近幾十年來，我國的小學(xué)科學(xué)課程發(fā)生了巨大的變革。首先，課程名稱經(jīng)歷了從“常識”到“自然”再到“科學(xué)”的變更;其次，教學(xué)方法發(fā)生了從以“講授式” 為主到以“科學(xué)探究”為主的轉(zhuǎn)變;再次，課程目標(biāo)從重視知識技能傳授轉(zhuǎn)變到關(guān)注學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的形成。

　　摘要：對學(xué)生進行科學(xué)思維的培養(yǎng)應(yīng)成為科學(xué)課的價值追求。科學(xué)思維是一種建立在事實、邏輯和不斷驗證基礎(chǔ)之上的思維方式，是理性主義和實踐主義相結(jié)合的一種認(rèn)識客觀世界的方式。目前，科學(xué)教學(xué)存在把科學(xué)探究等同于科學(xué)思維、滿足于得出簡單的科學(xué)結(jié)論等誤區(qū)。培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力，應(yīng)重視科學(xué)觀察活動，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維;擺脫形式主義的探究活動，激發(fā)學(xué)生的科學(xué)思維;暴露學(xué)生日常思維的缺陷，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。

　　關(guān)鍵詞：教育技術(shù)論文發(fā)表,科學(xué)思維,小學(xué)科學(xué)教學(xué),價值追求

　　不管什么時候，任何一名科學(xué)教師都希望自己的學(xué)生能夠像科學(xué)家一樣去關(guān)注自然世界，觀察并研究自然世界中的各種現(xiàn)象和問題。其原因在于，要想成為科學(xué)家，必須要具備像科學(xué)家一樣的思維方法。退一步來講，即使學(xué)生不想成為科學(xué)家，由于科學(xué)思維能有效促進學(xué)生智力發(fā)展并有效處理日常生活中的許多問題，因此對其個體來說也具有重要的現(xiàn)實價值。下面就“什么是科學(xué)思維”、“我們離科學(xué)思維有多遠”以及“如何培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維”等問題作粗淺的論述。

　　一、科學(xué)思維的本質(zhì)

　　一般來講，人有兩種思維方式：一種是日常思維，它構(gòu)成了日常生活中各種行為處事的基礎(chǔ);另一種則是科學(xué)思維，它主要作用于人對客觀世界的認(rèn)識過程之中，科學(xué)思維的價值在于 “達成對客觀世界本真的認(rèn)識”，它探求的是客觀世界的實在的本質(zhì)。科學(xué)課教學(xué)的主要任務(wù)不僅是讓學(xué)生掌握最基本的自然科學(xué)常識，更重要的是讓學(xué)生經(jīng)歷科學(xué)知識產(chǎn)生的過程，這恰恰正是學(xué)生科學(xué)思維形成的最有效的過程。

　　美國教育家?guī)於魇茄芯靠茖W(xué)思維領(lǐng)域的代表人物。在他看來，科學(xué)思維首先起源于學(xué)生對于理論與證據(jù)的區(qū)分，也就是說，他們必須認(rèn)識到理論與證據(jù)來自于不同的認(rèn)識論范疇，科學(xué)思維的發(fā)展則表現(xiàn)為能有意識地控制理論與證據(jù)的協(xié)調(diào)。[1] 簡單地講，理論就是我們對某一現(xiàn)象的解釋，這其中包括學(xué)生頭腦中已有的認(rèn)識經(jīng)驗;證據(jù)就是通過測量實驗等活動所獲取的經(jīng)驗性觀察，公認(rèn)的理論也可以被當(dāng)作證據(jù)來使用。庫恩認(rèn)為，學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面：能夠?qū)ψC據(jù)和理論作出區(qū)分;能夠尊重證據(jù)和理論;能不時地注意到理論和證據(jù)的不一致，并樂于作出協(xié)調(diào)的嘗試。科學(xué)學(xué)習(xí)的過程其實就是要讓學(xué)生原有的某種知識經(jīng)驗受到與此不一致的新的經(jīng)驗的影響，從而發(fā)生重大改變而形成新的認(rèn)識。

　　我國幼兒科學(xué)教育專家張俊則將科學(xué)思維的內(nèi)涵概括為以下幾點：(1)相信客觀知識的存在，并愿意通過自己的探究活動去認(rèn)識客觀世界。(2)對于未知的事物會作出猜想，并知道主觀的猜想是需要客觀事實來證明的。(3)相信事實，只有在全面地考察事實之后才會得出結(jié)論。(4)通過對事實進行合乎邏輯的推理而得出結(jié)論，并知道任何結(jié)論都是暫時性的，需要更多的事實來證明，結(jié)論也可能被新的事實所推翻。[2]這也從另一個側(cè)面印證了注重證據(jù)、遵循邏輯、經(jīng)受檢驗是科學(xué)思維區(qū)別于日常思維的三個主要維度。

　　從小學(xué)科學(xué)課中所涉及的各種科學(xué)研究活動來看，它們其實最終都指向三個問題：一是回答“事物的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)和功能是什么?”，在于竭力追求科學(xué)事實，這揭示了科學(xué)思維注重證據(jù)的特性;二是探討“事物的變化和發(fā)展為什么?”，也就是揭示事物間的因果聯(lián)系，這揭示了科學(xué)思維遵循邏輯的特性;三是“事物的變化和發(fā)展有什么規(guī)律?”，能否將之應(yīng)用于更廣泛的現(xiàn)實之中，這揭示了科學(xué)思維應(yīng)能經(jīng)受實踐檢驗的特性。

　　因此從本質(zhì)上講，科學(xué)思維是一種建立在事實、邏輯和不斷驗證基礎(chǔ)之上的思維方式，是理性主義和實踐主義相結(jié)合的一種認(rèn)識客觀世界的方式。對學(xué)生進行科學(xué)思維的培養(yǎng)應(yīng)成為科學(xué)課的價值追求。

　　二、科學(xué)教學(xué)中對科學(xué)思維培養(yǎng)的誤區(qū)

　　國外不少文獻在科學(xué)教育目標(biāo)中特別提出科學(xué)思維的培養(yǎng)。美國科學(xué)促進會在《面向全體美國人的科學(xué)》中將科學(xué)思維的能力作為科學(xué)素養(yǎng)的一個部分，我國的科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)也提到，“小學(xué)科學(xué)課程是以培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)為宗旨的科學(xué)啟蒙課程，……要讓學(xué)生學(xué)會用科學(xué)的思維方式解決自身學(xué)習(xí)、日常生活中遇到的問題”。兒童科學(xué)啟蒙教育，最根本的內(nèi)容就是思維方式的啟蒙。但現(xiàn)實的課堂教學(xué)表明：我們離科學(xué)思維其實還有一段距離。主要表現(xiàn)為：

　　1.把科學(xué)探究等同于科學(xué)思維

　　很多教師認(rèn)為，在課堂中組織學(xué)生進行對比實驗、控制變量、數(shù)據(jù)分析等探究性活動就能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維，這種認(rèn)識是片面的。我們注意到：課堂上大凡動手做的環(huán)節(jié)學(xué)生表現(xiàn)很活躍，教師很難控制住，但真正意義上的學(xué)生交流和質(zhì)疑的場景卻非常罕見。這充分表明課堂中學(xué)生科學(xué)思維的缺失。

　　一旦我們將科學(xué)思維培養(yǎng)作為科學(xué)學(xué)習(xí)的價值追求，那么我們所關(guān)注的自然就不再是執(zhí)行程序化步驟和得出確定結(jié)論，而是關(guān)注學(xué)生真正的想法是什么?它能否解釋所探究的問題?如何獲得證據(jù)來支持或反駁這個想法?推理過程能找出漏洞么?……這樣的目標(biāo)和教學(xué)方式可能會讓有些教師覺得過于理想化，甚至在內(nèi)心里嘲笑：小學(xué)生能建構(gòu)出什么“自己的科學(xué)理論”?他們建構(gòu)不出正確的理論怎么辦?[3]其實學(xué)生對于任何現(xiàn)象都有自己的解釋，教師所要做的就是創(chuàng)設(shè)一個個具體的科學(xué)情境，讓學(xué)生在這個情境中充分暴露已有的科學(xué)概念，結(jié)合新證據(jù)，不斷建構(gòu)新的科學(xué)理論。因此，假設(shè)、預(yù)測、推理、解釋、交流、質(zhì)疑等思維性活動遠比純粹意義上的 “動手探究”重要。

　　2.滿足于得出簡單的科學(xué)結(jié)論

　　以“晝夜形成的原因”為例。教師一般都是通過手電筒和地球儀來幫助學(xué)生理解晝夜的成因：光線照在地球儀上，照亮的一面是白天，背光的一面是黑夜，當(dāng)?shù)厍騼x慢慢轉(zhuǎn)動時，白天和黑夜就會交替出現(xiàn)，以此來得出科學(xué)結(jié)論：地球自轉(zhuǎn)造成了晝夜交替。這種教學(xué)策略在很長一段時間里被廣泛采用，很少受到質(zhì)疑。但仔細(xì)推敲一下：能造成地球晝夜交替的可能性非常多，從歷史來看，人類對它的認(rèn)識也是一個不斷深入的過程。如最早可見于西方國家的太陽神神話，認(rèn)為太陽神在天空中駕車巡游;近代的地心說則認(rèn)為太陽圍繞地球轉(zhuǎn)動造成晝夜交替，這與人的視覺現(xiàn)象也完全吻合。教師能否換一種角度來進行課堂教學(xué)呢?比如教師可以讓學(xué)生對這個問題先提出自己的假設(shè)，然后讓他們通過各種方法去收集有利于自己所支持理論的各種證據(jù)。學(xué)生所展示的事實性證據(jù)越多，就越能引發(fā)對原先想法的反思，有的證據(jù)能進一步支持，有的證據(jù)則起到證偽的作用，有的則提出另一種可能存在的解釋等等。地球自轉(zhuǎn)、太陽繞地球轉(zhuǎn)動、地球繞太陽轉(zhuǎn)動、地球自轉(zhuǎn)同時繞太陽轉(zhuǎn)動……不妨讓學(xué)生知道它們都可能造成晝夜的交替出現(xiàn)，這應(yīng)該要比課堂上只出現(xiàn)一種合理的解釋來得更有意義，更能培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維。 　　三、培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)思維的教學(xué)實踐

　　作為全球公認(rèn)的兒童科學(xué)思維研究領(lǐng)域的專家，庫恩認(rèn)為兒童科學(xué)學(xué)習(xí)的過程其實就是要讓學(xué)生原有的某種知識經(jīng)驗受到與此不一致的新的經(jīng)驗的影響，從而發(fā)生重大改變而形成新的認(rèn)識。從這個觀點出發(fā)，我們可以嘗試從以下幾方面進行課堂教學(xué)實踐，以期培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維能力。

　　1.重視科學(xué)觀察活動，發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維

　　科學(xué)課上學(xué)生的大多數(shù)科學(xué)學(xué)習(xí)活動都可以被理解為某種意義上的觀察活動，如分類是有比較的觀察，實驗是經(jīng)過精心設(shè)計的觀察等等(見下表)。我們發(fā)現(xiàn)，學(xué)生在同一個科學(xué)學(xué)習(xí)活動中看到的現(xiàn)象、獲得的數(shù)據(jù)可能是完全不同的;退一步講，即使所見完全一樣，但是他們對此所作出的解釋也可能完全不同。這表明觀察是引發(fā)學(xué)生科學(xué)思維活動的源泉所在。

　　對教師而言，首先要加強對學(xué)生觀察活動的指導(dǎo)。學(xué)生通過觀察能注意到什么、不能注意到什么、什么細(xì)節(jié)該放大、什么細(xì)節(jié)該忽略不計、什么現(xiàn)象是真的、什么現(xiàn)象是假的……這些往往與教師的引導(dǎo)不無關(guān)系，因為人所觀察到的東西在很大程度上依賴于他對周圍世界知道并期望知道什么。簡言之，觀察是通過解釋、期望和希望而展開的。教師的指導(dǎo)從本質(zhì)上講是為學(xué)生的觀察活動施加一種心理預(yù)期。其次，教師要充分利用觀察到的現(xiàn)象和數(shù)據(jù)，特別是要讓學(xué)生對自己觀察到的東西和別人的結(jié)果進行比較和分析：什么地方是相同的，什么地方是自己沒有留意到的，甚至是和自己的完全相反，可能是什么原因造成的，能否在下一次的觀察活動中得到驗證……這些都需要教師發(fā)揮組織引導(dǎo)作用。通過這些科學(xué)觀察活動，進一步來發(fā)展學(xué)生的科學(xué)思維。

　　2.擺脫形式主義的探究活動，激活學(xué)生的科學(xué)思維

　　兒童的科學(xué)探究從一開始就被要求同科學(xué)家的研究活動相類似，人們試圖將課堂塑造成布魯納所描繪的那種情形：“讓孩子們在教室里的所為和科學(xué)家在實驗室里的所為只有程度上的不同，而沒有本質(zhì)上區(qū)別。”于是，在教學(xué)實踐層面上，教師將科學(xué)探究程式化地分解為提出問題、設(shè)計并執(zhí)行探究方案、搜集證據(jù)、建構(gòu)解釋、交流討論等步驟。但程式化的探究往往不是真正意義上的自主學(xué)習(xí)，也沒有引發(fā)學(xué)生更多的科學(xué)思維。在大多數(shù)科學(xué)課堂中，即使是那些被冠之以“自主探究” 的部分，也往往是學(xué)生最無需思考的部分。比如有些教師將“拉力大小與彈簧拉長的長度之間的關(guān)系”作為自主探究內(nèi)容，其實稍微有點生活經(jīng)驗的學(xué)生對這一結(jié)論是心知肚明的，根本不需要學(xué)生作進一步的思考。類似的還有“氣球內(nèi)空氣的數(shù)量和它飛行距離的關(guān)系”(反沖現(xiàn)象)等等。然而在實際的教學(xué)中，教師還是習(xí)慣于按照科學(xué)探究的固定程式來學(xué)習(xí)這些哪怕是非常淺顯的科學(xué)現(xiàn)象，給學(xué)生本應(yīng)高漲的科學(xué)興趣迎頭一桶冷水。

　　我們提倡還原科學(xué)探究的模塊化結(jié)構(gòu)，改變課堂中將科學(xué)探究作為一個完整的、步驟化的程序反復(fù)運行之現(xiàn)狀。這實際上對教師提出了更高的要求和更為靈活的教學(xué)策略，因為在模塊化的科學(xué)探究教學(xué)活動中，教師參與的程度并不是固定的，他會前前后后地移動，且在學(xué)生自主探究活動時達到最大，這些要比啟動“探究程序”更為復(fù)雜和困難。然而，真正擺脫了形式主義的探究活動，才能真正激活學(xué)生的科學(xué)思維。

　　3.暴露學(xué)生日常思維的缺陷，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)思維

　　邏輯性是科學(xué)思維的重要特性之一，然而這并不排斥非線性思維在科學(xué)教學(xué)中的作用，相反，很多偉大的發(fā)現(xiàn)都是一種非線性思維的產(chǎn)物。比如現(xiàn)代的板塊構(gòu)造學(xué)是由德國科學(xué)家阿爾佛雷德・魏格納提出的，這個想法最初出現(xiàn)在他的腦海里是因為他在無意中覺得南美和非洲兩個地方的海岸線像七巧板的兩塊木頭一樣可以接合在一起。現(xiàn)在越來越多的證據(jù)從不同的側(cè)面證明了板塊構(gòu)造理論，如現(xiàn)代精確測繪技術(shù)表明如今各大洲仍然在作細(xì)微移動，大西洋兩岸存活著近乎相同的生物種群等。學(xué)生在解釋某些科學(xué)問題時，一開始也往往并不遵循邏輯性，他們常常像魏格納一樣提出兒童所特有的天真理論，教育家稱之為樸素理論。但在現(xiàn)實的課堂中兒童樸素理論是一種受壓迫、沒有取得合法化的理論。而兒童科學(xué)教育的效果，在很大程度上取決于教育者對兒童樸素理論的接受程度。[4]比如在研究物體在水中受到的壓力(如右圖)時，教師不妨讓學(xué)生先預(yù)測哪一個瓶子中的水柱噴得比較遠。事實上，有相當(dāng)一部分學(xué)生傾向于“胖”的瓶子噴得比較遠，因為它們看上去更厲害些!這就是兒童所特有的樸素理論在起作用。

　　在課堂中，教師要有意識地設(shè)計能夠暴露學(xué)生樸素理論的一系列活動，借助它們了解學(xué)生的真實想法是對的還是錯的，如果是錯誤的，怎樣來進一步改變它。由此可見，學(xué)生科學(xué)思維的發(fā)展過程，其本質(zhì)就是錯誤概念如何向科學(xué)概念轉(zhuǎn)化的過程。

　　科學(xué)思維不僅是一種理性思維，同時也是一種最自然的思維方式。它既不依賴神秘的權(quán)威，也不依賴虛無的假設(shè)，它鼓勵人們勇敢地接受真實的世界，直面不甚完美的現(xiàn)實。只有當(dāng)一個國家的大部分公眾都被科學(xué)思維所感召時，其民族精神才會隨之得以提升。從這個意義上講，科學(xué)思維理應(yīng)成為小學(xué)科學(xué)課的價值追求。

　　參考文獻：

　　[1] Deanna Kuhn， Susan Pearsall.Developmental origins of scientific thinking[J].Journal of Cognition and Development， 2000(1)：113-129.

　　[2]張俊.聚焦科學(xué)思維：幼兒科學(xué)教育的新取向[J].香港幼兒學(xué)報，2005(4).

　　[3]唐小為，丁邦平.“科學(xué)探究”緣何變身“科學(xué)實踐”[J].教育研究，2012(11).

　　[4]鄢超云.樸素物理理論與兒童科學(xué)教育[D].華東師范大學(xué)，2004：Ⅱ.