何為科學(xué)本質(zhì)？美國(guó)科學(xué)促進(jìn)會(huì)（AAAS）對(duì)科學(xué)本質(zhì)從“科學(xué)知識(shí)”“科學(xué)探究”和“科學(xué)事業(yè)”三個(gè)方面進(jìn)行闡述。

《義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（3-6年級(jí)）》沒有對(duì)科學(xué)的本質(zhì)進(jìn)行進(jìn)一步的闡釋。以前的自然教學(xué)也沒有提出讓學(xué)生領(lǐng)會(huì)科學(xué)的本質(zhì)?？茖W(xué)本質(zhì)的教育范疇在中小學(xué)科學(xué)課程中是一個(gè)有爭(zhēng)議的問題，不過一致認(rèn)同：科學(xué)是一種探究，可以通過證實(shí)的、證偽的方法來得出結(jié)果，而且可以重復(fù)多次，是可檢驗(yàn)的；科學(xué)知識(shí)不是永恒不變的，具有暫時(shí)的性質(zhì)，它需要觀察、實(shí)驗(yàn)、推理，需要實(shí)證的支持，科學(xué)的結(jié)論是符合邏輯的并且具有局限性的，隨著時(shí)間的發(fā)展，其結(jié)論也是可改變的。那么，科學(xué)課堂的具體教學(xué)如何體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)？這是一線科學(xué)教師必須思考和面對(duì)的問題，下面從具體的實(shí)例進(jìn)行闡述。

集中探究主題

在平時(shí)課堂中，經(jīng)常會(huì)遇到一節(jié)課的時(shí)間不夠用，在上公開課、研究課的課堂中，也會(huì)出現(xiàn)拖堂、教學(xué)任務(wù)完不成的現(xiàn)象。

【案例一】上《擺的研究》一課的遺憾。

本課安排了4個(gè)活動(dòng)，即從“觀察擺、制作擺、發(fā)現(xiàn)擺的規(guī)律”到“研究擺的快慢與擺長(zhǎng)有關(guān)”。此外，“發(fā)現(xiàn)擺的規(guī)律”又要探究擺錘和擺角的關(guān)系。最初，筆者想把這幾個(gè)活動(dòng)都在一節(jié)課完成，探究活動(dòng)從提出問題、提出假設(shè)、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、交流計(jì)劃、觀察實(shí)驗(yàn)、匯報(bào)交流、得出結(jié)論、總結(jié)運(yùn)用等步驟都走一遍。最后，各個(gè)環(huán)節(jié)都匆匆而過，等下課了，教學(xué)任務(wù)還沒完成，效果也不甚滿意。本想面面俱到，反而面面不到。究其原因，主要是活動(dòng)過多、活動(dòng)過散所致。后來，筆者在另外一個(gè)班上同一課時(shí)，把這幾個(gè)活動(dòng)整合為“觀察擺”和“擺的快慢與什么有關(guān)”兩個(gè)探究主題，探究活動(dòng)進(jìn)行得非常順利。

案例反思：對(duì)小學(xué)生而言，一節(jié)課40分鐘能作深入細(xì)致的探索，必然是一個(gè)比較小的主題和內(nèi)容，難以進(jìn)行比較寬泛的探究活動(dòng)。在一節(jié)課的安排當(dāng)中，如果有幾個(gè)探究活動(dòng)，那么就要確定本節(jié)課的核心探究活動(dòng)，在教學(xué)時(shí)給予核心探究活動(dòng)充足的時(shí)間，保證核心探究活動(dòng)的深入開展。準(zhǔn)備的探究材料，也要呈現(xiàn)結(jié)構(gòu)性，盡量讓學(xué)生進(jìn)行一個(gè)較長(zhǎng)時(shí)間的探究活動(dòng)。在教學(xué)過程中，教師要合適、合理、巧妙地指導(dǎo)，期望不打斷學(xué)生的探究思路。比如，利用語(yǔ)言指導(dǎo)、溫馨提示、材料呈現(xiàn)與回收、記錄表指導(dǎo)、發(fā)任務(wù)單等方式，把一個(gè)個(gè)小的探究活動(dòng)串聯(lián)起來，整合成一個(gè)完整的、長(zhǎng)時(shí)間的探究活動(dòng)。

整合教學(xué)環(huán)節(jié)

新修訂的小學(xué)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)，把探究式教學(xué)歸納為5個(gè)要素，而沒有規(guī)定探究式教學(xué)的步驟，這將有利于探究活動(dòng)的認(rèn)識(shí)和開展。筆者認(rèn)為，探究式教學(xué)不是固定的一種模式，而是一種思想、一種理念，它有基本的要素構(gòu)成，要素與要素之間的互相結(jié)合，可以生發(fā)出多種教學(xué)模式。一節(jié)課并不一定需要完整展示探究教學(xué)的各個(gè)步驟，也并不一定要呈現(xiàn)所有的探究要素。

【案例二】《太陽(yáng)和影子》一課教學(xué)環(huán)節(jié)的整合。

本課設(shè)計(jì)了3個(gè)教學(xué)活動(dòng)，即“太陽(yáng)、影子與氣溫”“影長(zhǎng)與氣溫的關(guān)系”和“制作太陽(yáng)鐘”?；顒?dòng)一，讓孩子制訂觀察計(jì)劃、進(jìn)行觀察活動(dòng)、獲得觀測(cè)數(shù)據(jù)是本課的重難點(diǎn)；活動(dòng)二，繪制、分析曲線圖，發(fā)現(xiàn)一天溫度與影子長(zhǎng)度的變化規(guī)律是教學(xué)的一個(gè)重要目標(biāo)；活動(dòng)三，是第一和第二個(gè)活動(dòng)的補(bǔ)充?？梢哉f，后兩個(gè)活動(dòng)都是建立在第一個(gè)活動(dòng)的基礎(chǔ)上的，因此，從學(xué)生已有的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)入手，進(jìn)行觀察實(shí)驗(yàn)、獲得完整的觀測(cè)數(shù)據(jù)非常重要。觀測(cè)實(shí)驗(yàn)雖然是學(xué)生很感興趣的活動(dòng)，但本觀測(cè)實(shí)驗(yàn)的時(shí)間跨度長(zhǎng)，又是課內(nèi)與課外的結(jié)合，又不是在一節(jié)課就可以解決的。

權(quán)衡之后，筆者決定把本課安排兩個(gè)教學(xué)課時(shí)來完成，第一課時(shí)主要引導(dǎo)完成第一個(gè)活動(dòng)；第二課時(shí)主要是完成第二個(gè)和第三個(gè)活動(dòng)，并且把本周的兩節(jié)科學(xué)課安排在同一天的上午第一節(jié)和下午最后一節(jié)課進(jìn)行。引導(dǎo)學(xué)生用一天不間斷的時(shí)間去探究太陽(yáng)和影子的奧秘，再利用課外制作太陽(yáng)鐘活動(dòng)，加深學(xué)生對(duì)陽(yáng)光、影子變化規(guī)律的理解，培養(yǎng)學(xué)生的持續(xù)的探究興趣和科學(xué)精神。第一個(gè)活動(dòng)作為本課的核心活動(dòng)，分3個(gè)環(huán)節(jié)來開展：課堂前10分鐘，引導(dǎo)學(xué)生從已有的經(jīng)驗(yàn)與知識(shí)入手，設(shè)計(jì)觀察方案、掌握觀測(cè)方法、明確觀測(cè)項(xiàng)目等；接著的25分鐘，帶領(lǐng)學(xué)生到室外開展觀察實(shí)驗(yàn)、指導(dǎo)觀測(cè)方法，獲得完整的觀測(cè)數(shù)據(jù)；課堂的后5分鐘，組織匯報(bào)與交流。

案例反思：要進(jìn)行深入的科學(xué)探究就要大膽地縮減課堂教學(xué)的環(huán)節(jié)，整合細(xì)小的環(huán)節(jié)，力爭(zhēng)把一節(jié)課的教學(xué)環(huán)節(jié)縮減到3個(gè)至4個(gè)環(huán)節(jié)。如果把一節(jié)課分解成4個(gè)環(huán)節(jié)，即“導(dǎo)入——主題活動(dòng)——研討交流——總結(jié)運(yùn)用”，那么各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間分配相當(dāng)重要。新課導(dǎo)入一般就在兩分鐘左右，總結(jié)運(yùn)用一般控制在8分鐘左右，那么，學(xué)生的主要探究活動(dòng)和研討交流應(yīng)該占到30分鐘左右，從而保證學(xué)生充足的探究時(shí)間。

突出核心概念

核心概念是指科學(xué)觀點(diǎn)和科學(xué)思想。在小學(xué)科學(xué)教學(xué)中，用科學(xué)探究活動(dòng)幫助兒童構(gòu)建核心科學(xué)概念已成為教改方向，關(guān)注學(xué)生的前概念發(fā)展水平，把握新概念的生長(zhǎng)點(diǎn)，是目前教學(xué)研究的重點(diǎn)。科學(xué)前概念是科學(xué)概念的生長(zhǎng)點(diǎn)，核心概念的形成是建構(gòu)在學(xué)生已有的科學(xué)知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的。如果忽視學(xué)生的初始概念、觀點(diǎn)，學(xué)生獲得的理解與教師的期望會(huì)有很大的差別。

【案例三】《馬鈴薯在水中是沉還是浮》一課核心概念的建構(gòu)。

在上這一課時(shí)，筆者在講臺(tái)上放著兩盆液體，先出示兩個(gè)馬鈴薯，分別放到盆子里，馬鈴薯在一盆液體里沉，在另一盆液體里?。蝗缓蠼粨Q馬鈴薯，再分別放入盆中，在剛才沉的盆子里，馬鈴薯還是沉，浮的還是?。唤又褍蓚€(gè)馬鈴薯放入其中一個(gè)盆中，都浮起來了，又放入另外一個(gè)盆中，馬鈴薯都沉下去了。這時(shí)，許多學(xué)生疑問道：“噫，這個(gè)水是怎么回事？”有個(gè)學(xué)生就說：“老師，浮的一盆水是鹽水！”聽一個(gè)學(xué)生這樣說，好多學(xué)生都會(huì)跟著認(rèn)為是鹽水。接下來筆者追問：“你能確定，老師的這杯水肯定是鹽水嗎？”這個(gè)提問引起了學(xué)生的思考，有一些學(xué)生就說不敢確定。筆者接著說，“如果不能確定這杯水是不是鹽水，那么我們?cè)趺崔k？”有的學(xué)生說“我們來把水燒干”，有的學(xué)生說“做一杯鹽水試試看”。于是，學(xué)生們開始了自己的探究活動(dòng)，在實(shí)證的基礎(chǔ)上建構(gòu)起核心概念“鹽水能使馬鈴薯浮起來”。

案例反思：學(xué)生進(jìn)入科學(xué)課堂前總是帶著相關(guān)的科學(xué)前概念，它必然成為科學(xué)概念教學(xué)的現(xiàn)實(shí)起點(diǎn)，當(dāng)學(xué)生的前概念與科學(xué)概念基本一致，需要“豐富”；當(dāng)前概念與科學(xué)概念相矛盾，需要“修訂”。在探究活動(dòng)過程中，學(xué)生經(jīng)常會(huì)把注意力集中在對(duì)材料的操作上，問題意識(shí)、實(shí)證意識(shí)、探究能力等相對(duì)缺乏，容易在探究過程中迷失概念的學(xué)習(xí)，理性思考和實(shí)踐運(yùn)用容易脫節(jié)；在學(xué)生概念轉(zhuǎn)化過程中，在科學(xué)概念教學(xué)中，教師應(yīng)適時(shí)適當(dāng)?shù)亟槿?，引發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)前概念的不滿，激發(fā)概念轉(zhuǎn)化的內(nèi)驅(qū)力，通過目標(biāo)導(dǎo)引和材料支持，引導(dǎo)學(xué)生在探究活動(dòng)中發(fā)展科學(xué)概念。

重視證據(jù)獲取與整理

在對(duì)科學(xué)課的探索過程中，有的老師對(duì)科學(xué)課程的理解比較到位，教學(xué)中能夠自覺地體現(xiàn)科學(xué)課的要求，重視對(duì)學(xué)生實(shí)證意識(shí)的培養(yǎng)；有的老師還停留在原來的認(rèn)識(shí)高度上，往往在教學(xué)中忽略了科學(xué)課的特點(diǎn)，停留在自然課的基礎(chǔ)上。教師往往忽視了實(shí)驗(yàn)只是研究進(jìn)程中的一個(gè)環(huán)節(jié)，之后還需要對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理，對(duì)質(zhì)疑進(jìn)行答復(fù)，對(duì)結(jié)果進(jìn)行檢驗(yàn)，而過于相信一次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論。

【案例四】教科版六年級(jí)上冊(cè)《在斜坡上》一課，課本安排了“探究斜面是否省力”和“探究斜面省力規(guī)律”兩個(gè)活動(dòng)。

在課堂上學(xué)生展示實(shí)驗(yàn)單的時(shí)候，筆者發(fā)現(xiàn)，8個(gè)小組測(cè)量的數(shù)據(jù)平均值很接近，豎直提起是3.0牛，斜面拉是1.3牛，學(xué)生很快就得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論“利用斜面可以省力”。筆者繼續(xù)追問“你們從數(shù)據(jù)的比較中還能發(fā)現(xiàn)什么？”學(xué)生通過仔細(xì)觀察后，發(fā)現(xiàn)第5小組測(cè)量數(shù)據(jù)的平均值雖然也是1.3牛，但它3次測(cè)量的數(shù)據(jù)明顯相差比較大，分別是1.0牛、1.3牛、1.6牛。學(xué)生大都認(rèn)為第五組測(cè)量的誤差很大，并與第五組的同學(xué)爭(zhēng)論起來，后來筆者讓第五組同學(xué)到講臺(tái)重復(fù)做一次的時(shí)候才發(fā)現(xiàn)，他們組測(cè)量的三次數(shù)據(jù)不是同一斜面做3次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，而是在低、中、高三個(gè)斜面分別測(cè)的第一次數(shù)據(jù)，這明顯是實(shí)驗(yàn)方法導(dǎo)致的差異，像第五組這樣求得的平均值根本就沒有價(jià)值。假如沒有繼續(xù)追問，第五組建立自己的觀點(diǎn)“利用斜面可以省力”雖然是正確的，但佐證他們的科學(xué)數(shù)據(jù)是不準(zhǔn)確也是不可信的，這樣形成的觀點(diǎn)就不能真正體現(xiàn)科學(xué)的本質(zhì)，也不利于學(xué)生養(yǎng)成嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。

案例反思：課堂上，學(xué)生應(yīng)該在自由表達(dá)自己的見解，而不是在揣摩老師的答案，他們應(yīng)該是在思考，而不是在猜測(cè)。對(duì)于他們得出的答案，不妨追問一句：“為什么這么想？”“引起錯(cuò)誤的根源又在哪里？”讓學(xué)生說個(gè)原原本本，要引導(dǎo)學(xué)生說出自己本身的思維過程。教師在重視學(xué)生主動(dòng)獲取證據(jù)或數(shù)據(jù)的同時(shí)，要善于引導(dǎo)學(xué)生分析、加工數(shù)據(jù)，對(duì)學(xué)生測(cè)得的數(shù)據(jù)的差異，不能簡(jiǎn)單地誤認(rèn)為是測(cè)量的誤差，因?yàn)閷?duì)數(shù)據(jù)的認(rèn)真分析中往往會(huì)發(fā)現(xiàn)許多有研究?jī)r(jià)值的信息。

科學(xué)本質(zhì)上是一種探究活動(dòng)，體現(xiàn)科學(xué)本質(zhì)的教育就是能夠圍繞核心概念組織學(xué)生進(jìn)行科學(xué)探究活動(dòng)，重視學(xué)生主動(dòng)獲取證據(jù)或數(shù)據(jù)，有效組織學(xué)生進(jìn)行交流、討論、反思和推理，在數(shù)據(jù)加工、反思推理、大膽質(zhì)疑和理性批判中形成合理的解析或自己的觀點(diǎn)，讓學(xué)生在探究活動(dòng)中領(lǐng)悟和掌握科學(xué)探究的過程、方法及性質(zhì)。

（作者單位：廣東省珠海市香洲區(qū)第十五小學(xué)）