科学课程建设与《科学》教材 

[编者按]:这是我国著名科学教师章鼎儿2002年4月在南京“教育部科学课程骨干教师培训班”上的发言。

    一、美国《国家科学教育标准》中有一个由国家科学教育标准与评价委员会主席理查德-科劳斯纳和国家科学院院长布鲁斯-艾尔伯茨联合署名的序:行动的号角 里面有一段话.  
                     
    二、“在改革科学教育的工作中,起关键作用的将是教师,科学视导员,课程设计人员,出版商,工作在博物馆、动物园和科学中心的人,科学教育专家,全国各地的科学家和工程师,学校管理人员,学校的董事会成员,学生家长,工商业界人士、立法机关的工作人员及政府其他官员等多种多样的人。”

    三、我想说什么—-
    1、我们的科学课程建设工作同样“需要多种多样的人”参与。
    2、我们在座诸位,包括我自己,都是这“多种多样的人”中的一个人。
    3、我们不仅是数量——很多人中的一个,  我们还应记住自己是种、样之多中的一个人。
    4、这是一项需要许多人参与、而且需要许多从不同角度思考、研究的人参与的工作。
    5、……
    四、我还想说什么——
    1、我今天所作的介绍,无非是这“多种多样”中的一个人,从自己参与其中的教材工作的角度,所进行的一些思考。
    2、这与在座诸位已经作的思考、研究和将要作的思考、研究同价、同质。
    3、我有什么期望的话,那就是希望我的一些思考与各位的一些思考能产生相互作用,包括激烈的碰撞——那才是教材建设前期工作的真正价值所在——一套好的教材产生的必经历程。
    五、先来点轻松的:看看七、八十年前的教材
    ·秋天的花(低年级)
    秋葵、秋海棠、剪秋萝都开花了。菊花还没有开。(有四种花的插图)
    1、去采秋天的花。
    2、细看秋天的花。
    3、把几种花比较。
    4、把花瓣保存起来。
    5、开一个花的展览会。
    六、这些花怎样生活的?(中年级)
    ·设想问题
    1、我们校园里种些什么花?
    2、什么时候种?
    ·搜集材料
    1、观察实验:
    A、玉簪、秋海棠、剪秋萝、菊、紫茉莉花,有什么分别?
    B、这些花怎样种的?
    ·结论:
    1、这些花有什么不同?
    ·参考  (主要为5种花的特性和种植。略。)
    七、草棉的各部分有什么作用?(五年级)
    ·观察
    1、草棉的根           2、草棉的茎
    3、草棉的叶           4、草棉的花
    ·实验
    1、把一株草棉的叶拔起来,折去了根,仍旧种在泥土中,隔了一两天,看是怎么样?
    2、把一株草棉的叶完全摘去,只留些花在茎上,隔了一两天,看是怎么样?
    ·课文 (师生对话。略。)
    ·提纲    草棉:根的作用——
                              ……
    八、选自《新学制自然课教科书小学高年级用第一册》
    ·商务印书馆出版
    ·民国十三年一月初版
    ·民国十五年四月八十版
    九、在这之前的教材   草    棉  (新制中华理科教科书)
    草棉茎高二三尺。夏季开花。外具总苞三片。内有萼片花瓣。各分为五。中央有雌蕊一枚。周围绕以无数雄蕊。合作筒状。雌蕊之端有柱头。雄蕊之端有花粉。
    草棉至秋结实如桃。熟则外皮自裂。中有种子。附着白色细毛。俗曰棉花。种子藉此以乘风远扬者也。
    十、三十年代、四十年代的教材
    传授的教学渊源深远,根深蒂固。

    实际上还有更重要的另一方面:传授知识的教学,适应我国当时的社会发展水平。
    十一、
    ·我开始认识:
    “好”的教材不一定好
    “理想”的教材不一定理想
    教材有着强烈的时代性、社会性
发展的阶段性……
    十二、关于科学课阶段性的思考


   自然课    ?       科学课


    ?区域的 “ 科学课 ”
     新课程发展过程中的初始阶段
      
    十三、两种不同的理想教材追求方向
    ·在教材发展水平层次上追求
    ·在教材、儿童、社会的相互作用水平层次上追求
    十四、这套教材所作的已经值得更多的人关注的探索努力——
    ·活动
    ·结构
    ·……
    十五、从“前言”开始
    十六、写 给 同 学 们
    我们开始上“科学”课,开始学习“科学”了。
    科学课有些什么内容?是怎样学习的?在翻开这本《科学》书的时候,你一定想着这样的问题。可过不了多久,你就会拍手欢呼:我知道了,原来科学课是这样的,多么有趣,多么有意思呀!
    十七、
    科学课正是这样的。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。学习科学,就是去参加、去经历一个个的观察、研究、认识活动。《科学》三年级上册的内容,包括植物、动物、人体、水、材料、食物等六个方面的几十个观察、研究、认识活动。学习《科学》三年级上册的任务,就是参加这几十个活动。
    十八、
    ·  参加这些活动就算学习科学了吗?是的。可不能小看这些活动。要知道,今天人类所有的令人惊叹不已的科学技术成就,什么克隆羊、因特网、核电站、航天技术等等,全都是建立在早年的“科学家”们对身边事物的十分简单的观察、研究基础上的。我们经历的这些观察、研究、认识活动,同样将为我们今后令人惊叹不已的发展,为我们今后美好的生活,打下扎实的基础。
    十九、
    祝愿大家在科学课的观察研究活动中,有更多的发现,增长更多的聪明才智。
    二十、关于科学课的“活动”
    科学课的活动是什么性质的活动?
    “一个个观察、研究、认识活动”
    —— 典型的科学探究、认识活动
    —— 典型认识活动
    二十一、活动的意义——所起的作用
    1、结构三个不同领域教学目标和教学内容的有效形式
    2、结构各个领域内不同水平层次目标的有效形式
    3、产生具有重要基础意义、发展意义的经历
    4、更逼近科学的本义
    二十二、结构三个不同领域教学目标和教学内容的有效形式
    ·科学探究领域
    ·情感态度领域
    ·科学知识领域 
    二十三、结构各个领域内部不同水平层次目标的有效形式
    例:科学探究 — 观察 — 小学生观察能力发展的不同水平层次目标的问题,目前还一时解决不了
    但是,我们已经能设计出一系列观察活动,并且分析、比较、判断这些活动的不同的发展水平和价值意义,形成观察能力发展的活动序列。
    二十四、活动产生
        具有重要发展意义的经历
    ·建议思考研究 “ 经历 ”
    ·具有动词与名词两种词性
    ·特别是作为名词的“经历”(活动产生经历)的意义
    ·这是一个较大的话题
    二十五、活动更逼近科学的本义
    ——科学是什么?
    ——科学是活动
    科学是人类  ……  的活动
    二十六、活动 与 结构
    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,如自然教材并不是由活动组成的,教材中的活动也未涉及结构设计。
    二十七、关于“结构”——
    与 “ 经历 ” 一样,十分希望各位思考研究 “ 结构 ”。
    结构的研究超出“活动”的范围。如知识结构等。
    我们对 “ 结构 ” 的一些思考如下:
    二十八、结构的意义    1+1>2
    活动结构指的是活动之间的联系,活动与活动之间的相互作用
一个活动产生一个价值,二个活动产生两个价值,活动与活动之间的联系,活动与活动之间的相互作用产生第三个价值!
    二十九、好的结构:1 +1 > 2
                         -1 +1 >2
    ·一个出名的课例
    第一节课:因为材料的问题,学生得出“轻的物体沉,重的物体浮”的研究结论。
    第二节课:针对这种情况准备材料,学生在进一步的研究中,发现第一节课的结论错了,原来……
    三十、没有好的结构     1+1<2  
                            1 +1 =0
    活动是这样,知识也是这样
    ·热空气上升;
    ·燃烧需要氧气;
    ·蜡烛不会熄灭
       ——所谓的重视知识的教学也只是孤立的,割裂的,缺乏结构联系的知识教学!
    三十一、活动需要重视结构
          知识同样需要结构
          自然课的知识的教与学
          常识课的知识的教与学
          不求其深,但求其活;
          不求其多,但求其有结构。
          小学科学课的知识教学也同样适用。
    三十二、《我看到了什么》
    我看到了什么?   ( 图:一棵大树 )
    在一棵真正的大树前,我看到过什么?
    再去看一看,是不是能看到更多的内容?
    肯定能!我还没仔细地看过一棵树呢。
    三十三、
    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。
    三十四、
    如果现在来到一棵大树下,我想观察什么?
    我们怎样才能观察到更多的内容?
    三十五、
    (图:孩子们和老师一起在观察一棵大树)
    我们看,
      我们听,
          我们摸,
              我们闻,
                   ……
     我们看到了一棵真正的大树,
         我们看到了一个生机勃勃的生命,
             我们看到了一个无比美妙的世界!
    三十六、
    ·物体的沉浮和它的大小、轻重有关吗?
    1、把几种物体按大小顺序排列在实验桌上,标示出它是沉的还是浮的。想一想,物体的沉浮跟它的大小有关吗?
    2、把几种物体按轻重顺序排列在实验桌上,标示出它是沉的还是浮的。想一想,物体的沉浮跟它的轻重有关吗?
    三十七、
    3、把一组大小相同的球,按轻重顺序排列在桌上,推测它们的沉浮,再放进水里观察。想一想,物体的沉浮跟物体的轻重有关吗?
    4、把一组轻重相同的立方体,按大小顺序排列在桌上,推测它们的沉浮,再放进水里观察。想一想,物体的沉浮跟物体的体积大小有关吗?
    三十八、   
    ◆思考和讨论
    1、 物体的沉浮跟它的轻重有关吗?
    2、 物体的沉浮跟它的体积大小有关吗?

    3、用大小不同的物体进行比较,看不出物体的轻重对沉浮的影响;这是什么原因呢?
    4、用轻重不同的物体进行比较,看不出物体的大小对沉浮的影响;这是什么原因呢?
    三十九、思考这一活动结构的意义
    ·第一次活动 —— 与大小无关
    ·第二次活动 —— 与轻重无关
    ·第三次活动 —— 与大小有关
    ·第四次活动 —— 与轻重有关
           在四次活动基础上进行
                   思考和讨论(见上页)
    四十、后续的活动和后续的课
    ·改变物体的沉浮
    ·马铃薯是沉的还是浮的
    ·造一艘小船
    四十一、动物单元 与校外观察研究活动的结构联系
    寻访小动物 ————    
    蜗牛 ———————
    蜗牛和蝗虫 ————
    蚂蚁 ———————
    我的观察研究 ———
    四十二、关于单元结构
    四十三、科学教材编写需要解决的难题
    ·综合不同领域的教学内容与教学目标的问题
    ·提高教与学的效率的问题
    ·普适性问题
    四十四、是 1+1>2 ,还是 1+1=2 
    还是 1+1<2  ?
    ·十几年来,我一直在思考研究我们所设计的,让孩子们参与的教学活动的意义。
    ·现在,我仍然提出这一建议,并提出了更高的要求:不仅需要思考某个活动的意义,还要思考活动与活动之间的结构,努力赋予教学活动以更高的价值; 
    四十五、关于结构和结构中的
                   内容、目标的认识
    ·对结构的了解,对结构的研究认识往往被我们习惯性地忽略。
    ·科学教材的教学内容与教学目标有一部分是蕴涵在结构中的。
    ·只有在内容或活动的前后左右的联系的研究中才能发现,在内容之间,活动之间的相互作用中才反映出来。(完)


作者:教育科学出版社《科学》教材编写者:浙江省特级教师——章鼎儿