教科版科学教材的理论基础、特点和课堂教学(上)
新的课程教材有许多需要我们大家来研究、探索的课题，在这个课程教材导读节目里面，我向大家推荐的研究重点或者说研究建议是两个字：活动。研究活动，研究科学课的活动，研究科学教材的活动。
在教科版科学教材，三年级上册教材中有一个前言，写给同学们，建议大家读一读。孩子们要学习一门新的课，叫做科学课。他们很自然地会提出两个问题来：一，这门新的课叫科学课，它是怎样的一门课呢？每一个孩子在开始学习一门新的课的时候，总是想着把这门课要学好，那么这门课的学习是怎么学的呢？前言是怎么回答孩子们的问题呢？
我们可以看看：科学课是怎样的一门课？前言的回答是科学课是由一个个观察、研究、认识周围事物和周围环境的探究活动组成的。科学课的学习怎么学？前言的回答是科学课的学习就是去参加、去经历一个个观察、研究、认识活动。还强化了一句：参加这些活动就算学习了科学了吗？是的。
可以说活动是科学教材的研究和科学教学研究的一个重点。教科版的教材是这样的，我想我看到的国内其他版本的科学教材同样也是如此。也可以说，国外的一些教材的研究我也总是从对活动的研究着手认识的，因为它第一是比较具体比较鲜活，比较接近我们的教学实际，也因此比较实用，比较容易把握。所以今天我选择的新课程教材导读的一个发言，题目是《小学科学教材和科学课的活动研究》。可以分为三点来说，第一，说说科学教材和科学课活动的意义。说到意义，有两层意思，第一层意思就是什么性质？科学课、科学教材的活动，这个活动是什么性质的活动，对孩子来说这个性质就是一个一个有趣的、有意义的活动；是一个一个观察、研究的认识活动，前言就是这样说的。那么对成人来说呢，科学课的活动是怎么样的活动呢？是科学探究活动，是典型的认识活动。
说科学课的活动是科学探究活动这是相对于其他的一些非科学探究活动而言的。那么是否所有的科学探究活动都可以作为科学课的活动呢？也不是。作为科学课、作为科学教材，它有着教学与发展的独特要求，这是科学课典型认识活动的内涵。
我举个例子来说，一个孩子回家发现桌子上放着几种妈妈买来的食品，他就想挑一种好吃的来吃，拆开一包尝尝味道不怎么样，又拆开一包尝尝味道也不怎么样，再拆开一包，哈，这包好吃。这么一个活动的过程它能算是科学探究过程吗？可能会有不同的说法的，也许会有人这样说，他看到这一堆食品首先会提出问题“哪包好吃啊？”，然后他猜测假设，“这包好吃。”最后他去尝试了、验证了“第三包好吃”。好像也是很科学的探究过程，到底算不算科学推理过程？我们暂且不论，那就有第二个问题了他是否有足够的教学的、发展的意义和教学发展的价值，像我们的教材中间或教学中间是不会有这样的活动的，在教学的意义或是发展的意义上是比较欠缺的，同时它是不是属于科学探究是可以讨论的。
所以科学课和科学教材的活动，应该是学生学习主体层面上的具有足够发展意义的，教学活动层面上具有足够的效率的科学探究活动。我有一个区分并确认科学课和科学教材的活动是否具有这一意义的很简单方法：这些活动是孩子们很难在课外的、非教学这种状态，也就是在自发状态下很难进行、很难完成的。
这一点我想对认识我们科学课和科学活动是有用的，如果我们科学课的养蚕的活动，停留在孩子们自发的养蚕活动的水平层次上；科学课的吹肥皂泡的活动，停留在孩子们自己、自发的玩肥皂泡，或者说是水平层次上，那就成问题了。在我们这些年的自然教学过程中间，以及最近的一、两年的，刚刚开始的科学课教学过程中间，如果说这样的情况还有存在，所以我认为我们的研究是很有价值的。
刚才说的是第一个问题是什么性质的活动，现在我们来看看第二个层次的意义——活动所起的作用，或者说活动的价值。科学课的活动，科学教材的活动在科学课和科学教材中起到了什么样的作用，它有什么价值，也就是我们要用意义这个词来表述的。
第一，活动是我们的教材和我们科学课的教学过程中结构三个领域教学目标和教学内容的有效形式，哪三个领域？课标里面有：科学探究领域、情感态度价值观领域、科学知识领域。这三个领域有各自教学的内容和教学目标。
可以说如何整合这些目标是长期困惑我们的问题。直到今天我们仍然有不少人还在纠缠要不要知识的问题？以及既然有了三个领域的目标和内容，那么到底哪一个领域的目标更重要啊、哪一个要排在前面、排在后面，进行比较，进行排队的。那么我们的科学教材、我们的科学课对这个问题的答案是怎么样的呢？我们解决这个问题的办法是什么呢？就是用活动来整合，用活动把三个领域的目标和内容整合在一起、结构在一起。
我们来看看三年级上册的第二单元有一个活动，叫做“蜗牛赛跑”，这样的活动随便翻一个都可以。“蜗牛赛跑”，孩子们在研究蜗牛的过程中，在观察蜗牛爬行的过程中，想到观察蜗牛爬行的速度。然后出现了一个念头，你的蜗牛和我的蜗牛比比看，谁的蜗牛爬得快。于是就开始了蜗牛赛跑的活动。
这个活动过程中间，隐含着科学探究的、情感态度价值观的和科学知识三个不同领域的教学的内容和教学的目标。举个例子来说，你得制订一个游戏规则，怎么爬？怎么比？你要公平？要合理？另外你得想出具体的办法来吧？你得展开同学间的、小组之间的合作吧？等等。与此同时，对蜗牛的爬行，对蜗牛的运动的认识也同样在活动中间得到发展。同在一个单元里面，还有一个活动，譬如说，“蚂蚁走迷宫”
。把一个瓶盖子放在水盆里，瓶盖子上有一只蚂蚁，它是无法往水盆外面爬的，因为四周都是水。如果你再加上一个瓶盖子和小木块，在两个瓶盖子中间架上一座桥，蚂蚁就会爬到另外一个盖子上去。如果再加上一个盖子，就变成了迷宫了，三角形的，蚂蚁在这里爬来爬去的，这就是观察活动。蚂蚁会在盖子上爬，爬啊爬，就不爬了。加一个盖子出现新的一条路，蚂蚁又开始爬，爬上几个来回就又不爬了。再加上一个盖子，加上一座桥，蚂蚁又开始爬起来。蚂蚁会对不断的刺激做出不断的反应，蚂蚁这样的反应告诉我们什么呢？孩子们肯定会说怎么会这样呢？怎么一会儿爬，一会儿就不爬了？一架上桥又开始爬起来了呢？在这个问题的观察和研究中间就渗透这三个不同领域的目标，最后一直到引出怎么送蚂蚁回家，送小动物们回家，会让它们回到各自的生活环境里去。
这是活动，用活动的方式来结构，来组合三个不同领域的教学内容和目标，这是第一个作用。活动在科学教材和科学课的教学中的第二作用是结构各个领域内部不同水平层次目标的有效形式。譬如说，科学探索、科学探究领域。科学探究领域内有很多教学内容和目标，其中之一大家比较熟悉的观察，观察能力的培养和发展。观察能力的培养，观察能力的发展有不同的水平层次，一年级孩子的观察能力的发展水平，二年级的发展水平，三年级的发展水平，应该说是不同的。三年级到六年级是不同的，小学生和中学生是不同的，这个问题的把握也是长期困惑我们的问题。所以在我们以前的自然教学过程中，我们在制订我们的教学目标的时候，特别是在写教案的时候，我们是怎么样来描述我们的教学目标的呢？就是培养、发展学生的观察能力，一年级写培养发展观察能力，二年级写培养发展观察能力，六年级还是培养发展观察能力，这个不同水平是分不出来。也有的老师动了脑筋，一年级我来一个初步培养学生的观察能力，二年级来一个进步培养发展学生的观察能力，那么三年级呢？再后面呢？更进一步？进一步和更进一步这之间的差距是什么呢？实际上我也这样做过，但是后来觉得无非是文字上的游戏，其实并不没有把观察的水平层次给分出来。后来也另外动了脑筋，譬如说，开始的时候叫做培养孩子们用感官观察的能力，发展到后来呢，叫做培养运用工具观察的能力，拿着放大镜观察，可这是两种不同水平的观察层次吗？也不见得的。低年级的孩子可以用工具观察，高年级的孩子不运用工具观察，这两种观察水平的层次，能说低年级孩子拿着放大镜观察的水平就高吗？所以并没有分出来，但是我们曾经做过种种的尝试。在我们的小学科学教材里，在我们的小学科学工作中间，我们怎样解决这样的问题，我们根据我们现在可以做到的。我们现在可以做到什么呢？我们现在可以设计一个一个的观察活动。可能每一位老师，科学老师也好，自然老师也好，给孩子们设计一个观察活动，估计是不会成问题的。我们10个人，10位老师设计的10观察活动，对这10个观察活动进行分析、比较，进行排列，由低到高的，由易到难的排列这些观察活动。这个观察活动比较容易的，放在前面；观察活动比较难一点的，放在后面；这个观察活动的要求更高一点的放在最后面。我们由从易到难、从浅到深、从低到高不同的难易程度排列观察活动的方式来结构不同水平层次的观察能力的发展目标，就是这个意思。这是我们科学教学中间活动所起到的第二个作用。
我们可以从教材来看，还是三上年级的教材，第一单元的观察活动的发展水平，用教材的话来说的话，就是带着想要了解得更多、知道得更多的目的去看。仅仅是带着想要了解得更多、知道得更多这样的目的去看，就叫做观察了。这是刚刚开始。第一单元第一课，孩子们刚刚开始科学课的学习，刚刚开始科学探究活动的时候，观察能力的发展水平层次。如果我们翻到第二单元，相关的描述大家可以看出来，反应的观察活动的水平层次提高了。第二单元，动物单元的蜗牛这一课，在这里。在观察过程中提出一些问题，可以帮助我们观察到更多的内容。这个观察发展水平的要求就高了。再往后翻，进展一课，不同的动物有不同的特点，不同的动物有不同的观察方法，观察的对象不同，观察的方法也不同。对观察又提出新的要求了。再举一个例子，三上观察叶的时候，有个要求叫做观察描述一片叶的特点。观察描述，在第一单元。到第四单元具体的观察要求就是水的单元，水是一种什么样的物体，对水的观察，对水的特点的观察和跟叶的特点观察进行比较，这两个活动往前推进了，孩子们的观察水平往前推进、提高了。到第五单元，观察一张白纸，详细描述这张纸的特点。一张纸，什么样的？白的，颜色白的、方的一张纸。可孩子们在进入到第五单元观察一张纸的特点的时候，相当有把握的一口气可以说出了十几个纸的观察特点来。这三个活动中间我们可以看出来孩子们观察活动的水平在不断地提高。再譬如数量方面的观察，三上刚开始的时候，我捡了几片树叶？数数几片树叶？到三上中间这些单元，比较水的多少？水的量的观察。比较水的多少。水的量怎么观察？当然可以用重量，还可以用它的体积，用量筒来比较。这个水平就比几片树叶的水平要高。到最后一个单元是观察一小袋米。我上过这一课，每一个小袋子里放了50克米，我都数好的。一小袋、一小袋，50克米，发下去让孩子观察。当然这些孩子没有前面单元学习的基础，所以全班40几个孩子没有1个能够从数量上去观察描述这一袋米。50克米，数都没有数过，都直接看这些米。观察这一小袋粳米，这里面就没有明确的提出对数量的要求，而要求孩子们去进行数量的观察。在一册科学教材的教学的活动中间，观察的要求在不断不断地提高，不断不断地推进。那么我们怎么看出在观察一小袋粳米有数量的要求呢？这个要求在旁边，旁边有一个孩子的观察记录，一小袋米的观察统计，这里有数字，就隐含了要对一袋米进行数量上的观察。经过这些活动的经历，我们的孩子们以后在观察别的事物的时候，他会意识到
要进行数量上的观察。这个观察能力的发展水平是这样一步一步提高的。
活动在我们的科学教材和科学课中间的第三个作用，第三个意义就是它能产生具有重要意义的经历。经历，我经历了一个活动。这个经历是动词。我参加了一个活动获得了一个有意义的经历，获得了一份经历，获得了一个活动经历。这个经历是名词。前面的经历是动词。我建议大家去思考，作为名词的“经历”的意义。在我们的一生中，对我们的成长，或者说在我们成长的过程中，可以说经历对我们起了相当重要的作用。小孩子走路的时候摔一跤，应该说，我想起的小时候就有过一次刻骨铭心摔跤的经历，摔了那一跤之后，我再也没有像那样重重的摔过跤，因为它留给我的印象实在太深刻了。孩子走路摔一跤，把皮都摔破了，血都流出来了。请问这是哪个领域发展了？是科学知识吗？情感态度价值观吗？还是科学探究吗？这不是这个领域的问题。但是它对人学习走路、学会走路这个过程有价值、有意义。对人的成长有价值、有意义，这谁也不否认。反过来，我们在观察、认识、研究认识周围事物的过程中间也经常有走弯路的、出现错误的这种过程。按照我们的这个教学目标，如果三个领域目标来分析的话，那么出错了这算是哪个领域的发展呢？这比较难说。但这范了错误的经历对人、对发展、应该说对认识周围的事物同样具有重要的意义和价值。这是一个比较大的话题，我们的科学课的教学由一个个活动组成，每一个活动都将使孩子们获得一个经历，这对他们的成长，对他们的发展应该说具有意义的，是值得我们大家研究、去思考的。
第四个作用：活动确立起学生在教学过程中的主体地位。科学课的活动、科学教材的活动是学生的活动。活动是否能吸引学生参与，是否适合学生参与，学生是否做好了参与的准备，学生参与了活动是否得到有效的发展……围绕活动的研究开始了，其实也就是围绕活动主体的研究开始了。所以你把科学课的教学过程看成是活动过程的话，要去研究活动，就必然要去研究学生。那学生的主体地位就开始呈现出来了。同时一个一个的活动改革了教学过程中间学生的参与地位和参与的状态。孩子是活动的主体，使孩子们获得了一种可以控制不断变化的，充满问题的世界的感觉。我们可以看到一些孩子在课堂教学活动中间的表现，应该说是老师们都有这样深刻的印象。
第五，简单地说活动更接近科学的本义。科学是什么？我想简单地说科学本身就是一个活动，是人类认识周围世界这样的一个活动。科学本身是一个活动，那么我们的科学学习、我们的科学教学是个活动，它将使我们的科学教学过程更接近科学，这是毫无疑问的。
这是活动所起的五个方面的作用：结构三个不同领域教学目标和教学内容的有效形式；结构各个领域内不同水平层次目标的有效形式；产生具有重要基础意义，发展意义的经历；活动有利于确立学生在教学过程中的主体地位；活动，或者说我们的科学教育更接近科学的本义
第二，说说科学教材和科学活动的结构。我们的科学教材是由一系列典型的科学探究、认识活动组成的。活动是有结构的。要求学生参与经历的是有结构的一系列的活动过程——一个由各种活动组成的认识活动过程。相比之下，像自然教材，虽然也有许多活动，但它的基本结构并不是活动，这我们可以从自然教学大纲中看出来。自然教学大纲基本上是一个个知识点组成的，所以我们来看自然教学的话它的结构仍然还是一个一个的知识点，尽管它有许多活动了。比较起来，我们的科学教材，它的知识点结构不是很明确的、很明显的。但是活动的结构却是很明显的。这是科学教材一个很重要的特点。
讲到结构，我们来说说结构的意义。活动是有结构的。活动结构指的是活动之间的联系。活动是有结构的，指的就是活动与活动之间是有联系的。活动结构指的是活动与活动之间的相互作用。我们说这些活动是有结构的，指的就是这几个活动之间发生着、产生着相互作用，包括活动各要素之间的相互作用。譬如，我们刚才说的几个不同领域的教学目标和教学内容都整合在这个活动中间。那么，这个活动中间的知识和那个活动中间的知识也将产生联系、产生作用。
活动结构的第二层意义就是它的价值、它的作用。一个活动，一个教学活动、一个科学探究活动将产生一个教学价值，那么两个活动就将产生两个教学价值、教学意义。现在这两个活动结构在一起，它们产生联系，发生相互作用。活动与活动之间的相互联系、相互作用将产生第三个教学意义，教学价值，那么我们用算式来表示的话就是1+1>2。第一个活动产生第一个价值，第二个活动产生第二个价值，两个活动有效的结合在一起产生第三个价值，甚至产生第四个价值。如果有三个活动的话，也可能不是三个价值，是六个价值，这三个价值彼此之间还有联系。所以良好的活动结构，是活动形成良好的结构，可以提高我们教学活动的效率，教学过程的效率。举个具体的例子来看。科学教材三上，还是拿三上做例子，第一课《我看到了什么》。有三个活动，我就举三个，来看看这些活动结构所产生的意义。这第一课叫做我看到了什么？孩子们把书翻开来，看到第一课叫做《我看到了什么》，看到了一棵大树的照片。下面的问题也是我看到了什么。那么他的第一反应是看到了什么，看到了一棵大树。老师会问还看到了什么？看到树上长了很多树叶。还看到什么？树叶是绿的。还看到什么？树叶中间隐隐约约有很多树枝。还看到什么？你不断地问，孩子会不断地看出名堂来。那么这一幅照片，大树的照片中间，孩子们能获得多少信息呢？到底能看出多少条呢？应该说还是有限的。十几条吧。能说到二十条，一个班的孩子看这张照片，从照片中间获得的关于大树的信息，如果有二十条的话，是相当不错的。老师应该大大地表扬你的孩子。二十条，七八分钟、五分钟看完了。这是第一个活动，看大树照片的活动。第二个活动，在一棵真正的大树前，我看到过什么？因为刚才在看着照片说，大家会联想起来说看到过什么？那可多了。我听过这样的课，可多了，全班的孩子你说三条，我说四条，他说七八条，全班合起来几十条。远远超过这张照片上获得的关于大树的信息。请问这样两个活动，前后相接联系在一起，应该发生了相互作用的。这个相互作用产生了一个什么教学意义呢？老师不用说，孩子们也会体会到，在一棵真正的大树前获得的信息、所得到的知识、观察到的远远超过图片上获得的信息，获得的知识。无形之中起到一个什么作用呢？鼓励孩子们去观察周围的实际事物，这些意义就在这两个活动的结构之间蕴含着。第一个活动里面没有的，第二个活动里面有没有？也没有。两个活动联系在一起，就产生这个意义在里面。我们今天的小学生，三年级的孩子，特别是城市里的孩子，应该说几乎是生活在一个间接认识周围世界的状态之下，对周围实际事物的直接观察活动是十分缺乏的。我们的科学课正好是鼓励孩子们观察实际事物的课，一开始教材里就进行了这样的教学。让孩子们获得这样一种体验。
我听过这样的课，我听到孩子们这样说，因为有些老师也无形之中问了这样一句，在真正的大树面前我们看到的为什么要比照片上的多得多了，这什么道理啊？你还是说这是死的，那是活的，今天去看，明天去看都不一样，过段时间去看它开花了。现在我们来看第三个活动，叫做再去看看是不是能看到更多的内容。教材的图上有一个孩子，两只手握着拳头，肯定能，我在课堂的观察过程中间也看到学生发言说肯定能，那么老师问到为什么？有的孩子一句话就过来了，我以前不留心的，不注意的，现在我是纯心要去看了，也就是教材下边写的一段话，从看一棵大树到观察一棵大树，当我们想要了解得更多、知道得更多，带着这样的目的去看的时候，我们的观察活动就开始了。我们可以看到，从第二个活动、第三活动这两个活动之间，这两个活动的联系中间、结构中间的意义。这个意义简单地促使孩子们从看一棵大树的活动，向观察一棵大树的活动推进。对观察下了一个初始的定义，有目的去看？带着一个什么样的目的，想知道多一点，带着这样的目的去看，这叫做观察。我们的科学教材从此以“观察”两个字代替“看”这些词，观察这个词也从这里开始了。如果我们不去注意活动与活动之间结构的研究，那么这些十分有意义、有价值的教学内涵就会被忽略掉。所以研究科学教材活动的结构，以及我们研究科学教学过程中一个一个活动的结构应该说是十分有意义、有价值的。
我们再看看另外一种结构形式，也是三上教材中间的内容，动物单元，看看一个单元的结构。动物单元它的活动与活动之间都有各种各样的联系，这个老师们自己可以去研究、去分析。有一个结构可能会被大家忽略的，譬如，是我现在要说的，一个单元的教学活动与孩子们课外的、校外的观察研究活动的结构、与孩子们自发的对小动物进行观察活动所形成的结构联系，这是另外一种结构。我们来看动物单元一共有五个课题，寻访小动物、蜗牛、蜗牛和蝗虫、蚂蚁、我的观察研究。五个课题要用六个课时，其中蜗牛这课要用两个课时。六个课时，我们每周两个课时，那么就意味着这个单元要三周。加上这个单元刚好在9月下旬至10月上中旬，碰上国庆节1周的假期，因此动物单元将延续1个月左右的时间。这一个月左右的时间，从寻访小动物开始，老师们做的是鼓励孩子们、激发孩子们寻访、观察、探究周围的小动物这样的活动。第一堂课叫做寻访小动物。如果这是一堂成功的课的话，这个班级的孩子将在课外开始他们自己的寻找周围小动物的活动。两三天之后，他就找到了小动物了。找到小动物了，该怎么进行观察呢？等到了学校之后，老师在课堂开始上蜗牛。蜗牛这堂课教学的目的并不是要认识蜗牛，它真正的意义所在就是以课堂上观察蜗牛的活动，使他们获得这个观察活动的经历，以此来影响它在课外自己寻找到另外一种或几种小动物的活动。蜗牛这课是两个课时，两个课时过去了，也就一个星期过去了，孩子们可能找到更多的小动物了，手头上有几种小动物的时候，他们就会自发的对小动物与小动物进行比较。我们的课堂活动进行到蜗牛和蝗虫的比较环节，也就是前面所说的，不同的动物有不同的特点，不同的动物有不同的观察方法。因此以蜗牛和蝗虫的比较观察活动来指导孩子们在家里的、它们自发的对动物与动物之间的进行比较观察研究。蚂蚁这一课，设计的意图也并不是围绕认识蚂蚁，而是指导孩子们如何想方设法、自己去解决观察过程中间所发生的问题，孩子们观察蚂蚁，把蚂蚁放在小玻璃瓶里，小瓶子里放些蚂蚁爱吃的东西，蚂蚁爬来爬去，瓶子上就脏了，脏了就看不清了。瓶子里的蚂蚁看不清怎么办？倒出来。把盖子打开，它就爬出来了，在纸上到处乱爬，这个蚂蚁怎么观察成了问题。怎样才能把蚂蚁看得清楚、把蚂蚁观察清楚呢？使它不到处乱爬呢？研究这个问题，最后可能想出各种各样的方法来。教材里面提供的方法也是孩子们想出来的方法，是把蚂蚁放在一个小木块上、小瓶盖上，而这个小木块或小瓶盖刚好是在一盆水的中间，蚂蚁只能在木块上爬、石块上爬、瓶盖上爬，不能爬到外面去，旁边有水。用孩子的方法来解决在观察中碰到的问题，指导孩子们观察其他动物的时候，所产生的问题该如何解决。那么到最后一课“我的观察研究”很显然。是对整个动物的观察研究进行了一个小结，指导他们如何进行小结、整理。刚才还说到送小动物回家，送蚂蚁回家，也是出现在整个单元学习的最后。这也是影响到情感价值观领域的目标，活动快结束了，这些小动物该怎么办呢？而这个送它们回家也是由蚂蚁走迷宫这个观察活动中间引出来的，这个教材就形成了这样一个结构。当然科学教育的这个结构类型很多，内容很丰富。总的来说，活动结构的研究是很有意义、有价值的，希望能够引起大家的关注、大家的重视。
