用科學(xué)的理性思維來(lái)豐富孩童的探究經(jīng)歷

用科學(xué)的理性思維來(lái)豐富孩童的探究經(jīng)歷許多科學(xué)概念的形成過(guò)程，沒(méi)有孩子們親身的體驗(yàn)，沒(méi)有孩子們積極的參與，很多知識(shí)便如同過(guò)眼煙云，很難扎根在學(xué)生的腦海中。當(dāng)前，很多教師在科學(xué)課堂教學(xué)中十分重視引導(dǎo)學(xué)生“動(dòng)手做”探究實(shí)驗(yàn)，隨著對(duì)科學(xué)探究研究的深入，我們?cè)絹?lái)越多地認(rèn)識(shí)到：真正的探究應(yīng)該發(fā)生在孩子們的頭腦中；課堂的重心應(yīng)該是著力培養(yǎng)孩子的科學(xué)思維力，提升孩子的科學(xué)智慧。所謂思維力，簡(jiǎn)言之，是指科學(xué)思維的邏輯性、敏感性、周密性和條理性。然而，學(xué)生在現(xiàn)實(shí)的課堂上，往往只對(duì)觀察的對(duì)象特別感興趣，而忘記理性的分析和思考；實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，教師只注重實(shí)驗(yàn)的操作過(guò)程和現(xiàn)象，而輕視了對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和提質(zhì)。如何改變這種狀況呢？筆者呈現(xiàn)了一些案例，和大家一起思考、分析。一、在理性觀察中揭示現(xiàn)象的本質(zhì)科學(xué)的價(jià)值不是在模仿而在創(chuàng)新，科學(xué)的本質(zhì)不是技能而是思想。科學(xué)學(xué)習(xí)的過(guò)程不能只是一個(gè)遵照指令進(jìn)行操作的過(guò)程，而是一個(gè)不斷運(yùn)用自己的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行自我建構(gòu)的過(guò)程。學(xué)生需要的不是去復(fù)制別人的科學(xué)，而是去建構(gòu)自己的科學(xué)。[案例]《土壤中有什么》教學(xué)片斷在對(duì)土壤進(jìn)行肉眼觀察、用放大鏡觀察、倒入水中觀察、攪拌后靜置觀察一系列觀察后師：你發(fā)現(xiàn)靜置后的土壤顆粒有怎樣的特點(diǎn)？生：土壤沉淀了。師：大家的土壤才靜置了幾分鐘而已，我這兒有一瓶昨天就開始靜置的土壤，兩者比較一下，你發(fā)現(xiàn)什么？生：我們的靜置的時(shí)間短，水還很渾濁，老師的水比我們的清，都沉淀了。師：水渾濁說(shuō)明什么？生：還有小的土壤顆粒沒(méi)有沉淀。師：而大的呢？（用課件出示放大圖）生：越往下土壤的顆粒越大。師：（課件出示上游、下游圖）大家再來(lái)瞧瞧，這些經(jīng)河流沖刷后留在河岸邊的巖石。生：上游都是大石塊，下游都是小石塊。師：（課件出示中國(guó)地圖）大家再來(lái)看看我們中國(guó)的高山平原分布圖，你有什么發(fā)現(xiàn)？生：西邊多高山，東邊多平原。因?yàn)槭瘔K被水沖刷得久了，大石塊的就變成了小石塊了。師：這是我們上節(jié)課學(xué)的，巖石的風(fēng)化的內(nèi)容，再想想，還有什么原因造成的？生很茫然。從土壤實(shí)驗(yàn)，到河岸上的巖石，到中國(guó)地形分布情況分析，課堂結(jié)構(gòu)似乎很完美，但學(xué)生的認(rèn)知仍停留在前一課的“風(fēng)化”層面，而沒(méi)有推進(jìn)。究其原因，實(shí)驗(yàn)僅停留在觀察的層面，未透過(guò)現(xiàn)象揭示本質(zhì)。土壤的靜置實(shí)驗(yàn)學(xué)生只發(fā)現(xiàn)了“越往下土壤的顆粒越大”而未深究其為什么；留在河床上的巖石只發(fā)現(xiàn)了“上游都是大石塊，下游都是小石塊”，而沒(méi)有深究為什么大石塊都留在了上游，上石塊都留在了下游；始終未點(diǎn)撥學(xué)生思考產(chǎn)生這種現(xiàn)象的真正原因，因未介入“大的顆粒先沉，小的后沉”這一思維主線，從而未能實(shí)現(xiàn)三個(gè)教學(xué)層面的層層推進(jìn)。在這樣的課堂中，由于缺乏思維的介入，即使觀察到了現(xiàn)象，也不能上升為理性認(rèn)識(shí)。因此，對(duì)認(rèn)識(shí)也起不了多大的積極作用?？梢哉f(shuō)，缺乏理性思維的觀察，只是一種膚淺、低級(jí)和原始的觀察，這種觀察不知道使多少有價(jià)值的現(xiàn)象從眼前滑了過(guò)去。理性的觀察是獲得知識(shí)的大門，也是發(fā)現(xiàn)新問(wèn)題、認(rèn)識(shí)世界必要的品質(zhì)。生物學(xué)家達(dá)爾文說(shuō)：“我既沒(méi)有突出的理解力，又沒(méi)有過(guò)人的機(jī)智，只是在觀察那些稍縱即逝的事物并對(duì)其進(jìn)行精細(xì)地觀察的能力上，我在眾人之上?！倍⒃诶硇灾笇?dǎo)中提升學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)強(qiáng)調(diào)：要從學(xué)生已有的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)進(jìn)行教學(xué)。教學(xué)活動(dòng)必須建立在學(xué)生的認(rèn)知發(fā)展水平和已有的知識(shí)經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上，從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)背景出發(fā)，向他們提供充分的從事科學(xué)活動(dòng)和交流的機(jī)會(huì)，幫助他們?cè)谧灾魈剿鞯倪^(guò)程中真正理解和掌握基本的科學(xué)知識(shí)與技能、科學(xué)思想和方法，同時(shí)獲得廣泛的科學(xué)活動(dòng)經(jīng)驗(yàn)。[案例]《輪軸的秘密》教學(xué)片斷結(jié)合工具箱里的輪軸器材，第一個(gè)教學(xué)活動(dòng)非常順利地揭示了“在輪軸的輪上用力能夠省力?！钡瓿伞拜喸酱?，越省力”這一教學(xué)目標(biāo)卻苦于缺少配套的實(shí)驗(yàn)器材。A教學(xué)師：應(yīng)實(shí)驗(yàn)器材有限，老師在課前做了實(shí)驗(yàn)，得到了這樣一些數(shù)據(jù)，我們一起來(lái)瞧瞧，你還能發(fā)現(xiàn)輪軸的哪些秘密？（師報(bào)數(shù)據(jù)，生記錄在作業(yè)本的活動(dòng)記錄表中）生：我發(fā)現(xiàn)輪軸的輪越大，越能省力。B教學(xué)師：我們發(fā)現(xiàn)教室的門把手其實(shí)就是一個(gè)輪軸，下面我請(qǐng)一個(gè)小女生上來(lái)，你能用一個(gè)手指頭將門打開嗎？（小女生用食指在門把手的最外端用力將門打開）師：我再請(qǐng)一個(gè)大力士男生上來(lái)，你也能用一個(gè)手指頭將門打開嗎？不過(guò)有個(gè)要求，請(qǐng)你在門把手的最里端用力。生：（男生很用勁，但門未打開）我只要稍稍往外移一點(diǎn)就能把門打開。（男生一試，門打開了）師：這其中有什么秘密呢？生：越往外越省力，越往里面越費(fèi)力。師：真的嗎？我再請(qǐng)剛才的女生來(lái)試試。生：（生演示后）越往外輪越大。師：通過(guò)我們的生活經(jīng)驗(yàn)，我們又發(fā)現(xiàn)了輪軸的另一個(gè)秘密，生活中還有哪些例子說(shuō)明輪越大越省力。生：……師：應(yīng)實(shí)驗(yàn)器材有限，我們得不到準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，請(qǐng)大家在作業(yè)本的實(shí)驗(yàn)記錄表上打個(gè)叉，但我們還是發(fā)現(xiàn)了它的秘密。面對(duì)同樣的缺少配套器材，兩位教師的教學(xué)理念完全不同。A教師注重的是知識(shí)的內(nèi)在邏輯體系，忽視了學(xué)生的情感狀態(tài)以及經(jīng)驗(yàn)狀態(tài)。我們應(yīng)該從學(xué)生的生活經(jīng)驗(yàn)出發(fā)，指的是學(xué)生自己的生活經(jīng)驗(yàn)，而非教師的生活經(jīng)驗(yàn)，更不是教師的“教學(xué)經(jīng)驗(yàn)”。蘇聯(lián)教育家阿莫納什維利說(shuō)過(guò)：“兒童回答教師提問(wèn)的精確性，主要取決于兒童自己經(jīng)驗(yàn)的邏輯性，而不在于事物本身的邏輯性。”我們要尊重學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)，讓他們盡可能地把經(jīng)驗(yàn)充分地表達(dá)出來(lái)，而不是一開始就規(guī)定好了“前進(jìn)的路線”，讓學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)與學(xué)習(xí)進(jìn)程相隔離。三、在理性類比中經(jīng)歷概念的形成當(dāng)前，在對(duì)兒童的科學(xué)教育中，有兩種典型的價(jià)值取向，一是學(xué)科取向，二是生活取向。學(xué)科取向的科學(xué)教學(xué)以兒童科學(xué)概念的發(fā)展為指向，教師往往從簡(jiǎn)單問(wèn)題、單一變量入手，通過(guò)呈現(xiàn)一些典型情境或操作，揭示現(xiàn)象背后的科學(xué)道理，目的是為兒童將來(lái)的學(xué)科性知識(shí)學(xué)習(xí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。而生活取向的科學(xué)教學(xué)則以解決兒童生活中的具體科學(xué)問(wèn)題為指向，從兒童生活中所遇到的科學(xué)問(wèn)題入手，利用兒童已有的日?？茖W(xué)概念或經(jīng)驗(yàn)，通過(guò)解決生活中的具體問(wèn)題，讓兒童學(xué)習(xí)科學(xué)、理解科學(xué)，并逐漸建構(gòu)科學(xué)知識(shí)對(duì)于生活的意義。這兩種，哪一種是兒童的需要呢？[案例]《我們周圍的材料》教學(xué)片斷A教學(xué)師：我們周圍的物品是由許多材料做成的，五分鐘時(shí)間內(nèi)，小組合作，看哪一組發(fā)現(xiàn)得最多？生觀察記錄匯報(bào)。師小結(jié)：我們周圍的材料有很多，其中最常見(jiàn)的有木頭、塑料、金屬等。B教學(xué)在學(xué)生合作觀察完成周圍的材料后，師出示木頭湯匙、塑料湯匙、金屬湯匙、陶瓷湯匙。師：這是大家熟悉的湯匙，誰(shuí)能說(shuō)說(shuō)這四只湯匙分別用什么材料做成的？生：……師：觀察這四只湯匙，你有什么發(fā)現(xiàn)？生：我發(fā)現(xiàn)同一種物品，可以由不同的材料做成。師：再來(lái)看這木頭湯匙，教室中還有哪些物品是用木頭做的呢？生：……師：這又說(shuō)明什么呢？生：同一種材料可以做成不同的物品。（師出示一只塑料柄的金屬湯匙。）師：大家再來(lái)看這只湯匙，你又想到了什么？生：一種物品可以有不同的材料組合而成。師：廠家為什么要做成這樣子呢？你想過(guò)嗎？生：可能金屬部分比較干凈，但比較燙，而塑料剛好彌補(bǔ)了金屬的缺點(diǎn)。師：可見(jiàn)，一種材料有一種材料的特點(diǎn)。這些材料分別有哪些特性呢？接下來(lái)幾節(jié)科學(xué)課，我們就要好好來(lái)研究研究。我們的教學(xué)，不能總是“零起點(diǎn)”。促進(jìn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)，首先要努力讓孩子們把自己的已有知識(shí)狀況展現(xiàn)出來(lái)。讓他們?cè)诿鎸?duì)新知時(shí)，自己主動(dòng)去回憶、調(diào)動(dòng)已有的認(rèn)知結(jié)構(gòu)，并對(duì)新知產(chǎn)生構(gòu)想。同時(shí)，在交流的過(guò)程中，大家相互啟發(fā)和激勵(lì)，享受已有知識(shí)給自己帶來(lái)的自豪感，并在對(duì)新知構(gòu)想的過(guò)程中產(chǎn)生自主探究的愿望。四、在理性思辨中提升探究的效益曾經(jīng)，我們教給學(xué)生知識(shí)，說(shuō)“知識(shí)就是力量！”后來(lái)，我們教給學(xué)生方法，提出“給學(xué)生點(diǎn)石成金的‘金手指’”。然而，現(xiàn)在我們發(fā)現(xiàn)，科學(xué)課堂上，我們希望在學(xué)生經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，經(jīng)由科學(xué)性的探究活動(dòng)，使學(xué)生在獲得相關(guān)知識(shí)與技能的同時(shí)，依照科學(xué)方法進(jìn)行探討與論證，使學(xué)生養(yǎng)成科學(xué)的思考習(xí)慣，提升運(yùn)用科學(xué)知識(shí)與技能以解決問(wèn)題的能力，讓學(xué)生的經(jīng)驗(yàn)得以提升。[案例]《食物鏈和食物網(wǎng)》教學(xué)片斷A教學(xué)師：大家一起完成了“田野”里的食物鏈，這些食物鏈彼此交錯(cuò)在一起，形成了一張網(wǎng)，我們稱它為食物網(wǎng)。（師板書）師：這些生物之間有什么關(guān)系呢？生：這些生物，你吃我，我吃他，少了誰(shuí)都不行。師：所以啊，我們要保護(hù)生態(tài)平衡，保護(hù)生物的多樣性，誰(shuí)來(lái)說(shuō)說(shuō)你打算怎么做？生：……B教學(xué)師：大家來(lái)看這綠色植物水稻，現(xiàn)在生活水平提高了，好多農(nóng)戶都把兩季的水稻只種了一季，或者改種成了收入較高的草莓，甚至把大批農(nóng)田變成了高樓大廈。說(shuō)說(shuō)你的想法？生：那稻螟蟲的食物就少了，接著麻雀的食物也少了，他們的數(shù)量都會(huì)因食物不足而減少，還有對(duì)吃麻雀的蛇也應(yīng)該有影響。生：還有蝗蟲的數(shù)量也會(huì)減少，那青蛙也會(huì)減少，總之是一連串的。生：還有老鷹，還有我們?nèi)祟悺瓗煟嚎梢?jiàn)，這水稻是許多動(dòng)物的直接食物或接間食物。同學(xué)們?nèi)绻幸惶?，水稻這物種像恐龍一樣滅絕了，會(huì)是怎樣一個(gè)現(xiàn)象？生：那其他的物種數(shù)量是一定會(huì)減少的，如果找不到其他物種來(lái)代替水稻的話，那也會(huì)跟著滅絕。師：看來(lái)同一種植物會(huì)被不同的動(dòng)物吃掉，植物直接影響著許多動(dòng)物的生存。草原上的草是野兔、牛、羊等許多動(dòng)物的食物，我們將來(lái)發(fā)明一種青草增長(zhǎng)劑，讓草快速生長(zhǎng)、大量繁殖行不行？生：這也不行，如果大量繁殖，到了冬天，青草都變成了桔草，那就有可能引發(fā)火災(zāi)，如果草原真的著火了，那會(huì)燒死好多動(dòng)物的。師：哦，看來(lái)這植物少了不行，多了也未必是好事。在菜市場(chǎng)里，我發(fā)現(xiàn)有人在賣青蛙，你怎么看？生：如果青蛙數(shù)量太多的話，被我們?nèi)祟惓詭字坏粢矝](méi)事，只是現(xiàn)在好像青蛙的數(shù)量并不是很多。生：青蛙數(shù)量的減少直接會(huì)倒致蝗蟲之類的害蟲大量繁殖，那我們的水稻就糟殃啦！生：還會(huì)影響到以青蛙為食物的動(dòng)物，如蛇、老鷹之類的動(dòng)物數(shù)量也會(huì)減少。師：如果青蛙滅絕了呢，又會(huì)怎樣？生：那這個(gè)食物網(wǎng)就破了，不僅許多動(dòng)物會(huì)受到影響，甚至植物也會(huì)受到影響。師：能說(shuō)得具體點(diǎn)嗎？生：……真正有價(jià)值的科學(xué)，一定是進(jìn)入學(xué)生內(nèi)心的科學(xué)，而不是浮于一些文字之上。對(duì)科學(xué)概念的把握，理解它的定義是必要的，但體驗(yàn)它的實(shí)際意義與建構(gòu)心理表象更是不可忽視的。同樣是滲透保護(hù)物種、維護(hù)生態(tài)平衡的人