近年来，在科学教育领域，人们已经达成这样的基本共识：科学探究是科学研究工作的基本方法，也应成为儿童科学学习的主要方式。让儿童用科学家那样的工作方式学习科学，是儿童科学教育领域的一个重要趋势。人们想让儿童在科学家那样的工作方式中，体会科学的本质，领悟科学的真谛，了解科学家的精神与品质。 在幼儿园教育阶段，幼儿的年龄特点决定了他们的科学学习应以游戏、探究、日常生活、文学作品等多种途径和方式展开，但探究也应该是幼儿科学学习的重要方式。
我国的教师们正在反复尝试、实践和研究这种学习与教学方式，在不断反思自身实践的过程中提高对科学探究的认识。此时，阅读和品味《蚯蚓，影子和漩涡——幼儿班里的科学活动》（以下简称《蚯蚓，影子和漩涡》）这本来自美国同行的著作，会使我们对幼儿园以探究为核心的科学教育有更深的理解和更本质的认识。
《蚯蚓，影子和漩涡》一书中记述了生命科学、物质科学、地球与空间科学三个领域的8个探究活动故事，采用的是夹叙夹议的叙事性写法，美国的教师们以真实生动的笔触叙述自己和孩子们的故事，让我们能够详细地了解探究活动发生的全貌，并透过案例故事的许多细节看到教师行为背后的理念与原由。而且，我们的教师可以学习这种写作方式，将自己的教学行为与行为的依据、实践与理念建立起真正的联系，这样，我们的科学教育活动才能做到坚实、稳健而科学。更为可贵的是，作为本书编著者的专家们，在故事的开始、结束与中间的关键部分，就儿童科学探究的理论与实践策略都发表了重要的议论，让读者能够关注儿童探究中的关键问题和教师富有智慧的创造性策略，获得对儿童科学探究的新认识。
儿童以科学家的身份投入探究活动
像科学家那样工作，学习他们的工作方式，是我们积极倡导和努力实践的儿童科学学习方式。如何做到这些呢？《蚯蚓，影子和漩涡》中的美国同行们的做法提示我们，让儿童明确自己作为“科学家”的身份和角色，并让孩子们了解不同领域的科学家应该如何工作特别重要。
美国同行们在探究活动之前往往向儿童直接宣告：“你们现在是生物学家了”、“你们现在是化学家了”，让孩子们明确自己将要进行的科学探究中作为科学家、生物学家、化学家的角色和身份，再去思考和学习这些不同领域的科学家应该如何工作。
我（霍华德老师）把孩子们召集在一起说：“现在我们要当生物学家了！我们要到户外去仔细观察动植物。我们要带上我们的工具——手持放大镜和探究棒。你们想想，我们会找到什么动物和植物呢？”
在“蚯蚓的故事”中，探究开始前，霍华德老师通过谈话让幼儿了解作为一名生物学家意味着什么，作为一名生物学家和到户外跑步玩耍有什么不同。她向孩子们解释：生物学家是一个专门领域的科学家，他们在户外寻找不同的植物和动物，而且做什么事情都十分小心，比如不损坏动物的家、不打扰它们在家里的生活，等等。她和孩子们谈到生物学家是如何使用工具发现生物和进行近距离观察的，并让孩子们接触和了解这些工具，实际演练这些工具的使用方法，以保证在被探究生物的安全的前提下，获得有价值的信息。
在“有趣的水和水滴”的活动中，蒂高老师在活动的初始阶段就告诉幼儿：“你们将成为科学家。”并根据幼儿的困惑解释了科学家就是一个通过做实验来发现某些东西的人。他向孩子们解释：我们将用水来做实验，并且讨论我们在这个实验中的发现。
在“建筑师的故事”中，当孩子们进行搭建活动时，真正的建筑师来到了他们中间，孩子们和建筑师一起经历了从构思到绘制图纸，再到按设计搭建的“真正的建筑过程”。
在我国的儿童科学教育中，我们很少甚至可以说是没有这么做过。然而在幼儿期，由于游戏是儿童的基本活动，在科学学习中儿童各种科学家角色的扮演和担当是十分有意义的，能够让儿童更好地用科学家那样的工作方式学习科学。
让儿童从小懂得对生命的高度尊重
令人触动的是，在《蚯蚓，影子和漩涡》一书中有3个关于生命的探究活动——“蚯蚓的故事”、“黑脉金斑蝶的故事”、“我们的大树”，这3个故事中处处体现出对生命的高度尊重。
我（霍华德老师）也试图让孩子们建立这样的观念：我们要寻找生物，所以我们必须小心仔细，保证不伤害我们发现的生物……在出门前，我们花了大量的时间来熟悉另一种工具——探究棒，让孩子们练习安全地拿起昆虫而不会把它弄成两半。
保证动植物的生命安全是探究活动的基本要求。在探究活动中，教师和孩子们还十分强调和重视要尽可能在自然环境中、在生物的原生态环境中观察和研究生物，当生物离开它生长的自然环境时，尤其是要把它们从室外带到室内时，一定要为它们创设一个与它们生活的自然环境尽可能相似的家，保证它们的生命安全，满足它们的基本需要。
在“蚯蚓的故事”中，在让蚯蚓进入教室之前，教师和孩子们对蚯蚓的家进行了讨论和充分的准备，并用故事《火蜥蜴的家》来引起幼儿对动物生存需求的关注、关心和尊重。教师带领和引导着孩子们研究并为蚯蚓建造了一个和它们在大自然中的生活环境一样的家（这个家由好的泥土、树枝和叶子，还有小块的石头构成），让它们获得生命的安全和需求的基本满足。
在随后的“黑脉金斑蝶的故事”（生命周期）的活动中，教师们都在努力使儿童意识到要为动物建造一个和它们在大自然中的生活环境一样的家。
“我们怎样才能确定毛毛虫（黑脉金斑蝶的幼虫）喜欢的户外的家呢？”……我和孩子们一起读了相关的书。我们确定需要提供新鲜的乳草属植物来喂养幼虫，一个大的容器能使成年蝴蝶展开翅膀并四处飞行，并且要给蝴蝶喝糖水……第二天，我们用薄纱和纸板建了两顶像帐篷状的建筑——蝴蝶花园。
反思和对比目前我国的儿童科学教育的一些理念和做法，我们不能不承认我们在这方面的差距。新《幼儿园教育指导纲要（试行）》中，科学领域的目标明确提出要让幼儿“爱护动植物”，但在我们的日常教育教学中，在孩子的探究过程中，我们却没想过牺牲一个或更多小蝌蚪、蚯蚓、蚂蚁、鱼等小动物的生命会有多么重要。外国同行的做法让我们对生命肃然起敬。
我想，人类要与动物、与自然和谐相处，就应该像外国同行们一样，从小在孩子的内心深深种下尊重生命的种子。因此，在教师带领孩子们进行的日常探究活动中，要从一点一滴做起，以尊重和爱护的态度与行为对待接触到的每一种动植物。就像《孩子的一百种语言》中所描述的那样：
孩子们上下学时都经过大树的身边，也常常在大树下游戏，他们真的看见这些树了吗？他们感觉到树的重要性了吗？他们知道关于树的事情吗？他们与树的关系又如何？我们的愿望是孩子在与树相遇的过程中，产生钦佩之情、好奇之心和尊重之态，使孩子与树建立起生动的关系。我们希望把树当作一个生命体看待，承认它身上作为生命体所拥有的一切。人与树，以及其他生命体，都是同一个星球——地球上的居民。
教师成为先行的研究者
无论是探究动植物还是探究水等物质与自然现象，国外教师在活动前的细致考察与亲身实践使我们看到差距的存在。
在“蚯蚓的故事”中，为了做好充分的准备，霍华德老师自己花了很多时间在操场上亲自进行观察，了解那里有什么样的植物和动物。在后来“探究植物园”的活动中，斯克特老师在幼儿参观探究前，亲自参观了植物园，并对孩子们将要观察的植物和树木做了笔记，记下了其相似性和不同点，以便能够更好地帮助孩子们进行比较。
斯克特老师还发现，植物园中的水生植物和沼泽地生的植物有很大的差异，因此她决定在幼儿探究时将把大部分时间花在这里，以便让幼儿注意到这些不同。这些充分而细致的事先准备和观察重点的确定，保证了儿童探究活动的深入和有效。
在“有趣的水和水滴”中，蒂高老师也做了精心细致的准备。具体体现在以下几个方面：
精心选择适宜的材料，创设适宜的场地与装置，保证儿童都有机会进行探究活动，活动方便，并能借助这些材料研究和发现水的特性；
亲自探究和体验探究活动，预想儿童在探究过程中可能遇到的问题；
给孩子们心理上的准备，让他们明白科学家的角色。
真正好的探究活动需要教师的精心设计和指导，而精心的设计和有效的指导是以教师充分的前期准备和先行研究为前提及基础的。美国的同行告诉我们：“最重要的是直接对儿童将会使用的材料进行操作。通过游戏、探究和实验，教师能够弄清楚材料可以做什么，他们能够预见幼儿可能会做或会问的一些事情，想到有可能引导出有趣想法的挑战或者关注点，为与幼儿就其活动进行有趣的讨论做准备等。”
引导儿童用实证研究的方式开展科学探究
观察和实验是科学研究的基本方法。早在我国开展“做中学”科学教育改革实验的初期，法国同行就提示我们：儿童的科学探究需要与自然接触，与真实对话，科学教育应使孩子面对真实，向真实发问，与真实接触。因此，我们应引导儿童研究真实的事物，使用观察、实验、测量等实证的方法，运用收集到的事实证据得出结论、形成解释。
《蚯蚓，影子和漩涡》一书中的8个探究活动故事，都采用了观察、实验、实地考察等实证研究的方式。
在“蚯蚓的故事”中，孩子们通过自己的探究发现和证实了蚯蚓的生活环境和行为方式；在“黑脉金斑蝶的故事”中，孩子们通过长时间的观察，目睹了黑脉金斑蝶通过不同阶段的变形所展现的奇妙的生命周期；植物园和社区的考察让孩子们观察和发现了周围水生和陆生的多种植物，识别了不同树木的种类，认识和了解了树木的生长规律和生命过程。
阅读本书追寻幼儿探究的足迹，我们会发现，他们在探究中所使用的观察和实验两种基本研究方法，我们的教师们也都熟悉和尝试过。活动中的主要探究对象——蚯蚓、树木、水、积木搭建、光和影子也是我们大部分教师都做过的主题内容。但仔细研读和深入思考，却能意识到我们对实证方法的重视程度还远远不够，将观察、实验、实地考察等实证方法作为幼儿探究活动的基本方法使用的普遍性也远远不够。可以说，在观念和行为上确立实证方法的重要地位，是把我国幼儿园的科学探究活动引向深入的重要前提和基本条件。
关键经验与关键问题将科学探究引向深入
在科学探究中，教师对儿童的支持和引导更多地体现在“提出关键问题”这一策略上。而哪些问题是“关键问题”呢？我们的教师往往难以识别和判断。问题的关键在于我们对幼儿在某一个主题活动中应该和能够学习哪些关键经验缺乏基本的了解。
就生物本身来说，儿童应该和能够学习的内容主要包括：
生物的身体特征：包括颜色、形状和结构，以及不同的组成部分。不同的部分在满足其自身需要的过程中发挥着不同的作用。
生物的基本需要：所有的生物都有基本的需要，以满足自身生长、生存和发展的需要。光、空气和水是绝大部分植物的基本需要；而食物和住所是动物的基本需要。
简单的行为：动物以特定的行为方式来满足自身的需要，而行为方式与他们的住所和身体的形状相关联。
生命周期：所有的生物都随着时间的推移而发生变化。动物和植物经历了出生、生长和发育、繁殖、死亡的基本生命过程。
变化和多样性：生物有很多种类，即使是在一个很小的区域，都有着各种各样的动物和植物。
生物与环境的相互关系：生物依赖周围环境中的其他生物和非生物来满足自身的一些需求。
“蚯蚓的故事”正是围绕着这些基本问题展开探究的。
在“有趣的水和水滴”活动中，围绕着水的流动性，孩子们展开了一系列自主、生动而富有成效的探究活动。随后，在水滴的吸引下，儿童探究水与不同质地和不同表面光滑程度的材料之间的相互作用，教师提出了一系列问题：水是怎样流动的？怎样用不同的方式让水向不同的方向流动？怎样控制水的流动？水滴是怎样形成的？水在不同质地和不同表面光滑程度的材料上是怎样运动的？正是在这些关键问题的引导下，不断扩展、丰富和深化着关于水的认识。
可以看出，关键经验和关键问题引导着儿童科学探究的方向。凭借这些关键经验、关键问题，教师关注、评价和判断着儿童在探究的每一步中所获得的发展，不断给予儿童积极的回应，实现着师生之间有效的互动，保证着儿童科学探究的深度。
儿童的探究式科学活动，实质上是教师引导儿童经历科学探究、体验和领悟科学真谛的过程。教师要通过自己的不断研究探索和向国外同行的学习，努力让科学回到它的原生地，让儿童的科学探究活动真正处于科学的世界观与价值观、科学的认识论与方法论的引领之下。当然，要达到这样的境界与水平，我们还有很长的路要走。（《蚯蚓，影子和漩涡——幼儿班里的科学活动》，【美】Karen Worth、Sharon Grollman著，刘占兰等译，北京师范大学出版社2008年1月出版）