關(guān)于“科學(xué)概念“若干問題的探討
發(fā)布者：cj_yuping 發(fā)布時間：2011-03-21 10:13:15 點擊數(shù):
近來，在小學(xué)科學(xué)教育領(lǐng)域?qū)?ldquo;科學(xué)概念”日益關(guān)注，以小學(xué)科學(xué)教育的專業(yè)性刊物《科學(xué)課》為例，2008年的第1-5期都登載了與“科學(xué)概念”有關(guān)的文章，尤其是從第5期開始專門刊載《小學(xué)<科學(xué)>教材中的科學(xué)概念》，分年級分領(lǐng)域(或主題)列出了蘇教版小學(xué)《科學(xué)》教材的各類科學(xué)概念的具體表述。但“科學(xué)概念”究竟是什么？科學(xué)概念與科學(xué)知識、科學(xué)概念與前科學(xué)概念、科學(xué)概念與科學(xué)探究之間是什么樣的關(guān)系？有什么區(qū)別與聯(lián)系？還不夠明晰，有的甚至持相反的觀點，我們有必要對這些問題進行探討與研究。
一、“科學(xué)概念”是什么？
(一)目前對“科學(xué)概念”的兩種觀點
對“科學(xué)概念”，不同的文章有不同的表述，不同的作者有不同的理解，歸納起來主要有兩種觀點。
1.科學(xué)概念是組成科學(xué)知識的基本要素
持這種觀點的有：蘇教版教材編寫組的“科學(xué)概念是組成科學(xué)知識的基本單元，是科學(xué)知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。”（科學(xué)課5期P14），他們認(rèn)為學(xué)生掌握一個科學(xué)概念，實質(zhì)上就是掌握同類事物的共同特征。持同樣觀點的還有夏敏軍的“科學(xué)概念是組成科學(xué)知識的基本要素，是科學(xué)知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)”（科學(xué)課2期P6）。楊曉雍的“科學(xué)概念既是科學(xué)理論系統(tǒng)的邏輯起點，又是科學(xué)研究活動的真正起點，是科學(xué)理論體系的基礎(chǔ)”（科學(xué)課1期P8）。這里的“起點”“基礎(chǔ)”就是“科學(xué)概念是知識的基本要素”的思想。他們在表述這些概念時，常用“知道”“認(rèn)識”“理解”“了解”等詞，如：知道植物由根、莖、葉、花、果實、種子組成（科學(xué)課5期P15）。我們知道，種子植物由根、莖、葉、花、果實、種子組成，這是事實，這是我們的感官所能感知到的，有時不需要專門的學(xué)習(xí)，走到植物面前就能清楚和明白的。再如：了解人體及動物的消化系統(tǒng)及功能（科學(xué)課5期P16）。人及動物的消化系統(tǒng)是怎樣的，他們的功能又是什么？這也是事實性知識，通過教師的傳授、講解，通過書刊的閱讀即可獲得。以上兩種表述均是“事實性知識目標(biāo)”。持這種觀點的人把“科學(xué)概念”放置于人類知識的背景之下，他們是從科學(xué)知識形成的視角來考察科學(xué)概念的。正如馬建坤所說的“從科學(xué)理論體系的產(chǎn)生與發(fā)展來看，科學(xué)基于概念，科學(xué)概念不僅是科學(xué)理論體系的基本要素，而且在科學(xué)理論體系的形成及運用過程中起著決定性的作用。科學(xué)體系盡管內(nèi)容極為龐雜，但都是用語言表達科學(xué)事實、科學(xué)概念、科學(xué)規(guī)則和科學(xué)理論。其中科學(xué)事實要用科學(xué)概念來描述，科學(xué)規(guī)則和科學(xué)理論也必須在科學(xué)概念的基礎(chǔ)上引申發(fā)展、重新組合。”(科學(xué)課0801期P9)，從中我們可以看出，他們把科學(xué)理論體系中的“科學(xué)規(guī)則、定律、和原理”看作是知識，然后把科學(xué)概念看作是組成這些知識的元素，把科學(xué)概念看作是科學(xué)知識的下位概念。
2.科學(xué)概念是個體對科學(xué)知識的理解和看法。
持這種觀點的有：郁波老師的“科學(xué)概念是用一句完整的話，表達的對事物或現(xiàn)象的理解和解釋。反映了事物或現(xiàn)象間的聯(lián)系，體現(xiàn)的是一種科學(xué)的觀念”（郁波，2008）。按照《辭�！返慕忉專磉_概念的語言形式是詞或詞組（辭海，1979版）�，F(xiàn)在郁波老師把“科學(xué)概念”表達的語言形式為“一句話”，是一句“對事物或現(xiàn)象的理解和解釋”的話。顯然，這里的“理解”“解釋”是針對個體而言，因為不同的人有不同的理解，不同的理解就有不同的看法。持相同觀點的還有王小梅老師的“科學(xué)概念更多地體現(xiàn)著一種觀念和思想”（科學(xué)課4期，P51），王小梅認(rèn)為科學(xué)概念建構(gòu)的基礎(chǔ)是一般的事實性知識，兒童在認(rèn)識世界的過程中，直接接觸的是某一個（或某一種）事實的現(xiàn)象，認(rèn)識、理解這些事實現(xiàn)象，形成“事實性知識”僅僅是一種初級層次的思維活動，他們是更深層次的科學(xué)概念的建構(gòu)基礎(chǔ)。她的觀點同樣是從兒童認(rèn)識、理解的角度考察“科學(xué)概念”的。他們在表述科學(xué)概念時，是從人們對事實性知識理解的視角加以描述的。如：“植物是由不同的部分組成，這些部分在植物的生長過程中發(fā)揮不同的功能”（科學(xué)課4期P51），這不僅僅是事實性的知識，而且提高到了“結(jié)構(gòu)與功能”的層面上，他們會從“事實性知識”中體會到不同的組成部分發(fā)揮著不同的功能，同時在他們的意識中也隱含著“相同的部分具有相同的功能”。這是建立在以事實性知識為基礎(chǔ)之上的認(rèn)識與理解。再如“消化系統(tǒng)的不同組成部分具有不同的功能，目的是使食物被人體吸收。”(郁波，關(guān)注科學(xué)概念)。這樣的表述不僅僅局限于讓孩子知道食物在人體內(nèi)消化經(jīng)過什么途徑與器官的作用，更重要的是把結(jié)構(gòu)與功能緊密聯(lián)系在了一起，強調(diào)了它們的關(guān)系。正是因為消化系統(tǒng)的不同組成部分具有不同的功能，從而組成了消化系統(tǒng)，目的是使食物被人體消化。從這種表述方式中我們同樣可以粗略地感受到它表達的是對于人體消化的一種觀點，一種看法，或者是一種思想。持這種觀點的人把“科學(xué)概念”放置于個體對人類知識的建構(gòu)背景之下，從個體知識的形成的視角加以考察。把科學(xué)概念是建立在“事實性知識”之上，同時把科學(xué)的觀念和對科學(xué)的看法也包涵在“科學(xué)概念”之中。
(二)我對“科學(xué)概念”的理解
綜合上述兩種觀點，一種認(rèn)為科學(xué)概念是知識的要素，是知識的組成部分。另一種認(rèn)為科學(xué)概念是事實性知識的提升，并伴隨著一個人對知識的理解與看法。在國外也有“科學(xué)概念”的說法，在美國《國家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)》中提出了“統(tǒng)一的科學(xué)概念和過程體系”，其中提出了“四大概念體系”即“形式與功能”“變化與守恒”“演變與平衡”“系統(tǒng)、結(jié)構(gòu)、秩序”。它對“形式與功能”是這樣解釋的：形式與功能是自然界和人類社會互為補充的兩個側(cè)面，一個物體或系統(tǒng)其形式是與功能相一致的。它列舉了“植物莖的構(gòu)造具有海綿一樣的吸水性，它的功能是輸送根部的水分。”(《科學(xué)究竟是什么》，P:19)。我們從這里可以看出國外把“科學(xué)概念”也看作是對事實性知識為基礎(chǔ)之上的認(rèn)識與理解，并帶有各自的一定的看法和想法。
當(dāng)然，通過人類的不斷探索所形成的人類所共享的知識，一定是客觀的。例如：“熱脹冷縮”這一知識，不管用什么樣的語種去描述，表達的意思應(yīng)是相同的。對于同一種語言的描述也是應(yīng)該一致的。而對于某一個具體的人（或一個人群）而言，在認(rèn)識和理解上是由差異的，其內(nèi)涵和外延并不是重疊，各自帶有主觀的愿望和先前的經(jīng)驗。如：我們科學(xué)教師對“熱脹冷縮”的理解，絕大多數(shù)是“世界上大多數(shù)的物質(zhì)受熱后分子運動加快，體積會膨脹，受冷后分子運動減緩，體積會縮小”，而對孩子而言，他們的理解大多是“世界上的物質(zhì)有受熱體積增大，受冷體積減小的性質(zhì)。”兩者有明顯的差異。按照這樣的理解，同一個科學(xué)概念可以有多種表述，各人的表述也許都不一樣。因此，作為科學(xué)教育并不是把人類的科學(xué)知識原封不動地灌施給孩子們，也不是停留在事實性知識的層面上，而是讓孩子建立起自己的對科學(xué)知識的理解和看法，形成自己的觀點和思想，即“科學(xué)概念”。我們允許孩子對知識有不同的理解、有不同的表述、有不同的看法和想法，當(dāng)然前提是“科學(xué)的”“正確的”“自己能接受的”。我們教材或教育者所提出的“科學(xué)概念”或者說希望為孩子形成的“科學(xué)概念”其描述、表述也可以是多樣的，例如：“植物是由不同的部分組成，這些部分在植物的生長過程中發(fā)揮不同的功能”也可描述為“植物是由不同的器官組成，不同的器官發(fā)揮著不同的功能。”“植物的器官有自己特殊的結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)與它們在植物的生長發(fā)育過程中所承擔(dān)的功能相適應(yīng)。”但不管怎樣的描述，一定是適合孩子的。千萬不能用成人的眼光、成人的語言去描述。如：“開關(guān)是通過連接和斷開電路來控制電路中用電器工作狀態(tài)的元件。”(教科版培訓(xùn)資料，P40)這樣的描述恐怕成人味濃了一點。
科學(xué)概念還具有一定的層次性，科學(xué)概念越具體越靠近事實性知識，越抽象越靠近科學(xué)觀念、科學(xué)思想及科學(xué)世界觀。現(xiàn)在一般把科學(xué)概念分為兩個層級——具體概念和核心概念。
對科學(xué)概念的關(guān)注與研究是當(dāng)代科學(xué)教育的一個特點(《關(guān)注科學(xué)概念》，2008)。正如《科學(xué)究竟是什么》一書中所說的，關(guān)于孩子們科學(xué)概念形成過程的研究成果更是具有一般意義和普遍價值。相比于后現(xiàn)代主義課程論、課堂教學(xué)的組織與管理等，與文化和社會發(fā)展條件關(guān)系較弱，如果說有些領(lǐng)域可以“跨越式發(fā)展”的話，那么這也許是最可以走捷徑的領(lǐng)域(《科學(xué)究竟是什么》，P:205)，從關(guān)注事實性知識到關(guān)注科學(xué)概念，是中國小學(xué)科學(xué)教育必須邁出的關(guān)鍵性一步,這也正是我們中國小學(xué)科學(xué)教育發(fā)展的必由之路。
從孩子科學(xué)素養(yǎng)的形成角度看，構(gòu)建“科學(xué)概念”比讓他們掌握大量的事實性信息(知識)更為重要，因為，科學(xué)概念包含著一個人的觀念和思想，而改變?nèi)说挠^念比更新人的知識困難得多。
從課堂教育的角度看，構(gòu)建“科學(xué)概念”還能避免科學(xué)探究的盲目性，改變?yōu)樘骄慷骄康恼n堂教學(xué)，能引導(dǎo)科學(xué)探究的方向，還能為教師的提問、引導(dǎo)指明了方向。
二、科學(xué)概念與科學(xué)知識
對這兩個概念我們應(yīng)放在兩個不同的界面上加以剖析，否則容易混為一談。
對于“科學(xué)知識”，它應(yīng)是一個獨立的界面。它既不是存在于我們某個具體的人的頭腦中的知識，也不是某些科學(xué)家頭腦中的知識，而是被我們?nèi)祟愃J(rèn)、所共有的知識,它包括事實、概念、原理、規(guī)則、定理等。有時我們把“事實、概念、原理、規(guī)則、定理”也稱作為“科學(xué)事實、科學(xué)概念、科學(xué)原理、科學(xué)規(guī)則、科學(xué)定理。”而其中的“科學(xué)概念”就是指科學(xué)知識中的“概念”，而不是我所理解的“科學(xué)概念”，兩者的內(nèi)涵和外延并不重疊（但有交叉）。持第一種觀點的人就是以這里的“科學(xué)概念”作為“科學(xué)概念”的�？茖W(xué)知識存在形式為文字、符號、圖式等，并保存在一定的介質(zhì)上，可供人們提取和習(xí)得。因此，它具有客觀性、相對的穩(wěn)定性。
對于“科學(xué)概念”，它又是一個獨立的界面。每一個人的頭腦中都有一套“概念系統(tǒng)”，在這套“概念系統(tǒng)”中包含著日常概念、社會概念、生活概念、科學(xué)概念等，因人與人之間存在著社會背景、受教育程度、生活環(huán)境等因素的不同，其“概念系統(tǒng)”也有很大的差異。作為某一個具體的人，他頭腦中的科學(xué)知識只占人類科學(xué)知識的很小一部分，而對這一小部分知識的認(rèn)識、理解、看法、想法也是因人而異的，因而形成的“科學(xué)概念”是有差異的。當(dāng)然，這里的科學(xué)概念并不是脫離人類的知識而獨立存在，而是借助人類的知識（包括知識中的“概念”），結(jié)合各自的主觀愿望和先前的經(jīng)驗構(gòu)建成的。因此，科學(xué)概念是建筑在客觀性基礎(chǔ)之上的主觀性，具有個性化特征并伴隨著一定的觀念、思想，甚至是世界觀。
小學(xué)科學(xué)教育就是借助和利用人類的科學(xué)知識（包括其中的“概念”），通過“科學(xué)探究”的途徑，幫助孩子糾正原有的錯誤的概念，建立和形成科學(xué)的概念。科學(xué)知識僅是我們科學(xué)教師手中的工具（或媒介、手段），讓孩子形成正確的科學(xué)概念是我們的目的。
三、科學(xué)概念與前科學(xué)概念
這兩個概念只相差一個字，可本質(zhì)上具有顯著的區(qū)別。我們先對一個人形成概念（科學(xué)概念與前科學(xué)概念的合稱）的途徑進行剖析，通過剖析加以區(qū)別和識別。
一個人形成概念的渠道有兩條，一條是日常生活的渠道。每個個體在各自的社會、生活、文化、環(huán)境下，通過耳聞目睹、自身實踐將周圍自然界的物體和事件聯(lián)系起來，形成對自然現(xiàn)象的理解或想法。例如：冷水放在鍋子內(nèi)用火燒變成了熱水，熱水放在面盆內(nèi)過一段時間變成了冷水，多次反復(fù)，他就形成了“冷水能變成熱水，熱水能變成冷水”的概念。再如：兒童目睹麻雀在空中奮飛；眼見鴿子在空中展翅，就形成了“鳥會飛”的概念。當(dāng)然，這種概念的形成是自發(fā)的、無意識的、不自覺的，所形成的概念也是非常原始的、簡單的、有限的、零碎的、低層次的，有時是錯誤的。其心理圖式是建立在直接經(jīng)驗的基礎(chǔ)之上，往往與直接經(jīng)驗相鏈接。另一條是學(xué)校教學(xué)（包括自我學(xué)習(xí)、自我實踐）的渠道。通過接受正規(guī)的學(xué)校教學(xué)或有意識地自學(xué)有關(guān)書籍、自覺地進行自我實踐而形成的對客觀世界的理解和認(rèn)識。這種概念一般來說是比較正確的、全面的、系統(tǒng)的，但因教學(xué)方式的不同，而在概念的層次有所差異。
我們把從第一種渠道獲得的概念就叫做前科學(xué)概念，有時簡稱為“前概念”，通過第二種渠道所形成的概念就是“科學(xué)概念”。按這樣的理解：不管是科學(xué)教師、家長，還是科學(xué)家，他們的頭腦中都存在前科學(xué)概念，前科學(xué)概念不是學(xué)生所特有的（《科學(xué)課》第1期，P：8）。因為他們在不斷地生活著，有生活必然與周圍的事物發(fā)生聯(lián)系，有聯(lián)系必然產(chǎn)生自己的看法和想法。只是成人與孩子的不同之處，孩子完全建立在直接經(jīng)驗之上，而成人在直接經(jīng)驗之上外加理性的思考，并與已形成的科學(xué)概念作適當(dāng)?shù)膶φ张c鏈接。
科學(xué)概念與前科學(xué)概念可能一致，也可能沖突。如果一致則有利于科學(xué)概念的形成，如：孩子從金屬勺子、鐵鍋、鋁鍋等事實中已有“金屬能傳熱”的意識，這對形成“金屬能傳遞熱量”的科學(xué)概念十分有利。如果發(fā)生沖突，則將嚴(yán)重干擾科學(xué)概念的形成，甚至造成障礙，因為前科學(xué)概念具有很強的頑固性。例如：形成了“鳥會飛”的前概念之后，對雞、鴨歸入鳥類的概念就不易建立，常把“雞、鴨”歸入家禽類。
四、科學(xué)概念與科學(xué)探究
對“科學(xué)探究”，大家可能比較熟悉，科學(xué)探究的本意是指科學(xué)家從事科學(xué)研究以尋找事物的規(guī)律和本質(zhì)，是對一個未知領(lǐng)域的探索。現(xiàn)在，我們科學(xué)課中的科學(xué)探究則是指學(xué)生通過類似科學(xué)家工作的一些探究活動來了解未知領(lǐng)域、建構(gòu)知識、增強能力、經(jīng)歷困惑與頓悟從而增加自信心的一個自主學(xué)習(xí)過程。在《科學(xué)(3-6年級)課程標(biāo)準(zhǔn)》中，科學(xué)探究是“內(nèi)容目標(biāo)”中的首要目標(biāo)。按照《課程標(biāo)準(zhǔn)》的解釋：科學(xué)探究既是科學(xué)學(xué)習(xí)的目標(biāo)，又是科學(xué)學(xué)習(xí)的方式。“既是目標(biāo)又是方式”怎么理解？按照我們的思維習(xí)慣，不妨反過來說：“既是方式又是目標(biāo)”，這樣的說法也許好理解一些，即科學(xué)探究作為“學(xué)習(xí)方式”的同時又是我們學(xué)習(xí)的“目標(biāo)”，也就是說，它具有雙重身份，一種身份是我們學(xué)習(xí)的方式和方法，另一種身份是我們學(xué)習(xí)的對象。我們學(xué)習(xí)的對象一般是陳述性知識，而科學(xué)探究是以程序性知識（或者說策略性知識）為學(xué)習(xí)的對象。其實，科學(xué)探究有三重身份，除了“學(xué)習(xí)的方式”和“學(xué)習(xí)的對象”外，應(yīng)再加一個“學(xué)習(xí)的動力”的身份，因通過科學(xué)探究還能保持兒童的好奇心，能培養(yǎng)正確的積極的科學(xué)態(tài)度。
那么，“科學(xué)概念”是什么樣的身份呢？顯然，它沒有多重身份，它的身份只有一個——“學(xué)習(xí)的對象”(確切地說“建構(gòu)的對象”)，它不管你采用何種學(xué)習(xí)方式(或者說“教學(xué)方式”)，它的目標(biāo)一直指向幫助孩子形成科學(xué)概念。當(dāng)然，在小學(xué)科學(xué)教育中，科學(xué)探究是實現(xiàn)這一目標(biāo)的主要方式。
科學(xué)概念與科學(xué)探究兩者是內(nèi)容與形式的關(guān)系，孩子科學(xué)概念的形成借助科學(xué)探究的方式來實現(xiàn)，科學(xué)探究活動是幫助兒童構(gòu)建科學(xué)概念的重要途徑和方法。同時，科學(xué)探究也是以“科學(xué)概念”為媒介(注：科學(xué)探究的方式是隱性的媒介)開展探究活動，如果沒有“科學(xué)概念”這一目標(biāo)的指引，“科學(xué)探究”容易迷失方向。
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