程红兵：科学实验课教什么？

时间： 2024-05-14 03:18     

如何上好一堂科学实验课？

来源 | 中国教师报

作者 | 程红兵 特级教师、上海金瑞学校校长

最近听了六年级的一节科学课，主题是观察动植物细胞，教师把教学目标定位在“学生能够学会制作临时装片的基本方法，实验能够使用显微镜观察制作的临时装片”。

整节课包括以下教学环节：第一，教师演示洋葱细胞临时装片制作过程，学生通过观察制作过程发现并提炼实验器材和实验步骤；第二，学生两人一组制作并完成装片；第三，教师带领学生复习显微镜使用方法，并发放显微镜，让学生观察临时装片；第四，教师呈现学生所观察到的细胞图形；第五，教师总结学生所观察的细胞差异及分析原因。

听完课之后我在想，科学实验课应该教什么？一方面教实验，包括操作实验、观察实验；另一方面教方法，教科学思维。一般教师在科学实验课上常常不会忽略前者，但常常会忽略教科学思维。本节课也是这样，前者的目标基本达成，后者虽然在这堂课所设置的目标中提到了制作方法，但只是制作临时装片的具体方法，在实验教学过程中没有充分体现更加上位的科学思维的培养。

那么，为什么要培养学生的科学思维？义务教育阶段的科学课程内容是十分有限的，不可能面面俱到，只是通过有限的教学时间和教学内容培养学生的科学思维能力、科学探究和实践能力。义务教育科学课程标准旗帜鲜明地指出，“以科学思维能力、科学探究和实践能力、科学态度与社会责任的培养为重点，促进学习能力、创新能力的发展，形成清晰和精准的科学课程目标”。

科学思维的含义到底是指什么？新课标对此进行了非常清晰的界定：科学思维是从科学的视角对客观事物的本质属性、内在规律及相互关系的认识方式，主要包括模型建构、推理论证、创新思维等。

模型建构体现在：以经验事实为基础，对客观事物进行抽象和概括，进而建构模型；运用模型分析、解释现象和数据，描述系统的结构、关系及变化过程。

推理论证体现在：基于证据与逻辑，运用分析与综合、比较与分类、归纳与演绎等思维方法，建立证据与解释之间的关系并提出合理见解。

创新思维体现在：从不同角度分析、思考问题，提出新颖且有价值的观点和解决问题的方法。

具体到这堂科学实验课，就有可以改进的地方。做实验、观察实验有几个要素不可或缺，用什么观察、观察什么、怎么观察、如何评估观察的效度、评价观察的作用与意义，这就是在做初步的抽象和概括，为建模打下基础。用什么观察是明确的，即用显微镜观察；观察什么则没有具体化，是细胞的结构还是其他，不明确；怎么观察，也没有细化，学生课堂实际操作过程中不少人不会调节显微镜；至于观察的意义丝毫没有提到，基于观察的意义才能审视观察本身目标的达成。

反观教师制定的课堂教学目标，还是不够具体清晰。用什么观察、观察什么、怎么观察、如何评估观察的实际效度、评价观察的作用与意义，这几个要素又是关于实验观察的科学思维认知，这个是可迁移的，即可以迁移到其他实验观察当中，由这一个实验的完成收获到这一类实验观察的科学方法论，否则就只能是学一个会一个，即个别化实验观察现象的逐个掌握。

这节课的最后，各组学生做出来的实验所观察到的效度是不一样的，本来这是很好的启发学生思维的机会，因为有差异就有思维的价值，教师应该组织学生讨论为什么会有各自的不同观察效度，进而引导学生反思之前的操作过程，找出其中的问题所在，以此促进学生的科学思维。

但在实际教学中，教师替代了学生反思，自己站出来总结，把大好的机会浪费了，而学生的错误是最好的教学资源，让学生自我反思实验操作中的问题，对他们今后开展实验具有积极意义。

义务教育科学课程是一门体现科学本质的综合性基础课程，具有实践性。课堂上，教师既要让学生探索自然、获得科学知识、解决科学问题，也要让学生学会反思。

来源 | 中国教师报

编辑 | 朱晨菲