生活对学生学习科学的影响

何明祥

摘 要：科学是研究各种自然现象及其规律的学问，每个人都会有关于自然的感受、体验甚至解释，因此学生对科学的学习始于他们在生活实践中对自然界的认识。教学中必须关注学生已有认知对科学学习的影响，引导学生认识已有认知和经验的局限性，才能帮助学生顺利完成对科学知识的建构。

关键词：教学起点；知识构建；教学与生活；前概念；学生主体

大家知道，科学是研究各种自然现象，寻找它们产生、发展的原因和规律的学问，因此总是与人们的生活、生产存在密切联系。也因此，我们每个人自来到这个世界伊始，面对的就是一个对其而言完全未知的科学世界，而在其后天的成长历程中，通过各种感官会不断地获得对这个世界的感受和体验，并试图弄清其中的原因和规律。所以说，即便是婴儿也是积极的科学学习者。不是吗，一个人一旦学会说话，就会有问不完的“是什么”，而知道了“是什么”之后，又会没完没了地问 “为什么”。一旦他们得不到满意的答案时（很多时候是这样），就会自己去尝试做出认为合理的解释。这其实是人类的一种本能，是进化的结果，因为对自然环境的认知有利于人类的生存。

而从个体知识建构的角度讲，这些感知、体验以及在思考后形成的看似合理的自我解释，无疑应该成为科学教学的起点。正因为如此，在《义务教育初中科学课程标准（2011年版）》（以下简称《标准》）的教学建议中明确提出：学生对科学知识的学习始于他们在生活实践中对自然界的认识，而不是单纯对书本知识的记忆和接受；应该关注学生的已有认知对科学学习的影响，借助各种教育资源，引导学生认识已有认知和经验的局限性，帮助学生理解科学知识，学习科学方法，培养科学态度[1]。所以，“从生活走进科学，由科学回归社会”应该是科学教学的基本路径。

《标准》可以说是字字珠玑，相信大部分科学教师都会去认真研读，并在各种培训中聆听过相关专家的解读。然而知道不等于认同，认同不等于会用，能否合理地运用更多的取决于教师的智慧，这种智慧就是对学生生活经验以及由此可能带来的认知与思维习惯、路径等的全方位判断与把握能力。但从日常课堂教学状况来看，许多教师的课堂教学离《标准》的这一要求显然还有很大的差距，其产生的后果已经在近年来的学业评价中得到了体现，而浙江省嘉兴市2014年学业考试科学卷第13题的评价结果体现得尤为典型。

题目：如图1所示为一倾斜的平面镜，当你走向平面镜时，下列描述符合事实的是（ ）

A.镜中的像变大

B.通过平面镜观察到的视野变大

C.镜中的像将远离你

D.像与你的连线与镜面不垂直

命题组对本题的预测难度为0.67，但实际测试结果仅为0.42，而其中错选A的为28.6%，错选D的为24.9%。如果刨去选择题不可避免的猜测与运气成分，真正掌握而答对的考生应该会低于4成。这一结果实在出乎大家的意料。

每个人（甚而包括各种动物）第一眼看到镜子时总会充满好奇，而正值青春期的中学生更是每天都会揽镜自照，故本题呈现的无疑是一个学生极为熟悉的生活情境。而从知识角度讲，平面镜成像又是光学中的基础部分，许多教师在上课时都会用如图2所示的两支蜡烛和一块玻璃板来演示平面镜成像的特点，再通过作光路图从成像原理上做出解释。大量的生活体验，加上看似十分到位的教学安排，当然还少不了后续的大量训练，但最后得分率为何如此之低？这是很值得大家思考和玩味的一个问题。

本题的正确选项“B. 通过平面镜观察到的视野变大”，这在日常观察中是不难获得的认知。科学的重要特征是讲求实证，因此无论是科学研究还是科学学习，都十分强调观察和实验的重要性，科学教材开篇就专门安排一节有关科学观察的内容，明确指出“观察是重要的科学研究方法，也是我们学习科学的重要方式”，进而提出观察的方法、要求等。但是，教师只是强调了课堂中的科学观察，很少会要求学生把它延伸到课堂外，而课堂外对生活、对自然的观察恰恰是科学观察的基础。课堂上，在平面镜成像实验中，对于物与像等大、与镜面等距、连线与镜面垂直等平面镜成像特点，都是在实验基础上通过仔细观察才能得出，但通常，实验一结束、结论一得出，观察也就此结束。学生回到现实生活中，面对平面镜的时候眼中却不再会有一丝“观察”的光芒。于是，每天的揽镜自照，眼光只是聚焦于自己的容颜，即便凑近镜面也只是为了更仔细地端详而已，根本就不会去关注此时平面镜中的视野大小有何变化。此刻的“照镜子”已经远离科学中的“观察”了。看来，不仅是在知识上，在方法要求上，课内与课外、学习和生活两张皮的状况同样是当下科学教学的严重问题。

再来重点分析错选的原因。

错选“A.镜中的像变大”的学生达到28.6%，这恐怕是令老师们最觉得不可思议的一个结果，甚至是会让老师们大动肝火的一种错误。由于“近大远小”的实际视觉体验而带来的有关平面镜成像的错误认知极为顽固，老师们对此都有充分的认识。于是在教学中总会在这个问题上大费周章，又是实验探究（如图2所示），又是理论分析，又是强化训练，然而学生总是在这个问题上不断犯错，学生与教师在犯错与纠错中不断地轮回。是的，通过实验学生亲眼看到了镜中的像与物始终等大，理论上分析也不难理解，但最后为何还是有那么多的学生在同样的地方一次次跌倒？其实这并不难理解，课堂中的实验给予学生的科学观察和体验仅此一次，而学生来自生活的错误“观察”和体验却随时在发生，反复的强化使得这种错误的体验在头脑中变得根深蒂固。这种现象在科学学习中十分普遍，其实科学学习的很多难点都是源于这种在生活体验中所形成的错误的前概念。相反，“C. 镜中的像将远离你”由于没有这种来自生活的错误体验的干扰，学生几乎不会犯错。

至于有24.9%的考生错选“D. 像与你的连线与镜面不垂直”，倒并没有出乎意料，其实命题组之所以预测本题难度为0.67（按学业水平考试要求属偏难题），主要是考虑到了如下原因：试题情境中的平面镜是倾斜的（尽管这在生活中很常见），而教学中老师实验演示的总是竖直的，而且会反复强调实验“成功”的关键之一是玻璃板必须垂直桌面，既不会去给学生拓展演示镜面倾斜的情况（不是不能做，只是操作难度大），也不会对这个问题做理论上的变式分析。缺少变式与迁移，再加上教学与生活的分离，使得学生在面对试题中的倾斜平面镜时，对平面镜成像基本规律的判断自然会出现莫名的困惑。如此学习显得过于机械和僵化，显然是无法培养学生的高品质智慧的。

其实，类似这样的问题同样反映在浙江省嘉兴市2014年学业考试科学卷的第15题中，但本题是从另一角度说明了生活之于科学学习的重要性。

题目：今年5月4日（农历四月初六）晚，太阳系的“大个子”——木星与月亮距离达到最近，上演了一幕“木星合月”的美景。木星合月时，我们可以看到的景象为（ ）

其中有29.7%的学生错选B。从评价结果看，尽管学生大多能够区分原本颇为抽象的上弦月与下弦月，因为错选C（月相为下弦月）的仅为13.2%，但却弄不清月球与木星在地球上可看见的大小，这除了理解能力欠缺外，更重要的原因在于学生在平时的生活及学习中缺少抬头仰望星空的机会。

基于以上分析，结合平时大量的课堂观察，不难看出在我们的科学教学中，缺少对学生生活经验以及由此带来的各种相关认知与思维的观照，是导致教学低效甚至无效的一个重要原因，其背后所反映的依然是对学生这一教学主体的地位不够重视。在许多教师心目中，教材的地位远高于学生的地位，致使教学设计中只关注教什么，而不考虑怎么教，更不考虑怎么学。教材只是一种教学资源，而学生是一切教学活动的主体，是一种更加重要的教学资源，所以在进行教学设计时，不仅要分析教材，更需要分析学情。但很多教师的学情分析仅限于“前面已经学过了什么？”这对科学教学而言是远远不够的。“已经学过什么”甚至不是最主要的学情，因为科学源于生活，学生的头脑中总是充斥着大量与科学有关的前概念，由于前概念是直接来自学生生活的“真实”的反复观察、体验所得，而科学的概念常需在受控条件下才能获得，所以这种前概念不但非常顽固，而且总是存在一定缺陷。当学生在同样的问题上反复犯错时，通常就是由于受到前概念的干扰。因此，很多时候，正是因为学生知道一些事情而不是什么都不知道，才造成了学习的障碍，这种障碍往往就是科学教学的难点所在[2]。但奇怪的是，教师一边在漠视学生的生活体验，一边却在抱怨学生缺乏生活。

所谓突出学生的主体地位，最根本的其实就是要做到想学生所想，思学生所思。分析学生在生活中怎样体验世界、怎样认识世界、怎样在思考中构建知识[3]，揣摩学生的困难在哪里，并知道如何利用学生的生活经验，调动学生的思维，激发学生的兴趣，去帮助学生突破各种难点。所以在课堂中一定要多分析生活中的常见问题，多探究生活中的隐含问题，多解决生活中的实际问题，多讨论生活中的热点问题，真正体现“身边科学”的理念。

还是奥苏伯尔的那句话：“假如让我把全部教育心理学仅仅归纳为一条原理的话，那么，我将一言以蔽之：影响学习的唯一重要的因素就是学生已经知道了什么，要探明这一点，并应据此进行教学。”而这对于科学学科尤为重要。

参考文献：

[1] 中华人民共和国教育部.义务教育初中科学课程标准（2011年版）[S]. 北京：北京师范大学出版社 2011：52.

[2] 国家研究理事会.美国国家科学教育标准[S]. 北京：科学技术出版社，1999：12 .

[3] M.苏珊娜·多诺万.学生是如何学习的——课堂中的科学[M]. 桂林：广西师范大学出版社 ，2011：32.