再读《科学究竟是什么》
在科学论坛全员读书的大环境下，我也重新拾起这些引领我们科学教学的好书籍，再次阅读，并结合自己的实际教学，对自己启发大，感触深的内容进行摘记，同时引入教学片断或自己的思考，与大家交流。
在暑假期间将陆续上传摘记和体会，建帖以鼓励自己坚持。
科学问题
在课堂上我们常常提出问题请学生思考，有些问题是不需回答，引而不发的，而有些问题则是需要学生回答的，这就要求教师的提问是有针对性的，指向要明确。
开放性的科学问题无边无际，封闭性的科学问题往往指向确定的答案。这样的问题有利于活动的设计、学具的选择，有利于教学目标的明确，有利于孩子们能够沿着活动所指引的、而不是教师规定的清晰的目标，顺利地达到认知的彼岸。
教师应该把从开放性问题向封闭性问题转换的过程放在活动前完成，留给小学生的应该是封闭性的问题。
所以，在设计问题时，教师首先要问自己，尝试着回答，你提出的这个问题，学生可能会怎样回答？能回答出来吗？
让学生明确所要探究的科学问题
课堂上，孩子们在活动中会因为材料的多种原理或更明显、更吸引孩子注意力的构造，使得他们忘了或不注意原来教师设想的科学问题，因此，没有目标的探究始终停留在感性知识阶段，而不能上升到理性——形成概念。
所以，教师在活动设计上要注意明确科学问题及其相关的准备性概念的建立。
科学问题宜小不宜大，宜少不宜多。例如在课例《一杯水的观察》中，学生的探究问题是五花八门的，诸如：“我想研究水是怎样产生的？”、“我想研究水会不会给我们带来坏处？”、“我想知道为什么很多成语都用水来形容”等等，从这些问题我们不难看出，孩子们的这些问题涉及到水的起源、水的作用、语言学问题，孩子们也和我们教师一样，倾向于宏观的和技术的问题，很少注意微观的科学问题。
由此联系自己的课堂教学实际，设置的科学问题有时也会让学生摸不着头脑，有时也会让学生偏离科学的方向。其实对于小学的科学教育，研究的主题要小，对于“是什么“的问题，所观察的对象要具体；对于“为什么”的问题，所解释的现象要简化，不要变量太多，尽可能注意“不要以善小而不为”，因为这正是基础所在。
让学生自己从“真实”的活动中提出问题。在课堂教学中，有时为了让学生自己提出问题，我会创设一定的情境，让学生提出有针对性的研究问题，但总会事与愿违，学生提出的问题往往五花八门，有的甚至是基于想像的。阅读此书，让我明白了要让学生自己从活动中提出问题，要通过科学探究实践提出问题。
让学生明确所要探究的科学问题。科学问题不仅要宜小不宜大，宜少不宜多，而且还要明确、清晰。没有目标的探究始终停留在感性知识阶段，而不能上升到理性——形成概念。所以我们在教学中一定要注意明确科学问题及其相关的准备性概念的建立。
第二章 科学的过程究竟是什么
在阅读此书之前，我就清楚地知道科学不仅仅是学习知识，而是整个探究过程的参与和体验；科学探究的过程包括提出问题——作出假设——观察实验——得出结论。本书对“科学的过程”进行了详细地论述，让我对“科学的过程究竟是什么”有了深入地理解，科学的过程不是记住了科学探究的步骤就可以了，科学过程是要让学生学会进行科学研究，学会用科学方法处理问题，更重要的是要让学生学习科学对事实的尊重、科学对观察的依赖、科学对结论的谨慎、科学对错误的勇于修正，提高学生的科学素养。对小学生而言，科学过程的各个步骤中，最适合也是他们最乐于做的是通过观察实验获得数据或收集资料，所以我们教师在教学中，最重要的是指导学生进行观察实验并学会对资料数据进行整理分析。书中提到：“在客观的原始记录基础上学习整理资料的方法，从而有利于发现其中的规律。这一过程要让孩子们完整地感受到，而不是一上来就让孩子们在现成的表格中填写。”确实，为了方便学生观察记录，平时我们在实验时都会为学生设计多种多样的观察记录表，让学生一上来就填写我们制定好的实验表格，这样做确实剥夺了学生对数据、资料处理的能力。在学生整理数据、资料时其实是让学生对自己实验过程的回顾，对实验步骤、过程条理化、清晰化，有利于学生的思维加工，同时为后面用数据来说明自己的发现作好铺垫。但是我认为对于低年段的学生来讲，他们刚接触科学，教师提供现成的表格也是有必要的，我们对于中高段学生可以试着让学生自己去整理数据。
一、过程与方法的含义
“科学作为过程”的科学教育理论，它的意义在于强调科学教育不仅仅是学知识，而是整个探究过程的参与和体验。
“科学过程”主要是指在一般的科学研究中，那种普遍使用的系统化的操作方法与步骤，是指在众多具体的科研项目中抽象出的科学探究的一般方法论上的特性和规则。
二、过程与方法的教育价值
让孩子们学习科学对事实的尊重、科学对观察的依赖、科学对结论的谨慎、科学对错误的勇于修正。
1、客观精神
要回答一个问题或对一个问题做出判断，必须要有证据。
我们说“孩子们很喜欢新的教学法”，这是不是事实？不知道。而要给出孩子们怎么喜欢的行为表现，如孩子们上课的时候笑容比从前多了，发言、参与更主动了，考核的成绩也有明显上升，等等。
要掌握事实性的证据，就必须去观察或实验，而不能凭感觉。我们要培养孩子们勤于观察的习惯，而且对孩子们的观察数据的解释要认真、谨慎，杜绝脱离孩子们的数据、教师直接给出标准答案的做法。
霍桑实验
2、科学规范、规则意识的教育
要回答一个科学问题，必须要围绕着这个科学问题进行规范的观察或实验，以保证获得的事实对证明一个问题有效，只有有效的事实，才是证据。如：不可以用道听途说的东西作为证据；不能看看挂图、宣传画就得出结论。
3、合作精神和团队意识的培养
总之，通过学习科学研究的过程，可以培养客观的态度，严谨的作风，规范的意识，从而养成做事有计划、有条理，说话有根据、有分寸的习惯。
三、“过程与方法”的教学目标
在小学阶段，科学研究的主要目标应放在最基础的“观察”环节上，即收集资料环节上，让孩子们知道获得客观事实是科学的核心，懂得什么是可靠的数据资料，怎样进行观察才能获得客观的、可靠的数据资料。而对于小学生而言，最乐于做、也最适合于他们做的是“收集资料”或“获取观察、实验数据”。
在进行观察的过程中，以及对资料进行整理时，教师应该帮助孩子们注意如下几点：
1、在客观的原始记录基础上学习整理资料的方法，从而有利于发现其中的规律。
2、发现矛盾数据进行判断：是观察错了，还是发现了新问题。
3、要学会尊重数据、保留原始数据、不随便涂改原始数据。
4、根据学生的能力，注意适当引入计算机的运用，帮助学生进行概念和信息的管理。
四、几种常用的探究活动
1．观测：包括定性的文字描述和定量的描述，即测量。（P37）
科学观测是有计划地对研究对象按照一定的规则进行观察、测量、记录的过程。科学观测要有计划，要事先确定诸如多长时间观察并记录一次，观察什么现象或什么因素，一个因素还是两个因素，用肉眼观察还是借助一些观察仪器，记录的格式是文字的、图像的，还是数字的等等。
观测法适用于对时间和空间上变化的测量，如植物生长速度的季节变化，昆虫生命循环的变态过程，动物栖息地的季节变化等，观测法还适用于不能做实验的东西，如环境、人体，为了了解环境污染会使什么生物受到伤害，我们不能人为地进行环境污染，因而只能用观察法进行研究。
2．实验法——借助于仪器的间接的观察
活动设计的宗旨是通过对非观测变量进行有效控制，而对观测变量进行有效的观测。
3．游戏
4．分类
兰本达认为，今天为了便于适用计算机的二进制算法，二分的系统（即各级都分为两类）更具有教学上的意义，而且也比多分的方案更适合于较小年龄的学生。
分类活动的意义实际上是还是对孩子们观察能力的培养，应该鼓励孩子们自己找到每一级分类的“键”，而不总是教师给定 “键”；也可以反过来，请孩子们找出已有分类体系的“键”，前者是培养综合能力，后者是培养分析能力。
5．解决问题
国外课堂上的“决策模型”（SODA模型）：一停；二选项；三决策；四行动。
编成容易记忆的顺口溜：
停下来，仔细想——弄清问题；
捕信息，学知识——考虑周到；
做决定，讲策略——权衡利弊；
定主意，见行动——不断学习。
五、探究教学中应注意的问题
1．活动中的学具要有严密的结构
为了学具的结构更清楚，使孩子们更容易看出其结构，学具的发放可分阶段进行。
后续学具还可以循序渐进地增加问题的复杂性。
选择材料的标准：（1）材料要与科学的概念体系有关。（2）能够吸引和适应特定年龄和能力的孩子们，让孩子们通过适当的努力，能够最终获得发现，而不是被迷惑和打击。（3）具有较大的不同探究途径、达到开发多种相互关系的发现的潜力。（4）学具的数量和种类在孩子们的有意义的自主活动中能够既充分又必要。
2．课堂讨论的内容要反映探究的过程
教师的课堂语言：
“你们猜这（里面）是什么？”——猜想
“你怎么知道是这样？”——方法
“你为什么这么想？”——证据
“谁还有什么别的发现？”——寻找更多的证据或修正已有的解释。
在孩子们充分活动之后，将学具全部归集归放在一边，再集中精力进行讨论。
3．活动要有情境化的背景
情境化：让孩子们进入一个他们熟悉的经验之中。
实地观察或放录像
语言
论述科学史故事、科学与社会的关系的故事
情境化不仅要用于开头，还要在整个探究过程中重提，使探究在对孩子们“有意义”的气氛中向前推进。
4．尽量少说话，让学生自己思考和动手
不要用开场白，可说可不说的话不说。
尤其在孩子们的埋头活动中，当你不能讲出有意义的话的时候或没有把握的时候，就不要讲话，让孩子们自己去做。
如果你觉得不讲话、少讲话没法上课的话，就说明你的学具没有足够强的结构。一般来讲，在活动时如果孩子们盯着你，而不是盯着学具，一是说明你的学具有问题，二是可能你的科学问题不明确。
活动的关键在于自主发现的过程，而不是教师“命令”去打气，而且整个过程充满了教师的声音和问题。
教师的讲话还要注意时机。
兰本达认为教师和学生在整个科学活动的经历中，思维和行动应该比语言占优势，甚至在讨论中，教师应该少说、多看、多听、多感受。
5．要进行水到渠成的小结
自主探究不是让孩子们任意走到他们想去的地方或者连他们自己都不知道的地方，探究是有目的的行动。孩子们在尝试性地对观察、实验所获得的数据资料进行核实、解释后，而且往往在具有许多矛盾的情况下，需要有人对其进行概括和整理，这就是小结。
（1）要用孩子的话进行总结，而不是教师的话。
（2）要对孩子们的探究过程进行回顾与评价，要对数据的质量进行评价，要给出建立对孩子们自己的探究结果进行分析的基础上的正确答案。
（3）要适当地注意将对科学性质的认识融进小结中，使孩子们得到科学态度上的熏陶。
（4）小结要简短、清楚。
孩子们在科学课上的发现常常会出现老师们意想不到的矛盾的结果，矛盾的结果正是反映出孩子们的问题所在，正是进行集体讨论、增进科学概念和过程的理解、有的放矢地进行教学的良好契机。
假说在科学探究中的地位
科学创新起始于大胆的猜想，所以在以往的教学中，我经常创设情境，鼓励学生大胆猜测，为了不打击学生的积极性，即使学生不着边际地胡乱猜测，我也给予赞扬和鼓励。书中第三章对“假说在科学探究中的地位”进行了明确地阐述，使我对假说的教育价值有了更深的理解；对如何引导学生作出合理假设有了更多的方法。在鼓励学生大胆假设的同时，要强调假说的经验根据或理论根据；另外，对学生提出的不合理假说，应该进行详细的分析，要建设性地提出修正建议，既不能妄加赞扬，也不能轻视或嘲笑。
科学假说是对观察对象的一个假定性的解释，或者说是对所提出的科学问题的一个推测性的回答。而且，假说之后必定有验证的活动，通过验证才能成为科学理论。
假说的特点：
（1）有一定的观察的根据。
（2）有相关的实验或其他实证研究的工作紧随其后。
（3）假说是有一定的理论准备的，是符合逻辑的，而不是随意的猜测。
假说教学中应该注意的问题：
1．假说要有一定的根据
最有意义的假说是在孩子们充分活动、拥有自己的观察的基础上提出的。如果教师的活动设计是建立在需要孩子们回忆过去的经验和知识的时候，一定要弄清他们确实有过这样的体验。
联系我平时的课堂教学，我也是这样做的。如研究“摩擦力大小可能和哪些因素有关”，如果让学生一上课就猜测有哪些因素，学生缺乏经验，可能会胡猜乱想，作出的假设也就可能五花八门了。所以，要让学生作出合理的假说，就要给学生提供一定的根据，如出示新旧鞋底的图片或实物给学生看，学生有了感性经验，才能排除部分不相关因素，才能作出合理有根据的假说。
2．注意假说教学的循序渐进
第一阶段（幼儿园至低年级）：应该懂得在决定做什么之前先想一想可能会发生什么。
第二阶段（大约小学中年级）：当决定做什么的时候，想一想可能会发生什么，要收集什么样的证据，需要用什么设备和材料。
第三阶段（小学高年级至初中）：能够自己判断从什么地方开始进行探究，并做出语言。
不同年龄段的孩子应有不同的提出假说的教学目标，假说的认知难度要符合维果斯基提出的孩子们的“最近发展区”，既不能达不到“最近发展区”，如果达不到会缺乏智力上的挑战；也不能超越“最近发展区”，那样会打击孩子们的信心。
3．注意对研究设计和结果的反思
4．不要为假说而假说
科学探究是从提出假说开始的，但是如果对于每一个科学探究都要套用这样的模式：假说——观察实验——验证，那这样的教学模式就失去了假说的意义。如果每节课都有假说，都以同样的方式呈现，就不利于培养学生勇于探索真理、不怕挫折等科学精神。
我觉得假说在学生的科学素养发展过程中有着很重要的地位。假说就像是一个作家在创作之前打的腹稿，也像一个工程师在设计图纸前的一个粗略规划。假说对后面的实验研究验证有着明确的指引作用。而一个科学素养高的人提出的假说也一定具有更加合理可行的成分。假说是有一定的现实依据的，没有根据的推断只能是“胡说”。在课堂教学中我也曾听到一些课上，有老师觉得一个完整的探究过程应该包含假说这个环节，于是在他的课上假说成了必不可少的一步。其实这大可不必。假说应该根据学生的思维特征来确定它的位置。在很多时候干脆就没有假说的必要，因为事实就很明显地摆在眼前，由不得去怀疑，用不着去验证。所以还是“不要为假说而假说”！
观察和实验在科学探究中的地位
一、科学的求真性质决定了观察的核心地位
二、科学的观察是一种客观、理性的活动
为了能更好地进行交流，科学家们要求在进行观察记录和编写调查、实验报告时，尽量避免主观性的、情感上的东西的参与。
观察教学中应该注意的问题：
1．所观察的主题和变量要少
2．强调观察记录的客观性和准确性
描述是解释的基础；描述是证据；解释是观点。
要通过孩子们进行有结构的活动以后直接得出观察结果，不能不顾事实胡编乱造，不能把解释当成事实，也不能将推理的东西当成事实或别人说的东西当成事实。
让孩子们学会观察，而不是记住一个没有通过观察的、现成的知识。
我们的课堂上往往推理或想象多于事实，或者说解释多于事实。
如：“被压缩的空气”一课，孩子们自己活动的时间很短，大多数时间放在了教师给出的两个问题的讨论上：“气打得多球就变硬，球的弹性就好，这是为什么？”这是解释，不是观察。无论从这节课学生解释的内容看，还是前人对科学教育的研究成果看，小学三年级的孩子，是难以进行没有足够观察活动基础的科学解释的。
进行正确的观察和记录，应该是小学科学教育的重点。
因此，教师在科学课的探究活动中或活动后的讨论中应多问：“证据呢？”“根据呢？”而少问“为什么？”因为孩子们解释错了，你的纠正也没有什么意义，即使他们记住了你的正确答案，看起来是增加了科学知识，但可能失去了更多的东西，那就是科学结论依靠观察，而不是道听途说。
小学中低年级的科学课，应多进行观察，少进行解释。
3．观察活动要突出科学原理
观察不是为了记忆知识，也不仅仅是学会技巧，而是为了理解科学的概念及其形成过程。如在让孩子们制作降落伞、使用降落伞的活动中，制作技术的需要学习的，但同时，对于科学课来讲，更重要的是认识空气的存在。
要给孩子们足够的时间反复观察，深入体验降落伞的特性。只有通过他们自己的制作、观察和沉思，而不是教师的表述，才能让孩子们真正领悟到空气。
4．讨论是获得正确的观察结果的重要步骤
讨论要在充分的观察、实验活动之后。
科学离不开逻辑
一、常见科学逻辑的类型
1．归纳法
通过多次数的重复观察，并得到相同的观察结果，然后将这一有限次数的观察结果推论到无穷多次或今后任何一次的观察结果。
2．演绎法
与归纳法相反的思维方式，即从一般到具体。
“三段论”
如：所有的昆虫都有6条腿。
蜜蜂是一种昆虫。
所以：蜜蜂有6条腿。
二、其他派生的逻辑推理
反证法
类比法
三、教学中应注意的问题
1．整个活动过程要逻辑简明
2．不要夸大发散型思维的作用
如果一节课充满了发散型思维的语言、问题、活动设计，则很难说是一堂典型的科学课，至少不是成功的科学课。
发散型思维为主导地位的课的特征：
第一，概念目标太多、太杂，而且不能形成概念体系。
第二，没有清晰的统一的概念体系层次上的教学目标，仅停留在对自然界的神秘主义好奇心层次上。探究内容与科学原理不相联，思维能放不能收。
在科学课上，在提出假说方面应鼓励孩子们“发散性提问”，更重要的应该鼓励学生有根据的提问。不要鼓励跳跃性的结论、中间有断裂的结论。
3．排除不合逻辑的信息
学生的错误概念和术语要及时纠正。
4．注意常见的逻辑错误
科学离不开逻辑，科学课的核心目标，是让孩子们懂得什么是证据，怎样获得可靠的证据去解释世界。
在科学教学中体现人文精神的手段
在科学课上正确体现人文精神的手段多种多样，不同的人会有不同的经验和知识结构。
1．重视科学概念体系中的人文意义
如：“运动与变化”概念体系告诉我们，世界处于不断的变化之中静止是相对的，变化是绝对的。一个落后的个人、集体、国家，会在一定条件下向好的方向转变。我们不能因为一个孩子说过谎，以后就不再信任他，不要为自己的荣誉或过错背上包袱。
2．科学史、科学家故事的运用
能够让孩子们理解近代科学发展是与社会需求紧密相关的，并从中领悟一些构成人的修养的东西，如当孩子们知道亚里士多德都犯了观察上的错误的故事后，对今后养成尊重事实、亲自动手做一做、验证一下的态度是非常有利的。
将科学史料引入课堂，将科学家们的具有传奇色彩和趣味性强的“故事”展示给学生，无疑会引发学生强烈的探究欲望和浓厚的学习兴趣。例如，阿基米德在浴盆里发现了浮力定律后，大喊大叫着跑上街道，赤身裸体地告诉每一个人他终于发现了；牛顿在一个炎热的午间躺在一棵苹果树下思考行星运动的规律，结果一个熟透了的苹果掉下来打中了他，使他茅塞顿开发现了万有引力定律；瓦特在外祖母家度假，有一天他偶然发现烧水壶的壶盖被正在沸腾的开水所掀动，结果发明了蒸汽机……等等，这样寓史于教、史教相融的教学形式，不仅增加了课堂的趣味性，同时也让学生认识到科学家的“幼稚”，不再认为科学是从一些天才的头脑里蹦出来的，从而拉近了学生与科学家的距离，激发学生探究客观世界的浓厚兴趣。
3．情境教学的运用
生动、自然、贴切的情境可以引起孩子们对认知对象的认同感，给教学内容赋予生命的意义，从而促进孩子们将自己的经验世界与认知对象发生互动，使“同化和顺应”过程得以顺利完成。
4．通过合作与讨论培养科学的人文精神
不鼓励“热情高涨”，要注意对落后学生的鼓励，注意对不尊重别人观点的言行的纠正。
5．教师优美的语言和充满爱心的态度与人文精神的培养
科学课虽然讲究运用科学术语，但不可能每句话都是科学术语、科学理论，而且我们讲解时还需要比喻、类比、幽默等语言表达方式。
什么不是科学
为了提高课堂教学的科学性，针对目前的教学状况，建议：
1．减少科学课上的非科学语言
第一，尽可能用专业术语。
如植物不能叫“花”或“树”；鲸是哺乳动物，不要叫“鲸鱼”；不要把小生命都叫“虫”。教师在课堂语言中注意区分以下词：
物体与物质、结果与结论、实验与试验、发明与发现、证明与说明、综合语归纳与概括。
第二，要讲究用词准确，而不是生动
当数据资料不充分而又要得出结论的时候，必须要用“也许”、“可能”、“大致”这样的词，但如果是肯定的结论，则不要模棱两可。在教学活动中，如果是一个学生的发现，而其他人不能认同或还需要重复实验去证明的话，这时的实验结果记录应该根据具体情况，加上时间、地点或实验人的状语从句，如“从今天的实验看来……”“根据李明的观察……”
第三，要讲究用词的客观性，而非情感性
在科学课上对学生发言、操作的赞扬要用“正确”、“好主意”、“也许有道理”，而不能用“真漂亮”、“很生动”的情感性评语，也不要对学生用“很聪明”等人格上的赞扬，应就事论事，如“李明同学又发现了一个现象。”
第四，不用拟人化等幼稚的语言。
2．坚持科学家的科学观
3．强调可重复性，消除神秘性
让每个孩子都能重复做同样的实验、得出同样的结果。
要让孩子们做重复观察的练习，如观察树叶，不仅观察一片树叶，要观察十几张、几十张。也可以让一个组按照另一个组的实验报告，重复其实验，看看是否可以得出同样的结果。还可以有意问孩子，刚才的实验结果，明天或一年以后做会有什么不同。
4．防止非科学教育目标喧宾夺主
在教学的实践中，我深感到自己科学知识还不够扎实，理解和把握教材能力不够强……章鼎儿老师的这段话常引起我的思索“对儿童来说，能观察周围的事物，发现身边的问题。无疑是一种极为重要的认识能力。不过，对有效的学习来说，观察和发现还只是认识的开始，最终是否有所收获，认识是否能得到发展，在发现问题之后，便取决于对问题所持的态度和提出一个解决问题的能力。”有道理，可以借鉴。怎样才能更好地具有透过现象看本质的本领，这是我一直追求的目标。
- 再读《科学究竟是什么》.doc (, 下载次数:38)
[此贴子已经被作者于2012-10-11 19:31:45编辑过]
