关注科学概念

关注科学概念中央教育科学研究所郁波一、为什么要关注科学概念我们发现了教学目标的两种表述方式《保护我们的消化器官》（五年级上册）A.知道食物在人体内的消化过程。B.消化系统的不同组成部分具有不同的功能，目的是使食物被人体吸收。《形形色色的动物》（四年级上册）C.能用不同的标准给动物分类。D.动物可以被分成不同的类别，这取决于所选择的标准。两种表述方式有什么不同？以A和C为目标的教学追求的是什么？教学将怎样进行？以B和D为目标的教学追求的是什么？教学将怎样进行？由中国和加拿大两国政府部门联合开发的“加强中国西部基础教育能力”项目在小学科学领域选择了“食物”“水”“植物”“声音”四个主题进行研究。他们做的第一件事就是转化我国《科学（3～6年级）课程标准》中的相关要求。他们转化了什么将事实性目标转化成科学概念；将课程标准中的要求转化为学生可以学习、教师能够把握的具体概念。例如：将“能指认植物的六大器官，知道各种器官的作用”（《标准》2.3.1）改为“植物由不同的部分组成，这些部分在植物的生长过程中发挥不同的功能”因为他们认为儿童了解这个概念比认识植物的组成部分更为重要。例如：将“知道消化系统的主要器官及作用，养成良好的饮食卫生习惯”（《标准》4.1.2）转化为:1.吃进去的食物首先要经过牙齿的初步磨碎，才能被身体所利用。2.不同形状的牙齿在磨碎食物的过程中，发挥着不同的作用。3.我们应该细嚼慢咽，保证食物得到很好的磨碎。4.我们应该保护好我们的牙齿，因为它们是重要的工具。引发的思考我们从来都是用这种方式表述教学目标，这样的表述有问题吗？他们为什么要那样表述？当前一些课堂上存在的学生的探究方向不明确，教师提问和引导的方向也不明确的现象是否与教学目标的表述有关?进一步的研究从教学目标表述的差异中，我们发现了一些深层次的问题㈠对科学概念的关注和研究是当代科学教育的一个特点科学概念包括科学的观念和对科学的看法；发展学生正确的科学观念，比让他们掌握大量事实性的信息更受到重视。概念是有组织的、有不同覆盖程度的、用抽象语言表达的、超越主题和事实的一些观念和思想。5～12岁儿童科学教育的价值，是使孩子们在接受正式教育之初就能够发展起对自然以及对自己周围的世界的理解，建立起自己的观点和想法。如果他们在探索世界的过程中没有被科学地加以引导，那么他们形成的那些观念，就有可能是非科学的，并且可能妨碍到孩子们以后的学习。我们要让孩子们用系统的调查来解释和检验自己的观念，从而缩短孩子自己的观念和科学的观念之间的距离。科学素养这个词指的是对科学的一种广而宽的基本的理解和能力，而不是要去细致地掌握每一条规律或是所有的博大精深的学问。所谓具有科学素养的人是指那些能够轻松地掌握关键的科学思想和科学技能的人。（《5～12岁儿童科学的教学、学习与评估》[英]威尼·哈伦）㈡这一特点的形成是当代科学教育发展的需要以主题和事实为中心的教学，属于较低水平的认知。超越所给的信息进行思维，获得重要的和可迁移的观念，才能适应知识膨胀和复杂的环境。因此促进和发展学生的深层理解力，提高思维标准，已成为各国科学教育的热门话题。对科学的本质是解释的认识，使人们空前关注科学概念的描述。因为解释是科学的产物，概念是解释的表达方式。解释的产生来源于科学探究的全过程。我们的初步想法㈠从关注事实性知识到关注科学概念，是中国小学科学教育必须迈出的关键性一步。从自然到科学，我们的许多方面发生了变化，但在对事实性知识的追求上，我们没有变（这反映在教学目标的表述中，包括课程标准）。二十年前，刘默耕先生在《美国小学自然课的点滴情况》（1980年10月）这篇报告中，曾向我们介绍了美国的一套名为《科学概念》的教材，最后他说，“现在是1980年，如果我们从现在起开始研究，花个十来八年功夫也搞出一套满意的来。到80年代末也还能赶上趟儿。问题在于必须真正‘起步’；‘慢得站不得’，十来八年一晃就过去了，机不可失，时不再来。希望我们大家共同努力！”张之仁老师在2005年发表的“编写《生物与环境》㈠的回顾”这篇文章中也大声呼吁“怎样教育学生科学地看待自然，需要我们在自然课改革的基础上，向前迈进一步。”他认为美国STC教材的精华之处在于“用什么观念看待自然？”应记住我们的任务不是单纯地教小学生研究植物学。㈡加强对科学概念的研究，有助于解决当前课堂教学中存在的一些问题对三维目标的关系，我们始终把握不好。面对知识，我们既怕回到知识中心的老路上去，又不敢放弃。知识与过程的脱节，也是我们的科学探究活动往往流于表面的原因。教学目标表述的笼统与空泛，使我们的教学常常处于较低的认识水平，教师也难以把握。具体概念的提供，有望使教学目标变得具体和清晰，进一步解决课堂教学中如何“做”的问题。二、帮助学生发展科学概念在探究式学习中，学生的科学概念、探究能力和情感态度价值观是同步发展的。从发展科学概念的角度，学生的学习可以分为检验观念、拓展经验、形成新的观念三个阶段。学生科学概念的发展过程将遵循：熟悉事物→小观念→大观念→更大的观念→理论和原理系统的顺序，这个过程不会反向而行。教学要根据学生的经验一步一步地拓展他们的观念，而不要跑到他们经验的前面是很重要的。我们为春季的教材使用编写了四册教材各个单元的科学概念。供老师们制订教学目标时使用，欢迎大家提出修改意见。对广大教师，我们不要求他们会用新的方法表述科学概念，他们的任务是在教学中进行尝试。我们希望沿着上述思路一步一步地推进小学科学教学的改革，我们期望有新的面貌出现。