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关于科学过程的讨论(五)
五、教学过程所追求的价值

我们科学课的教学过程,大致会有这么四种价值取向。

()获取新的科学知识

比如我们这一次听的“一杯水的观察”一课,对水的特性的认识,就让学生通过自己观察、自己活动认识水的特性。实际上是要获取新的知识,就是说学生通过观察获得了新的知识。但是哪些知识是可以通过学生的活动获得的?这个问题就值得研究。可老师们都知道罗星凯教授他们曾经去听过一节小学科学课,做的是“热膨胀”。给果奶瓶插上吸管,然后加热,然后通过学生的观察去获得热膨胀的概念。结果他()认为这是做不成的,这样的知识学生是不能够通过观察获得的。因为从科学的道理上来说,为什么会热膨胀?就是因为分子之间有空隙,分子间隙受热增大,就是受热膨胀。而这个原理学生是不知道的,缺乏这样的一个知识基础,让学生去建立热膨胀的概念是很困难的。还可以进一步来说这个问题:如果只是看到这个瓶里的果奶上升了,由此推出所有的液体受热都会膨胀,三年级的学生完成不了这样的推理,这是从具体运算到形式运算!如果把果奶换成别的液体,又会怎么样?那就是要让学生做形式运算。而按照皮亚杰的认知发展的阶段论,这个时候的学生做不了形式运算。这就是说,我们在做这样的事情的时候要注意这样的问题。

()是认识科学的过程

比如说简单性原则,在科学过程中怎么体现?我们拿孩子们认识水的特性来说,我有一次听到的是这样的:开始的时候老师给的是杯里的水,那么他要看、要摸、要听、要闻,这里有一个怎样的步骤比较合理的问题?应该是看、闻、尝,完了以后再摸,因为手摸了水可能就脏了,脏了以后就不好尝了。然后就听,把水倒在瓶子里摇摇,听一听,这个过程比较符合简单性原则。后来老师要求观察装在瓶子里的饮料,这时候学生的观察顺序应该怎样比较合理?他应该先听!因为水本身就已经在瓶子里了,听完了再把它倒在杯子里,再看、再闻,等等。在这样的一种过程当中,如果是一个很复杂的观察,它就需要从外到内、从大到小、从上到下,等等。如果没有其他因素的影响,应该是怎么样的一种运作程序,就按最简单的去做!科学课程就是要养成孩子们从小就有这么一种好的习惯。

()科学精神和科学态度的教育

我从“保护鸡蛋”这一课受到一个启发,这节课里把保护鸡蛋跟材料的软硬联在一起,你用软的材料还是用硬的材料?其实这不是一种科学的说法。材料的软硬可以有两种说法,一种是硬度,一种是人的感觉。人的感觉是接触面越大就会觉得软(压强小),睡席梦思床和硬板床比,为什么会觉得软?因为席梦思床会变形,结果床和人的接触面积比较大,所以人感觉比较软。接触面积大了,压强小了,你就感觉软。而睡硬板床你只有接触几个点,所以你会觉得硬。鸡蛋破不破其实不是这样的问题,它实际上是牛顿力学当中的一个碰撞问题。鸡蛋的质量是固定的,是m;它原来的速度是V1;后来的速度是V2,那么mV2mVl=Ft(力和时间)。如果等式的右边是固定的,因为我们这个V20,碰了以后它停了,所以Ft(冲量)就是mV1。如果碰撞时间t一定,这种情况下V1越小F就越小。所以用降落伞慢慢落下就是减少V1的办法;还有另外一种办法就是延长t,如果V1一定,t越长F就越小。这就是摔鸡蛋的工作原理。但是这个原理肯定没有办法向小学生讲,所以材料的软硬在这里是讲不了的。那保护鸡蛋的价值在哪里?有一次,小学科学研讨会上有个老师是这样处理的:先让学生用自己想的方法做,做完了从里头找原因。如果摔坏了,你觉得怎么改进可以保护好?如果没有摔坏,也要找原因,为什么会没有摔坏?这样在这里体现的价值是让学生学会去总结,学会去反思,然后经过反思去改进。让学生学会这样的一种科学精神和科学态度!而不是本身要在这里面学到什么科学知识,或是学到什么方法,它的主要的价值取向可能是这样。

()STS教育

我觉得小学科学像“制作水轮机”这样的活动,还有“造一辆纸车”,纸的厚薄不同分别用在纸车的不同部分等,这主要是从科学、技术的关系这样的角度来安排的。

总之我们要关注教育过程。对于每一节课,要思考这些内容最重要的是要达到一个什么样的效果,或者说我们的价值取向是什么?这是很值得我们去讨论和研究的问题!