曾寶俊

科學課堂教學現(xiàn)狀及改革新趨勢

曾寶俊

隨著2017年版《義務教育小學科學課程課程標準》（以下簡稱《課標》）的正式頒布，目前使用了16年的2001版《課標》正式退出歷史舞臺。16年是一個不短的時間，在這16年中，我們國家的科學教育、科學課堂、科學教師有了哪些明確的認識，還存在哪些不足？隨著新《課標》的頒布，未來的科學課堂將呈現(xiàn)一個什么樣的質態(tài)？在本文，筆者將從科學課堂教學的現(xiàn)狀和未來科學課堂的趨勢試作闡述。

一、16年課改視野下科學課堂教學現(xiàn)狀

1.關注了活動設計，滲透了教材開發(fā)，但僅局限于傳統(tǒng)內容。

在新課改伊始，科學特級教師章鼎兒老師就提出這樣一個觀點：科學課是由一個個觀察、研究、認識周圍事物和周圍環(huán)境的探究活動組成的。學習科學課就是去參加、去經(jīng)歷一個個觀察、研究、認識活動。這個理念一提出來就得到認可，經(jīng)過十多年的實踐和探索，更是深入人心。現(xiàn)在的科學課堂基本上都關注活動的設計與打磨，這些活動大多是對教材的二次開發(fā)。目前，小學科學教材為學生提供了大量適合他們年齡特征的探究活動內容，科學課的課堂教學大多也是以教材內容為主。有許多探究內容在不同版本的教材中都有相關探究活動，只是略有異同。很多教師對教材進行有利于學生探究的合理重組研究，提出適合本地區(qū)、本學校學生探究的教材處理策略。

然而，我們也應該看到科學課是開放的，培養(yǎng)學生的科學素養(yǎng)僅靠課本活動和課堂教學是不夠的。學生在生活中會有許多感興趣的探究問題，在科學探究的初始階段，教師的引導作用就是“催化劑”，要創(chuàng)設一定的情景，充分挖掘兒童對這個世界的生活經(jīng)驗和個人體驗的潛在學習資源，鼓勵兒童互相啟發(fā)，盡可能地提出感興趣的問題。在這些方面科學教師所做的功課就顯得有所欠缺，所拓展的內容大多局限于教材范圍之內而非學生的生活領域之內。

2.關注了科學探究，滲透了工程實踐，但僅淺浮于表面動手。

目前，工程實踐與科學探究已成為小學科學教學中的兩面大旗，新頒布的《課標》更是新增了“技術與工程領域”的學習內容，這種理念無疑是非常正確的。但是，在沒有深刻領會其中的含義的情況下，有的教師認為凡小學科學教學必有活動、必有探究，只要制作就是工程與實踐，于是科學課堂刮起了一股盲目的“STEM”之風。但在很多情況下，學生在熱熱鬧鬧的活動結束以后，頭腦依然是一片空白，他們在知識和能力上并沒有得到真正意義上的提升。

在第12屆江蘇省“杏壇杯”蘇派青年教師課堂教學展評活動中，我發(fā)現(xiàn)學生在科學探究的過程中主要表現(xiàn)為活動有余而思考不足。學生其實并不知道如何去探究，他們對實驗材料充滿了好奇，還沒有等到探究活動的開始，課堂就到處充滿了尖叫聲、嬉笑聲，好不容易安靜了下來，不到一分鐘，又被某個同學的尖叫給打斷，整個探究的過程是此起彼伏，熱鬧非凡。在實驗之前，學生對于要探究的問題及注意的事項、實驗的關鍵因素等根本沒有心思去思考，有的組做了半天，竟然不知道為何要觀察；有的組不知道變量是什么；有的組用的材料也是大小不一或左右兩邊的數(shù)量不等，這樣的結果最終當然只能是草草收場。整個過程教師不慍不火，表面上是很和諧，可是學生不能真正把握探究的要領，無法達到真正意義上的和諧與高效的探究。

3.關注了科學精神，滲透了科學本質，但僅停留于標簽亮相。

在科學課上如何培養(yǎng)科學精神，體現(xiàn)科學本質，一直以來都是科學課堂的核心問題?？茖W精神的培養(yǎng)和科學本質的教育體現(xiàn)在小學科學教學中，主要在以下三個方面：一是培養(yǎng)學生的實證意識；二是學生的思考要符合邏輯；三是培養(yǎng)學生的質疑精神。但在課堂實際的操作層面，很多教師并未把這種理念具體到探究活動的每一個環(huán)節(jié)的具體指導上，僅僅停留在 “貼標簽”和“走環(huán)節(jié)”上。

二、新《課標》視野下的科學課堂改革趨勢

1.強調開放式情境創(chuàng)設，從良構情境到劣構情境的轉變。

美國學者喬納森提出了劣構情境對于學生能力發(fā)展的問題。目前，我們科學教材里大多數(shù)的問題和任務屬于“良構問題”或者“良構情境”，良構問題情境指向單一：問題單一、解決問題的路徑單一，最終的答案也單一。究其原因其實是教師的“好心”去除了所謂的干擾因素，為學生的探究搭起了“支架”，學生可以順藤摸瓜。實際上，在喬納森看來，那是“緣木求魚”，和真正的學習南轅北轍。因此，喬納森提出了劣構問題情境對學生學習的影響。所謂的劣構問題 （illstructured），也稱定義不完整（ill-defined）的問題，是指具有多種解決方法、解決途徑和少量確定性條件的問題。這些條件不僅不易操作，而且包括某些不確定性因素，如哪些概念、規(guī)則和原理對求解方法是必要的？如何將它們組織起來？哪種解決方法最為合適等等。劣構問題是日常實踐中的常見問題，一般存在或產(chǎn)生于特定的情境之中，劣構問題的求解可能需要整合不同內容、不同領域的知識，有多種解決方法，很難有統(tǒng)一的答案，比如解決污染問題可能要涉及數(shù)學、科學、物理和心理學等多種學科的知識。但是，劣構問題因為與日常生活實踐密切相關，趣味性強，對學習者有很大的挑戰(zhàn)意義和表現(xiàn)空間。

2.強調學生情感的參與，從身體參與到情感參與的遞進。

我在一次講座中提出了兒童課堂參與的三重境界：身體的參與、思維的參與和情感的參與。這個觀點起源于一本書，書名叫《學習樹：系統(tǒng)解決孩子學習問題的新思維》，書中有個觀點：隨著年齡的增長，每個人思維能力的發(fā)展都經(jīng)歷了9個層層遞進的過程。無論在哪一層次出現(xiàn)問題，都會給下一層次的發(fā)展帶來阻礙。這9個思維層次分別是：注意世界、參與世界、互動與交流、共同解決問題、利用有意義的想法、邏輯思維、多因素思維、比較/灰色地帶思維和反思性思維。

兒童在課堂上參與科學探究活動，一定需要身體的參與，但僅僅是人在課堂，即身體的參與是遠遠不夠的，還需要他們將思維注入，也就是思維的參與，他們需要面對真實情境，去解決真實的問題，需要用腦來體驗這個世界。眼睛看到的僅僅是一個客觀世界，而用心體會到的才是一個真正的科學世界。學生有了參與探究活動的經(jīng)歷和體驗，情感才能豐盈，才能對周圍的新鮮事物和現(xiàn)象保持好奇心和探索欲望，有利于他們形成尊重客觀事實、尊重自然和生命、尊重和欣賞不同意見的科學態(tài)度，形成對科學、技術、社會與環(huán)境的關系的正確認識，為他們今后的學習和終身的發(fā)展奠定良好的基礎。

3.強調STEM素養(yǎng)形成，從單一探究到工程思維的演進。

STEM素養(yǎng)是一個多學科交叉的研究領域，它囊括了科學、技術、工程和數(shù)學四大領域，但STEM素養(yǎng)并不是四種素養(yǎng)的簡單組合，而是把學生學習到的各學科知識與機械過程轉變?yōu)橐粋€探究世界相互聯(lián)系的不同側面的過程。一個典型的STEM課堂的特點就是在“雜亂無章”的學習情境中強調學生的設計能力與問題解決能力。

美國科學教育改革的“2061計劃”指出，科學家在研究和觀察一個現(xiàn)象時，認為世界是可以認識的，而工程師看待這些現(xiàn)象時則認為這個世界是可以改造的。我們今天在城市里看到了一幢幢高樓，一座座大橋，一條條隧道，它們無不是工程的產(chǎn)物。因此，可以說，與數(shù)學、科學相比，工程和技術可以更為直接地影響社會系統(tǒng)和社會文化，影響人類事業(yè)的成功或失敗，給個人帶來直接的利害關系。直接推動社會進步的是技術而非科學，盡管每項技術背后都隱含著科學的原理。重視技術、工程教育反映了國際課程改革的一個趨勢，尤其是隨著信息技術的迅速發(fā)展，技術已經(jīng)成為與科學和數(shù)學并重的學科而廣受國際社會重視。

在未來的科學教室里，所有的科學老師必須遵循工程教育的三項原則：一是強調工程設計，二是強調課程整合，三是強調高階思維。在這種思想指導下，新的《課標》第一次把工程技術納入進去，強調把概念學習和實踐運用聯(lián)系在一起，這是第一次把技術和工程單獨列出并加入“內容標準”的框架中。

所以將來的STEM教育應該是由兩個方面組成：一個是單獨設置，一個是整合運用。STEM素養(yǎng)的提出實際上預示了未來科學教育的三個維度：科學與工程實踐，跨學科，核心學科。這一內容，研制《課標》的專家學者已經(jīng)開始把它反映出來，希望得到廣大科學教師的重視，也希望科學課堂能夠不斷回應這種未來的發(fā)展趨勢。

（作者系江蘇省蘇州大學實驗學校小學高年級部主任，江蘇省科學特級教師）