初中科学：用科学大观念指引探究教学(3)

为进一步贯彻落实学科立德树人的要求，关注学科核心素养培育的路径，深化初中科学课程改革，促进中青年教师的专业化发展，展示初中科学课堂教学实践与研究的成果，切实提升初中科学教学质量，提高科学课堂教学的有效性，根据市教委、市教委教研室的有关精神和要求，2019年上海市初中科学学科中青年教师教学评选的主题确定为“用科学大观念指引探究教学”。为方便广大教师积极参与本次评选，现对本次活动的主题及其实施和评选标准，特做如下说明。一、主题概述（一）背景与目标科学课程本身具有探究和综合两个基本特征。科学课程内容的建构以“探究活动”为脚手架，因此上海市初中科学学科建设30年来，在科学探究与探究教学方法、实证思想与实证教学的推行上，持之以恒地做了长期不懈的努力。目前，全市科学教师已经基本接受科学探究的理念并进行积极的教学实践。在此基础上，需要进一步优化上海初中科学学科的综合性，希望教师在组织、指导学生的“探究活动”时，能够为学生提供一些有启发作用的科学观念，从而为学生在分析问题、解决问题时提供方法论的指导。本次评选主题，其主旨就是引导教师在组织、指导学生的“探究活动”时，能够由浅入深地提供一些“棋谱”（解决问题的科学思维过程），让学生在探究过程中逐步学会运用这些“棋谱”，从而为最终培养学生的独立思考能力和实践创新精神服务。（二）内涵与路径探究教学是初中科学学科改革的重点和核心。科学探究的实质就是一个科学证明的过程，即通过寻找并运用证据来证明某一假设的过程。“用科学大观念指引探究教学”就是指教师“基于解决问题的科学思维过程”去设计、组织和指导学生进行“探究活动”，并让学生在这个科学证明的过程中逐步学会运用科学思维过程去解决问题，发展科学概念与观念。如何“用科学大观念指引探究教学”，其基本的教学设计路径与方法如下。（1）教材分析，明确教学内容背后的大观念。通过研读课程标准、教材、教学基本要求来明确教学内容背后所要呈现的科学大观念是什么，并根据目前教学的内容列出大观念，再给出其逻辑依据和背后的思考。以“熔化”一课为例，必须分析清楚这节课背后的科学大观念是什么。这是一节有关“物理宏观现象用微观解释”的课，具体涉及的是用“粒子模型”来解释物态变化（固态变为液态）过程中温度变化的特点（吸热而温度不变）。而这个宏观现象需要学生通过探究去发现，再用他们已经学过的“粒子模型”来解释。（2）学情分析，确定观念的进展过程。通过分析概念和学生来确定具体的学习进阶过程。为确保学生能够通过探究加深理解，需要明确认知进展过程：先依据小概念相互之间的逻辑关系，后依据学生不同阶段掌握概念的实情，再描述概念进展过程，注意与大观念相联系。以“熔化”一课为例：①必须思考只有解决了学生脑袋里的哪些问题，才能到达让他们觉得可以探究，而且值得探究的那个聚焦点（温度变化的特点）；②必须思考如何引导学生围绕探究的目标（温度变化的特点），对探究过程进行具体的操作设计；③必须思考如何用板书记录学生探究过程与思维过程，怎样一步步记录现象→结论；④必须思考当实验中学生们一致得出“吸热而温度不变”这一特点时，怎么给出概念，并让学生用“粒子模型”来解释这一特点，等等。（3）教学设计，从解决问题的科学思维过程角度设计教学方案。教学方案包括以下五个方面：根据进程所做的教学顶层设计，建构问题链及教学基本环节，为回答问题寻求观察、测量和收集数据的方法，分析和解释数据，对探究和获取结果进行讨论。以“熔化”一课为例，其教学流程确定为：①通过复习粒子模型与物态变化概念，从涉及的“大观念”中的具体概念内容直接引入探究的问题；②通过一系列的提问中，辨析研究固态变为液态过程中所要解决的问题，明确探究活动的条件和探究过程的方向；③为提高活动结果对于探究目标的解释性（温度变化的控制），组织学生围绕探究的问题设计实验并操作；④为让探究学习有意义，教师板书记录学生探究过程中的重要现象，并推论得出实验结论；⑤为对“物态变化中温度不变”的现象作出解释，引导学生用粒子模型解释“吸热而温度不变”的原因。二、操作要点本次评选的具体实施，包括参评教师的课堂教学设计、课堂教学实施和课后答辩三个部分。（一）课堂教学设计完整的初中科学课堂教学设计应当包含以下内容：一是教材分析，明确教学内容背后的大观念；二是通过对教学目标的细化设计、对教材内容的理解与组织、对学情的分析，并由此确定从哪些角度挖掘“学科关键能力”、确定观念的进展过程是什么、确定通过什么途径突破难点和突出重点，落实这些能力（学生独立思考的能力、学科关键能力和实践创新精神）的培养，进而决定课堂教学所采用的策略和整体编排，最后从科学思维的角度设计好指向学生学习结果的教学方案。为此建议在设计和选择科学实践活动时，考虑并解决好以下问题。（1）探究问题的提出是沿问题的解决方向，步步走向精确。（2）探究活动的设计是为提高活动结果对于探究目标的解释性上。（3）板书是对探究过程重要现象与结论的记录。（4）要对现象或结论作出讨论或解释。（二）课堂教学实施在课堂教学的具体实施中，应充分展现设计者的设计思想和策略，即如何通过学生的“做”“想”“讲”等多种活动形态，形成对学生科学学科核心能力训练的观测点，并能够及时调整教学策略、方法，来改善并提高课堂教学的有效性。（三）课后答辩评选教师的课后答辩，一般安排在课堂教学之后，为15—20分钟。在答辩环节中，教师应总结教学设计与实施的契合之处，反思设计与实施的不符之处，并找出教学中可能存在的问题及原因；对体现评选活动主题的部分教学环节的设计意图、策略、方法可以做适当解释，并对实施后的改进提出自己的思考；对专家的提问，应实事求是，科学而理性地作答。一般情况下，评委不直接评价参评者的表述，但可以就一些具体问题作一定的探讨，如对某一环节处理的基本理解和质疑等。三、评选标准本次评选标准包括三个方面：教学设计、教学实施和反思答辩，具体内容见表1。表1 评选标准指标具体标准权重目标设置20%内容组织1. 符合课程标准与教材要求，融合科学态度、科学探究与科学知识目标2. 切合学生实际，符合学生的学习经验和思维发展的水平3. 重难点处理得当，对教学内容与过程具有指导性和规范性4. 明确预设基于教学目标的“学习结果”教学设计1. 根据教学内容的特点和教学要求选择、设计适当的学习活动2. 内容（学习活动）之间紧密联系，具有逻辑性和层次3. 内容（学习活动）的展开过程契合学生的思维过程4. 针对“学习结果”，设计适宜的“学习训练”教学过程1. 面向全体学生，关注学生的差异，引导每一位学生参与学习活动2. 体现知识的形成过程：通过“做、想、讲”三个方面启发、指导学生展开探究活动，给予学生充裕自主活动和思维空间3. 教学流程清晰、结构合理：采取合适的活动和组织形式，实验、交流等活动安排合理、有序，提高学生参与程度和合作意识4. 依据学生学习训练的表现，评价与调控目标达成，目标达成度高教学实施学生表现1. 全体学生主动参与学习活动2. 经历“做、想、讲”相统一的过程：根据实践活动目的，运用感官及恰当的工具进行观察、测量和记录；基于问题确定科学实践活动的要素、方法和关键因素，以及基于事实进行分析、判断和反思；借助适当的手段（文字、图画、表格）呈现思维过程并应对同伴的质疑3. 有独立思考的习惯，思维具有一定的严密性和逻辑性；有质疑的意识，敢于提出自己的观点，并有理有据地基于事实进行评价或交流4. 有与同学合作的意识和习惯，善于表达自己的观点，倾听他人的发言60%教师表现1. 教态亲切大方、语言严谨生动、板书工整简练2. 实验操作规范、演示效果良好3. 资源运用合理有效；提问和理答具有针对性、启发性4. 师生关系和谐：细心观察学生的学习过程和表现，允许有基于事实的不同观点并给予表达的机会教学效果1. 教学目标达成，尤其是探究能力、思维能力和解决实际问题能力得到提升2. 学生普遍欢迎，并有进一步学习的愿望反思答辩1. 能对自己执教的课作出客观的自我评价，体现教师的实践反思能力2. 能围绕所提出的问题表达独立的见解，反映对“用科学大观念指引探究教学”主题的认识与理解水平3. 能结合近两年教育教学的研究资料，阐述自己对相关问题的思考与实践，反映教师的课程意识及育人理念20%

文章来源：《分子科学学报》 网址: http://www.fzkxxbzz.cn/qikandaodu/2020/1018/369.html