蔡呈腾：任教于浙江省温州市第二外国语学校，中学高级教师，是坚定的建构主义学习理论实践者、科学教育实效性探索者。自称是科学史和科学哲学上一只“糯米虫”，提倡从“史”和“哲”的角度反思初中科学教育。

教育教学类论文、案例、随笔三百余篇散落于全国各教育类报刊杂志，出版教育随笔《学生“才”自实践来――夏令营十三日谈》、教育教学专著《用心灵经营教育》、《情境?探究?行动?模式――优化科学教学的努力》两部。正在《温州教育》杂志上开设专栏“究际通变”。

笔耕不辍，喜欢阅读，喜欢思索。喜欢在历史的车辙中辨析未来的方向，喜欢在哲学的预见中体悟生活的情怀。

绪?论

缘?起

与“建构”有关的几位牛人

建构主义为何方神圣

谨慎高兴

第 1 章?情境与建构

为什么需要情境

情境的力量

以社会事件来建构学习

第 2 章?概念与建构

科学概念及其建构

科学概念五要素

从前概念到科学概念

基于科学概念本质特征的建构实例

第 3 章?猜想与建构

猜想是什么

建立猜想的原则

“试误”是不是猜想

在建构中匡正错误猜想与假设

猜想与假设的品质

在猜想中建构知识的可能

“善待”猜测与假设

第 4 章?操作与建构

操作主义的鼻祖

确定操作性定义

实验建构中的操作方法

操作主义心理学习理论

操作规则的构建

以操作的形式建构模型

第 5 章?实验与建构

科学实验之父

科学实验论

实验建构需“六先六后”

实验建构需要“典型实验”

实验建构：从现象走向本质

实验“故意的放任”也是一种建构

仅仅实验操作就能有效建构吗？

实验建构需要思维空间

建构需要设计切合教学内容的实验

实验建构避免落入机械唯物主义思维俗套

实验建构避免陷入循环论证

避免实验建构简约化

避免实验建构走向“华丽”的表象

第 6 章?功能与建构

结构决定功能

基于工具功能的结构建构

基于实验装置功能的结构建构

“从功能到结构”的能动性意向建构

存在就是合理的！

改讲授为建构的乐趣

第 7 章?逻辑与建构

逻辑概论

科学教材逻辑的自洽性

教材逻辑的基础

科学教材的逻辑性

谈电功、电功率教学设计逻辑顺序的优缺点

“光和颜色”与“光的反射和折射”逻辑顺序调换利弊谈

基于“STSE”的科学复习课内容逻辑体系的构建

规律·性质·用途

教科书不只是教学设计方案

为什么一定要“尊重”教材？

教材文本中俯视的视角的必要性

教材“逻辑立意”与“活动立意”辨

第 8 章?资源与建构

建构的物质基础——课程资源

教室内现成资源在科学课建构中的妙用

利用课堂现场调查统计法建构科学概念的利与弊

开发和利用教材中的隐性课程资源

科学课堂生成资源利用误区

参考文献

绪?论

常常自诩“浸润”杏坛多年，稍有自我标榜的意味，但沉浮廿载却是事实。二十年中的所思所想，成形点“小心思”再正常不过了，这就有了此书的缘由。

?缘?起?

“怀着建构上课堂！”

这似乎是再正常不过的教学理论，但遗憾的是，听来充满了悲凉的气息。当然，这还是一句满怀豪情的宣言，充满激情而又不失战斗性。

如果说，我是以呐喊的形式发出这个声音的，也许没人会相信。但确实，这句话在我内心蕴含、孕育了好些年，我一直压制它，尽量不让它逃出我的身体。因为，我知道，如果我让它恣意乱窜的话，不但这句话的内涵会遍体鳞伤，它甚至也会连带着它的主人进入不可知的深渊。

所以，我一直在蓄积着能量，一直在寻找一个机会，用最有力量的声音，用最有说服力的方式，用最能感动实践者 ^①[1]的情感去诉说这句话。

也许你在怀疑，我是否在述说一个科学事实，是否在写一本关于科学课堂教学的书。我毫不犹豫地回答：是的！我所写的是一本关于课堂教学的书，也是一本关于初中科学课堂教学的书，当然也是与建构主义学习理论有关的书。只是，像我们这些“实践者”接受基础教育教学理念许多年，又浸润理科教育多年，平时写出的文字、表达的语言，往往是理性大于感情，充满冷冰冰的框架，缺乏生命气息、情感气息。

在我的阅读书目中，哲学书籍占相当大的比例，其中科学哲学类书籍是主要的；当然除此之外，文字、历史、文化等充满人文气息的书籍也多少会涉猎一些。我只是觉得，在我们的理科世界里，为什么语言文字就会缺失情感的色彩呢？是谁剥夺了我们语言文字的情感性？我们为什么一直就甘于忍耐这种枯燥干瘪的语言文字带来的情感贫乏？我们为什么还能停留在连自己也不乐于去阅读的文字世界里？

我很想改变这种状况。

所以，我在解释“我的课堂我建构”这句话背后隐藏的情感色彩时，不得不插播我的语言文字风格的说明，以便让有心的你能了解：一个理科男，用他文科的笔调，在述说他认为隐藏在内心多年的一句有些悲壮、有些自豪的宣言。

但是，还是不得不申明，由于我要述说的对象是课堂教学，是关于初中科学的课堂教学，是以建构主义学习理论为基础的初中科学课堂教学，这其中难免会涉及一些专业术语。而最重要的是，我要表达的问题，首先是一个科学性问题。所以在撰写相应的教学案例时，为保持所谓文字的专业性和科学性，晦涩术语的出现还是在所难免。但我会尽量以自认为比较活泼的、形象的文字来表达心目中的“建构课堂”。

还是继续刚才的话题。

为什么要喊出“怀着建构上课堂”这句饱含复杂情感的话？

起源于一次学校公开课活动，因为对一个教学环节的讨论，我由于受了点“刺激”，所以觉得有必要去写这么一本书，来阐述我的观点，推行我的实践。

科学课堂教学，教学问题情境化几乎成为所有科学教师的共识。所谓教学问题情境化，通俗地讲，当你想在课堂上解决一个问题，这个问题不是孤立的抽象语言的堆砌，而是被融入在一定的情境当中，就像我们在现实生活场景中遇到一个真实的问题一样，需要在课堂中利用已知或未知（即将学习的知识）的知识，结合情境特征去解决它。在这节公开课上，开课教师为了使问题情境化，提出了如下的问题 ^①[2]：

科学兴趣小组同学用如图所示装置（图0-1中夹持仪器已略去）测定某品牌牙膏中碳酸钙的质量分数。实验中，通过测定丙装置质量的变化量，就能达到实验目的（样品中其他成分遇盐酸不产生气体）。

课堂上，上课教师利用他“精湛的教学技艺”和“纯熟的化学知识”将下面的实验装置原理分析得头头是道：从每一个装置的功能，到这个装置还可能被替代的选择，从实验的操作，到实验的安全，事无巨细，娓娓道来，让我这个怀着对这种教学方式有深刻芥蒂之心的“异数”，也几乎鼓起掌来。

确实精彩！一个人的精彩！一个表演者的精彩！我为自己的“异数”身份找到了最好的辩护词。作为上课教师的同行，我们感同身受，我们在下面听课，不知不觉“移情”了——我们这些听课的教师仿佛就是上课者，讲台上那唾沫横飞、接受听众眼神膜拜的不是那位开课者，而是下面听课的每一位教师。发生这种移情幻觉的不是偶然事件，对于那些美好的事件，“移情”都会在不知不觉之中发生。

研讨时，开课教师的表现一直受到热烈的“赞扬”和“追捧”，研讨的氛围是友好而和谐的。这是个皆大欢喜的场面，并不内行的学校领导们很高兴，因为自己学校的教师教学技艺水平如此之高，哪能不高兴呢；被评价者更高兴，谁人不愿听夸奖与奉承？特别是他自认为这是理所当然的赞美；评价者也高兴，给别人带来高兴就是自己最大的高兴。

但是，和谐的气氛就是被我——这个“异数”给破坏的。我无法忍受这其中视而不见的问题，我无法不表露我的观点！我故意破坏这大好和谐局面！但我“没罪”，我是真的难以忍受一片和谐的赞歌！难道这位教师的课就是一个完美的艺术品而毫无瑕疵？作为一名在一线课堂教学二十年的教育工作者，还没有听过一节一点也找不出缺点或不足的课。况且，这节课的教学理念，与我一贯所秉持的有很大的差距，甚至可以用“冲突”来形容。

那时的我已经不是横冲直撞而不顾一切的“愣头青”了。如果是生活中的一般事务，我还是以照顾别人的“体面”为己任，在别人有诸多缺点暴露出来时，以内心的付之一笑来应对，不当面驳别人的面子，以免造成尴尬局面。但现在情况不同，面对的是专业问题，拷问教育者良心的问题。我对破坏大好和谐局面“蓄谋已久”。

在表明我的“异数”意见之前，我讨好式地（当然是由衷之言）对该教师的个人教学技艺给予肯定，但对处理图0-1的教学提出异议。

我认为，该教师的处理方式，从让学生掌握课堂知识来说非常有“效率”，学生在该教师有条不紊的讲解过程中，记忆力好的学生一下子就掌握了考试需要考查的内容，即便记忆力不好的学生，只要把这个讲解过程的关键点抄录下来（即记课堂笔记），课后复习时拿出来背一背，看一看，考试效果好得没话说。

我的点评是否太过犀利了？或者现在听来，这样的点评就是“明着是表扬”“暗着却是批评”。不过，当我们想急于表达自己的观点，而这个观点自认为又是客观的，好像所用的词语只会考虑如何更准确地表达自己的意思，而全然忽视了听者的感受。

可能我上述的语言就起到这样的作用。

当我们用“背一背”“记一记”，而不是用“建构”“内化”来形容科学课时，这节科学课上得有多么糟糕。在我的眼中，这样的科学课，可能对学生考试时取得非常好的分数有帮助，但是说好的“提高科学素养”呢？这让“科学素养”情何以堪！

像这类采取“背一背”“记一记”的教师，往往所任教班级在考试中都能取得好分数，所以一般能成为学校领导、家长眼中的优秀教师，甚至是名师。

上课教师已经嗅出了我的“出言不逊”，更听出了我的言词中暗含机锋，脸渐渐变了颜色，但还是没有发作，因为他知道，我讲的是实情，我是那位说出皇帝没有穿衣服的小孩。不仅是上课教师，谁不知道这其中存在问题呢？

眼看局面变得尴尬，旁边一同事问我，如果让我上这个环节，我会如何处理。

此时的我，正想表达自己的观点，这个观点也是几年来努力践行的。

我们都知道科学课堂教学的三维目标 ^①[3]，科学知识与技能仅仅是课堂教学环节中的一维。我们不能因为考试而牺牲了科学过程与方法、科学情感态度价值观。

这是多么冠冕堂皇的话呀！现在回想当年自己说这些话时，甚至佩服自己当时的勇气。但我知道，在考试面前，在升学率面前，这些都是无实际意义的。但就凭自己一股“浩然之气”，此时不吐不快。

如果让我来上，大致会按如下的思路展开。

首先，我会引导学生明确要解决的问题：测定某品牌牙膏中碳酸钙的质量分数。要想测定牙膏中碳酸钙的质量分数，需要解决什么问题？当然是“样品的质量”和“样品中所含碳酸钙的质量”。

其次，引导学生分析要解决样品中碳酸钙的质量，有什么方法？可能学生能提供的方法很多，但我们可以选择一种相对操作简单、易行的方法。当然对于学生的其他方法，引导学生互相之间进行评价，通过比较他们的优、缺点来培养学生分析、综合、推理、辨析等能力。如学生提出“只要将样品中的碳酸钙与杂品分开即可”，引导学生“由于杂质与碳酸钙无法用物理方法分离，所以采用化学办法，即引导学生利用碳酸钙与盐酸反应生成二氧化碳，通过测定二氧化碳的质量来计算碳酸钙的质量”。这样就构建了如图0-1中的装置乙和丙。

最后，引导学生思考如何计算二氧化碳的质量，显然，二氧化碳不能用天平称量，只能测二氧化碳气体的体积，此时就要考虑实验收集二氧化碳气体时，其他干扰因素对实验的影响和干扰，特别是温度和大气压。请学生综合考虑影响二氧化碳被精确收集的因素，这样就有了装置甲和丁。

回顾上面的三点内容，“理科男”的思维特征暴露无遗。但自信的是，我的描述清晰、准确，特别是我将自己的设计意图也直白地表达出来。

这样设计，实验中所有装置的出现、解决问题的办法，是围绕任务的要求而出现的，在这个教学环节中，教师引导学生围绕任务构建了一个“测量牙膏样品中碳酸钙含量的装置”，每个装置的存在意义就是要解决的问题，是对解决问题的一种建构。

相比之下，这样的教学变学生被动记忆为解决问题的主动建构，这个过程不只有科学知识与技能，更有解决问题的过程和科学方法，还蕴含着科学态度情感价值观的培养。

我的观点，争取到了一部分同事的首肯，我相信，还有一部分同事是在内心里表示支持的，只是没有表露。

但我的发言已经激怒了上公开课的老师。可这并非我的本意！但我并不后悔表明自己的意见。

上公开课的老师有些“恼羞成怒”了，他指责我，凭什么说他的教学效果就不如我所描述的，你是想让学生去考试比比效果吗？（但科学思维与应试能力不可相提并论！）况且，指责我的教学设计效率高吗？课堂容易掌控吗……

至此，我自无言，我想“自下成蹊”！

这样才致使我酝酿着写这本书。

但是，写一本书不是一件容易的事，有想法不代表就有能力去写，有能力去写了不代表就有时间，有时间了就不代表一定能写好。一直以来，我是位“笔耕不辍”的人，教学过程中，我撰写了不少教学案例，正是这些案例搭建了本书主要的框架。

值得指出的是，本书的部分案例在教育教学类报纸杂志上公开发表过，在此也一并感谢这些编辑的青睐！

?与“建构”有关的几位牛人? 

谈建构主义学习理论时，首先闪过脑海的是一连串建构主义哲学家的名字。平时我也阅读那些哲学家的著作，但那是为自己能挤入哲学爱好者的行列而做的“表面文章”。有些哲学原著并不好读。有段时间，我手捧哲学书籍，就会不自觉的受瞌睡虫侵扰，看来阅读哲学原著是治疗失眠的良药啊。所以，在大多数情况下，一本哲学书籍在不知反复了多少次的阅读中可能还没有读完，最后，在自己也觉得如此“扶不起的阿斗”的内疚、自愧中将它读完。久而久之，也读了相当一部分的哲学书籍，特别是自然哲学的书籍 ^①[4]。“不见马儿跑，但见过马儿会吃草”，久而久之，对建构主义学习理论也有些熟稔了。但是，对于纯哲学的文字还是那么的余恨未消。

但是，当我怀着建构上课堂时，首先把建构说清楚，否则可能引来众人的猜疑。

先来谈谈前苏联著名心理学家维果茨基，想必大家不会陌生吧！但是，维果茨基的成名，是因为他的后来被称为建构主义的思想，被许多人重新提出来，特别是在我国新课程改革开始后，维果茨基成为教育界众所周知的名字。但在20世纪80年代之前，中国教育界只会提凯洛夫及他的《教育学》，几乎无人认识这位在意识形态上有唯心嫌疑的心理学家。

维果茨基是“文化-历史”理论的创始人。他认为，人的高级心理机能（也就是随意的心理过程），并不是人自身所固有的，而是在与周围人的交往过程中产生与发展起来的，是受人类的文化历史所制约的。实现的具体机制是通过物质工具（如刀斧、计算机等）和精神工具（如各种符号、词和语言等）实现的。说得再直白一点，将一个刚刚出生的婴儿扔到狼窝里，如果母狼把婴儿当狼崽抚养，这婴儿的心理过程就是狼群世界的反映，不可能有人类心理的过程。这是这位天才而多产（一生留下180多种著作）的心理学家对人类最伟大的贡献，这个贡献影响了建构主义学习理论的发展方向。当然，我们对维果茨基的认识还不是因为他的文化历史发展观，而是它的“最近发展区理论”和“教学必须走在发展的前面”等观点，所谓“跳一跳才能摘到桃子”就是对此理论最形象的诠释。

不得不提的另一位美国认知心理学家——奈瑟尔，直到2012年才辞世，活了84岁。这位天才心理学家，在1967年出版了《认知心理学》一书，此书一面世，其开创性的研究成果，标志着认知心理学的开始，他本人也被誉为“认知心理学之父”。

奈瑟尔认为，认知是指转换、简约、加工、贮存、提取和使用感觉输入的所有过程。认知信息加工理论一个最重要的术语是“建构”，即认知过程是建构性质的。它包括两个过程：

首先是基本过程，它是在受到外部事件或内部经验刺激时马上发生的。这个阶段只是粗略地转换信息，以便根据贮存信息形成想法，这一阶段基本上是自动发生的；其次是二级过程，它涉及有意识的控制，是比较精致地转换和建构观念和映像，相比之下，这一过程受贮存信息、个体的意图和期望的影响程度较大些。

看着这些文字，是否觉得太难理解了？是的，有太多的心理学术语，对于仅仅学过普通教育心理学的人来说，可以直接将它们忽略，但是它们所要表达的意思却不能忽略。在奈瑟尔看来，学习过程不是简单的背、记，而是一个认知过程，这个过程的复杂程度让人咋舌，它至少在大脑皮层中有将陌生的事物转换为自己熟知的事件的过程、将复杂的事物简约为较简单的事物的过程、将可以凌乱而无序的事物加工成有序易识别的过程、将整理加工后的信息贮存在大脑里的过程、再使用时将这个贮存在大脑里的信息提取出来的过程、还有使用感觉输入的过程。

提起瑞士，人们首先想到的是银行、手表、军刀。如果让我想起一个人名，只能是让·皮亚杰。自从学校推行课程改革后，我无数次地认识了这位近代最有名的儿童心理学家，无数次地接受过他的著名的发生认识论原理的观点。但是基于他理论的晦涩性，我又无数次地忘记了这个人和他的理论。然而，建构主义的发展，怎能不提皮亚杰？

皮亚杰创立的“发生认知论”主要研究作为知识形成基础的心理结构（即认识结构）和探讨知识发展过程中新知识形成的机制，这为我们更有力地否决了试图将学习过程简化为简单的背诵、记忆。具体来说，“发生认知论”是研究知识是怎么样被人们认知的。知识是什么？它能脱离人类而存在吗？皮亚杰着重探讨人的知识是如何形成的，人类知识是如何增长的。皮亚杰认为，儿童认知形成的过程是先出现一些凭直觉产生的概念（并非最简单的概念，或者我们在教学过程中称之为“前概念”“迷思概念”的东西），这些原始概念构成思维的基础，在此基础上经过综合加工形成新概念，建构新结构，这种过程不断进行。而我们的科学教学，就是引导儿童从前概念走向科学概念，这个过程还是基于儿童的生活经验和已有知识认识，可以通过实例制造与前概念相冲突的事件，从而激发建构新概念的兴趣和动机，也可以在前概念的基础上进一步抽象提升。

皮亚杰从各种知识的最基本形式出发，去发觉知识形成的根源，这样形成了从知识的根源到思想发展的一个有序的系列过程。在此，我们不得不提皮亚杰最主要的观念和概念，即适应、平衡、图式、结构的机制，他将儿童发展阶段分为感觉运动期、前运思期、具体运思期、形式运思期。

在这儿，我又不得不提图式、同化、顺应和平衡四个概念，因为在我们的工作状态，当评价课堂教学时，有时就会应用这些概念，由于皮亚杰对这四个概念的提炼和概括，很难找到其他更合适的术语去形容。在儿童认知发展过程中，图式是动作的结构或组织，它们在相同或类似的环境中，会由于重复而引起迁移或概括，这就像儿童在认识开瓶器、扳手、筷子、镊子等日常生活工具在使用过程中，它们都是一根硬棒，在受力情况下绕固定点转动，从而构成了杠杆的图式。当儿童构建了自己关于杠杆的图式时，如果再遇到羊角锤，这时会发现，对原来建构的杠杆图式进行了加强和丰富，即杠杆不一定是直的硬棒，这样儿童会将环境因素纳入已有的图式之中，以加强和丰富自己的动作，这就是所谓的同化。此时，当儿童重新审视杠杆的图式时，发现自己原有对杠杆的认识还是不全面的，必须改变原有的认识，也顺应新的认识，从而改变自己的动作以适应客观变化。这样儿童不断地通过同化与顺应两种方式，来达到自身构建的杠杆图式与客观环境中出现的各种各样杠杆之间的平衡。

皮亚杰认为，图式最初来自先天的遗传，以后在适应环境（学习）的过程中，不断变化、丰富和发展，形成了本质不同的认知图式（或结构）。

我们姑且不去评价皮亚杰的关于“图式最初来自先天遗传”的论断，单从“后天适应环境的过程中不断丰富、加强、变化不同的认知图式”，这是符合事实的，这一点，谁都有自己特有的经验去认同这样的观点。

皮亚杰认为，每一种新的图式的出现，都标志着儿童认知发展进入到了一个新的阶段。为此，他提出具体表现为以下几个阶段。

第一，感知运动阶段（出生~2岁）。此时语言还未形成，主要通过感知觉来与外界取得平衡，处理主、客观的关系。

第二，前运算阶段（2~7岁）。语言的出现与发展，使儿童能用表象、言语及符号来表征内心世界和外在世界。但其思维还是直觉性的、非逻辑性的，且具有明显的自我中心特征。

第三，具体运算阶段（7~11岁）。思维具有明显的符号性和逻辑性，能进行简单的逻辑推演。但在很大程度上局限于具体的事物及过去的经验，缺乏抽象性。

第四，形式运算阶段（11~15岁）。能够把思维的形式与内容相分离，能够设定和检验假设，监控和内省自己的思维活动，思维已经进入到了抽象的逻辑思维阶段。

皮亚杰认为，任何人的认知发展都要经历上述四个连续的阶段，且这种连续发展的先后次序是不变的。这种发展模式具有全球性的意义，在任何文化社会中都一样。每一个阶段都是形成下一个阶段的必要条件和基础。虽然，在两个相继发展的认知阶段之间存在着质的差异，但这种差异是思维发展量变到质变的必然结果。^［1］

看到“图式”，你还会想到谁？那当然是库恩了。

美国科学史学家托马斯·库恩写过一本让他荣获世界性盛誉的著作——《科学革命的结构》。现在，《科学革命的结构》已经成为现代思想文库中的经典名著。在这本书里，作者从科学史的视角探讨常规科学和科学革命的本质，当常规科学发展到一定程度后，由于不断出现的新现象、新事物，让常规科学已经构建的范式（值得注意的是，库恩叫范式，而皮亚杰叫图式）已经不能承受其重，所以从此，就有可能从量变引起质变，新的科学革命就发生了，从而又重新构建了新的范式，新革命后构建的范式又成为常规科学，这样一直循环发展下去。

托马斯·库恩出版《科学革命的结构》的时间为1962年，而过了8年后的1970年，皮亚杰才出版了《发展认识论原理》。许多理论都有它们的共性、相似性，特别是在不同领域中，往往能找到相似的理论。

记得“难得糊涂”以画竹而名传青史的郑板桥吗？他自称“青藤门下走狗”。“青藤”指谓何人？明代大文学家、书画家、军事家徐渭是也！徐渭是山阴（今浙江省绍兴）人。初字文清，改字文长，号天池山人，或署田水月、青藤老人、青藤道人、青藤居士、天池渔隐、金垒、金回山人、山阴布衣、白鹇山人、鹅鼻山侬等别号。去绍兴旅游时，建议可到青藤书屋一饱眼福，探探这位狂狷的天才饱学之士如何成为傲骨铮铮的才子郑板桥的偶像的。如此看来，疯狂追星，并非当代才有，自古以为，大名士、大学问家都会有自己的“死粉”和拥趸。而皮亚杰的最有名的拥趸和追随者莫过于美国人奥苏伯尔了。

大卫·奥苏伯尔是美国教育心理学家，认知心理学的代表人物。他在心理学和学习领域最大的贡献之一是成为发展和研究有意义学习理论和先行组织者。

奥苏伯尔提出的“同化论”体现了“外因是变化的条件、内因是变化的依据”的辩证思想。这种思想为我们的教学提供了方向：在教学设计时，我们会按照新知识本身的逻辑意义，追溯新知识在原有认知结构中的植根点，形成符合有意义学习标准的、有针对性地引导学习。就像初中学生学习杠杆知识时，学生原有知识是“知道力的大小、力的作用点影响杠杆的平衡”，但没有考虑到“力的方向”对杠杆平衡的影响，所以在构建“力臂”这个概念时，就要从旧知识结构中找到“力的方向”的缺陷，从而综合力的方向和力的作用点，形成力臂的概念。

现在，我还会经常看到或听到有些科学教师让学生背诵科学教科书上的概念、定律、原理等文字的。我不知道这些教师的出发点是什么，科学学科与语言类人文学科最大的不同就在于，科学学科无法做到“读书百遍其义自现”，科学是基于一定旧知识基础上的重构，依靠观察与实验，依靠自己的体验。这种“背诵”称之为奥苏伯尔的机械学习。奥苏伯尔提出了与机械学习相对的有意义学习。但是，有意义学习并非随意就可发生，对学生来说，学习对象有潜在意义，学生头脑中有同化新学习材料的知识（所谓前概念的存在），同时学生具有有意义学习的意向。

为了激活新旧知识之间的实质性联系，提高已有知识对接受知识的有效影响，奥苏伯尔提出了“先行组织者”的教学策略。所谓“先行组织者”，是在正式材料学习之前，向学生介绍的与其原有的认知结构中适当的知识相联系的引导材料，它用学生熟悉的术语呈现。设计“组织者”的目的，是帮助学生稳定地纳入和保持正式学习材料中更详细和分化的内容，给学习者在已知与未知之间架起一道桥梁，从而更有效地学习新材料。^［2］

在此，我还想提一位著名的心理学家，他是杰罗姆·布鲁纳，美国心理学家、教育学家。作为教育工作者，我想谁都会或多或少听说过他的事迹。

第二次世界大战后，世界军事格局发生了重大的变化，以前苏联为首的社会主义阵营同美国为首的西方资本主义阵营处于冷战的对峙状态，两大阵营比军备、比实力。20世纪50年代末，苏联第一颗人造卫星上天，使美国人震惊不已，上至国会下至平民百姓极受震动。但这事件也引起了美国人的反思：为什么美国会在航天领域落后于苏联？聪明的美国人统一把矛头指向了教育，认为是美国的基础教育出了问题，是教育拖了科技发展的后腿！所以一场关于教育的大讨论随之拉开序幕。在此之前，美国的教育一直受杜威 ^①[5]的实用主义教育思想影响，但此时，许多人认为杜威的实用主义教育思想出问题了。1958年，美国国会迅速通过了拖延十年之久的《国民教育法》，1959年，美国各方面的专家聚集在伍兹霍尔讨论中小学教育改革，会议的主持人就是著名心理学家布鲁纳。布鲁纳的出名是有“准备”的，此时，正是他“推销”他的教育理念的大好时机。会后，他顺势发表的《教育过程》小册子，被誉为“划时代的著作”“有史以来教育方面最重要最有影响的一本书”（直到今天，还有国人在研究这本小册子），成为随后掀起的课程改革运动的理论指导书，他本人一时之间名噪世界，成为战后新教学论研究的代表人物。虽然，布鲁纳的课程改革，在美国是失败案例的代表，但是，布鲁纳的教育理念却在全世界生根发芽，而且在今天有相当的影响力，甚至在今后相当长的一段时间，其影响力也不容小觑。这是否有点“有心栽花花不开，无心插柳柳成荫”的味道。所以，我们提起布鲁纳，不是因为他与课程改革之间的事，而是他的教育理念。

布鲁纳提出的“发现学习法”，几乎颠覆了传统接受式学习的模式。他说过，任何学科以一定知识的正当形式，能有效地教给处于任何发展时期的任何儿童。几乎是“没有教不好的学生，只有不会教的老师”的祖师爷了！不管他倡导的课程改革运动结果如何，但其改革之彻底，规模之宏大，在美国教育史上，甚至世界各国教育史上，几乎是史无前例的。

布鲁纳认为，教育的主要目的是为学生提供一个现实世界的模式，学生可以借此解决生活中的一切问题。这个模式涉及储存信息的内部系统，而信息是通过人与周围环境的相互作用获得的。学习任何一门学科时，总是由一系列的片断所组成，而每一片断（或一个事件）总是涉及获得、转换和评价三个过程。布鲁纳由此认为，学生不是被动的知识接受者，而是积极的信息加工者。

布鲁纳认为知识结构就是某一学科领域的基本观念，它不仅包括掌握一般原理，而且还包括学习的态度和方法；如果懂得学科的基本原理，可使得学科更容易理解，有利于记忆，适于迁移，能够缩小知识间初、高级水平层次的间隙。布鲁纳特别强调教育过程中直觉思维的价值，认为直觉思维的训练是创造性思维培养的基础。所谓直觉思维与分析思维不同，直觉思维以熟悉所牵涉的知识领域及其结构为根据，使思维者可能实行跃进、越级和采取捷径，但是以后需要用比较分析的方法（不论演绎法或归纳法），重新检验所作的结论。提出直觉思维和分析思维的概念，无形中又多了两个心理学概念，但是，这两个心理学概念确实有必要去掌握好它。为了说明直觉思维和分析思维的区别，就举一个耳熟能详的事例吧。

青年数学家阿普顿刚到爱迪生研究所工作时，爱迪生想考考他的思维能力，于是给了他一只实验用的灯泡，叫他计算灯泡的容积。可一个小时过去了，阿普顿还在忙着测量和计算。爱迪生说，要是我，就往灯泡里灌水，将水倒入量杯，就知道灯泡的容积了。是的，现在的初中生都会用这种办法，数学家阿普顿为什么想不到？这是因为阿普顿缺乏直觉思维。

布鲁纳同时强调学习是一个主动的过程，他认为应该使学生对学习产生兴趣，主动地参加到学习中去，并且从个人方面体验到有能力来对待他的外部世界。为激发学生的学习动机，布鲁纳提倡采取发现学习的教学方式。他认为对于学习，了解一般的原理原则固然重要，但尤其重要的是发展一种态度，即探索新情境的态度，作出假设，推测关系，应用自己的能力，以解决新问题或发现新事物的态度。所谓发现，当然不只限于发现人类尚未知晓的事物的行动，而且还包括用自己头脑亲自获得知识的一切形式。^［3］

“发现”的乐趣是无穷。有人评价本人是理科教师中的“异数”，这一点本人也就笑纳了，原因是，身为理科教师，却很喜欢用文字去表达自己的想法。每每遇到一个“好”的想法，就想用文字记录下来，从教育教学的角度来看，这些想法也许根本没有创新意义，也许还是在重复别人的想法，但对本人来说，那是在创造，那就是发现未知的领域，这是探索新

^[1]①?美国国家研究理事会（NRC）于2011年7月发布的 《K-12 年级科学教育框架： 实践、跨学科概念和核心概念》，该书将原有的“科学探究”改为“科学与工程实践”，赋予“实践”以科学新内涵。所以科学教师都是实践者。

^[2]①?此问题就是一道科学实验探究题，但此实验探究题的情境是真实的，来源于实验室。将试题转化为课堂教学的资源，是建构课堂最常见的一种开发课堂资源的方式。

^[3]①?发生此事件时，正式的《科学课程标准》还没有出炉，我们使用的是实验版的《科学（7~9年级）课程标准》，所以教学目标还是三维的。

^[4]①?我阅读的哲学书籍主要有两类，一是关于后现代思潮的哲学著作，二是关于科学哲学的著作。

^[5]①?杜威（1859—1952），美国实用主义哲学家，胡适的老师。杜威的教育思想在中国的真传人是陶行之，陶行之不但学习杜威的实用主义教育思想，而且身体力行办学校践行这种教育哲学思想，并取得成功，在中国教育界成为美谈，现在各地都有陶行之教育思想研究会。