博物學時代是科學還未分化的時代，科學思想和研究方法的落后會帶來許多不足和謬誤。伴隨著數(shù)字時代的到來和現(xiàn)代科學的突飛猛進，小學科學教育也遇到了“挑戰(zhàn)”：學生如何通過科學課認識達爾文、亞里士多德等這些并非嚴格意義上的科學家以及他們的研究成果，教師如何引領(lǐng)學生掌握現(xiàn)代科學研究方法和數(shù)字化科學工具，讓他們超越日常的經(jīng)驗，更好地適應未來？本期特別呈現(xiàn)特級教師吳向東關(guān)于當下小學科學教育的新思考。

　　在一次研討課上，我提出一個問題：“上了科學課后，如何讓學生超越日常經(jīng)驗，從科學上真正獲得提升？”

　　為什么提出這個問題？在二年級的科學課上，教師帶領(lǐng)學生通過感官區(qū)別物體，比如讓學生識別真水果與仿真水果；在學生的背后扔下常見的東西，通過聽到的聲音猜猜是什么；在不透明的袋子里摸物品，僅憑借觸覺猜是什么；教師甚至買了可以吃的包子，讓學生通過味覺去區(qū)分其他的東西……雖然各種活動非常有趣，學生熱情參與其中，但40分鐘下來，學生學到了什么？日常生活中，類似這樣的觀察活動經(jīng)常出現(xiàn)，學生從出生起就在不斷獲得這樣的感官經(jīng)驗，而科學教學超越了這些日常的感官經(jīng)驗了嗎？如果沒有或者不明顯，這樣的科學課又有多大的價值？

　　從博物學到現(xiàn)代科學

　　由此，讓我想起了近代科學還未建立起來的博物學時代，那些被我們稱為科學家的人，如中國古代醫(yī)學家李時珍、古希臘科學家亞里士多德、提出進化論的達爾文、提出生物分類學的林奈，還有學生特別喜歡的昆蟲學家法布爾，他們主要是通過感官細致入微的觀察去研究自然的。雖然有重大發(fā)現(xiàn)，但用伽利略、牛頓等近代科學家建立起來的實驗科學的思想方法進行考察，還有許多不嚴謹?shù)牡胤健?br />
　　到了現(xiàn)代，現(xiàn)代科學比近代科學更加嚴謹和先進，研究的方法早已超越了人的感官，包括射電望遠鏡在內(nèi)的各種波段的新型望遠鏡和觀測儀器，可以“看”到光學望遠鏡看不到的天文信息，中子星的發(fā)現(xiàn)，引力波的捕捉，已經(jīng)不是增強了人視覺的光學望遠鏡所能及。生物進化和分類的研究也是如此，已經(jīng)超越了感官能及的生物形態(tài)學，可以從分子生物學，如基因研究的角度去研究生物的進化，作出更精準的分類。

　　如今的數(shù)字時代，一切都在數(shù)字化，比特到處流淌，現(xiàn)代科學又迎來了新的飛躍。人類基因組計劃建立人體2.5萬個基因的30億個堿基對的龐大數(shù)據(jù)。以此為基礎(chǔ)，計算生物學可以大行其道，通過算法和模擬可以從這個龐大的數(shù)據(jù)庫中發(fā)現(xiàn)更多的生命奧秘，使科學家有可能研制精準靶向的藥物，去治療包括癌癥在內(nèi)的不治之癥。不僅計算生物學，而且冠以計算的如計算化學、計算物理學、計算地理學等新的科學門類不斷涌現(xiàn)，再加上傳感器、大數(shù)據(jù)、人工智能的進步，數(shù)字時代的科學思想和方法又邁入了更加智能的嶄新時代。

　　從博物學到近代科學再到現(xiàn)代科學，延伸到如今數(shù)字化的現(xiàn)代科學，每一次的科學進步，都意味著對感官觀察的超越，意味著新的科學思想方法的躍遷。

　　何必把學生拉回博物學時代

　　盡管如此，小學科學教材呈現(xiàn)的科學研究內(nèi)容似乎還停留在博物學時代。

　　在二年級通過感官去比較的內(nèi)容中，教師設(shè)計了比較水溫高低的內(nèi)容。需要用手觸摸杯中的溫水，感受其溫度的高低，但在水溫差別不大的情況下，要辨別溫度差別就困難了，這時就要用到溫度計。而要學會使用普通的溫度計，教師還要教會學生認識刻度。由于常用的酒精溫度計是根據(jù)液體受熱膨脹上升的原理，測量的時間會比較長，這就帶來了一些不便。網(wǎng)上搜索，有各種數(shù)字溫度計，我們選擇了具有一定靈敏度帶有測溫探頭的數(shù)碼顯示的溫度計，放到水里約1秒鐘就會顯示穩(wěn)定的讀數(shù)。于是，班內(nèi)每個小組發(fā)一個，先讓學生用手反復比較溫度相近的三杯水溫度高低的順序，再用數(shù)字溫度計反復測量——精確的數(shù)值和模糊的感覺一對比，科學儀器測量的長處顯露無遺。有學生說，用手感覺水溫會產(chǎn)生“幻覺”，不好把握到底是哪一杯水溫度更高一點，而數(shù)字溫度計測量水溫更準確。這樣的課使學生意識到，科學觀測工具比感覺器官更可靠，從而對科學研究的本質(zhì)逐漸有所體悟。