为什么要学科学？——让中小学科学课上得更“科学”

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为什么要学科学？——让中小学科学课上得更“科学”

2017-10-13 鲁白守望新教育

［过一种幸福完整的教育生活］

［科学教育大家谈］

为什么要学科学？

让中小学科学课上得更“科学”

作者｜佚名｜晓林等

1. 科学能解决儿童感兴趣的问题

儿童和成人在探究自然世界方面都有天生的兴趣。在科学学习中，儿童学习自然知识，发展问题解决能力，因而，科学为满足儿童与生俱来的好奇心提供了机会。

提出问题有利于培养儿童的洞察力，使他们更好地理解周围的环境，但儿童往往不能作出很好的口头表达。教师可以引导儿童观察物体，操作物体，观察他们操作后得到的结果。儿童在观察操作过程中，要与教师或同学进行交流。这样，儿童可以学到关于周围世界的很多知识。

2. 科学能培养学生的科学素质

儿童应该学习科学的另一个原因是要培养他们的科学素质。作为一名教师，必须要使儿童为适应不断变化的世界做好准备。科学和技术的进步已经戏剧性地改变了我们对宇宙的理解。几乎每天都有新产品和程序被发明或发现，它们为人类带来巨大利益的同时也带来了新的社会需求。一些困扰人们的问题和争论——健康和老龄化、生物技术、计算机技术、交通、通讯、福利、平等——越来越需要创新思维和同情心。

21世纪需要更多在科学、卫生保健和技术方面受过特殊训练的人。有些学生可能将会在科学、卫生保健和技术领域工作。但是，所有学生都必须具有科学素质，才能够在认识问题，作出解决方案，为地方、州、国家及全球问题作出有见识的决策中发挥积极的作用。

科学素质要求人们对自然世界、人造世界以及一些科学概念的理解拥有持久的兴趣；要求人们理解科学知识是怎样产生、被检验以及被运用的；它需要人们对科学怎样影响社会进行永久的关注。《国家科学教育标准》指出，“终身的科学素质始于幼年时期建立并形成的理解、态度以及价值观。”（第114页）

3. 科学能够与其他学科联系起来

科学对于儿童来说，是极为有趣、极能调动学习动机的，特别是活动性的、与日常生活相关联的科学活动。因此，将科学与其他学科相联系，极大地丰富了课程内容。例如，科学可以发展学生的语言极能；越多科学传记，包括女科学家和少数民族科学家的传记，可以得到很多灵感；关于特定主题如磁铁、天气、事物工作原理等科普书籍，既有趣又有很大的信息量，也很有意义；儿童文学中也有很多有关科学的主题。

科学写作、提炼研究程序、整理探究的每个步骤都能有效地提高探究能力和写作能力。坚持记科学日志、记录数据、绘制图表也将科学与写作很自然地联系起来。

学习科学时，学生可以应用和练习他们的数学能力——如测量、计数、估算，把数据整理成表格、制作和解释图表。

科学也可以与社会、美术、音乐及其他学科紧密结合。

儿童为什么要学习科学？总而言之，儿童具有天生的好奇心，对日常生活中的现象具有极高的兴趣，从初始年级开始，科学满足儿童的好奇心，帮助儿童学习相关的科学知识，发展他们研究和理解周围世界的必要技能。再者，较早地接触科学，对于21世纪日益受到重视的教学目标——科学素质的培养来说是极为重要的。另外，科学为学校课程中的阅读和语言、数学、社会及其他重要的学科起着支撑作用。

为什么要学科学？

作者｜佚名

科学的定义主要包含：科学知识、科学思维方法、科学态度。，

将“科学知识原理”转化为趣味性、游戏化、生活化的课程，深入浅出，将科学知识还原为最浅显的生活原理，最深层次激发孩子的联想，培养和建立能力素质。

思维是一个人能力水平的体现，决定着孩子将来事业的发展。纵观国内外商界、政界的领袖，都有一个显著的特点，那就是他们都拥有非常卓越的思维能力，“分析问题”和“处理问题”是他们的拿手好戏。人的成功除了能力以外，更重要的是思维方式。

孩子学习科学的目的，除了开拓视野，更重要的就是培养他们科学的思维方式。经过科学家研究证实，3-10岁这个阶段，不仅是孩子智力的高发期（8岁前将完成80%的智力发育），更是孩子建立思维、养成习惯的黄金时期。一个人的思维和习惯是从小养成的，而一旦养成，孩子将终生受益，让他们今后的学习工作更有效率，头脑更加灵活，能像领袖们一样去分析问题和解决问题。

对于孩子思维的发展，主要分为“运动思维”（3岁以前）、“形象思维”、“抽象逻辑思维”三个阶段。对于不同年龄的孩子，有不同的训练侧重点，在课程设计和引导方式上也有明显区别。另外通过孩子动手实验，不仅满足他们贪玩好动的天性，更在实验的“观察—假设—实验—结论”的完整过程中，养成正确的学习习惯。

我们通过科学教育、科学实验的部分，再加上老师引导的部分，让孩子建立重要的未来竞争力，这是我们希望给孩子的内容。科学包罗万象，科学教育的目的，就是通过科学去活化我们下一代人的思维。这才是科学带给孩子最重要的东西，也是我们国家提倡“科教兴国”的真正意义所在，

我们都希望孩子从小就具备很强的未来竞争力，同时又不希望给孩子压力，而“科学”对于孩子来讲，是神奇的未知领域，好玩的科学实验会深深的吸引他们，从小培养起爱科学的兴趣和志向。

如何让中小学科学课上得更“科学”

作者｜晓林

今年秋季开始，我国小学科学课程起始年级调整为一年级，原则上小学一、二年级每周的科学课不少于1课时，三至六年级的课时数保持不变。新的调整展现了我国对科学教育的重视日益提升。

不仅在我国，世界各国的科学教育都受到教育界以及学生和家长越来越多的关注。从科学课程的保障系统看，美国在1993年至2013年间，出台了5部关于科学教育课程的法律法规。英国政府每隔3至5年，就对科学教育课程标准进行修订和调整。澳大利亚教育协会则提出了科学课程的优先行动计划。1988年，英国为义务教育阶段学生开设的国家统一课程中，数学、英语、科学并列成为核心课程，而其他课程则为基础课程。在德国，科学课同样与语文、数学并列为小学的3门核心课程，从小学一年级起就开设，而且其课程内容非常广泛，涉及地理、社会、经济学、生物学和自然科学等，由此可见各国政府对中小学科学教育的重视程度。尽管各个国家的课程标准在具体表述和实施上各具特色，但他们都把科学教育贯穿于基础教育阶段，从而确保了科学教育的连贯性。

科学课不仅仅是一门课程，它还关乎学生思维习惯和科学精神的培养。从某种层面看，科学精神应该是贯穿人一生的基本素养。

何为科学精神？对此，亚里士多德谈及科学的诞生时，提出了三个条件，第一个条件是“惊奇”，第二个条件是“闲暇”，第三个条件是“自由”。其中，惊奇作为人之本性，首先意味着热爱这个世界，并深信他们栖居的这片土地有着美，有着万物之灵。自由则意味着思维的开阔，可以突破业已存在的解释世界的固定范式，希望用自己的思维建构对世界的理解。闲暇是以一颗充实的心去期待发现，同时也是一种无法言传的愉悦状态，并因此发现世界。

如此看来，科学精神并非空洞乏味的口号，而是一种催人奋进、助力创新的强大力量。随着后工业时代的到来，创新驱动发展已经成为国家战略，公民素质的高低，既决定了个人的就业能力、创新能力、创业能力，也关系着国家科技创新能力的进步，影响着经济社会的发展。面对创新乏力等诸多困扰科学发展的重大问题，中国比以往更迫切地呼唤科学精神的勃发。然而与发达国家相比，我国中小学的科学教育存在着看多做少、探究不足、资源缺乏等诸多问题，在一些学校，科学课甚至一学期上不了几节，沦为“副科中的副科”。

可以说，目前我国在全民科学素质方面还有很大的提升空间，尤其是义务教育阶段面向未成年人的科学教育，应对提高国民科学素质起着根本性的基础作用。站在这样的高度，学校在推动科学课建设时，要树立起危机意识和责任意识。

在具体实践中，要让课程设置体现出“务实”的新导向，更加重视培养孩子的创新能力、动手操作和实践能力。在教学方法上，科学课需要的不是死记硬背，而是自主、合作和探究，教会孩子提出问题、思考问题、解决问题，这对教师的教学能力、学校的评价机制都提出了新的要求。毋庸置疑，在新的学期，让科学课上得更“科学”，将是我国中小学教育者面临的最重要的命题之一。

（本文原载于《光明日报》2017年9月20日15版，获授权转发）

延伸阅读——

►《知识分子》联合主编、清华大学教授鲁白

我今天主要想讲两个问题，第一个是为什么要学科学，第二个是《科学队长》为什么要让科学家来讲科学。

为什么要学科学？小孩子要学科学，大人也要学科学，为什么？这要从教育的根本目的说起。现代的教育理念已经不仅仅是传授知识，还要发展技能、培养正确的价值观，这是所谓教育的三大支柱，即知识、技能以及价值观。今天，我想加一条，那就是修养。

什么是修养？我想将自己的一段亲身经历跟大家分享一下。我有两个孩子，老大是儿子。他在上小学的时候非常调皮捣蛋，上课不认真，经常开小差，不仅自己不听老师的讲课，还要影响别人，总是打岔，使别的同学也不能好好上课。有一次他甚至用一个削尖的铅笔捅前面的同学，是不是很调皮捣蛋？

那次老师、校长把我叫到学校，说你这个孩子问题严重，不仅自己不专心听课，而且还影响他人，甚至做出危险的动作，所以你们家长一定要严加管教，好好教育孩子。

我后来思前想后，做了很多调查，也跟孩子讨论。最后，我觉得可能要给他换一个学习环境，当时他是在美国马里兰州的小学读书，到中学我就将他送进了一所私立学校。几个礼拜以后，有一次我跟他说，“How are you？（你好吗？）”，他说“I am well, and you？（我很好，你呢？）”。这让我觉得他完全变了一个人，不再是个调皮捣蛋的小孩，而是相当有礼貌、说话得体的一个学生了。

我问他，“你这个是从哪里学来的？”，他说老师教的，这让我感觉到了这所学校的不同。所以，我决定走访学校，跟老师、校长交流。我问他的老师：“你们是怎么教小孩子的，你们教育的理念又是什么？”老师告诉我，他们的教育方式跟其它学校非常不一样的一点是，他们非常注重提升孩子的修养。原来，该校的每一位老师除了教课，还必须做一项体育运动的教练，每一位在校生每天下午一定要参加体育活动，而且是团队运动（team sports）。通过体育活动，可以培养学生的团队精神。这个过程有一定的竞争性，学校注重的是参与的过程，而非输赢，使学生“胜不骄败不馁”，能够输得起，也赢得起。学生们就算输，也要输得有尊严。

我听了以后，觉得这所学校的教育非常有特色，所以我便有了进一步探索的兴趣。反观中国，其实很多家长会让小孩子学音乐、学艺术、学体育，但不是很清楚为什么要学这些。其实，在这些学习的过程中，孩子们除了收获知识、技能，培养了有益的价值观，还有一个重要的成分，那就是提升修养。我们的社会越来越进步，我们正在进入一个现代文明的时代，我们希望下一代不仅具有知识、技能及正确的价值观，还要有相当好的修养，能够欣赏人类创造的文明，人类历史遗留下来的各种各样的财富，包括音乐、艺术，体育。当然，也包括科学。

科学不仅仅是指我们所要了解的科学知识，也不仅仅是那些实验技能，以及科学思维方式、批判精神、方法论，等等。更重要的是科学其实是一种生活方式，是我们的一种修养。

我们为什么要请像刘颖老师这样的科学家来讲科学？因为，在学校老师传授科学的基础上，我们还要对课堂教学做一个补充。

我仍想从我个人的经历谈起，分享一下我的体会。我的儿子从普林斯顿大学毕业，现在在读研究生，而我的女儿是在中国上的初中和高中，然后考上了美国的布朗大学，现在正读本科。他们都对科学有兴趣，甚至他们都有意向要做神经科学，从事神经科学的研究和教学。

可能大家会认为这是出于我对他们的影响，非常希望他们能够做神经科学，其实并不是。他们中学、小学的教育还算成功，但是他们今后走什么路，完全应由他们自己决定，而非我逼着他们进行选择。

我们作为家长其实没有权利来决定我们的下一代到底要做什么，我自己的小孩之所以能够走上喜欢科学的路，从家长的角度，我可能做了两件事：第一件事，我会尽可能地创造各种各样的条件，帮助他们发现兴趣所在。随后，鼓励他们去发展这方面的兴趣，进而使他们意识到“我的兴趣确实在转化成追求”。最后，这种追求可能转化成一种事业。所以，家长应努力开发孩子们的兴趣，支持他们做自己喜欢做的事情，而不是为了就业或者赚钱，做自己不喜欢的事。第二件事，我经常跟孩子们说，你必须要做一个跟其他人不一样的孩子，你必须要做出一些与众不同的、独特的事情。

我举两个例子，我女儿在很小的时候就开始问各种各样的问题，有时候让我们都觉得有点不耐烦了。她很小的时候就问我：“我们为什么能看见东西”？我说，因为我们有眼睛。“有眼睛就能看到东西吗？那眼睛后面是什么东西？把眼睛装在洋娃娃上面，洋娃娃为什么看不见东西？”她继续追问。我说，眼睛后面有神经，神经连着大脑，可以解读外面是什么东西。“你怎么知道脑子能解读外面的东西？”为解答这个问题，我带她来到我工作单位里的影像学实验室，通过核磁共振成像（MRI）实验告诉她：当人看见某种东西的时候，大脑的某一部分会“亮”起来，这样她也有了一些直观的感受。

此外，我还同她一起读书、向她介绍书，以及让她参观实验室，参加夏令营，通过夏令营活动主动参与科学研究、科学实验。她在一位北大教授的实验室做了暑期研究，她的研究成果为她赢得了著名的美国“英特尔科学奖”。这个过程就是逐渐开发她兴趣，并鼓励她自己走近科学的过程。

除了开发孩子的兴趣，我还鼓励他们做独特的事情。这里我再举一个例子。有一次，我开车带着我儿子出门，期间需要加油，临近的加油站显示每加仑汽油2块5毛钱。我儿子说，他学校附近的加油站只要2块3毛钱，他建议我们开到那边去加油。

我说，开到你的学校要多长时间？开车来回又需要花多少油钱？考虑到我的时薪和你按照美国人最低社会补贴计算的时间成本，假如多花半小时又相当于损失多少钱？这么一算，就不划算了。还有，这样不仅浪费时间和金钱，而且会对环境造成影响，因为车开得多了，排放的废气就多了。

于是，他设计了20个问题，例如“从A点到B点走高速公路还是普通公路？”“如果一家加油站非常便宜，但排队需要很长时间，要不要排队？”等等，发给同学的家长做调查问卷，通过收集家长的反馈，他发现大多数家长都不知道什么是最省油、省钱的方法，也不知道省油和保护环境的关系。

最后，他把这个调查的结果写成一篇文章发表在网上，产生了很好的影响，也得到了学校甚至社会的认可。这件事情是他做过的与周围同学不一样的、非常独特的事情。而他在申请大学的材料中，有六件类似这样非常独特的事情，这就使得他跟其他申请人显得不一样。其实社会也是这样子，假使每个人都有自己的特点，都做出了跟他人不一样的事情，这个社会就会变得非常丰富而有趣。

最后，我们再来探讨为什么要请科学家来讲科学。首先，从事科学研究、科学发现的过程，往往既有失败、又有成功，其间跌宕起伏，非常有趣。当科学家在讲科学课的时候，他们一定会把科学发现的过程，以及科学家从事科学的艰难挫折、快乐幸福等全部带给学生，学生借此感受到的科学也一定是一种不一样的科学。

另外，科学家们讲求的是原创研究。也就是说，科学当中只有第一，没有第二。科学一直讲求研究的独特性，自己的发现要与他人的不一样。可以说，科学家是最讲求独特性的一个群体，他们一定会通过授课把这种思想和观念，传递给我们的下一代，也就是要做一个独特的、与众不同的人。

我们请科学家来讲我们的科学课，是希望孩子们在非常小的时候就可以经常感受到科学的趣味性。同时，这并不是要每一个孩子都成为科学家，而是在孩子们听科学家讲课的过程当中，开发孩子们对某一些事物的兴趣，并走出一条独特的人生之路。

谢谢大家。

►小学生们在《科学队长》“科学第一课”活动上动手做实验

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