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吴向东 | 像科学家那样做探究实践——刘默耕小学科学教学思想及启示

发表时间:2026-06-28 08:13作者:吴向东来源:中小学科学教育

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摘要

改革开放初期,小学科学教育面临教材落后、教学方法陈旧及科学教师队伍不足等诸多挑战。作为《自然教学大纲》的主要制订者,刘默耕提出了“像科学家那样真刀真枪地搞科学”的科学教学思想,强调通过自行探究和应用知识的实践活动培养学生的科学素养。梳理凝练刘默耕科学教学思想,分析其在教学改革初期遇到的问题、核心理念及改革策略,深挖该思想对新课标重视“探究实践”教学落地实施的深层借鉴与现实启示表明,刘默耕的教学思想对指导当下的科学教学仍具有指导意义

关键词:刘默耕;探究实践;自然课;小学科学


本文目录结构


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一、刘默耕在科学教学改革初期遇到的主要问题

(一)教材落后:以知识传授为主

(二)教学方法落后:“满堂灌”的教学法

(三)教师队伍落后:探究教学能力不足

二、刘默耕科学教学思想:“像科学家那样真刀真枪地搞科学”

(一)对科学本质的再认识:探究自然的程序和经历

(二)重新确立教学方法:自行探求和应用知识,像科学家一样做知识的生产者

三、刘默耕小学科学教学改革策略

(一)确立以探究为核心的教学方法

(二)确立学生在探究中的主体地位

(三)营造双向解放的环境:学生和教师都要敢想、敢说、敢做、敢犯错

(四)重视小学生直接经验的学习

(五)教学内容要有先进性

(六)改革评价体系,注重表现性与多元化评价

四、对当下重视“探究实践”的小学科学教学的启示

(一)教材编写:从知识传授到知识创造

(二)教学方法:全面转向到“真刀真枪地搞科学”

(三)师资培训:培养具有新实践精神的科学教师





作者简介:吴向东,深圳市龙岗区深圳中学龙岗学校(集团)依山郡小学正高级教师、特级教师。


引文格式:吴向东. 像科学家那样做探究实践:刘默耕小学科学教学思想及启示[J]. 中小学科学教育, 2026(3): 66-70+95.


改革开放初期的中国,正处于社会经济全面发展的关键阶段,科学教育作为国家四个现代化建设的重要支撑,迎来了前所未有的发展机遇与挑战。1978年以后,小学科学(当时称为“自然”)课程面临教材落后、教学方法陈旧等诸多问题。刘默耕作为这一时期科学教育改革的先驱,《自然教学大纲》的主要制订者和《自然》教材的主导者,提出了“像科学家那样真刀真枪地搞科学”的科学教育理念,强调通过探究与实践,培养学生的科学素养和创新能力。本文将对刘默耕的科学教学思想进行梳理,分析他在改革初期遇到的问题、核心理念及改革策略,并探讨这一思想对40多年后重视“探究实践”的小学科学教学的启示。


刘默耕在科学教学改革初期遇到的主要问题

(一)教材落后:以知识传授为主

从1978年起试用的自然教材,虽然解决了从无到有的问题,但叶立群和刘默耕认为,教材的有些内容成人化和概念化,讲解不清,偏深偏难。这套以科学知识普及为中心组织编写的教材,落后于当时四个现代化的要求。

(二)教学方法落后:“满堂灌”的教学法

因为当时的自然课以知识传授为主,所以传统的“满堂灌”教学法就大行其道。刘默耕指出,“教学法比较多见的是所谓‘满堂灌’——教师详尽无遗地讲说、灌输书本知识,要求学生聆记复述这些知识”。这种灌输式的教学方法不仅难以培养学生对科学的兴趣,更难以培养学生的探究实践能力。

(三)教师队伍落后:探究教学能力不足

在20世纪80年代自然教学改革初期,专职自然教师队伍的数量在全国都是稀少的,无论是科学知识还是探究教学的能力,整体上都不足。针对许多教师不相信学生具有创造能力,限制了学生自主探究的情况,刘默耕指出,学生在正确引导下是有自学“自得”的能力的,没必要总是不放心,逐字逐句地讲,还反反复复地练习巩固。这种不相信,使得学生的探究欲被压抑。此外,教师普遍缺乏替代“满堂灌”教学法的经验,使得自然教学改革难以全面推进。


刘默耕科学教学思想:“像科学家那样真刀真枪地搞科学”

(一)对科学本质的再认识:探究自然的程序和经历

刘默耕强调,科学不仅是系统化的知识,“‘科学’还包含着探究自然的程序和经历,是‘科学’概念最本质的内涵”。这一观点突破了将科学仅视为体系化的知识的狭隘理解,强调了科学实践的重要性。他认为,探索大自然的程序有三个方面或三个层次:“一是大自然里有什么东西?二是每个东西是什么样的?三是它们为什么是这个样的?第二方面里又包括两层,一层是指它的外部特征是什么样的,这是描写性的、感性的认识,另一层是指它的本质特征,内在的特征,规律性的东西,这就属于理性认识阶段,形成概念了……第三个方面则是人的创造性思维,属于解释性的。”对科学本质的这种认识,奠定了他进行小学科学教育改革的哲学基础。

(二)重新确立教学方法:自行探求和应用知识,像科学家一样做知识的生产者

刘默耕倡导让学生“像科学家那样真刀真枪地搞科学”,即通过动手实践和自主探究参与科学活动。他举例道:“有一位老师教‘杠杆’,在树上吊一根棒,让儿童们想办法把老师吊起来。孩子们终于想出办法把这位体重一百多斤的老师不费力地给吊起来了,大家高兴得不得了。”

他进一步强调:“有了这个实践本事,我们才能在科学上有所发现、有所发明、有所创造、有所前进;我们才能成为‘科学知识’的‘生产者’而非‘科学知识’的‘贩运者’。”这在当时把科学知识当作只有科学家才能去发现或“生产”的年代,提出让学生成为科学知识的“生产者”,是相当有真知灼见的。

这真知灼见反映到1986年版的全日制《小学自然教学大纲》的教学方法中,强调要“注重儿童自行探求和应用知识”。“真正的教育功效不在于背得多少鹦鹉学舌的精确严密抽象概念”,而是探究实践的真本领。


刘默耕小学科学教学改革策略

为推进小学科学教学改革,刘默耕想了许多办法去推动,以下教学改革策略只是笔者认为比较重要的部分,从中可以管中窥豹。

(一)确立以探究为核心的教学方法

刘默耕提倡以探究为核心的教学方法,鼓励学生通过亲自探索和实验发现自然规律。他强调:“靠按着科学的本性和儿童爱好‘探索大自然的秘密’的天性(巴甫洛夫称为‘探究反射’和‘搜集欲’)来提高教学的质量,充分发展儿童探索大自然的兴趣和本领(能力),是‘加强’的有效途径之一。”他建议通过开放性问题设计,鼓励学生自主提出问题,自行探求和应用知识。这是对探究教学的高要求。相比我们现在大量的教师还是在用机械的“探究”步骤,事无巨细地做规定性“探究”,足见刘默耕当时的真知灼见。

(二)确立学生在探究中的主体地位

刘默耕强调学生在科学学习中的主体地位,教师应作为引导者和组织者,而不是控制者。他指出,教学方法不能是教师掰开揉碎地灌输知识概念,教师讲,学生听——“‘舒舒服服’坐洋车而‘不知路’”,而是以儿童为主体,教师为主导,主要是引导和组织,带领他们“像科学家那样真刀真枪地搞科学”。刘默耕强调的学生主体地位的教学思想,促使教师更多地关注学生的自主学习,使学生今后在遇到新问题时有能力自己探路。

(三)营造双向解放的环境:学生和教师都要敢想、敢说、敢做、敢犯错

刘默耕主张解放学生的思维和行动,解放学生的脑、口、手和脚,让他们不怕想错、说错、做错,而是敢想、敢说、敢做。同时,也要解放对教师的束缚,让教师勇于解放思想,敢于冲破旧框框,大胆创新教学方法,敢于试错。这种双向解放在为学生营造批判质疑大胆尝试的探究环境的同时,也有助于形成教师敢于创新的环境。当下的科学教学有一股逆流,总是希望教师按照教材上课。而我们的教材质量在某些方面还存在较大的提升空间,如果过于强调按照教材教,是不利于激发教师的创新精神的。这也是当下更需倡导创造性地“用教材教”的原因。

(四)重视小学生直接经验的学习

刘默耕指出,“自然学科的真正课堂是大自然(不光是教室)”,学着像科学家那样真刀真枪地去探索大自然的秘密,就需要用生动具体的知识武装学生的头脑。这符合小学阶段学生通过形象思维去认识世界和形成概念的年龄特征。教师要指导学生运用感官观察自然,动手动脑变革自然事物,在此过程中获取大量的感性材料,通过学习科学家那样的思维方式,形成生动具体的初级概念。

只有建立起了这些丰富的表象、经验和初级概念,学生才能逐步从感性认识上升到理性认识。“儿童的头脑里有了丰富生动具体的自然知识和科学加工思维方法的武装,日后便可通过各种中介去获取大量间接知识,同化这些间接知识,在新环境下迁移这些知识。”刘默耕先生关于儿童概念的形成及新知的获取和应用的这些描述,值得对儿童概念形成的教育心理学原理还不太了解的教师加以关注和深刻体味,并由此去阅读相关专业知识,切实做好“儿童立场”的科学教学和跨学科教学。

(五)教学内容要有先进性

根据学生的认知发展阶段,刘默耕强调教学内容应逐步引入先进的科学知识,避免知识过于陈旧。同时还要把一些先进的科学思想、科学方法融入其中,潜移默化、日积月累,提升学生探索创造的能力。20世纪80年代改革开放初期,许许多多国外先进的科技和思想引入中国,让学生接触一些先进的科技和科学方法来开阔眼界是相当有必要的,可以影响学生形成今后追赶国外先进科技的志趣。在当下科技发展日新月异的情况下,在科学教学中融入先进的数字化探究工具和应用人工智能模拟的科学方法更非可有可无,而是不可无、必须有的。

(六)改革评价体系,注重表现性与多元化评价

刘默耕提倡通过实践活动评估教学质量,而传统书面考试难以衡量科学教育的实际效果。他引用邓小平的话:“不能迷信考试,把它当作检查学习效果的唯一方法……”他指出,当学生对自然保持兴趣并积极探索,在教师引导下能够自主且具有创造性地获取知识,同时在潜移默化中接受思想教育时,教学可被视为达到较高水平。然而,这类教育成效通常难以通过传统纸笔测验直接评估,其显性效果往往需要经过多年才能逐步显现。在当时盛行书面考试、还未提出过程性和多元化评价的时代,刘默耕的这一评价思想是相当有价值的。当时不少科学教师就开始了表现性评价和作品评价的多元化评价改革,积累了可贵的经验。


对当下重视“探究实践”的小学科学教学的启示

《义务教育科学课程标准(2022年版)》将“探究实践”作为核心素养和学生科学学习的主要方式,这与刘默耕倡导的“像科学家那样真刀真枪地搞科学”的思想实质是一致的。回顾40多年前刘默耕的科学教学思想和教学改革策略,可以收获一些有价值的启示。

(一)教材编写:从知识传授到知识创造

在新一代人工智能迅猛发展的当下,基于人类知识进行预训练而来的人工智能,几乎掌握了人类已有知识的全部。从人工智能获取知识方便且快捷,这意味着知识传授时代的终结,人类学习的重心必定转移到知识创造上。所以,知识传授导向的教材编写,要全面而深刻地转变。当下的科学教材虽然在陈述上是“探究式”的,但从提出问题、作出假设、设计实验步骤、撰写实验报告单,到获取结论,多是机械的程式化的“探究”步骤。学生只是按照教材上的这些提示按图索骥,最后“安全”地不出意外地获取一致的结论。这实质上是用机械的“探究”步骤进行知识传授,而非真正的探究。所以,我们必须全面向“真刀真枪”地引导学生自行探究、发现和应用知识解决问题的教材编写方式转变。

其一,引导探究式学习,减少机械化教学。教材要避免提供过于详细的实验步骤和标准答案,减少对固定流程的依赖,让学生有更多自主探索和实践的空间。其二,通过认知挑战激发批判性思维。通过设置开放性问题和与经验直觉相悖的现象,激发学生的认知冲突和思维挑战。鼓励他们质疑和调查,提出自己的见解和解决方案。其三,突出知识形成过程,鼓励反思与交流。在教材中展示科学知识的发展历程,包括科学家如何发现问题、经历失败和取得成功的故事。设置反思性的问题和讨论环节,鼓励学生分享自己的发现和观点,通过交流促进知识的共同构建和深化理解。借此给学生自由思考和探究的空间,让学生有机会往知识发现和创造的方向上迈进,实现从知识传承到知识创造的转变。

(二)教学方法:全面转向到“真刀真枪地搞科学”

在新课程标准的语境下,“真刀真枪地搞科学”意味着让学生像科学家一样探寻科学原理,像工程师一样运用科学原理进行技术发明或工程建设。这要求科学探究实践至少做到两个方面。

首先,培养学生的科学家精神,鼓励他们探索未知、大胆试错、谨慎求证。教师不应总是小心翼翼、一步一步地机械引导学生完成“探究”步骤,生怕他们出错,无法得出预期的结论,从而造成课堂“失控”。当前的探究实践教学亟须重新学习刘默耕的教学思想,从过度的“小心搀扶”转向大胆的“放手”,真正实现“真刀真枪地搞科学”。

其次,科学探究实践必须有深度,要让学生自行探寻原理,形成概念性的理解,然后运用这些原理去解决真实问题。无论是与刘默耕同时代的哈佛大学教授兰本达(Brenda Lansdown),还是以推动“做中学”著称的韦钰院士,他们都基于教育心理学大量的研究成果,特别强调概念学习的重要性。不能认为只要学生“动手了”就是科学探究,没有对原理或概念的自行获取和应用,只是浅表的学习。当下形式热闹而缺乏实质性的概念学习的教学,是需要引起我们警惕的。

(三)师资培训:培养具有新实践精神的科学教师

知识是通过提问让学生去发现,技术与工程是让学生发明与创造,而不是直接教给学生,甚至包办代替。我们的大多数科学教师从小成长于传授式教学的环境,传授式教学文化已深入骨髓,当他走上讲台时其角色的转变是非常困难的。且教师大多自身缺乏自主探究的经验,甚至对严谨的科学实验设计和实施也缺乏经验,这也造成了角色转变的障碍。师资培训要正视这些问题,做好有针对性的培训。

一是加强教师教育中重视动手实验的内容,加强教师自身探究实践能力的训练。二是提升教师的提问技巧和问题引导能力。培养教师善于倾听和捕捉学生思维冲突的能力,根据学生的回答及时调整教学策略。增强教师在教学现场中的提问技巧、课堂互动和营造质疑问难的课堂氛围的能力。三是培养善用人工智能设计提问的能力。设计高质量的提问是教师教学的高阶能力,但受制于知识记忆和视野的局限,教师在提问的范围和深度上可能有所限制。因此,可以利用拥有庞大知识库的人工智能来协助教师设计问题。笔者基于布鲁姆(Bloom)学习目标分类,在智谱清言上创建了智能体“智问师”,不仅可以预设出丰富的提问,还可以让教师了解每个提问的认知层级,帮助他们在理论和应用上获得更好的支持。















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本文发表于《中小学科学教育》2026年第3期,电子版文件可从中国知网、维普、万方下载。

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文章分类: 科技教育