本文刊于《福建基础教育研究》2017/04期

摘 要  科学课程的实施要落实学生发展核心素养，必须理解、认同科学和科学教育的真谛。要认识什么是科学、什么是科学教育，而不能把科学等同于科学课程中的科学知识；认识探究意识、科学思维方式、探究能力、科学价值观的传承和发展是科学教育的重中之重；在科学课程实施中帮助学生发现问题和尝试问题的解决，让学生在鲜活的情景中学习。

关键词  科学教育；核心素养；科学课程；课程实施

 

     多年来，尽管对科学和科学教育本质有不少讨论和论述，然而，什么是科学，什么是科学教育的问题，仍然是不少人的认识盲区：把科学等同于科学知识；把基础教育阶段的科学教育等同于开好科学、物理、化学、生物等课程；认为科学教育就是把写在科学课程教科书上的科学知识传授给学生；可以用学生在科学科目的纸笔测验中的成绩来衡量科学教育的成效等等。2016年，在一场“科学是/不是世界的最优解”的大学生辩论赛中，反方强调科学是“人类探索研究事物变化规律的知识体系的总称”，断定科学“具有客观性，即不以人的意志为转移”。在基础教育领域，一些教学行政领导和科学课程的教师，过分强调系统的、完整的科学知识的传承，只重视科学知识和技能的传授，忽视科学探究意识、能力，科学思维方式的培养，科学观念和科学精神的教育。对科学、科学教育的片面甚至错误的认识，消融了对新课程理念的认识，使基础教育科学课程的实施难以达成发展、提升学生发展核心素养的目标。

    基础教育的科学课程要落实发展和提升学生核心素养的目标，教师要认真学习，转变观念，理解和认同科学和科学教育的真谛。在科学课程的实施中努力做到“落实学生发展核心素养要求，依据课程标准组织教学。要重视实验教学，努力创设适宜的学习环境，促进学生积极参与、主动探究，引导学生做好每一个实验。教师要加强实践探究过程的指导，注重引导学生动手与动脑相结合，增强学生问题意识，培养他们的创新精神和实践能力。”^[1]

    一、科学不等同于科学知识

    科学，产生于人类对大自然的好奇和探究欲望。人类经历过用神话、宗教尝试解释、控制自然的历史阶段，科学是人类经过长期的探索才逐渐建立并不断发展的。科学的建立和发展历程告诉我们，科学是人类探究自然界奥秘的过程，是人类探索自然的认知方式，科学的本质在于探索真理^[2]。科学知识（包括科学事实、概念、原理、规律和科学理论）只是科学活动和科学探究获得的结果（产物），是人们在观察、思考自然现象或进行科学实验中获得的对客观世界的描述和反映，是客观世界在人脑中的反映，是人类认识自然的智慧的结晶。人们在探究自然界的过程中，要在获得真实的证据基础上，运用正确的思考方式，分析、归纳、推理、论证，避免偏见与误差，才有可能获得符合客观实际、经得起检验的，可证伪、可重复的结果或结论，形成人们认可的科学知识。而且，这些认识并不一定都是正确的。受到人类文明发展的限制，在一定的历史时期中被证实，被人们认可的科学知识，未必一定能正确反映客观世界。科学知识是在人们的探索实践中不断发展、更新的。随着人类文明的发展和进步，一旦发现了原有科学知识无法解释的新的客观事实，发现了原有知识和客观现实存在矛盾，这些知识必然会被修正、否定、剔除，代之以新的认识。例如，人类对宇宙的认识，对原子结构的认识，对光合作用的认识，都经历了一个个不断修正错误、更新认识的过程，至今还在不断探索之中。

    帮助青少年认识科学知识是人类在生产和科学研究实践中获得的，要获得对客观世界的正确认识，要有探索世界的好奇心和热情，需要运用正确的思维方式，勇于不断探索、思考，经历一系列否定之否定的过程。科学教育要首先保护青少年对自然的好奇心，使他们保持并不断增强对未知事物的探索动力，发展他们探索自然的意识和能力。科学教育不仅仅是传承先人在探索自然过程中积累的在一定历史时期中业已被实践证明的对客观世界的认识，应该在帮助学生学习科学知识的同时，了解、形成探索世界的意识，接受科学的认知方式，提高科学探究能力、科学试验和参与科学实践的能力。科学教育旨在帮助学生形成下列观念：

对自然、对客观世界的认识，需要从生产和科学实践中获取有关事实或证据；

对自然的认识，要运用严密的逻辑思维基于客观事实做归纳、推理、论证，经概括、抽象获得规律性的认识，形成科学原理；

   要批判性地看待业已获得的科学知识和结论，一旦发现原有科学知识难以解释的新事实，要敢于怀疑、修正、补充已有的认识和结论。

    二、科学教育的重中之重

    只是把科学课程中的结构化的科学知识传授给学生，不是真正的、完整的科学教育。当今世界，科学知识的积累已经达到“知识爆炸”的程度，互联网的发展和广泛应用，已经使科学知识的传播达到“随时可得”“即时可用”的程度。然而，人类社会可持续发展，人类文明的发展进步，仍然有赖于对未知世界的探究，对客观世界认识的深入，而且这一认识过程仍然是无止境的。因此，一个人的探究意识、科学思维方式、探究能力与他对具体的科学知识的学习、记忆、积累相比，是更为重要的。探究意识、科学思维方式、探究能力、科学价值观的传承和发展是科学教育的重中之重。

    科学教育要培养青少年理解科学、参与科学探究的必备品格和科学精神。包括探索世界的好奇心与热情，问题意识和探究意识，勇于尝试、敢于独立思考的品格，事实求实、服从真理的精神，不畏艰难、锲而不舍的品质，树立为人类社会可持续发展做贡献的远大志向。科学教育还要帮助青少年形成并提高发现问题、提出问题的能力、科学探究能力和科学思维方式。

当然，这不是说科学知识的传承，不重要。相反，全面的科学教育目标的实现，要依托于各门科学知识的学习。科学知识的学习是科学教育的载体，科学的传承包括了科学认知、科学探究能力、科学精神的传承。

    三、帮助学生发现问题和尝试问题的解决

    帮助学生结合课程学习内容，积极自觉地进行科学探究学习，主动参与社会实践活动，在活动中观察，发现和提出问题，动手动脑，参与问题的探究和解决，是实现全面的科学教育的正确途径。

    科学教育，要启发、帮助学生学会发现和提出问题，在科学探究中学习科学知识，训练思维，提高探究能力。帮助学生学会发现问题和提出问题是第一位的工作。教师要善于帮助学生把概括性或抽象的大问题拆分成由若干具体的小问题，并依据认识规律和知识的发展脉络组成问题链，鼓励、启发学生独立思考、动手试验，主动尝试问题的解答或解决。

    例如，九年义务教育阶段的化学课程“燃烧和燃烧条件”的教学，以学生熟悉的燃烧现象作为化学反应的典型实例，通过燃烧和燃烧条件的探究学习，旨在帮助学生认识有关化学反应的最基础知识，初步了解如何学习和研究化学反应。诸如，认识化学反应的本质；认识化学反应的发生需要一定的条件；了解在不同条件下，反应发生的现象、变化的速率、变化的结果可能不同；认识物质在化学反应中不仅发生质和量的变化，还伴随着能量的转化；了解化学反应遵循一定的规律；了解人们可以利用这些规律控制反应的发生和进行；认识研究化学反应的价值。教学问题的设计，不能只是“什么是燃烧？”“燃烧有什么特征？”“为什么要学习燃烧的条件？” “燃烧需要什么条件？” 之类的问题，把学习局限在燃烧的认识上；也不能是“如何通过燃烧现象和燃烧条件的学习认识化学反应的本质和条件？”这样抽象的大问题。应该联系学生的生活经验和已有认识，引导学生发现、提出并解答有关燃烧的一系列具体问题，再引伸扩展到对化学反应问题的深入探讨。让学生在解答问题的学习活动中通过自己的思考、实验建构知识，提升学科核心素养。例如：

    ①木炭、蜡烛燃烧发光发热，电炉丝通电也发光发热，两种现象有什么共同、不同之处？电炉丝通电发光发热为什么不能称做燃烧？什么样的现象才能称为燃烧？燃烧的本质是什么？

    ②要使木条、煤块燃烧，应该怎么做？依据你的生活经验，你认为要发生燃烧，应该有什么条件？为什么某些情况下可燃物没有点燃，也会发生燃烧（如电线“发火”）？

    ③木头在通风条件不同的情况下，燃烧的现象和产物有什么不同？（如果需要，可以动手试一试。）

    ④怎样才能使一堆柴火燃烧得更旺？可以用哪些方法使一堆燃烧的柴火熄灭？（如果需要，可以动手试一试。）这些方法为什么可以使燃烧停止？

    ⑤用扇子可以煽灭燃着的蜡烛，却能使燃烧的炉火烧得更旺，为什么？

    ⑥煤气灶通气口太大或太小，燃烧放出的热量都不理想，为什么？

    ⑦你知道消防人员可以用哪些方法扑灭火灾吗？为什么这些方法管用？

    ⑧燃烧是人们熟悉的也是重要的化学反应，各种化学反应的发生，是否都需要一定的条件？依你的经验来看，相同的反应物在不同条件下发生的反应有区别吗？人们能否通过控制反应条件，控制化学反应？

   让学生联系自己的生活经验、生产生活实际，或通过实验探究，思考来解答这些问题，不仅仅能学到上述有关燃烧和化学反应的知识，还能让学生学会如何发现、提出问题，学习如何思考，如何辩证地看待事物，如何运用知识，了解化学学习的认识价值和应用价值，全面达成科学教育的目标。反之，如果由教师在抛出几个大问题后直接讲解、灌输有关知识，教学时间可以缩短，但是学习的收益，得到的科学教育就要打折扣。

    四、让学生在鲜活的情景中学习

    新课程实施以来，各自然学科课程都十分强调学习情景的创设。情景创设，不单是为了引入学习课题或激起学习兴趣，而是为了给教学创设一个密切联系自然或生产、生活的真实情景或学习环境，让学生置身于与学习课题相关的、真实的、联系生产生活事件或自然现象的情景中开展学习活动。学习情景不仅要为学习活动的开展营造学习氛围、提供学习场景，还应当蕴含着学习的问题和内容。学习活动、学习目标和学习情景应该融为一体。

    例如，高中物理关于“超重和失重”概念的教学，如果只是抽象地进行运动物体的受力分析，学生理解困难，难以形成概念。可以运用下述实验和影像资料创设学习情景，提出问题，引发学生探讨。“眼见为实”，把抽象的概念和可见的宏观现象联系起来，在真实的情景中对处于超重和失重状态下的具体运动物体做受力分析，学习效果将大大提高。

    ①在装有水的大可乐瓶接近底部的瓶壁上打个小孔，当瓶处于静止状态时，在水压作用下，水会从孔中喷流出来。让水瓶自由下落，喷流的水柱消失了。尝试解释你看到的现象。

    ②请一位学生用三种不同的方式在体重计上量体重，让另一位学生读出体重。方式1：静静地站在体重计上称量体重；方式2：在体重计上突然下蹲，读取开始下蹲时的体重数值；方式3：在体重计上蹲着，而后突然起立，读出开始起立时体重读数。比较三次读数。依据三种称量方式，分别做受力分析，尝试解释三种体重数值（正常数值、超重值和失重值）不同的原因。反思你对实验①的解释，重兄水瓶自由下落时水不会从瓶壁小孔流出的原因。

     ③观看航天员刘洋在太空讲课的视频片段，观察她在失重状态下，在船舱漂浮的情况；阅读航天员杨利伟返回地面后，接受电视台记者采访的对话片断，解释为什么他在乘坐飞船升空时感到有载荷，胸部受到压力，而在船箭分离时，却感觉身体突然被抛出并飘浮起来。

创设上述3个生动的联系生活和科学实践的实际情景，让学生在情景中全程参与学习活动，建构概念、学习并运用知识，不仅仅能学到知识，也提高了学生的问题意识、探究意识，思维能力和科学探究能力。

    总之，只有真正认识什么是科学，什么是科学教育，才能正确把握科学课程的教育内容、教育目的，实现科学教育的目标；才能在课程改革的潮流中从被动跟进，做到自觉投入，从应然走向自然，让学生发展核心素养的培养真正落地。

     参考文献：（略）