21世紀以來,發(fā)展學生科學素養(yǎng)成為眾多國家科學教育的基本追求,科學探究備受青睞,人們言必稱“探究”。其實,科學探究的核心是科學思維。
一般地講,思維是指在表象、概念基礎上進行的分析、綜合、判斷與推理活動。思維具有“判天地之美,析萬物之理”與“究天人之際,通古今之變”的功能。有別于技術思維、工程思維、歷史思維與哲學思維,科學思維是一種獨特的思維類型,它具有客觀性、精確性、批判性、可驗證性和可預見性等特征。
如何界定科學素養(yǎng),科學素養(yǎng)的構(gòu)成要素有哪些?就世界范圍看,爭論多于共識。我們認為,科學知識原理、科學過程技能、科學情感態(tài)度是構(gòu)成科學素養(yǎng)的基本因素,其中科學過程技能(或稱為科學技能、科學能力、科學方法、科學實踐、科學工作等)又備受矚目。我國《義務教育科學課程標準(2022年版)》將科學素養(yǎng)劃分為四個方面:科學觀念、科學思維、探究實踐、態(tài)度責任。其中,科學觀念是科學知識的核心,探究實踐(準確的提法應該是科學探究或科學實踐,因為許多學科均有探究實踐)是科學素養(yǎng)形成的基本途徑,態(tài)度責任是科學教育中的價值引領,科學思維是科學素養(yǎng)的終極追求。具備較高科學素養(yǎng)的人,就是那些能像科學家一樣進行觀察、思考、推理與表達的人??茖W探究與科學思維的關系是表與里的關系,科學思維培養(yǎng)是科學探究與實踐的內(nèi)在目標,缺乏科學思維訓練的探究實踐極易流于外在的形式。
那么,如何進行科學思維訓練呢?有無可以依循和參照的路徑、模式、框架?我們認為,科學思維是可以訓練的,其基本途徑是開展規(guī)范的科學探究實踐。關于科學思維的培養(yǎng)問題,杜威早在1903年發(fā)表的《我們怎樣思維》中就對思維訓練(其實就是科學思維)做過極為精彩、深刻的論述,他提出的“反省思維”五步驟——情境、問題、假設、推理、檢驗,至今仍未過時,甚至成為許多國家官方文件闡述科學探究的范式。就世界范圍看,當今影響較大的探究教學模式有:蘭本達的探究—研討教學、薩其曼的探究訓練模式、CER模式(主張—證據(jù)—推理)、5E模式(引入—探究—解釋—遷移—評價)等。這些模式的運用,有助于學生科學思維的培養(yǎng)。
科學思維的培養(yǎng)除了經(jīng)歷科學探究的過程,還需要借助多種類型的探究活動(如科學觀察、科學實驗、科學調(diào)查、科學討論、科學閱讀、科學寫作),采用多種探究策略,并在不斷試錯中反思、改進??傊?,科學思維培養(yǎng)是科學教育的一項長期而艱巨的工作,需要有計劃、有組織地推進和實施。
潘洪建? ?揚州大學基礎教育研究所所長,教授,博士。