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挑战学生和被学生挑战-科学论文挑战学生和被学生挑战 童海云 刘 洋 针对昼夜交替现象一课，我们不仅调查了五、六年级学生对昼夜交替现象的原有认知（相关文章见本刊2014年第二期、第三期），并在此基础上对教学活动进行了设计。该课教学设计强调了促进学生深层学习，让学生成为真正的学习者，在学生积极地对自我经验进行组织、发展、批判和论证的过程中，寻求更有效的方法和原理，对昼夜交替现象进行进一步的解释。 让学生成为真正的学习者，会使我们在教学中面临诸多挑战。比如，我们如何让每个学生在课堂教学中真正有所收获，获得发展；我们如何把思考的权利交给每个学生，同时又让他们有效思考；我们如何将探索的行事权转给学生，同时又坚持概念理解的方向；我们如何让探索与思考不被40分钟的规定时间所羁绊在种种挑战中，最大的挑战莫过于我们究竟有没有胸怀和智慧来面对儿童有时迟钝、蜗行、迷茫，甚至在成人看来无效的探索。 科学实践带来课堂教学的变革，这种变革可能是渐近式微的，但我们认为有两个重要的解放：一是将我们从僵化的探究程序中解放出来，我们完全可以以一种更为从容、更为灵动的方式来选择探究活动的重点和难点；二是将我们从孤岛式的多种探究方法中解放出来，我们可以更为坚定、更具标靶地将思考、探究和论证结合起来。 这两种解放有助于我们将上述的挑战变为机遇。当然，挑战自己的同时就是挑战学生，挑战学生的同时也将被学生所挑战。在整个磨课过程中，我们面临过哪些主要挑战呢？ 一、变调查为调动 在磨课之初，我们在如何对待儿童的原有认知上就有两条教学技术路线。一是进行简单的调查：口头调查、小组调查或课前调查，然后选择性地呈现几种代表性观点，这样做可以大大简化教学过程。二是进行真实调查：书面调查，且面向每个学生。我们深知儿童原有认知的复杂性，这些认知会受到经验、情境、知觉特点、思维水平等诸多因素的影响，是包含着多种认知水平的混合。 简单调查学生的原有认知，在磨课的前一阶段就被否决了。这种调查无法真正触动学生，他们只是配合性地说出几种想法，然后就陷入无参与感的实验、讨论、游戏中，思维投入不够。用几个学生课后访谈中的话来说，就是“无味”、“不好玩”、“我不知道我在干什么”、“我的想法并不是他们哪几个人的想法”。 学生的反应对我们是一种深深的触动。我们要进行真实的调查，并要将调查变为对儿童原有认知的调动，就需要挑战学生和被学生挑战。 1让每个学生写出自己的想法并明确自己真实的想法 原认知调查方法中，图文结合的方式有助于儿童写出自己真实的想法。科学实践中，图示法也是一种重要的解释模型，是儿童建构科学解释的基础。正因为儿童的想法如此重要，所以他们想法的真实性就更加重要。我们用什么方法才能了解到学生真实的想法呢？我们决定，在一开始让学生解释昼夜交替的成因时，要求他们不仅要用图画文字表达出来，还要完成一个梳理表格，让他们在梳理观点中确认自己真实的想法。 2让少数派的想法成为珍贵的认知反思的“镜面” 让学生学习思考，必先让其独立思考。这时教师要接纳所有可能的思考，只有这样，学生才会成为思想者。学生中少数派的想法不仅应得到尊重，而且它是认知发展的重要源泉。在概念转变的研究中，认知学派认为认知冲突是概念转变最重要的基础和基本的形式。少数派的意见虽不一定会构成认知冲突，但一定会形成珍贵的认知反思的“镜面”，可以让每个学生知道还有一些人的想法与我们不同。所以，学生此时面临的挑战是，我们该不该接纳别人不同于自己的想法？对一些看似错误的想法又该如何对待？在磨课初期，当有学生说出“太阳绕地球”转时，确有少部分学生发出了嘲笑声。学生的这种行为，也挑战了我们，我们该如何让学生尊重别人的想法呢？正是从这一点出发，在后面的磨课过程中，“对昼交交替成因的每一种猜测是没有对错的。”“每个人的想法都应尊重，每个人的想法都很珍贵。”成为教师的必讲话语，同时，一个较为开放的梳理表格也成为重要的支持工具。在表格中加入“月球的因素”，不仅是因为学生原有认知中有这个因素，更重要的是它能够帮助我们在教学实践中调动学生，使他们成为真正的学习者。在磨课过程中，在学生进行研讨的过程中，月球的运动与昼夜交替是否有关，都是学生自发论证的重要话题。 3让个体的想法组织化呈现 学习科学的研究表明，将思维外化和表达，有助于学生更深层地思考，同样也有利于与他人的学习和交流。学生外化自己的想法，如果仅是供自己使用，还不能产生更大的社会交互价值。所以，挑战学生的是，如何将你的想法向别人又快又清晰地传达？图示和表格起到了这个作用，我们也希望这样的方式会逐渐变成他们以后进行公共交流时的一种自觉的表达方式。同样，被学生挑战的是，教师如何在比较短的时间内，让每个学生都可以将想法组织化呈现？在磨课过程中，对梳理表格的呈现方式，我们试过让学生画圆点、画“”、涂色、贴色点等，最终还是觉得画“”的方法最快、最简洁、最有效。 在调查学生的原有认知活动中，只有调查学生的真实认知才有价值，只有将真实的认知有效地加以组织，才能在后续的学习中发挥连续的交互作用，因此变“调查”为“调动”很有必要。 二、变求果为求证 在我们的研究团队中，对于这节课是否让学生真正认识到昼夜交替现象的原因这一问题上，存在多种意见。两种典型的意见是：要有明确的答案，因为“一课一得”；可以没有明确的答案，因为“探究本来如此”。求果和求证是两种意见的分歧所在。 求果其实并不容易。让学生做模拟实验，然后补充文字资料，然后加上动漫演示，然后再总结出最终结论。教学实践中，教师既要不断地组织学生进行模拟实验，用文字资料来否决模拟实验中一些认识，又要用动漫来强化学生的认识，难免成为一个在讲台和学生中间“上窜下跳的猴子”。学生呢，才从模拟实验中找到了令自己兴奋的解释，很快就被老师提供的资料无情地封杀了，成了被教师有心无心“耍来耍去的猴子”。 求证也不容易。挑战学生的是，你真的能严格地做模拟实验来检测自己的想法吗？你寻找什么证据来支持自己的想法？你找到的证据是唯一的还是有其他可能性？我们在磨课过程中就发现，学生只要一接触到实验材料，就马上变得不兴奋，做实验也变得很随意。比如有的学生本认为昼夜交替与月球无关，他们也会使用模拟月球的材料绕来绕去玩上一阵子。 相比而言，比模拟实验中学生行为不受控更加挑战我们的是，如何增强学生的证据意识？如何让学生对证据有一些认识和评价？如何让学生真正体会到科学家的求证过程？ 天文学家是一群仰望星空的人，笃信“宇宙是一族可被我们发现并理解的合理的定律所制约”（史蒂芬霍金）。天文学家又是一群脚踏实地的研究者，是一些可以长年累月做一些枯燥研究的人，如哈勃为获取尽可能清晰的星系光谱，迫不得已用自己的肩膀顶起巨大的镜筒，人们调侃他是“一只冻僵了的猴子”。而我们更相信，“建立假说求证论证”是天文学家的基本工作范式。求证，可能是漫长而曲折的。 因此，为了支持学生深入地开展求证活动，我们没有让学生进行所谓开放的活动（比如又实验，又查阅资料，又推理判断）。为了让学生个体的观点得到检视，我们让学生在同伴的协助和监督下，严格按自己的想法进行模拟实验。为了让证据得以显现，我们在地球仪上标注了可供观察的红点。在磨课的后段，我们为了让学生的实验行为更为有效，又将模拟实验指南印在记录单上，让学生随时监控自己的求证活动。 求果和求证，并不是矛盾的两极，求证是为了更好地求果，不能因为求果而简化求证。 三、变汇报为论证 认知科学的研究表明，儿童的经验、探究、科学知识、科学思维的发展是一系列相关联的扣链。科学的思考并不仅仅是关于逻辑的思考或者控制实验，相反，是一个建立、验证和发展理论模型的复杂过程。在这个过程中，科学知识及其生成是和评价证据紧密联系在一起的，因此，在科学实践的八种典型类型中，有基于证据的论证这一类型。论证就是在可靠数据之上形成自己的证据，利用他人的证据和评论来检视自己的观点或证据，为自己的解释进行辩护，以及与同行合作探寻所研究现象的最佳解释。 从教学实践中我们发现，无论是汇报还是论证，对学生而言都是具有挑战性的社会交互活动，对教师也同样是一种挑战。如何将教学中的汇报变为论证？对学生和教师的挑战又有哪些呢？ 我们在磨课过程中，在这一教学环节倍受煎熬。一是论证是一种专业对话，参与论证的人的相关知识水平越高，论证的质量也就越高。我们对借班上课的学生不熟悉，对学生的原有认知也只有粗略了解，所以学生以何水准参与论证无法估计。十次磨课，十次论证的质量不同，学生自发论证的方向也有所不同。二是论证是一种主动参与的活动。在与学生见面的过程中，我们只能在言语上强调学生要主动提问、主动质疑、主动回应、主动辩护，却很难有更多的激励手段。当然，我们也有了一些小的突破。 1要改善话语轮转的结构 汇报的典型话语轮转结构是“问一答一评”，即话语交换形式是从教师提问开始的（通常这个问题的答案是已经知道的或者确定了的），一个学生被叫起来回答，随后教师对该回答作出一个评价，这一系列的做法在于发现学生是否会提供教师所期待的答案。论证的话语轮转结构是“问一论一议”，即话语的交换从问开始就是多点交互的，多个学生的回答可以引发更多有价值的回应、争执或评议。 当然，我们也发现一些可行的策略。比如，让学生对他人的观点快速识别，有助于学生有准备地论证，班级记录表将几位学生的观点先行展示就起到了这样的作用。再如，为了使论证的话题更为集中，我们将班级记录表中观点的数量减少，控制在4种以下。又如，在论证中教师要及时记录学生论证中的观点，这有助于其他学生的回应和质疑。 话语权的开放，对学生的挑战是问得清晰、听得清楚、论得明白。对教师的挑战是对学生的话语要听得懂、抓得准、写得快。抓得准，就是教师应抓住学生话语中的主要意思或观点，写得快就是教师应用关键词、短语或其他符号快速记下学生有价值的看法或观点。磨课过程中，我们经常被学生表述不清的话语弄得晕头转向（比如一会说自转，一会又说转动，一会又说公转），导致教师要多次追问，但教师一旦追问，又往往会影响学生的清晰表达。因此，我们相信，将论证作为一个长期的培养目标，儿童一定会有更好的表达、更优质的思考。 2要改善评价的主体和重点内容 汇报中也有评价，评价的主体多为权威一方，所以其评价更集中反映在对观点的对错判断上。论证的主体应当是平等的多方，论证的实质在于有理有据，以理服人，其中评价重点是证据。 学生在争论中，往往会将其经验或阅读中的信息片断进行重组后表达，导致一种不宜提倡的论证谁说得越多，谁讲的就越有道理，而忽视了事实本身。比如，有一次磨课中，一个学生讲了一大段有关日心说的故事，其他学生就认为日心说是解释昼夜交替现象唯一正确的观点，连听课的老师也觉得这样的论证氛围好，却忽视了理论解释与事实证据之间的区别。所以，在支持学生流畅表达的同时，我们也应该让学生明析证据是什么。 评价证据，对学生的挑战是，如何在较短时间内找到对事实辨别的方法。为了帮助学生对此有所认识，我们在学生发表观点的时候，一般都会准备好三个球进行演示，让所有儿童都能集中观察一次，从而确定昼夜交替是否发生。当然，对教师的挑战就是要预估充分，材料备足，随时演示。 3要努力在较短时间内发展认知 科学论证与汇报的不同之处在于，汇报的目标是呈现和分享观点，论证的目标是寻找共识，发展观点。科学论证与法庭辩护不同的是，科学论证旨在拓展事实、发展观点，法庭辩护在于确认事实、捍卫立场。 在教学中，话语轮转结构的开放意味着时间成本的增加，证据的检测和评价也会增加时间，如何在有限的40分钟内让论证变成一种超越既定事实的认知发展或突破呢？这无疑对学生和教师都是一种挑战。 学习科学认为，认知的发展不仅包含知识的增量发展，而且包含知识的增质发展。认知的发展还应包含对知识产生过程的理解和反思，包含对知识产生背景的理解。如果认可这种观点，那么学生承认昼夜交替与月球转动无关，与太阳自转无关，认识到模拟实验的结果并不一定可靠，认识到日心说、地心说都能解释昼夜交替现象，这些难道不是他们在认知方面的发展？相比而言，如果这节课只是让学生知道地球自转产生了昼夜交替这一正确的结论，这难道不是一种温室里的苍白的正确结论吗？ 我们相信，发展了的认知一定是处在儿童认知发展的最近和最佳区域，一定是最走心的。认识到昼夜交替与月球转动无关，与太阳自转无关是知识的扎根盘实，认识到模拟实验的事实并不一定可靠是知识的升级扩展，认识到日心说、地心说都能解释昼夜交替是知识的积沉传承。 我们相信，真实的科学实践会催生真实的知识。真实的认知有时是难以在短时间内达成共识的，有时候会存在暂缓、困厄、搁置、模糊状态，而这种状态又将激发新的探索。 所以，从我们磨课的过程来看，在短时间内寻找最佳共识，对学生的挑战是学会关注、联系别人的观点并反思自己的观点。对教师的挑战是学会接纳学生所有（包含错误的）的观点和学会守望儿童的发展。 学生要学着把别人的观点和自己的观点联系起来。面对别人的观点，对自己的观点进行内省、反思，从而实现认知的自我超越。在磨课过程中，我们发现如果给学生机会，学生也会如我们预期的那样去关注、联系和发展自己的观点。一部分学生在重新思考昼夜成因时，有了一些令人欣喜的变化，能够利用班级论证的成果，重新发展自己的观点。 教师要接纳学生的错误，认识和守望他们的发展，