特级教师谈教学:科学实验课教什么
中国教师报 2024-05-02 10:29

最近听了六年级的一节科学课,主题是观察动植物细胞,教师把教学目标定位在“学生能够学会制作临时装片的基本方法,实验能够使用显微镜观察制作的临时装片”。整节课包括以下教学环节:第一,教师演示洋葱细胞临时装片制作过程,学生通过观察制作过程发现并提炼实验器材和实验步骤;第二,学生两人一组制作并完成装片;第三,教师带领学生复习显微镜使用方法,并发放显微镜,让学生观察临时装片;第四,教师呈现学生所观察到的细胞图形;第五,教师总结学生所观察的细胞差异及分析原因。

听完课之后我在想,科学实验课应该教什么?一方面教实验,包括操作实验、观察实验;另一方面教方法,教科学思维。一般教师在科学实验课上常常不会忽略前者,但常常会忽略教科学思维。本节课也是这样,前者的目标基本达成,后者虽然在这堂课所设置的目标中提到了制作方法,但只是制作临时装片的具体方法,在实验教学过程中没有充分体现更加上位的科学思维的培养。

那么,为什么要培养学生的科学思维?义务教育阶段的科学课程内容是十分有限的,不可能面面俱到,只是通过有限的教学时间和教学内容培养学生的科学思维能力、科学探究和实践能力。义务教育科学课程标准旗帜鲜明地指出,“以科学思维能力、科学探究和实践能力、科学态度与社会责任的培养为重点,促进学习能力、创新能力的发展,形成清晰和精准的科学课程目标”。科学思维的含义到底是指什么?新课标对此进行了非常清晰的界定:科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式,主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。模型建构体现在:以经验事实为基础,对客观事物进行抽象和概括,进而建构模型;运用模型分析、解释现象和数据,描述系统的结构、关系及变化过程。推理论证体现在:基于证据与逻辑,运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法,建立证据与解释之间的关系并提出合理见解。创新思维体现在:从不同角度分析、思考问题,提出新颖且有价值的观点和解决问题的方法。

具体到这堂科学实验课,就有可以改进的地方。做实验、观察实验有几个要素不可或缺,用什么观察、观察什么、怎么观察、如何评估观察的效度、评价观察的作用与意义,这就是在做初步的抽象和概括,为建模打下基础。用什么观察是明确的,即用显微镜观察;观察什么则没有具体化,是细胞的结构还是其他,不明确;怎么观察,也没有细化,学生课堂实际操作过程中不少人不会调节显微镜;至于观察的意义丝毫没有提到,基于观察的意义才能审视观察本身目标的达成。反观教师制定的课堂教学目标,还是不够具体清晰。用什么观察、观察什么、怎么观察、如何评估观察的实际效度、评价观察的作用与意义,这几个要素又是关于实验观察的科学思维认知,这个是可迁移的,即可以迁移到其他实验观察当中,由这一个实验的完成收获到这一类实验观察的科学方法论,否则就只能是学一个会一个,即个别化实验观察现象的逐个掌握。

这节课的最后,各组学生做出来的实验所观察到的效度是不一样的,本来这是很好的启发学生思维的机会,因为有差异就有思维的价值,教师应该组织学生讨论为什么会有各自的不同观察效度,进而引导学生反思之前的操作过程,找出其中的问题所在,以此促进学生的科学思维。但在实际教学中,教师替代了学生反思,自己站出来总结,把大好的机会浪费了,而学生的错误是最好的教学资源,让学生自我反思实验操作中的问题,对他们今后开展实验具有积极意义。

义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程,具有实践性。课堂上,教师既要让学生探索自然、获得科学知识、解决科学问题,也要让学生学会反思。

作者/程红兵,系特级教师、上海金瑞学校校长

编辑/崔毅飞

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