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趣 談小學(xué)科學(xué)教育 一、我們可以把小學(xué)科學(xué)教育看作一場(chǎng)高級(jí)的游戲。 這里引用一些書籍的語(yǔ)言—— 《發(fā)明的故事》: 生命說(shuō)到底只是一點(diǎn)能量而已,這點(diǎn)能量應(yīng)該用在正確的地方。說(shuō)到底,世界上的一切都不重要,重要的是面對(duì)困難的勇氣,這便是生存的意義。 《心靈深戲》: 人類傳奇故事的每一個(gè)環(huán)節(jié),都需要游戲。我們經(jīng)由游戲演化,我們的文化借著游戲繁榮。 對(duì)人類而言,游戲是脫離日常生活的避難所,是心靈的圣堂,讓人免于人生的種種習(xí)慣、規(guī)律和裁判。最重要的是,游戲需要自由。 《深度自然游戲》: 可以確定的是,玩耍具有生存價(jià)值,……,對(duì)高等的動(dòng)物而言,玩??梢源碳ご竽X增強(qiáng)認(rèn)知和適應(yīng)能力,強(qiáng)化社交關(guān)系。 傳統(tǒng)教育經(jīng)常忙于將已有知識(shí)填鴨式地灌輸給學(xué)生,這種方式其實(shí)非常急功近利,因?yàn)?/span>它過(guò)于重視學(xué)到的知識(shí)內(nèi)容,而忽略了學(xué)習(xí)過(guò)程本身的享受。 《覺醒之心》: 如果一個(gè)問(wèn)題能夠被解決,弄懂它和解決它就是同一回事。 科學(xué)的真正卓越之處,在于它觀察事實(shí)而且渴望了解事實(shí)。 《游戲的人》: 沒有游戲要素,就不可能有真正的文明,……在一定意義上,文明總是按特定規(guī)則來(lái)游戲,而真正的文明總是需要公平游戲。所謂公平游戲,無(wú)非就是用游戲術(shù)語(yǔ)表達(dá)的“誠(chéng)意”(布衣先生按:在生活中,我們常常把“真誠(chéng)”看成一種“幼稚”)。因此,欺騙或攪局就會(huì)摧毀文明本身。要成為創(chuàng)造文化的健全力量,游戲要素就絕不能摻雜。它不能抹黑或貶損理性、信仰或人道設(shè)立的標(biāo)準(zhǔn);它不能是虛假的表現(xiàn),不能成為真正游戲形式的假象、為背后的政治意圖打掩護(hù)。真正的游戲不懂宣傳——其目的就是游戲,而供它使喚的精靈就是愉快的靈感。 這里提出一個(gè)問(wèn)題:游戲有高級(jí)游戲和低級(jí)游戲之分嗎? 二、沒有哪一種知識(shí)是必須學(xué)習(xí)的 我們湘西州各縣市的科學(xué)教材是不同的版本,內(nèi)容也是不盡相同的,那么如果你強(qiáng)迫學(xué)生去背誦記憶課本上的知識(shí),你覺察到這其中的滑稽可笑了嗎? 知識(shí)本無(wú)“必須”,但學(xué)習(xí)賦予人選擇的自由。小學(xué)科學(xué)課上,重要的不是標(biāo)準(zhǔn)答案,而是提問(wèn)的勇氣被點(diǎn)燃。教育者的天職,是守護(hù)這份好奇的火苗——它讓孩子在萬(wàn)千知識(shí)中,認(rèn)領(lǐng)屬于自己的星辰。所謂“必修課”,不過(guò)是幫人發(fā)現(xiàn):學(xué)習(xí)本是一場(chǎng)向生命發(fā)問(wèn)的浪漫遠(yuǎn)征。恰如百草向陽(yáng)生長(zhǎng),卻各有姿態(tài)。 三、幼稚的小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)設(shè)置 請(qǐng)大家先看幾張小學(xué)實(shí)驗(yàn)的圖片: ![]() 你在天空中看到“金屬圓盤”了嗎? ![]() 現(xiàn)在是什么時(shí)代了?水的凈化還要這么原始嗎? ![]() 在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中,你發(fā)現(xiàn)了什么問(wèn)題? ![]() 真實(shí)的自然世界就這樣簡(jiǎn)單嗎? ![]() 這是六年級(jí)的實(shí)驗(yàn)器材,具體操作就是插入幾個(gè)插孔, 你覺得這和幼兒園小朋友的玩具相比較它們的難度怎么樣? 下面談?wù)勑W(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的幼稚—— (一)、問(wèn)題本質(zhì):模型失真與科學(xué)事實(shí)的割裂 這里強(qiáng)調(diào)的“幼稚”,核心在于實(shí)驗(yàn)構(gòu)建的模型嚴(yán)重偏離自然現(xiàn)象的本質(zhì)機(jī)制,甚至傳遞錯(cuò)誤概念: 1、脫離真實(shí)情境的“人工裝置”: “雨的形成”實(shí)驗(yàn)(常見于人教版/湘教版五年級(jí)): 加熱燒杯→ 水蒸氣上升 → 遇冷金屬盤(冰塊冷卻)→ 水滴下落。 關(guān)鍵缺陷: 冷凝介質(zhì)失真:自然界中水蒸氣是在高空低溫環(huán)境中,遇到空氣中懸浮的凝結(jié)核(塵埃、鹽粒等)凝結(jié)成云滴,而非人為制造的“冷金屬盤”。 忽略核心機(jī)制:實(shí)驗(yàn)完全回避了凝結(jié)核的作用和云層形成的動(dòng)態(tài)過(guò)程,學(xué)生易誤認(rèn)為“水蒸氣遇冷就直接變成雨”,無(wú)法理解真實(shí)大氣循環(huán)。 如果有孩子舉手問(wèn):“老師,云層里誰(shuí)舉著鐵盤子呀?”——你怎么回答? “風(fēng)的形成”實(shí)驗(yàn)(常見于人教版四年級(jí)): 點(diǎn)燃蠟燭置于箱內(nèi)→ 煙從特定洞口吸入。 關(guān)鍵缺陷: 簡(jiǎn)化熱力環(huán)流為單向流動(dòng):真實(shí)的風(fēng)是溫差導(dǎo)致大氣壓差產(chǎn)生的水平氣流,實(shí)驗(yàn)用蠟燭加熱制造單向氣流,易讓學(xué)生誤以為“風(fēng)是熱空氣被吸走”,忽略氣壓梯度力的核心作用。 2、忽略關(guān)鍵變量或過(guò)程: “種子發(fā)芽條件”實(shí)驗(yàn)(人教版/湘教版五年級(jí)): 通常僅對(duì)比“水”“溫度”“空氣”三組變量。 關(guān)鍵缺陷: 忽略土壤與光照作用:許多種子發(fā)芽需要黑暗環(huán)境(如黃豆)或光敏感(如萵苣),實(shí)驗(yàn)中用濕紙巾代替土壤,學(xué)生易誤以為“土壤只是提供水分”,忽略其物理支撐、微生物環(huán)境等作用。 “光合作用”實(shí)驗(yàn)(湘教版六年級(jí)/人教版六年級(jí)): 將植物置于黑暗處后,用碘液檢測(cè)葉片是否產(chǎn)生淀粉。 關(guān)鍵缺陷: 混淆“淀粉存在”與“光合作用發(fā)生”:實(shí)驗(yàn)未排除植物原有淀粉的干擾,也未展示光能轉(zhuǎn)化過(guò)程,學(xué)生易機(jī)械記憶“光照=有淀粉”。 3、科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的簡(jiǎn)單幼稚,很難引起學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣: 現(xiàn)階段小學(xué)太陽(yáng)能實(shí)驗(yàn)套件常淪為“插孔玩具”:預(yù)裝太陽(yáng)能板、馬達(dá)、燈珠的塑料底板,學(xué)生只需按圖示插接導(dǎo)線即亮燈。這種“按圖插拔”式操作存在三重幼稚: 原理遮蔽:插孔隱藏了電流方向、串聯(lián)/并聯(lián)等核心概念,學(xué)生只知“插對(duì)孔就亮”,不解光伏轉(zhuǎn)化邏輯。數(shù)據(jù)空洞:無(wú)電壓/電流測(cè)量環(huán)節(jié),孩子看不到角度、光照強(qiáng)度對(duì)輸出功率的影響,誤以為“有光必能動(dòng)”。設(shè)計(jì)僵化:套件限定單一拼法,抑制創(chuàng)新。真實(shí)太陽(yáng)能應(yīng)用需計(jì)算負(fù)載匹配、儲(chǔ)能配置——這些均被“插孔魔法”取代。 小學(xué)套件將復(fù)雜能源技術(shù)降維成“通電積木”,實(shí)為教育遺憾。 (二)、教材案例對(duì)比分析(側(cè)重科學(xué)性缺陷)
(三)、為何會(huì)產(chǎn)生這種“科學(xué)性幼稚”? 1. 過(guò)度追求“可視化”犧牲真實(shí)性: 為讓現(xiàn)象“快速可見”,用人工強(qiáng)條件(如冰鎮(zhèn)金屬盤、蠟燭加熱箱)替代緩慢自然過(guò)程,導(dǎo)致模型失真。 2. 回避復(fù)雜機(jī)制: 凝結(jié)核、氣壓梯度力、能量耗散等概念編者自認(rèn)為超出小學(xué)生認(rèn)知,編者選擇直接刪除關(guān)鍵環(huán)節(jié),造成解釋空洞。 3. 材料與安全的妥協(xié): 真實(shí)模擬大氣凝結(jié)核(如燃燒物產(chǎn)生微粒)存在安全風(fēng)險(xiǎn),故被簡(jiǎn)化。 4. 編寫者科學(xué)素養(yǎng)局限: 部分實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)可能未經(jīng)科學(xué)界嚴(yán)謹(jǐn)審閱,存在“想當(dāng)然”的簡(jiǎn)化邏輯。 (四)、如何改進(jìn)?——走向“科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)?shù)倪m齡性” 1. 分層構(gòu)建模型: 初級(jí)模型(現(xiàn)象觀察):用沸水壺口白霧類比云的形成(水蒸氣遇冷凝結(jié)),強(qiáng)調(diào)“遇冷”而非“遇冷盤”。 進(jìn)階模型(機(jī)制滲透):在實(shí)驗(yàn)中加入煙霧(如點(diǎn)燃線香)模擬凝結(jié)核,觀察水蒸氣圍繞微粒凝結(jié)的過(guò)程。 2. 誠(chéng)實(shí)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)局限: 明確告知學(xué)生:“此實(shí)驗(yàn)用冰塊模擬高空的低溫環(huán)境,但真實(shí)降雨需要空氣中微小的顆粒幫助水滴形成”。 3. 引入真實(shí)數(shù)據(jù)/影像輔助: 結(jié)合衛(wèi)星云圖、顯微鏡下的凝結(jié)核照片、真實(shí)地層剖面圖,彌補(bǔ)實(shí)驗(yàn)?zāi)P偷牟蛔恪?/span> 4. 設(shè)計(jì)對(duì)比實(shí)驗(yàn)揭示關(guān)鍵變量: 對(duì)比“純凈水蒸氣”與“含煙霧水蒸氣”的凝結(jié)難度,理解凝結(jié)核作用。 對(duì)比“松散沙層”與“壓實(shí)黏土層”的硬度,模擬成巖作用。 警惕“方便卻錯(cuò)誤”的模型 小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)的“幼稚”,若僅限于步驟簡(jiǎn)化或變量控制顯性化,是合理的認(rèn)知適配;但若涉及模型科學(xué)性缺陷(如“雨遇冷盤而降”“風(fēng)因吸力而生”),則需嚴(yán)肅批判。這類設(shè)計(jì)不僅無(wú)法啟蒙科學(xué)思維,反而會(huì)植入錯(cuò)誤前概念,阻礙未來(lái)認(rèn)知發(fā)展。 理想的兒童科學(xué)實(shí)驗(yàn),應(yīng)如搭橋:用簡(jiǎn)化的材料搭建通往復(fù)雜真理的通道,而非在簡(jiǎn)化中扭曲真理本身。這里提及的“雨的形成”實(shí)驗(yàn)正是后者——它用冰冷的金屬盤,凍住了孩子理解真實(shí)天空的可能性。 部分小學(xué)科學(xué)實(shí)驗(yàn)因模型嚴(yán)重脫離自然機(jī)制而導(dǎo)致的“科學(xué)性幼稚”——確實(shí)值得教材編寫者和科學(xué)教育者深度反思?!敖饘俦P降雨”案例,完美詮釋了這種設(shè)計(jì)如何扭曲自然真相。教育不是用“精致的錯(cuò)誤”取悅孩子,而是用忠于真理的簡(jiǎn)化模型點(diǎn)燃好奇心。 皮亞杰認(rèn)知發(fā)展理論中具體運(yùn)算階段(7-11歲)兒童的特點(diǎn):依賴具體事物進(jìn)行邏輯思維,能理解守恒和簡(jiǎn)單的因果關(guān)系,但處理抽象概念和多變量問(wèn)題能力有限。 仔細(xì)想想,皮亞杰在用成人思維理解孩子,這是我們的普遍現(xiàn)象,我們真的理解孩子嗎? 四、小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)中的尷尬和局限 小學(xué)科學(xué)教師在教學(xué)實(shí)踐中常常陷入一種微妙的尷尬境地。一方面,他們肩負(fù)著激發(fā)兒童好奇心、培養(yǎng)科學(xué)素養(yǎng)的崇高使命;另一方面,現(xiàn)實(shí)卻為其設(shè)下了重重障礙。 最核心的尷尬不在于在于“專業(yè)不對(duì)口”的普遍困境。許多科學(xué)教師并非理科專業(yè)出身,常由語(yǔ)文、數(shù)學(xué)教師兼任,或由其他學(xué)科教師轉(zhuǎn)崗。這里的尷尬并非是因?yàn)?/span>他們自身知識(shí)儲(chǔ)備的捉襟見肘,而在于他們真正在科學(xué)教學(xué)中的力不從心——他們無(wú)法正視小學(xué)科學(xué)教育的重要性。我不認(rèn)為語(yǔ)文教師上不好科學(xué)課,真正的原因是我們的教育制度的問(wèn)題,即小學(xué)課程設(shè)置的問(wèn)題。 其次,是資源匱乏與實(shí)驗(yàn)受限的窘迫??茖W(xué)課程的精髓不僅僅在于觀察與實(shí)驗(yàn),還在于自然科學(xué)書籍的閱讀等。然而,現(xiàn)實(shí)常令人無(wú)奈:實(shí)驗(yàn)器材陳舊短缺,甚至沒有專門的科學(xué)實(shí)驗(yàn)室;準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力,遠(yuǎn)超課時(shí)分配;學(xué)校出于安全責(zé)任壓力,往往傾向于削減甚至取消存在一定風(fēng)險(xiǎn)的操作性實(shí)驗(yàn)(如涉及火、電、化學(xué)試劑)。于是,生動(dòng)的實(shí)驗(yàn)演示淪為紙上談兵,探究活動(dòng)流于形式,教師空懷熱情卻難以施展。科學(xué)實(shí)驗(yàn)器材的采購(gòu)程序等,讓科學(xué)課成為了“被設(shè)計(jì)的游戲”,科學(xué)教師很難發(fā)揮自己的優(yōu)勢(shì)。 再者,科學(xué)課程在小學(xué)階段常面臨“名重實(shí)輕”的地位尷尬。雖屬核心課程,實(shí)際投入的課時(shí)與資源常不及語(yǔ)文、數(shù)學(xué)。當(dāng)面臨教學(xué)進(jìn)度壓力或考試沖刺時(shí),科學(xué)課首當(dāng)其沖被擠占。部分家長(zhǎng)及學(xué)校管理者潛意識(shí)里認(rèn)為科學(xué)是“副科”,其重要性讓位于所謂“主科”。這種邊緣化傾向,使得科學(xué)教師的教學(xué)熱情易受挫傷,精心設(shè)計(jì)的教學(xué)活動(dòng)也難獲足夠重視和支持。 此外,評(píng)價(jià)體系與教學(xué)目標(biāo)也存在脫節(jié)??茖W(xué)素養(yǎng)的培養(yǎng)強(qiáng)調(diào)過(guò)程、方法與思維習(xí)慣,但實(shí)際評(píng)價(jià)往往仍偏重知識(shí)點(diǎn)的識(shí)記。如何有效評(píng)價(jià)學(xué)生的探究能力、科學(xué)態(tài)度,對(duì)教師而言是巨大的挑戰(zhàn),常導(dǎo)致教學(xué)重心被迫偏移。 凡此種種,皆令小學(xué)科學(xué)教師如戴著鐐銬的舞者。他們懷抱點(diǎn)燃科學(xué)火種的熱忱,卻常困于局限、資源短缺、重視不足與評(píng)價(jià)困境之中。突破這些桎梏,不僅需要教師個(gè)體的持續(xù)精進(jìn),更有賴于師資培養(yǎng)體系的完善、資源的切實(shí)保障以及科學(xué)教育價(jià)值的真正共識(shí)。 我們“看到的”學(xué)生在課堂上調(diào)皮搗蛋,絕大部分事實(shí)是因?yàn)樗麄冊(cè)趯W(xué)習(xí)上“吃不飽”,或者“反胃”,這個(gè)時(shí)候他們“敲碗筷”,實(shí)則是在表達(dá)自己因?yàn)椤梆囸I”的抗議,這個(gè)時(shí)候我們?nèi)绻土P他,你覺得他會(huì)服氣嗎? 五、教育危機(jī)的處理與化解 講兩個(gè)故事(口述)。 先看兩張圖片: ![]() ![]() 看到你的學(xué)生在考試試卷上這樣寫,你會(huì)怎么樣? 口述:……, ……。這個(gè)孩子最后站起來(lái)給我深深地鞠了一躬,說(shuō)了聲“謝謝老師”,然后走出了我的辦公室。 我們可以反思這句話——“一個(gè)人遇到好老師是人生的幸運(yùn)”。 我們需要反思的是,即便是一位“好老師”,他能夠改變“遇見他”的所有學(xué)生的命運(yùn)——讓他們都找到真正的人生幸福嗎? 我們做教師的,能夠真正成就孩子的不多(如果我們真的有這種實(shí)力,則教師的子女人人都是天才),但如果要?dú)У粢粋€(gè)孩子太容易了。 我的觀點(diǎn)是,我們不要做“園丁”,不要隨隨便便地去“修剪花枝”,也許你認(rèn)為的“差生”,是你沒有能力教育的孩子,你認(rèn)為的“缺點(diǎn)”,可能正是他的優(yōu)勢(shì)。 常常,我們認(rèn)為無(wú)比重要的事,孩子們感覺不到什么,過(guò)不了多久,事實(shí)證明孩子們是對(duì)的。周有光(被譽(yù)為“漢語(yǔ)拼音方案之父”,他自己沒有接受這個(gè)稱號(hào))在《從世界看中國(guó)》里寫道:“發(fā)現(xiàn)孩子”,我們做小學(xué)科學(xué)教師的,更應(yīng)該去“發(fā)現(xiàn)孩子”。 我們應(yīng)該去做自己該做的事,做一個(gè)真正的教師該做的事。
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