在科学实践中建构解释

黄海英 杨学军

【摘  要】 在科学实践中建构解释，是学生学习科学课程、形成科学素养、实现科学教育目标的一种途径和方法，也是学生科学素养的一种体现。

【关键词】 科学实践;建构解释

一、涵义及其意义

美国发布的《K-12科学教育框架——实践，跨领域的概念和核心概念》，强调科学中“解释”的一种核心形式是因果关系的解释，能够识别事物潜在的因果关系。

（一）解释什么

建构对“科学”的解释，要回答三个问题：

一是世界是什么的问题——客观地描述世界;

二是为什么如此的问题——客观地分析世界;

三是做什么的问题——客观地改造世界。

三个问题在小学不同阶段，学生建构解释的侧重点也不一样。对于小学低年级的学生，应主要进行“是什么”问题的探究活动，鼓励对“为什么”问题的思考。对于小学中高年级的学生，侧重于解释性思考，在解释性科学问题中，矛盾和问题不能太多。高年级学生在解释性思考的基础上，侧重于设计解决问题的方案。

（二）怎么解释

1. 参与真实、有意义的科学实践

创设一个有意义的学习情境，一是将科学学习与学习环境之外的实践联系起来;有助于提高学生的学习动机，提升运用所学知识的能力，和对科学实践各要素的理解。二是要创造出一种宽松的氛围，使学生在建构解释的过程中不怕犯错，使学生能够展示出 “解释”这种实践是他们在构建知识的活动中能够合理使用的方式。这里需要关注想法产生的原因，而不是仅仅关注一个概念的准确性。

2. 进行“重演”科学史的教学

所谓“重演”，表观上是指事物或事物的具体内容的重复再现、类似，其本质是事物规律的同一性或相似性。在自然科学领域，实验现象能够多次“重演”出现，验证科学定律的相关实验能够得到无限的“重演”。“重演论”符合孩子们的认知发展，是从认识“这是什么”到“这是为什么”再到“做什么”。

3. 運用科学观察方法、使用科学测量工具

学生通过观察描述物体特征、 材料性能和物质存在状态，使用简单测量工具，对一些量的特征进行测量记录，从而对物体及其相关的联系进行解释。 科学阅读与科学记录，可以看作是一种间接的观察方法。

4. 使用模型、利用证据

建构解释需要整合现有的科学知识，常常包含使用模型。模型是思想观念的外在表征，是对所表征的实体进行了模拟和简化，包括图表、三维物理结构、计算机模拟、数学公式和类比等。

5. 进行推理辩论，形成最佳解释

建构解释的过程是一个争论的发展过程：

学生对已知的数据等信息可以用多种方式解释，产生不同的预测。对于多种解释或不同的预测，其他学生去发现各个解释的弱点和局限性，以及这些解释之间的矛盾点，进行推理辩论，理解错误观点的错误之处和设计缺陷的原因。经过推理辩论，找出多种解释的共同点，达成共识。

最佳解释的确定要对共同点进行梳理和评论，加强那些解释，使得解释更加详尽和清晰。

因此，形成解释性说明不仅包括建构，还包括比较和批判。在比较和批判中，利用证据为一个观点进行辩护应成为科学课堂建构解释过程的一个重要组成部分。

6. 关注异常实践结果，理解错误数据

对于儿童而言，从来都没有失败的实验，任何探究行为的结果都会指向他们当时的思维状况，如果儿童在实验中有意思考一些看似干扰或错误的因素时，包括数据，虽然有时会影响到正确观念形成的进程，但这些因素一旦被理解了，那么这些概念应付被掌握得更加牢固、深刻。作为老师，应该鼓励所有儿童考虑彼此的“发现”过程，尽可能把这些情况转化成完善科学概念的有效手段。

二、在建构解释中要注意的问题

（一）解释的科学问题要小而少。有些科学问题不能集中在同一个概念体系层次上，以及脱离科学问题的教学目标问题。科学问题要循序渐进，小学低年级的科学教育，主题要小，对于“是什么”的问题所观察的对象要具体;对于“为什么”的问题，所解释的现象要简化，变量不能太多。

让学生从自己的活动中提出问题。“科学学习与其它学科的学习不一样，它以直接经验为基础，而像学习生字词那样死记硬背、像学数学那样以逻辑推理为主、像学艺术那样强调夸张的想象力，都是极大的误解。”不应由教师分派给学生问题，而应由学生自主学习，让学生在体验中明确科学问题。

（二）明确解释中的一些相对性概念。对于科学方面的专业术语或概念，教师自身要能明确其涵义，严格区分。但对于学生则根据学生的知识经验状态，引导学生规范使用科学语言。如物体与物质、质量与重量、绝对与相对等等。对于小学生而言，这些很抽象的概念，只有让学生在科学实践中进行一定的对比体验才能有所感知和领悟。

（三）规范学生的科学语言。规范学生的解释用语，可以使学生的解释更有条理、更加清晰表达观点，帮助学生建构解释。

【参考文献】

[1] 徐莉莎. 立足科学探究 建构科学概念[J]. 小学科学（教师版），2018（3）.