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科学课堂教学现状及改革新趋势

作者:第一论文网 更新时间:2015年10月30日 10:03:34

曾宝俊

随着2017年版《义务教育小学科学课程课程标准》(以下简称《课标》)的正式颁布,目前使用了16年的2001版《课标》正式退出历史舞台。16年是一个不短的时间,在这16年中,我们国家的科学教育、科学课堂、科学教师有了哪些明确的认识,还存在哪些不足?随着新《课标》的颁布,未来的科学课堂将呈现一个什么样的质态?在本文,笔者将从科学课堂教学的现状和未来科学课堂的趋势试作阐述。

一、16年课改视野下科学课堂教学现状

1.关注了活动设计,渗透了教材开发,但仅局限于传统内容。

在新课改伊始,科学特级教师章鼎儿老师就提出这样一个观点:科学课是由一个个观察、研究、认识周围事物和周围环境的探究活动组成的。学习科学课就是去参加、去经历一个个观察、研究、认识活动。这个理念一提出来就得到认可,经过十多年的实践和探索,更是深入人心。现在的科学课堂基本上都关注活动的设计与打磨,这些活动大多是对教材的二次开发。目前,小学科学教材为学生提供了大量适合他们年龄特征的探究活动内容,科学课的课堂教学大多也是以教材内容为主。有许多探究内容在不同版本的教材中都有相关探究活动,只是略有异同。很多教师对教材进行有利于学生探究的合理重组研究,提出适合本地区、本学校学生探究的教材处理策略。

然而,我们也应该看到科学课是开放的,培养学生的科学素养仅靠课本活动和课堂教学是不够的。学生在生活中会有许多感兴趣的探究问题,在科学探究的初始阶段,教师的引导作用就是“催化剂”,要创设一定的情景,充分挖掘儿童对这个世界的生活经验和个人体验的潜在学习资源,鼓励儿童互相启发,尽可能地提出感兴趣的问题。在这些方面科学教师所做的功课就显得有所欠缺,所拓展的内容大多局限于教材范围之内而非学生的生活领域之内。

2.关注了科学探究,渗透了工程实践,但仅浅浮于表面动手。

目前,工程实践与科学探究已成为小学科学教学中的两面大旗,新颁布的《课标》更是新增了“技术与工程领域”的学习内容,这种理念无疑是非常正确的。但是,在没有深刻领会其中的含义的情况下,有的教师认为凡小学科学教学必有活动、必有探究,只要制作就是工程与实践,于是科学课堂刮起了一股盲目的“STEM”之风。但在很多情况下,学生在热热闹闹的活动结束以后,头脑依然是一片空白,他们在知识和能力上并没有得到真正意义上的提升。

在第12届江苏省“杏坛杯”苏派青年教师课堂教学展评活动中,我发现学生在科学探究的过程中主要表现为活动有余而思考不足。学生其实并不知道如何去探究,他们对实验材料充满了好奇,还没有等到探究活动的开始,课堂就到处充满了尖叫声、嬉笑声,好不容易安静了下来,不到一分钟,又被某个同学的尖叫给打断,整个探究的过程是此起彼伏,热闹非凡。在实验之前,学生对于要探究的问题及注意的事项、实验的关键因素等根本没有心思去思考,有的组做了半天,竟然不知道为何要观察;有的组不知道变量是什么;有的组用的材料也是大小不一或左右两边的数量不等,这样的结果最终当然只能是草草收场。整个过程教师不愠不火,表面上是很和谐,可是学生不能真正把握探究的要领,无法达到真正意义上的和谐与高效的探究。

3.关注了科学精神,渗透了科学本质,但仅停留于标签亮相。

在科学课上如何培养科学精神,体现科学本质,一直以来都是科学课堂的核心问题。科学精神的培养和科学本质的教育体现在小学科学教学中,主要在以下三个方面:一是培养学生的实证意识;二是学生的思考要符合逻辑;三是培养学生的质疑精神。但在课堂实际的操作层面,很多教师并未把这种理念具体到探究活动的每一个环节的具体指导上,仅仅停留在“贴标签”和“走环节”上。

二、新《课标》视野下的科学课堂改革趋势

1.强调开放式情境创设,从良构情境到劣构情境的转变。

美国学者乔纳森提出了劣构情境对于学生能力发展的问题。目前,我们科学教材里大多数的问题和任务属于“良构问题”或者“良构情境”,良构问题情境指向单一:问题单一、解决问题的路径单一,最终的答案也单一。究其原因其实是教师的“好心”去除了所谓的干扰因素,为学生的探究搭起了“支架”,学生可以顺藤摸瓜。实际上,在乔纳森看来,那是“缘木求鱼”,和真正的学习南辕北辙。因此,乔纳森提出了劣构问题情境对学生学习的影响。所谓的劣构问题(ill-structured),也称定义不完整(ill-defined)的问题,是指具有多种解决方法、解决途径和少量确定性条件的问题。这些条件不仅不易操作,而且包括某些不确定性因素,如哪些概念、规则和原理对求解方法是必要的?如何将它们组织起来?哪种解决方法最为合适等等。劣构问题是日常实践中的常见问题,一般存在或产生于特定的情境之中,劣构问题的求解可能需要整合不同内容、不同领域的知识,有多种解决方法,很难有统一的答案,比如解决污染问题可能要涉及数学、科学、物理和心理学等多种学科的知识。但是,劣构问题因为与日常生活实践密切相关,趣味性强,对学习者有很大的挑战意义和表现空间。

2.强调学生情感的参与,从身体参与到情感参与的递进。

我在一次讲座中提出了儿童课堂参与的三重境界:身体的参与、思维的参与和情感的参与。这个观点起源于一本书,书名叫《学习树:系统解决孩子学习问题的新思维》,书中有个观点:随着年龄的增长,每个人思维能力的发展都经历了9个层层递进的过程。无论在哪一层次出现问题,都会给下一层次的发展带来阻碍。这9个思维层次分别是:注意世界、参与世界、互动与交流、共同解决问题、利用有意义的想法、逻辑思维、多因素思维、比较/灰色地带思维和反思性思维。

儿童在课堂上参与科学探究活动,一定需要身体的参与,但仅仅是人在课堂,即身体的参与是远远不够的,还需要他们将思维注入,也就是思维的参与,他们需要面对真实情境,去解决真实的问题,需要用脑来体验这个世界。眼睛看到的仅仅是一个客观世界,而用心体会到的才是一个真正的科学世界。学生有了参与探究活动的经历和体验,情感才能丰盈,才能对周围的新鲜事物和现象保持好奇心和探索欲望,有利于他们形成尊重客观事实、尊重自然和生命、尊重和欣赏不同意见的科学态度,形成对科学、技术、社会与环境的关系的正确认识,为他们今后的学习和终身的发展奠定良好的基础。

3.强调STEM素养形成,从单一探究到工程思维的演进。

STEM素养是一个多学科交叉的研究领域,它囊括了科学、技术、工程和数学四大领域,但STEM素养并不是四种素养的简单组合,而是把学生学习到的各学科知识与机械过程转变为一个探究世界相互联系的不同侧面的过程。一个典型的STEM课堂的特点就是在“杂乱无章”的学习情境中强调学生的设计能力与问题解决能力。

美国科学教育改革的“2061计划”指出,科学家在研究和观察一个现象时,认为世界是可以认识的,而工程师看待这些现象时则认为这个世界是可以改造的。我们今天在城市里看到了一幢幢高楼,一座座大桥,一条条隧道,它们无不是工程的产物。因此,可以说,与数学、科学相比,工程和技术可以更为直接地影响社会系统和社会文化,影响人类事业的成功或失败,给个人带来直接的利害关系。直接推动社会进步的是技术而非科学,尽管每项技术背后都隐含着科学的原理。重视技术、工程教育反映了国际课程改革的一个趋势,尤其是随着信息技术的迅速发展,技术已经成为与科学和数学并重的学科而广受国际社会重视。

在未来的科学教室里,所有的科学老师必须遵循工程教育的三项原则:一是强调工程设计,二是强调课程整合,三是强调高阶思维。在这种思想指导下,新的《课标》第一次把工程技术纳入进去,强调把概念学习和实践运用联系在一起,这是第一次把技术和工程单独列出并加入“内容标准”的框架中。

所以将来的STEM教育应该是由两个方面组成:一个是单独设置,一个是整合运用。STEM素养的提出实际上预示了未来科学教育的三个维度:科学与工程实践,跨学科,核心学科。这一内容,研制《课标》的专家学者已经开始把它反映出来,希望得到广大科学教师的重视,也希望科学课堂能够不断回应这种未来的发展趋势。

(作者系江苏省苏州大学实验学校小学高年级部主任,江苏省科学特级教师)