二、探究式科學教育對學前兒童科學教育的啟示

  羅威爾的探究式科學教育使我們明確了：在探究式的科學教育中，何為概念和概念在教學目標與探究過程中的位置，尤其是它與事實性信息和知識的區別；我們了解到加方的教師在教學和學生探究的不同階段，是通過一系列的關鍵問題來引導學生的學習和促進學生的發展的；我們還了解到學生的學習成果是通過及時的、分層描述的指標、針對每一個學生進行的形成性評價，其目的是為了更好地改進教學和促進學生的發展。

  在幼兒園科學教育改革的過程中，人們在發現並認識到探究過程的重要性之後，在很長一段時間裡，我國幼教界的一些科學教育理論與實踐工作者認為：經歷探究過程比學習科學知識更重要，即「過程」比「結果」更重要。羅威爾教授的觀點提示我們：那是對探究式科學教育的誤解，這種觀點曾在20世紀60年代很流行。事實上，兒童[4]在探究式科學學習過程中，對科學及探究本質的理解、對探究方法的掌握和能力的提高，不會也不能脫離科學內容，兒童應該通過探究活動學習一些重要的科學概念。對科學概念的關注和研究也因此而成為當代科學教育的一個特點。在幼兒園階段，主題活動的開展帶來了幼兒生動活潑的學習局面，但與此同時，老師們忽視了對學科領域的本質特點和核心內容的關注，活動過於隨心所欲，缺乏深刻的思考和嚴謹的邏輯，缺失了對幼兒發展的一些核心價值的追求。因此，明晰幼兒階段概念形成的特點，探討科學領域核心概念的真正內涵，使學前兒童科學探究的主題和內容有明確而適宜的定位，有助於我們在幼兒園階段開展高質量的科學探究活動。

  （一）幼兒還不能掌握真正的科學概念

  幼兒階段有著天真幼稚的想法與「不夠科學」的概念。幼兒對周圍事物的認識和解釋以及所獲得的知識經驗受其原有經驗和思維水平的直接影響，具有「非科學性」的特點，被稱為「天真幼稚的理論」。

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  幼兒的原有經驗是他們認識事物的出發點和基礎。例如，幼兒的原有經驗是：種子泡在水裡能發芽、長大，他會由此形成新的解釋：小花瓣泡在水裡能長大。幼兒的原有經驗是：小朋友喝開水長得好，他會給菊花澆開水！

  幼兒還往往從主觀意願出發解釋事物，或賦予萬物以靈性（即泛靈論）。當我們問幼兒：「太陽會不會掉下來？」有的幼兒回答：「太陽不會掉下來，因為如果它掉下來，我們就會死了。」「為什麼有春夏秋冬？」，有的幼兒回答：「這是為了讓咱們換個天氣，因為太冷了，就把人給凍死了，太熱了就把農村的地乾死了。」「為什麼有白天和黑夜？」有的幼兒回答是：「白天得起來上幼兒園、上班，晚上得睡覺。」「因為只有一個太陽，一個月亮。它不能光照一個地方，還得去照別的地方。」幼兒對事物及其關係的解釋所具有的「人為的」和「萬物有靈論」的色彩，會一直延續到七八歲。他們相信每件東西都是由人所創造的，相信自然界的事物像他一樣，是有生命、意識、意圖和情感的。

  幼兒概念的形成經歷了一個緩慢的過程。以區分生物與非生物為例，最初，只要對人有用的物體，幼兒都認為是有生命的；接著是僅限於會移動的物體（如浮雲、汽車都被列入有生命的物體）；再後來是認為自發性移動的物體都是有生命的；最後，才歸結到動物和植物。總之，直至幼兒末期，幼兒所能獲得的觀念和對事物的解釋仍然是比較具體的，概括與抽象的程度比較低，基本稱不上是科學概念，有人將其稱之為「前概念」。

  （二）幼兒教師必須了解和掌握核心科學概念

  根據羅威爾教授的觀點，在人類社會的歷史進程中，人們對自然事件和現象的發生做出了許多有效的解釋，這種解釋適用於各種不同的情況，將這些解釋和觀點總結起來就形成了概念。科學概念的重要特點是用證據來解釋自然現象。

  羅威爾教授還特別強調，當代科學教育的一個重要特點是強調兒童的探究必須圍繞著核心概念（key concept）展開。那麼，概念與以往教給兒童的知識有什麼不同呢？根據羅威爾教授的觀點我們在解釋自然現象時可以有以下兩種不同的陳述方式：概念性陳述和非概念性陳述。例如，當我們設計讓兒童認識植物的活動時，把目標描述為：能指認植物的主要組成部分，說出各種部分的名稱，這是知識性的表述，不是概念。如果我們把目標描述為：植物由不同的部分組成，這些部分在植物的生長過程中發揮不同的功能，說明了植物的組成結構要實現的特定功能，植物的各個部分可以幫助植物滿足其需要，這是概念性的表述。也就是說，兒童說出植物每一部分的名稱並不重要（因為這是事實性的知識），重要的是了解每一部分由於其結構不同而起到了不同的作用和功能（這是概念的核心部分）。具體來說，「花朵有花瓣、柱頭、萼片和花蕊等部分」，這是事實信息；「花朵是由不同的部分組成的，每一個部分都發揮著獨特的作用」，這是概念。再比如關於消化器官的主題，知道消化器官的名稱並不重要，重要的是不同消化器官的結構與功能，這是概念的核心部分。[5]實際上，我們在許多情況下的描述是事實，是知識，而不是科學概念，是短語而不是用完整的表達事物之間關係的語句表述的概念。當代科學教育強調，兒童學科學意味著修正和拓展概念，而不是記住事實性信息、知識和定義。我們可以說，概念是有組織的、有不同覆蓋程度的、用抽象語言表達的、超越主題和事實的一些觀念和思想。[6]

  核心概念又是什麼呢？通俗地說，核心概念是反映某一學科領域本質特點的關鍵概念。例如，有關生物的概念有很多，但核心概念是那些能區分生物與非生物本質特徵的一系列重要概念。生命體的主要特徵包括：能生長發育、能新陳代謝、能繁殖並有周期性、能夠進化並具有多樣性。由這些基本/本質特徵派生出來的關鍵/核心概念包括：①生物具有不同身體結構、特徵，它們在植物生長發育的過程中發揮著不同的功能；②所有的生物都有基本的需求，以滿足它們的生存、生長發育（絕大部分動物需要食物、水、空氣以及安全的住所。絕大部分植物需要光、空氣和水）；③動物通過生活在特定的場所，通過特定的行為方式，來滿足其需要；④所有的生物都隨著時間的推移而發生周期性變化；每種生物都能繁殖後代，延續各自的物種；⑤生物有很多種類，不同的生物在與其生存環境的相互中逐漸發生變化。當然，物質與材料等其他領域也都有自身的本質特徵和核心概念體系。

  在小學階段的科學教育改革中，與傳統知識傳授式的教學過程不同，探究式科學教學的重要特徵之一就是探究活動的主題和內容要圍繞著某一範疇的核心概念（key concept）進行，兒童科學概念的改進、形成與建立也是重要的探究成果之一（探究的成果包括：情感態度價值觀、探究過程方法、核心概念的形成與運用）。

  新的研究表明，事實、主題和概念是居於科學解釋的不同層次、水平，具有不同分析綜合和概括程度。事實居於最低層次水平，主題是由許許多多事實構成的；而具有典型意義的主題是概念形成的基礎。因此，在小學階段是要「使用」主題，把主題和事實作為工具來幫助兒童發展深層理解力——形成核心概念。兒童的科學學習僅停留在事實和主題的層面是不夠的，事實和主題應該與核心概念聯繫起來。

  知識結構圖[7]

  從幼兒概念形成的特點來看，我們可以說在絕大部分情況下，幼兒是沒有真正意義上的科學概念的，因此，學前兒童科學教育不應追求科學概念的建立。但是，作為教師，不能不了解和把握各領域範疇的核心概念。只有把握了核心概念，教師才能為幼兒選擇居於核心概念軌道上的、與核心概念發展的方向一致的、具有典型意義的探究事實和主題；才能使幼兒的探究不流於形式，不被事實所淹沒，幼兒才能通過事實對主題作深刻的思考，並向概念邁進；使幼兒對主題的探究和事實的積累過程成為為（小學階段）核心概念的建立積累感性經驗的過程！

  （三）使學前兒童科學探究的主題和內容指向核心概念

  幼兒園的科學探究應該是靈活多樣的，在生活中隨機滲透，在遊戲中生動學習，在區域活動中自主探究，甚至可以在其他各領域的學習中獲得科學經驗。但在教師組織的高、中結構的、小組或集體的科學探究活動中，教師必須為幼兒選擇指向核心概念的具有典型意義和價值的主題和內容。

  如何選擇和判斷呢？基本的要求就是必須深刻了解和準確把握與主題相應的核心概念及概念之上的原則與原理，乃至更上位的理論。在這個前提下，總體來說可以有兩個途徑或者說思考問題的方向：一是預設性的，確定核心概念——尋找具有典型意義的主題（一個或多個）——選擇具有典型意義的多個內容和事實。二是生成性的，收集幼兒關注的諸多事物或提出的問題——進行價值判斷（判斷出哪些內容和事實與核心概念有關）——將問題、內容進行分類，構成有意義的指向核心概念的不同主題。對於幼兒教師來說，只有能夠識別和把握事實與主題背後所隱含的核心概念，才能使活動中目標的設定更有意義和價值，材料的選擇和提供更適宜和富有建設性，在指導中的每一個提問和互動更有促進性和成效性。

  有這樣兩個教師設計的高、中結構的、小組或集體的科學主題活動，它們是預設性思路的活動。我們可以看一看它們有沒有指向核心概念。

  活動一

  活動名稱：醃蘿蔔

  活動目標：知道蘿蔔可以醃製成蘿蔔乾，嘗試自己醃製蘿蔔。

  活動過程：1.觀看奶奶醃製蘿蔔的錄像。

  2.讓幼兒自己說說怎樣醃製蘿蔔，應該注意哪些問題。

  3.嘗試自己醃製蘿蔔。

  活動二

  活動名稱：種植蘿蔔

  活動目標：了解蘿蔔從種子到蘿蔔的生長過程。

  了解蘿蔔的多樣性。

  活動過程：1.觀察認識幾種不同的蘿蔔籽。

  2.分組種植不同的蘿蔔。

  3.照料、觀察、比較、記錄；在適當的時間討論蘿蔔的生長變化，比較耕種蘿蔔的相同與不同。

  4.收穫並回顧蘿蔔生長變化的全過程。

  5.品嘗各種蘿蔔製品。

  分析比較上述兩個活動，可以說活動二指向的是植物（生物）的核心概念，而活動一則不需要組織集體或小組的專門活動。在當前的幼兒園實踐中，類似於活動一的科學活動有很多。我們應該把教師組織的集體或小組活動的時間用在那些關鍵的、具有重要意義的探究內容和主題上。

  對於生成性活動，我們曾多次探討過。以探究蝸牛為例，當蝸牛來到幼兒面前時，幼兒有一系列的問題：

  蝸牛長得什麼樣？

  蝸牛喜歡吃什麼？

  蝸牛吃什麼顏色的食物就拉什麼顏色的糞便嗎？

  蝸牛喜歡住在哪裡？

  蝸牛身上的黏液有什麼用？

  蝸牛的長觸角是幹什麼的？

  蝸牛的短觸角是幹什麼的？

  蝸牛能聽見聲音嗎？

  蝸牛有很多看不見的腿嗎？

  ……

  根據前文所提到的反映生物本質特徵的5個核心概念，可以確定以下5個幼兒能夠自己探究的並指向不同的核心概念的內容、主題。

  對於那些幼兒關注和有興趣，但由於其年齡特點的局限無法探究和學習的問題，或由於其核心價值所限不適於用集體或小組的方式進行探究的問題，可以採用其他靈活多樣的方式積極地對幼兒的探究熱情和問題予以回應。如「小問號」欄目或問題箱，可動員幼兒同伴、家長參與對問題的解答，也可以由教師來尋找相關的答案。可以藉助的工具如百科全書等圖書資料、網絡，也可以訪問相關的人員，獲得需要的信息。

  總之，幼兒的科學探究是表面簡單而又實際複雜的。提供高質量的探究式科學教育活動需要教師選擇和設計指向核心概念的主題和內容。

  （四）幼兒的初始想法是探究的起點與教育的前提

  隨著科學教育改革和相關研究的日益深入，支持兒童通過探究改進原有經驗和初始想法成為科學教育的重要目標之一，兒童的原有經驗和初始想法被認為是探究的起點和教育的前提。因此，了解和研究兒童的原有經驗和初始想法，成為國內外同行的一個新的關注點。

  研究發現，幼兒總是從已知的東西，通過探究式過程獲得對未知東西的認識。幼兒很早就對自然現象有自己的想法，有些想法可能是正確的，而有些想法可能是錯誤的。無論孩子的初始想法對與錯，都是科學探究的起點，是教師指導和引導幼兒探究的前提和基礎，正是根據幼兒的初始想法，教師才能更好地為每一個探究活動，為探究活動的每一個階段，設計指導活動和提出關鍵問題，從而對幼兒那些有誤解的初始想法提出質疑和挑戰。也只有當教師充分地了解到幼兒的初始想法，鼓勵他們用適宜的方式表達出來、記錄下來，並在探究活動結束時，引導他們將新的認識與初始想法相比較，才能促進幼兒認識的主動建構和概念的發展。所以，在開展探究活動之前，或者作為探究的起始步驟，教師了解幼兒對科學的初始想法非常重要。

  了解幼兒初始想法的方式很多，可以通過直接的詢問和談話，也可以讓兒童通過畫畫、畫圖、列表等多種方式表達他們的初始想法。兒童充分明晰自己的想法，帶著問題去觀察和實驗收集證據，才能改善初始想法。去年，我鼓勵老師們圍繞著水果、物體的運動、水和聲音四個主題，對小中大班幼兒的原有經驗和初始想法進行了調查研究，有許多有價值的發現，我們將在今後的討論中不斷呈現。幼兒的想法可能源於先前的經驗、故事與傳說、錯誤推斷或想像。通過探究改進幼兒的初始想法，才能使探究活動成為幼兒富有成效的主動探究過程。

  需要特別提示老師們注意的是，對不同年齡段學生的許多研究表明，擺脫固守的信念非常困難，即使是年齡很大的學生也遠比我們想像的要困難得多。在幼兒階段，由於認知特點和思維水平的限制，儘管親身經歷了探究過程，老師們仍會發現幼兒似乎不願意承認他們的天真理論是錯的，這是許多孩子在努力放棄一套理論而接受其他理論過程中內心鬥爭的反映。對許多孩子來說，面對他們先前的錯誤想法和概念並對其加以改變是一個艱難的智力挑戰。因此，了解孩子的思想鬥爭，忍耐這個過程及由此產生的痛苦，對老師來說很重要。我們因此也要為幼兒提供更多活動的機會，支持他們通過更多的親身探究對其初始想法的證據進行檢驗。

  兒童自身不僅要通過親身的實踐收集事實證據，而且教師要特別注意在觀察與實驗之後的交流活動中，引導兒童進行思考，「你的觀察和實驗結果與你原來想的一樣嗎？」這樣的反思是在幫助兒童學習用證據修正先前的解釋，用新的證據形成有論據支持的解釋，並將新的解釋與初始想法相比較，從而改進自己的想法。

  總之，作為幼兒教師，必須要了解幼兒的初始想法和在事實與主題之上概念發展的方向，引導幼兒向著更高的認識水平邁進。