对学生探究能力、观察能力、动手能力进行测试，从考评的形式到内容也就变成了形式主义。这样的科学教育与当今世界上的科学教育水平相差甚远。

一、以过程为导向的小学科学教育将成为必然

1.从儿童的立场来判断，以过程为导向的小学科学教育将成为必然

从孩子们欢快的充满求知的笑脸上，我们知道在他们心里装着数不尽的问题。儿童时期是一个喜欢对周围迷人的世界提出问题，进行探究和发现的特殊时期。在这个时期的儿童总喜欢问这问那。比如说，为什么会下雨？当水坑干了的时候，原来的水哪儿去了？鱼是怎样呼吸的？月亮为什么会跟着人走？当问题产生的时候，他们总喜欢通过自己方式进行解释。在条件允许的情况下，他们总喜欢通过操作材料加以研究。不是吗，人从出生开始，就通过动手来探究周围的世界，他们喜欢用手摸摸，喜欢用眼睛看看，喜欢用嘴巴尝尝。在大些的时候，他们开始疯狂地喜欢上了玩具，可以玩的一切器具。我们不妨将这些器具称之为可以探究的材料。我们常常听到妈妈们的一句话“不许碰”，从中我们同样能感受到孩子们对于动手探究材料的强烈欲望。其实这一点对于许多成人来说同样适合。心理学研究表明，在一个比较封闭的环境中，不管大人还是小孩，他们对于呈放在他们面前的材料总是喜欢动手去操作片刻，喜欢动手操作是人的天性，儿童和成人在探究自然世界方面都有天生的兴趣。

由此可见，儿童学习科学的基本方式是自己动手去探究，去了解，去发现，去交流。儿童在学习科学必须借助丰富的材料。儿童这种学习科学的过程，科学界谓之为“做科学”。儿童的“做科学”和科学家的“做科学”有许多相似之处，他们都有一个大家公认的过程，即科学探究的过程。通过这样的过程，儿童不仅能对自己的问题进行探究和解释，更为重要的是在科学探究过程中，孩子们的观察、分类、交流、测量、预测、推断、假设、解释等相匹配的科学能力将会得到系统地发展。

2.从科学概念的角度来判断，以过程为导向的小学科学教育将成为必然

我们知道，无论我们知道多少知识，总是不够的，原因之一就在于今天已知的信息量是相当庞大的，任何人要全部掌握都是不可能的。霍金在1998年白宫千年晚会上发表演讲时说，如果科学概念仍以现在的发展速度增长的话，到2600年，“如果你将新出版的书依次摆放的话，你要以每小时90英里的速度行走才能跟上新书出版的速度。”这话有些怪诞，但足以说明科学概念真的处于“大爆炸”时代。

科学概念除了信息总量的不断增长，其更新速度也是惊人的。在科学领域中，不仅新信息不断充实到已有的科学概念之中，而且已有的科学概念也处在不断的变化之中。有些科学概念过时了，它们被新的、更有效的科学概念修正或代替。比如，20世纪60年代的板块构造理论就很快取代了以前盛行的大陆漂移理论，原本太阳系中的九大行星被行星理论所替代以及由转基因技术而衍生的新物品等。所以，以科学概念为主要价值取向的小学科学教育是不能满足当今世界发展的需求。人们更加重视如何去获取信息，也就是获取信息的过程，而不是只追求获取信息的多少。

3.从科学教育的根本目的来判断，以过程为导向的小学科学教育将成为必然

众所周知，科学教育的根本目的就是培养公民的科学素养。而科学素养肯定不是指一位公民所拥有的科学概念的多少。具有科学素养的人知道如何提出问题、如何批判性地思考以及理性地作出决定，而不是根据情绪或盲目地作出决定，他们会用科学的眼光来看待身边的现象。

国际科学教育界中多个行动纲要都表达了一些相似的主张：强调少教知识内容，多教调查过程能力；强调以探究的方式开展科学教学；强调学科之间的融合；主张面向所有学生；重视激发儿童对科学的兴趣，特别强调培养具有科学素养的公民。科学家、科学教育工作者及其他一些相关的专业人士一致认为，儿童学会如何探究、如何发现问题的答案、如何对科学问题开展调查是很有必要的。他们认为探究比积累大量的科学概念要重要得多。

二、以过程为导向的小学科学教育的具体阐述

21世纪的科学教育与以往以教师为中心的方法大不相同。今天的科学教育充分调动了儿童的好奇心。它的焦点是“做科学”而不仅仅是获得科学概念，掌握科学技能。儿童通过做科学来学习科学，而“做科学”则是通过运用科学知识的过程来建构个人的探究而实现的。之前，国内曾有科学教育专家质疑是否存在一个大家较为认同的科学过程，他们认为科学家由于其所处的领域不同，他们科学探究的过程是各不相同的，所以没有一个统一的科学探究过程。经过大量的研究，国际科学教育界认为虽然科学家所处的专业领域不尽相同，但是他们在进行科学探究时都存在着一个较为相同的过程，他们称之为科学过程。

看到“科学过程”这个词，不禁会追问：什么是“科学过程”？我们不妨先来看看科学家是怎样做“做科学”的。不管哪个领域中的科学家，他们在做科学时一般都要经历以下一些过程，即：观察现象、提出问题、形成理论、发现更多的信息或挑战他人已形成的观点。在这些大的过程中又同时包含着一些小的科学过程，也称之为科学技能，即：观察、分类、交流、测量、预测、推断、识别与控制变量、形成与验证假设、解释数据、下操作性定义、实验与建立模型等。

在小学科学实践活动中，有一个关于研究降落伞降落的快慢跟哪些因素有关的科学探究活动。在这个探究活动中，孩子们运用了多种的科学过程来获得结论。首先孩子们要制作降落伞，在制作降落伞的过程中，他们的动手能力得到了锻炼。在制作过程中需要测量和计算降落伞伞面的面积，还要测量绳子的长度。这里，他们的测量和计算的能力得到了发展。为了研究的需要，他们要做三个大小不同的降落伞。这样，他们的分类能力得到了发展。做好后，他们要进行预测，哪个降落伞落地快，哪个落地慢，他们还要推断为什么会出现快慢不同的结果，影响快慢的因素有哪些。在这里，他们的预测和推断的能力又得到了发展。当他们在改变降落伞的大小、材料、重物等一些因素时，他们就是在识别和控制变量。当他们测量一些因素和降落伞下落所用时间之间的关系时，他们就会形成假设，接着他们就会通过实际操作掷降落伞来验证自己的假设。他们还会通过观察降落伞落地所用的时间来解释数据。其实，他们的整个探究活动就是以实验控制的形式进行，其中使用的降落伞就是真实降落伞的模型。

在探究摆锤周期这一科学探究活动中，学生通过观察到关于摆摆动的现象，有的摆摆动得快，有的摆摆动得慢，从而引发他们的猜测与交流：摆摆动得快慢跟什么因素有关？接着他们会对观察到的现象进行分类，有的摆摆线长，有的摆摆锤重，有的摆摆角大，这样就为下面研究进行了分类。随后，他们将通过实验来验证自己的猜测。在实验之前，他们将对摆长、摆速等一些因素通过讨论交流下定义：到底什么是摆长？什么是摆速？在统一了这些不确定的因素之后，他们还需对问题进行假设，还要验证自己的假设。有的学生认为摆的快慢可能跟摆锤的重量有关，他们要识别和控制变量，自变量是摆锤的重量，因变量是摆的速度，不变量是其余条件。到此为止，他们可以开始测量摆长的长度、摆锤的重量、摆角的度数、摆的速度，记录实验数据、分析数据、解释数据。在此基础上他们还可以对没有实验的结果进行预测推断，再通过实验二次验证自己的预测和推断。最后建立关于摆的模型，并尝试运用此模型进行一些简单的解释。

关于科学过程中各部分之间的关系，它们不是割裂的，而是相互联系的。因此，人们很少以割裂的方式教授它们，而一般采取整合的方式。当然，我们在强调以过程为导向的小学科学教育的同时，并非摒弃了科学概念。科学概念是科学教育目标中重要的一环。我们不应对立地看待过程与概念之间的关系，不要认为过程重要而科学概念就不重要。对于科学概念与过程，我们应该建立以下的认识：科学概念应该成为儿童学习科学过程的载体。通过它，儿童掌握了科学过程。而这样的结果是促进了学生在科学过程和科学结果两方面学业成绩的同时发展。在以科学过程为导向的小学科学教育目标是以过程为基础的，并把你要确定的科学概念作为探究过程中的媒介，而这一过程往往是课程的核心。

（作者单位：江苏淮阴师范学院第一附属小学）