基础教育阶段科学教育

现代科学教育不同以往将培养科学精英主义作为科学教育的主要任务，而是注重全体公民科学素养的普遍提高。基础教育阶段作为学校教育的起源，对学生的终生教育有着引领和启蒙的重要意义。为此，世界各国纷纷对基础教育阶段科学教育加大成本投入、研究力度。本文建立在科学教育与科学世界、生活世界、科学史哲密切联系的大背景下，有机结合三维目标展开论述。

一、创设真情流淌的生命课堂

学习是智力因素和非智力因素相互作用的过程。如今的学习从属于认知、理解的智力范畴，已渗透、扩展到情意、价值观等非智力领域。学生的科学学习过程是知识积累、能力提高的过程，同时也是情意发展、人格健全的过程。情感态度和价值观作为联系科学与人文的纽带，可以深化教育，促进科学与人文的融合。同时，又能优化教学效果，提高学生学习效率，完善学生个性成长［1］。科学课程的学习中，尤须注重激发学生的学习兴趣和热情，树立科学正确价值取向，增强社会责任感和使命感。

（一）探讨STSE的关系中的真善美。

当今，人们在充分享用着科技所赐予的丰硕成果时，也体验着种种科技异化带来的恶果。各种生态失衡、环境污染、物种灭绝等越来越严重的全球性生态危机，严重威胁到人类的生存。通过STSE课程，有助于学生更客观、更全面的地认识科学，启发学生思考技术、经济、社会与环境之间的关系，培养学生的价值判断力。一方面，通过科学技术发展对社会的双重作用，培养学生辩证地看待科学技术的正面效能和负面影响。在科学课学习中，教师针对现实生活中存在的问题，如人口问题、环境问题、能源问题等造成全球性危机的问题，选取适当的主题引导学生进行交流讨论，通过原因分析、策略研究、方案设计等系列过程，学生逐渐从思想上正视科学产生的作用和影响，才不会将崇尚科学变异成对科学的宗教崇拜。在学生自主讨论和教师的引导总结中，不断让学生意识到这一切问题的出现从正反两方面说明，科学技术不仅不是万能的，而且其发展方向的迷失会给人类文明带来极大的威胁，甚至可以达到毁灭性的程度［2］。另一方面，培养学生的社会责任感和重视确立正确的科学价值取向。教师通过对社会热点问题的专题学习和研究，学生可以从多种角度对这些问题进行评价，尝试做出价值判断和道德分析。从牛肉生产到人类的繁殖，从自然保护区到‘克隆羊’，从水中充满雌激素的河流到布满核放射尘埃的谷地，这些人类自己所创造的环境。其中涉及的问题客观的说明，现代科学技术的发展，正在冲击和改变着人们的价值观念、伦理观念及其他社会观念。教师应善于引导学生关注科学技术与社会伦理道德之间的问题，分析科学技术的使用是否尊重生命？是否尊重人性，克服了人性危机，确立了人的尊严？是否协调了人与自然的关系？在教师与学生不断深入追问和反复的价值判断、道德分析中，引导学生趋向对真善美的价值追求。

（二）持严谨的态度对待科学学习。

学生结合科学史哲的学习，逐渐转变以往对科学学习不正确和简单化的观点。学生能认识到科学知识的成长不是一个常态的、线性累积过程，也不是一种新的事实、理论不断加成的过程。科学在不断发展中，不仅体现为“累积式”的量变，还是“革命式”的质变过程。由此，科学学习不是简单的知识累积，而是新旧范式的转变过程。学生要促成这一转变：首先，树立问题意识，即学生在进行认识活动时，通过对认识对象的深刻洞察、怀疑、批判等多种方式，产生认知冲突，经过深入思考后仍困惑不解时，出现了一种具有强烈的探索情境的真实问题或想做出发现式创新的一种心理状态［3］。这种心理状态驱使学生不断积极思维，对问题作出大胆假设，小心求证，直至问题解决。其次，养成证据意识，尊重事实，重视客观求证，以严谨的态度寻找证据，学生所展示的证据越多，就越能引发对原先想法的反思，从而促成假设、预测、推理、解释、交流、质疑等思维活动的积极展开，有利于激发学生内在的学习动机和学习兴趣。最后，加强学生细心、耐心、恒心、包容心等心理品质。

二、构建纵横联通的智慧课堂

布鲁纳认为，学习的实质是一个人把同类事物联系起来，并把它们组织成赋予它们意义的结构，即知识的学习就是在学生的头脑中形成学科的知识结构。学生在不断完善认知结构的同时，也能够获得认识事物的一些普遍方法。

（一）梳理学生心中的科学。

科学作为一种知识体系，它由多学科知识高度聚合而成。一定意义上说，学生学习知识主要是掌握概念和由概念组成的系统，通过对概念的学习加深客观事物之间的联系。学生通过学会如何使用“概念图”、“V形图”等科学思维工具之后，借助少数大概念为核心建构科学概念体系，帮助探讨事物之间的关系，关注事物的复杂性和整体性，认识和体会知识的形成和重构的过程。在学习过程中，教师要重点关注教材中重复性与割裂性的内容编排，打破原有教材的编排体系，根据知识的内在联系将教材内容重新整合为层层深入的知识体系。让学生在学习系统化、结构化的知识过程中，自主把握科学知识的内在联系，借助科学思维工具给自己栽种一棵棵知识树。通过构建知识网络，让学生抓对立、清异同、悟联系，梳理自己心中的科学。这样不仅有利于清晰明了的掌握科学概念，还能更乐于参与科学实践，对重要原理的深入探索，有助于提高学生思维的逻辑推演能力，进一步发展学生的整合理解能力。

（二）激发学生成长的科学。

科学知识，既是静态的又是动态的，既要建构一个个知识网络图，又要于行动体验中不断进行动态修正和知识创新。随着吸纳、类化、整合知识的增多，它不断膨胀并向外辐射，从而使学生的知识层次愈高，知识覆盖面愈广，知识的迁移性和普涉性愈强［4］。学生在建构知识网络的同时，也在科学实践中不断检验、修正和完善，经由思考、探索、研究等活动，以求真、求善、求美的有机统一作为吸纳知识、类化知识和整合知识的价值标准，剔除迷信和教条的内容，删改愚昧和偏见的理解，不盲目崇尚非理性权威的共识，通过质疑、追问、辩护、反驳、反思等行动对自身的想法负责，对科学知识进行类化、整合、凝练、提升，赋予它新的发展因子。学生在不断完善认知结构的同时，还要让学生感悟科学知识、科学现象、某一科学知识内部各要素之间的联系，从而感悟事物之间的普遍联系。

三、铺设思维碰撞的实践课堂

皮亚杰说过，动作是智慧的根源。因此，如何在课堂教学中创设以科学思维为核心的脑力活动和动手操作活动有机结合的情境，引导学生在各种科学实践中积累经验，提升观察、试验、猜想、验证及推理概括的能力。只有“实践”才能获得真知，才能让猜想与假设转化为真理。学生的思维是在活动中发生的，并随着活动的深入而得到发展，从而让学生的“双手”闪烁出创造性思维的光芒。

（一）摆脱形式主义的探究，重视科学观察活动。

当前基础教育阶段的“科学探究”将课堂科学探究等同于学习“科学（思维）方法”和“科学（实验）方法”，科学探究被程式化地分解为提出问题、作出假设、设计探究方案、搜集证据、作出解释、讨论交流等步骤反复运行，步骤化的探究活动没有引发学生更多的科学思维，学生仅是“依样画葫芦”的进行探究活动。科学实践通过扭转课堂探究活动模式化倾向，转变固定的、按部就班的步骤进行探究活动，不在于追求普适的、固定的“科学方法”，摆脱探究的形式化，注重探索科学家的真实探究活动，开放学生的科学思维。科学思维活动的源泉在于观察活动，科学课上学生的大多数科学学习活动都可以被理解为某种意义上的观察活动。分类是有比较的观察，测量是精确的观察，实验是经过精心设计的观察，分析是对观察结果关系的认识，解释是对观察现象的阐释并产生理论。在科学学习活动中，不同的学生由于自身的知识背景不同，决定了观察到的现象、获得的数据、所作出的解释不可能完全一致。在观察活动中，学生对观察重点的把握，对观察现象真假的辨别以及产生原因的预测，对观察现象和数据的记录，与其他同学针对观察结果进行比较和分析，以及对观察结果的验证，等等，通过这些科学观察活动，进一步发展学生的科学思维。

（二）发展科学思维，激发想象力和创造力。

小学阶段的学生思维活跃，具有极大的可塑性和发展空间，小学四年级是小学生思维发展的质变期，若能抓住关键期充分挖掘和培养小学生的思维品质，借助开展形式多样的创造性活动，有利于激发学生的好奇心，解放学生的大脑，发挥想象力，有益于学生今后的生活、学习和发展。在小学科学课中，各个学校都采用了多种多样生动有趣的科技活动方式，调动学生的积极性。如开设小发明课，开展竞赛活动，征集最优方案，组织课外小组、观摩、参观，专家开讲座等。科技活动是一种基于问题、项目、任务的探究性学习，在各种科技活动中，学生瞩目生活的需要或是迸发的奇思妙想，检索到自身想要解决的问题，产生发明选题，并锁定选题进行发明设计与实践。在教师的引导下，借助“缺点列举法”、“对比类此法”、“逆向思维法”、“问题追踪法”等方法，启发自身的想象力，在同伴协作与互助，以类似科学家的研究活动，全身心参与实践，在操作过程中不断完善和改进自己的方式方法、方案设计，寻求最优方案设计，最终解决问题并向公众呈现自己发明和创造的成果。通过学生的小发明、小创造及小论文的作品，学生从具体形象思维，即一种实体思维，逐渐向于理论性逻辑思维转变.

作者：金颖芳 单位：南京师范大学