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何为科学本质？美国科学促进会（AAAS）对科学本质从“科学知识”“科学探究”和“科学事业”三个方面进行阐述。
《义务教育科学课程标准（3-6年级）》没有对科学的本质进行进一步的阐释。以前的自然教学也没有提出让学生领会科学的本质。科学本质的教育范畴在中小学科学课程中是一个有争议的问题，不过一致认同：科学是一种探究，可以通过证实的、证伪的方法来得出结果，而且可以重复多次，是可检验的；科学知识不是永恒不变的，具有暂时的性质，它需要观察、实验、推理，需要实证的支持，科学的结论是符合逻辑的并且具有局限性的，随着时间的发展，其结论也是可改变的。那么，科学课堂的具体教学如何体现科学本质？这是一线科学教师必须思考和面对的问题，下面从具体的实例进行阐述。
集中探究主题
在平时课堂中，经常会遇到一节课的时间不够用，在上公开课、研究课的课堂中，也会出现拖堂、教学任务完不成的现象。
【案例一】上《摆的研究》一课的遗憾。
本课安排了4个活动，即从“观察摆、制作摆、发现摆的规律”到“研究摆的快慢与摆长有关”。此外，“发现摆的规律”又要探究摆锤和摆角的关系。最初，笔者想把这几个活动都在一节课完成，探究活动从提出问题、提出假设、设计实验、交流计划、观察实验、汇报交流、得出结论、总结运用等步骤都走一遍。最后，各个环节都匆匆而过，等下课了，教学任务还没完成，效果也不甚满意。本想面面俱到，反而面面不到。究其原因，主要是活动过多、活动过散所致。后来，笔者在另外一个班上同一课时，把这几个活动整合为“观察摆”和“摆的快慢与什么有关”两个探究主题，探究活动进行得非常顺利。
案例反思：对小学生而言，一节课40分钟能作深入细致的探索，必然是一个比较小的主题和内容，难以进行比较宽泛的探究活动。在一节课的安排当中，如果有几个探究活动，那么就要确定本节课的核心探究活动，在教学时给予核心探究活动充足的时间，保证核心探究活动的深入开展。准备的探究材料，也要呈现结构性，尽量让学生进行一个较长时间的探究活动。在教学过程中，教师要合适、合理、巧妙地指导，期望不打断学生的探究思路。比如，利用语言指导、温馨提示、材料呈现与回收、记录表指导、发任务单等方式，把一个个小的探究活动串联起来，整合成一个完整的、长时间的探究活动。
整合教学环节
新修订的小学科学课程标准，把探究式教学归纳为5个要素，而没有规定探究式教学的步骤，这将有利于探究活动的认识和开展。笔者认为，探究式教学不是固定的一种模式，而是一种思想、一种理念，它有基本的要素构成，要素与要素之间的互相结合，可以生发出多种教学模式。一节课并不一定需要完整展示探究教学的各个步骤，也并不一定要呈现所有的探究要素。
【案例二】《太阳和影子》一课教学环节的整合。
本课设计了3个教学活动，即“太阳、影子与气温”“影长与气温的关系”和“制作太阳钟”。活动一，让孩子制订观察计划、进行观察活动、获得观测数据是本课的重难点；活动二，绘制、分析曲线图，发现一天温度与影子长度的变化规律是教学的一个重要目标；活动三，是第一和第二个活动的补充。可以说，后两个活动都是建立在第一个活动的基础上的，因此，从学生已有的经验与知识入手，进行观察实验、获得完整的观测数据非常重要。观测实验虽然是学生很感兴趣的活动，但本观测实验的时间跨度长，又是课内与课外的结合，又不是在一节课就可以解决的。
权衡之后，笔者决定把本课安排两个教学课时来完成，第一课时主要引导完成第一个活动；第二课时主要是完成第二个和第三个活动，并且把本周的两节科学课安排在同一天的上午第一节和下午最后一节课进行。引导学生用一天不间断的时间去探究太阳和影子的奥秘，再利用课外制作太阳钟活动，加深学生对阳光、影子变化规律的理解，培养学生的持续的探究兴趣和科学精神。第一个活动作为本课的核心活动，分3个环节来开展：课堂前10分钟，引导学生从已有的经验与知识入手，设计观察方案、掌握观测方法、明确观测项目等；接着的25分钟，带领学生到室外开展观察实验、指导观测方法，获得完整的观测数据；课堂的后5分钟，组织汇报与交流。
案例反思：要进行深入的科学探究就要大胆地缩减课堂教学的环节，整合细小的环节，力争把一节课的教学环节缩减到3个至4个环节。如果把一节课分解成4个环节，即“导入——主题活动——研讨交流——总结运用”，那么各个环节的时间分配相当重要。新课导入一般就在两分钟左右，总结运用一般控制在8分钟左右，那么，学生的主要探究活动和研讨交流应该占到30分钟左右，从而保证学生充足的探究时间。
突出核心概念
核心概念是指科学观点和科学思想。在小学科学教学中，用科学探究活动帮助儿童构建核心科学概念已成为教改方向，关注学生的前概念发展水平，把握新概念的生长点，是目前教学研究的重点。科学前概念是科学概念的生长点，核心概念的形成是建构在学生已有的科学知识与经验基础上的。如果忽视学生的初始概念、观点，学生获得的理解与教师的期望会有很大的差别。
【案例三】《马铃薯在水中是沉还是浮》一课核心概念的建构。
在上这一课时，笔者在讲台上放着两盆液体，先出示两个马铃薯，分别放到盆子里，马铃薯在一盆液体里沉，在另一盆液体里浮；然后交换马铃薯，再分别放入盆中，在刚才沉的盆子里，马铃薯还是沉，浮的还是浮；接着把两个马铃薯放入其中一个盆中，都浮起来了，又放入另外一个盆中，马铃薯都沉下去了。这时，许多学生疑问道：“噫，这个水是怎么回事？”有个学生就说：“老师，浮的一盆水是盐水！”听一个学生这样说，好多学生都会跟着认为是盐水。接下来笔者追问：“你能确定，老师的这杯水肯定是盐水吗？”这个提问引起了学生的思考，有一些学生就说不敢确定。笔者接着说，“如果不能确定这杯水是不是盐水，那么我们怎么办？”有的学生说“我们来把水烧干”，有的学生说“做一杯盐水试试看”。于是，学生们开始了自己的探究活动，在实证的基础上建构起核心概念“盐水能使马铃薯浮起来”。 案例反思：学生进入科学课堂前总是带着相关的科学前概念，它必然成为科学概念教学的现实起点，当学生的前概念与科学概念基本一致，需要“丰富”；当前概念与科学概念相矛盾，需要“修订”。在探究活动过程中，学生经常会把注意力集中在对材料的操作上，问题意识、实证意识、探究能力等相对缺乏，容易在探究过程中迷失概念的学习，理性思考和实践运用容易脱节；在学生概念转化过程中，在科学概念教学中，教师应适时适当地介入，引发学生对科学前概念的不满，激发概念转化的内驱力，通过目标导引和材料支持，引导学生在探究活动中发展科学概念。
重视证据获取与整理
在对科学课的探索过程中，有的老师对科学课程的理解比较到位，教学中能够自觉地体现科学课的要求，重视对学生实证意识的培养；有的老师还停留在原来的认识高度上，往往在教学中忽略了科学课的特点，停留在自然课的基础上。教师往往忽视了实验只是研究进程中的一个环节，之后还需要对数据进行整理，对质疑进行答复，对结果进行检验，而过于相信一次实验的结论。
【案例四】教科版六年级上册《在斜坡上》一课，课本安排了“探究斜面是否省力”和“探究斜面省力规律”两个活动。
在课堂上学生展示实验单的时候，笔者发现，8个小组测量的数据平均值很接近，竖直提起是3.0牛，斜面拉是1.3牛，学生很快就得出实验结论“利用斜面可以省力”。笔者继续追问“你们从数据的比较中还能发现什么？”学生通过仔细观察后，发现第5小组测量数据的平均值虽然也是1.3牛，但它3次测量的数据明显相差比较大，分别是1.0牛、1.3牛、1.6牛。学生大都认为第五组测量的误差很大，并与第五组的同学争论起来，后来笔者让第五组同学到讲台重复做一次的时候才发现，他们组测量的三次数据不是同一斜面做3次实验的数据，而是在低、中、高三个斜面分别测的第一次数据，这明显是实验方法导致的差异，像第五组这样求得的平均值根本就没有价值。假如没有继续追问，第五组建立自己的观点“利用斜面可以省力”虽然是正确的，但佐证他们的科学数据是不准确也是不可信的，这样形成的观点就不能真正体现科学的本质，也不利于学生养成严谨的科学态度。
案例反思：课堂上，学生应该在自由表达自己的见解，而不是在揣摩老师的答案，他们应该是在思考，而不是在猜测。对于他们得出的答案，不妨追问一句：“为什么这么想？”“引起错误的根源又在哪里？”让学生说个原原本本，要引导学生说出自己本身的思维过程。教师在重视学生主动获取证据或数据的同时，要善于引导学生分析、加工数据，对学生测得的数据的差异，不能简单地误认为是测量的误差，因为对数据的认真分析中往往会发现许多有研究价值的信息。
科学本质上是一种探究活动，体现科学本质的教育就是能够围绕核心概念组织学生进行科学探究活动，重视学生主动获取证据或数据，有效组织学生进行交流、讨论、反思和推理，在数据加工、反思推理、大胆质疑和理性批判中形成合理的解析或自己的观点，让学生在探究活动中领悟和掌握科学探究的过程、方法及性质。
（作者单位：广东省珠海市香洲区第十五小学）
《义务教育科学课程标准（3-6年级）》没有对科学的本质进行进一步的阐释。以前的自然教学也没有提出让学生领会科学的本质。科学本质的教育范畴在中小学科学课程中是一个有争议的问题，不过一致认同：科学是一种探究，可以通过证实的、证伪的方法来得出结果，而且可以重复多次，是可检验的；科学知识不是永恒不变的，具有暂时的性质，它需要观察、实验、推理，需要实证的支持，科学的结论是符合逻辑的并且具有局限性的，随着时间的发展，其结论也是可改变的。那么，科学课堂的具体教学如何体现科学本质？这是一线科学教师必须思考和面对的问题，下面从具体的实例进行阐述。
集中探究主题
在平时课堂中，经常会遇到一节课的时间不够用，在上公开课、研究课的课堂中，也会出现拖堂、教学任务完不成的现象。
【案例一】上《摆的研究》一课的遗憾。
本课安排了4个活动，即从“观察摆、制作摆、发现摆的规律”到“研究摆的快慢与摆长有关”。此外，“发现摆的规律”又要探究摆锤和摆角的关系。最初，笔者想把这几个活动都在一节课完成，探究活动从提出问题、提出假设、设计实验、交流计划、观察实验、汇报交流、得出结论、总结运用等步骤都走一遍。最后，各个环节都匆匆而过，等下课了，教学任务还没完成，效果也不甚满意。本想面面俱到，反而面面不到。究其原因，主要是活动过多、活动过散所致。后来，笔者在另外一个班上同一课时，把这几个活动整合为“观察摆”和“摆的快慢与什么有关”两个探究主题，探究活动进行得非常顺利。
案例反思：对小学生而言，一节课40分钟能作深入细致的探索，必然是一个比较小的主题和内容，难以进行比较宽泛的探究活动。在一节课的安排当中，如果有几个探究活动，那么就要确定本节课的核心探究活动，在教学时给予核心探究活动充足的时间，保证核心探究活动的深入开展。准备的探究材料，也要呈现结构性，尽量让学生进行一个较长时间的探究活动。在教学过程中，教师要合适、合理、巧妙地指导，期望不打断学生的探究思路。比如，利用语言指导、温馨提示、材料呈现与回收、记录表指导、发任务单等方式，把一个个小的探究活动串联起来，整合成一个完整的、长时间的探究活动。
整合教学环节
新修订的小学科学课程标准，把探究式教学归纳为5个要素，而没有规定探究式教学的步骤，这将有利于探究活动的认识和开展。笔者认为，探究式教学不是固定的一种模式，而是一种思想、一种理念，它有基本的要素构成，要素与要素之间的互相结合，可以生发出多种教学模式。一节课并不一定需要完整展示探究教学的各个步骤，也并不一定要呈现所有的探究要素。
【案例二】《太阳和影子》一课教学环节的整合。
本课设计了3个教学活动，即“太阳、影子与气温”“影长与气温的关系”和“制作太阳钟”。活动一，让孩子制订观察计划、进行观察活动、获得观测数据是本课的重难点；活动二，绘制、分析曲线图，发现一天温度与影子长度的变化规律是教学的一个重要目标；活动三，是第一和第二个活动的补充。可以说，后两个活动都是建立在第一个活动的基础上的，因此，从学生已有的经验与知识入手，进行观察实验、获得完整的观测数据非常重要。观测实验虽然是学生很感兴趣的活动，但本观测实验的时间跨度长，又是课内与课外的结合，又不是在一节课就可以解决的。
权衡之后，笔者决定把本课安排两个教学课时来完成，第一课时主要引导完成第一个活动；第二课时主要是完成第二个和第三个活动，并且把本周的两节科学课安排在同一天的上午第一节和下午最后一节课进行。引导学生用一天不间断的时间去探究太阳和影子的奥秘，再利用课外制作太阳钟活动，加深学生对阳光、影子变化规律的理解，培养学生的持续的探究兴趣和科学精神。第一个活动作为本课的核心活动，分3个环节来开展：课堂前10分钟，引导学生从已有的经验与知识入手，设计观察方案、掌握观测方法、明确观测项目等；接着的25分钟，带领学生到室外开展观察实验、指导观测方法，获得完整的观测数据；课堂的后5分钟，组织汇报与交流。
案例反思：要进行深入的科学探究就要大胆地缩减课堂教学的环节，整合细小的环节，力争把一节课的教学环节缩减到3个至4个环节。如果把一节课分解成4个环节，即“导入——主题活动——研讨交流——总结运用”，那么各个环节的时间分配相当重要。新课导入一般就在两分钟左右，总结运用一般控制在8分钟左右，那么，学生的主要探究活动和研讨交流应该占到30分钟左右，从而保证学生充足的探究时间。
突出核心概念
核心概念是指科学观点和科学思想。在小学科学教学中，用科学探究活动帮助儿童构建核心科学概念已成为教改方向，关注学生的前概念发展水平，把握新概念的生长点，是目前教学研究的重点。科学前概念是科学概念的生长点，核心概念的形成是建构在学生已有的科学知识与经验基础上的。如果忽视学生的初始概念、观点，学生获得的理解与教师的期望会有很大的差别。
【案例三】《马铃薯在水中是沉还是浮》一课核心概念的建构。
在上这一课时，笔者在讲台上放着两盆液体，先出示两个马铃薯，分别放到盆子里，马铃薯在一盆液体里沉，在另一盆液体里浮；然后交换马铃薯，再分别放入盆中，在刚才沉的盆子里，马铃薯还是沉，浮的还是浮；接着把两个马铃薯放入其中一个盆中，都浮起来了，又放入另外一个盆中，马铃薯都沉下去了。这时，许多学生疑问道：“噫，这个水是怎么回事？”有个学生就说：“老师，浮的一盆水是盐水！”听一个学生这样说，好多学生都会跟着认为是盐水。接下来笔者追问：“你能确定，老师的这杯水肯定是盐水吗？”这个提问引起了学生的思考，有一些学生就说不敢确定。笔者接着说，“如果不能确定这杯水是不是盐水，那么我们怎么办？”有的学生说“我们来把水烧干”，有的学生说“做一杯盐水试试看”。于是，学生们开始了自己的探究活动，在实证的基础上建构起核心概念“盐水能使马铃薯浮起来”。 案例反思：学生进入科学课堂前总是带着相关的科学前概念，它必然成为科学概念教学的现实起点，当学生的前概念与科学概念基本一致，需要“丰富”；当前概念与科学概念相矛盾，需要“修订”。在探究活动过程中，学生经常会把注意力集中在对材料的操作上，问题意识、实证意识、探究能力等相对缺乏，容易在探究过程中迷失概念的学习，理性思考和实践运用容易脱节；在学生概念转化过程中，在科学概念教学中，教师应适时适当地介入，引发学生对科学前概念的不满，激发概念转化的内驱力，通过目标导引和材料支持，引导学生在探究活动中发展科学概念。
重视证据获取与整理
在对科学课的探索过程中，有的老师对科学课程的理解比较到位，教学中能够自觉地体现科学课的要求，重视对学生实证意识的培养；有的老师还停留在原来的认识高度上，往往在教学中忽略了科学课的特点，停留在自然课的基础上。教师往往忽视了实验只是研究进程中的一个环节，之后还需要对数据进行整理，对质疑进行答复，对结果进行检验，而过于相信一次实验的结论。
【案例四】教科版六年级上册《在斜坡上》一课，课本安排了“探究斜面是否省力”和“探究斜面省力规律”两个活动。
在课堂上学生展示实验单的时候，笔者发现，8个小组测量的数据平均值很接近，竖直提起是3.0牛，斜面拉是1.3牛，学生很快就得出实验结论“利用斜面可以省力”。笔者继续追问“你们从数据的比较中还能发现什么？”学生通过仔细观察后，发现第5小组测量数据的平均值虽然也是1.3牛，但它3次测量的数据明显相差比较大，分别是1.0牛、1.3牛、1.6牛。学生大都认为第五组测量的误差很大，并与第五组的同学争论起来，后来笔者让第五组同学到讲台重复做一次的时候才发现，他们组测量的三次数据不是同一斜面做3次实验的数据，而是在低、中、高三个斜面分别测的第一次数据，这明显是实验方法导致的差异，像第五组这样求得的平均值根本就没有价值。假如没有继续追问，第五组建立自己的观点“利用斜面可以省力”虽然是正确的，但佐证他们的科学数据是不准确也是不可信的，这样形成的观点就不能真正体现科学的本质，也不利于学生养成严谨的科学态度。
案例反思：课堂上，学生应该在自由表达自己的见解，而不是在揣摩老师的答案，他们应该是在思考，而不是在猜测。对于他们得出的答案，不妨追问一句：“为什么这么想？”“引起错误的根源又在哪里？”让学生说个原原本本，要引导学生说出自己本身的思维过程。教师在重视学生主动获取证据或数据的同时，要善于引导学生分析、加工数据，对学生测得的数据的差异，不能简单地误认为是测量的误差，因为对数据的认真分析中往往会发现许多有研究价值的信息。
科学本质上是一种探究活动，体现科学本质的教育就是能够围绕核心概念组织学生进行科学探究活动，重视学生主动获取证据或数据，有效组织学生进行交流、讨论、反思和推理，在数据加工、反思推理、大胆质疑和理性批判中形成合理的解析或自己的观点，让学生在探究活动中领悟和掌握科学探究的过程、方法及性质。
（作者单位：广东省珠海市香洲区第十五小学）