2013年，美國國家研究理事會（NRC）頒布了《新一代科學教育標準》（NGSS），新標準將科學“探究”變成科學“實踐”被認為是極其“搶眼”的變化，引發(fā)了理論界關于科學實踐的廣泛探討。已有較多的研究關注到了科學實踐的理論認定問題，但在科學課堂中如何實施科學實踐，如何促使學生的學習像科學家進行科學實踐一樣，成為困擾研究界和課堂的現實問題。我們基于對美國STC課程在中國課堂6年的實施經驗發(fā)現，課程所倡導的以學習周期作為教學策略能夠很好地實現新標準所提倡的科學實踐的思想。

學習周期與科學實踐的概念界定及相互關系

《新一代科學教育標準》提出了8種被認為是科學家和工程師在實際進行工作時很重要的科學實踐：提出問題（對科學而言）或者界定問題（對工程而言）；開發(fā)或/和運用模型；設計并實施探究；分析和說明數據；運用數學及計算式思維；建構解釋（對科學而言）或者設計解決方案（對工程而言）；參與基于證據的論辯；獲取、評估和交流信息。STC課程中學習周期的理論基礎是關于兒童如何學習的研究，學習周期包括：集中、探索、反思、應用。從表1，5年級“漂浮與下沉”單元的課程設計看，學習周期并不是對8大“科學實踐”的步驟性呈現，也不是一一對應關系，而是在以學生學習過程為主線索的前提下，將8大“科學實踐”含在不同的學習環(huán)節(jié)，各自有所側重地進行展開，學習周期的策略是課程大的組織線索。

利用學習周期實現“科學實踐”學習的策略

集中階段

在集中階段，學生參與的科學實踐活動主要涉及“提出問題”，這與學生的學習目標緊密相連。提供良好的課堂文化被視為是有效集中學習的保障，STC課程為學生界定了分享觀點時的準則：毫不猶豫地說出自己的想法；用不抱成見、持開放性心態(tài)接受一切觀點；對同學的觀點不要批評和妄加評論；努力把自己的觀點與其他同學的觀點聯系起來。同時，STC課程提倡教師在這一階段要關注學生興趣、教師和學生共同平等參與等。

在集中階段提出的問題要指向核心概念。學生對于一個學習主題的問題往往是多樣的、分散的，需要通過提問引導他們明確需要探索什么，以及能夠探索什么才有利于形成科學的概念。例如，在STC課程3年級“化學實驗”單元教學起始，要求每一個學生思考“關于化學物質我們知道什么，在哪里見過，有什么用途，怎樣使用，你還想知道什么”，學生們提出的問題五花八門，包括化合物質是液態(tài)的嗎？它們是藥品嗎？人體內有化學物質嗎？經過全班的討論和集中，學生們最終認識到，“特性”可以用于描述一個物體的特征，接下來的學習需要學會利用自己的感官不斷發(fā)現化學物質的新的特征。

探索階段

在探索階段的教學，主要涉及“提出問題”、“設計和進行探索”、“建立和使用模型”、“運用數學和計算思維”的科學實踐學習。

探究階段的“提出問題”指向的是如何建立科學概念，提出問題主要涉及兩類：一類是針對客觀現象觀察和操作方法的提問，如你觀察到了什么，可以檢驗你的預測的方法有哪些等。另一類是針對主觀解釋及概念沖突或者概念改變的問題，比如：你做出預測的原因有哪些？你發(fā)現了什么？

STC課程一方面提供充分的實驗材料、細致精準的實驗操作指導，以及實踐操作為背景，幫助學生進行“設計和進行探索”的學習，如探究活動的所有材料均由“材料中心”提供，教師還要與學生在班級共同建立和維護“學習中心”，即在教室的指定角落長期存放各種實驗材料，方便學生隨時做實驗時取用。課程的《教師指導用書》中對科學探究活動的要求很明確，實驗關鍵點突出，并重視教師在教學中行為和技能的示范作用。另一方面，課程設計保障了教學過程貫穿預測—解釋—檢驗環(huán)節(jié)（如表2），遞進式探索保證學生有充分完整的探究體驗。兩課銜接以多以復習法導入，加強連貫性；教學過程中經常滲透分類、歸納等思維。

在學習周期的探索階段，關于“建立和使用模型”的學習，主要鼓勵學生用畫圖表示事物、用陳述類比等方式交流發(fā)現、制作物體模型，以及用模型預測和解釋現象等。還以這個單元為例，整個單元規(guī)劃設計了用來記錄學生個人概念及概念轉變過程的一系列表格（見下頁圖中的一組記錄單）。在第1課就開始使用的頭腦風暴表會沿用至最后一課，并依據每個課時具體安排相應的教學活動。如第1課畫圖表現描述滾珠放入管中的沉浮情況；第3課要求預測物體的輕重時繪出全班的圖示；第4課圖示記錄標定彈簧秤；第5課全班制作顯示物體重量的班級圖表。

反思階段

教學的反思階段主要涉及對“分析和說明數據”、“建構解釋”、“基于證據的論辯”、“評價和交流信息”的學習。后三者主要體現在班級討論、集體論證教學活動中。討論和論證可以讓學生通過對現象進行解釋，展示學生自身對科學思想的理解。無論是基于所觀察到的現象做出的解釋，還是基于所構建的模型做出的解釋，學生都將經歷概念理解轉變的過程。在這一過程中還鼓勵學生根據證據對自己的和他人的解釋的一致性進行評價。課堂上的討論和集體論證可以產生有競爭性的解釋，因而有可能對相同的現象做出不同的解釋。學生與學生之間相互借鑒新證據，找出解釋過程中（學生自己的解釋，或者別人做出的解釋）的缺陷或不足，根據新的證據修正自己的結論，這對于學生構建自己對現象的理解、獲得對科學理論的解釋能力、理解科學家是如何工作的都是十分有幫助。

學生在新的環(huán)境中和現實生活中應用他們所學到的知識，這也是他們進行一次新的科學實踐的機會。課程很注重在“最后的活動”和“拓展延伸”環(huán)節(jié)精心設計指向明確的科學實踐活動。比較有特色的是，課程在單元設計中注意各課之間的緊密聯系，后一課往往是前一課的應用延伸。在表1所體現的5年級“漂浮與下沉”單元整體學習活動設計中可見一斑。此外，這個單元的第16課作為前邊所有課的應用綜合，能使學生完整地把握觀察對象總體，學生觀察能力的深刻性得以顯著發(fā)展，表現為分辨力、判斷力和系統(tǒng)化能力有明顯的提高，能夠揭示事物的有意義的本質特征。

利用學習周期實現科學實踐的學習對我國課程改革的啟示

經過6年對STC課程的實驗研究，其運用學習周期來實現科學實踐的教學策略讓我們印象深刻。我們的課程改革應該加強對科學實踐的認識，在課程設計和教學實踐中進行嵌套式的、有側重的科學實踐學習內容安排。從我國小學科學課程改革的現狀看，無論是課程編制者還是教師，對科學探究的理解都還有待于進一步提高。觀察和實驗不等同于探究。對證據的使用和評價，基于證據的論證和解釋必須進入我們的視野?！翱茖W實踐”不是8個步驟或者單向線性流程，對它們的選擇是要基于具體學習目標和內容。不能將之變成操作訓練，同時要避免科學實踐脫離科學知識的傾向。我們需要展開對全面“科學實踐”的教學研究，使科學課堂上所進行的教學活動能充分展現“科學探究”的原有含義，讓學生更深入地理解科學家從事工作的方式，進一步發(fā)展他們的科學實踐能力，積極構建建立在科學實踐觀念上的科學課程。

此外，在引導學生參與科學實踐的過程中，無論在哪個實踐部分都應該舍得花時間打基礎。給予學生必要的時間和空間對于學生在科學素質方面的成長發(fā)展是值得的，是會得到更大回報的。只有這樣學生才可能實實在在的做到主動參與科學實踐的全過程。教師在教學中要關注全班學生的積極參與，教材在設計活動時也應該留有充分的余地。