自主學(xué)習(xí)背景下初中科學(xué)程序性知識(shí)的導(dǎo)學(xué)策略

陳滬軍

1918年，陶行知先生提倡以“教學(xué)法”取代“教授法”，指出“先生的責(zé)任不在教，而在教學(xué)，而在教學(xué)生學(xué)。教的法子必須根據(jù)于學(xué)的法子”。因而，我們認(rèn)為學(xué)生“學(xué)會(huì)”只是教學(xué)的初級(jí)目標(biāo)，“會(huì)學(xué)”才是教學(xué)的終極目標(biāo)。指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有效的自主學(xué)習(xí)是十分有價(jià)值的教學(xué)行為，課堂應(yīng)變成培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的主渠道。為此，我們將指導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的“教學(xué)”定義為“導(dǎo)學(xué)”，在自主學(xué)習(xí)背景下，同一學(xué)科不同類別的知識(shí)需要不同的導(dǎo)學(xué)流程和導(dǎo)學(xué)策略。

一、程序性知識(shí)及其認(rèn)知特點(diǎn)

1.程序性知識(shí)

《PISA2015科學(xué)框架草案》將程序性知識(shí)（procedural knowledge）定義為：Knowledge of how such ideas are produced，有關(guān)觀點(diǎn)、原理、概念等科學(xué)知識(shí)形成過程的知識(shí)被稱為“程序性知識(shí)”。這是一種實(shí)踐的知識(shí)和基于實(shí)證的概念知識(shí)，重復(fù)測(cè)量以減少誤差和避免偶然性，控制變量以標(biāo)準(zhǔn)程序來描述和傳送數(shù)據(jù)。最近這些被闡述為一組“概念的證據(jù)”。此外，程序性知識(shí)也可以被理解為“關(guān)于如何做的知識(shí)”。

我們將初中科學(xué)的程序性知識(shí)分為實(shí)驗(yàn)（設(shè)計(jì)、操作、數(shù)據(jù)處理、評(píng)價(jià)）和計(jì)算應(yīng)用兩類（見表1）。

2.程序性知識(shí)的認(rèn)知特點(diǎn)

知識(shí)如何在頭腦中表征一直是認(rèn)知與教學(xué)心理研究的焦點(diǎn)，產(chǎn)生式系統(tǒng)是程序性知識(shí)的主要表征形式 [1]。安德森用產(chǎn)生式或產(chǎn)生式系統(tǒng)說明程序性知識(shí)的表征，遵循“條件—活動(dòng)”的規(guī)則，具有從條件向活動(dòng)的單方向激活自動(dòng)反應(yīng)性。所謂產(chǎn)生式，我們可以理解為“如果滿足A條件，那么執(zhí)行B動(dòng)作”。1983年，安德森進(jìn)一步強(qiáng)調(diào)，學(xué)生參與問題的解決活動(dòng)有助于陳述性知識(shí)向解決問題的程序性知識(shí)轉(zhuǎn)化。通過把學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換成問題解決，教師能比通過其他教學(xué)方法給學(xué)生提出更多的挑戰(zhàn)，擁有這些體驗(yàn)的學(xué)生能通過應(yīng)用這些策略本身而解決新式問題。因此，我們指出，教師導(dǎo)學(xué)程序性知識(shí)的核心任務(wù)是在學(xué)生解決問題的過程中幫助學(xué)生提煉出他們解決該問題的產(chǎn)生式。

二、自主學(xué)習(xí)背景下程序性知識(shí)的導(dǎo)學(xué)策略

經(jīng)過2年的實(shí)踐和研究，我們總結(jié)出自主學(xué)習(xí)背景下程序性知識(shí)的導(dǎo)學(xué)策略（見表2）。

由表2所知，程序性知識(shí)的導(dǎo)學(xué)策略主要有：一是小組合作學(xué)習(xí)。程序性知識(shí)的習(xí)得，特別是學(xué)生實(shí)驗(yàn)更多地會(huì)采取小組合作學(xué)習(xí)的方式，通過小組成員之間的交流，及時(shí)發(fā)現(xiàn)一些錯(cuò)誤的產(chǎn)生式，有助于他們?cè)谕榈膯⒌舷伦灾鹘?gòu)正確的產(chǎn)生式。二是學(xué)案導(dǎo)學(xué)。我們發(fā)現(xiàn)學(xué)案在程序性知識(shí)的學(xué)習(xí)中有很大的作用。在計(jì)算應(yīng)用題中，通過學(xué)案，學(xué)生可以很方便地演練，將解決某一問題的習(xí)題按照一定的次序進(jìn)行變式，歸納出產(chǎn)生式；在學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，學(xué)案便于學(xué)生記錄實(shí)驗(yàn)過程和現(xiàn)象，通過學(xué)案的設(shè)計(jì)可以方便學(xué)生發(fā)現(xiàn)產(chǎn)生式。三是多元評(píng)價(jià)前置。將多元評(píng)價(jià)環(huán)節(jié)放在第三環(huán)節(jié)，評(píng)價(jià)的重點(diǎn)放在“交流分享”之后，目的是通過學(xué)生之間的交流辨析初步形成產(chǎn)生式，通過教師主導(dǎo)的多元評(píng)價(jià)建立正確的產(chǎn)生式和產(chǎn)生式系統(tǒng)，讓實(shí)證練習(xí)發(fā)揮真正的價(jià)值。四是實(shí)證練習(xí)斷后。讓前三個(gè)流程形成的產(chǎn)生式得到鞏固，通過實(shí)證練習(xí)將“如果滿足A條件，那么執(zhí)行B動(dòng)作”變成學(xué)生的自覺行為。

當(dāng)然，這四個(gè)流程并不是一成不變的。在實(shí)際課堂中，由于教學(xué)任務(wù)的復(fù)雜性，我們會(huì)根據(jù)需要重復(fù)某一或某幾個(gè)環(huán)節(jié)，而且假如需要解決前一問題后才能解決后一問題，我們會(huì)分階段地進(jìn)行自主學(xué)習(xí)和交流分享。

三、程序性知識(shí)導(dǎo)學(xué)課例

1.計(jì)算應(yīng)用題的導(dǎo)學(xué)

浙教版初中科學(xué)八（上）“變化電路的分析與計(jì)算”一直是教學(xué)難點(diǎn)，我們基于程序性知識(shí)導(dǎo)學(xué)策略展開教學(xué)，取得較好的效果，下面是課堂導(dǎo)學(xué)流程實(shí)錄。

自主學(xué)習(xí)（1）：學(xué)生需獨(dú)立完成導(dǎo)學(xué)案例題1，有困難的同學(xué)可以2人小組討論解決。如圖1所示，電源電壓為6V，保持不變，當(dāng)S1、S2閉合，S3斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.5A；當(dāng)S1、S3斷開，S2閉合時(shí)，電壓表示數(shù)為4V；求R1、R2的電阻值。如果電路中只閉合S1、S3，那么電流表與電壓表的示數(shù)是多少？

交流分享（1）：學(xué)生用實(shí)物投影儀展示練習(xí)，說明解題路徑。教師組織分享、點(diǎn)評(píng)解題的規(guī)范性，一邊點(diǎn)評(píng)一邊引導(dǎo)全班學(xué)生對(duì)開關(guān)引起電路元件連接方式變化的電路分析計(jì)算程序進(jìn)行建模：畫—標(biāo)—找—解，即根據(jù)題意畫出變化前后的等效電路，在等效電路上標(biāo)出已知量和未知量，找出已知量與未知量之間的關(guān)系，逆向分析、正向求解，求出未知量。

自主學(xué)習(xí)（2）：教師應(yīng)要求學(xué)生運(yùn)用剛才的解題程序：畫—標(biāo)—找—解，獨(dú)立完成導(dǎo)學(xué)案例題2，有困難的同學(xué)可以2人小組討論解決。如圖2所示，定值R1=5Ω，R2為滑動(dòng)變阻器，當(dāng)滑片在a端時(shí)，電流表數(shù)0.6A，滑片在b端時(shí)，表數(shù)2V，求電源電壓與滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值。

通過這一例題，學(xué)生會(huì)體驗(yàn)到滑動(dòng)變阻器變阻引起電路電流變化和電壓的重新分配?；诖耍覀兛梢詫栴}情景化，滑動(dòng)觸頭的移動(dòng)分別由身高、油面高來控制，用氣敏電阻、熱敏電阻替代滑動(dòng)變阻器，引導(dǎo)學(xué)生將科學(xué)與生活、技術(shù)聯(lián)系起來，引導(dǎo)他們認(rèn)識(shí)敏感電阻的實(shí)質(zhì)是變阻器，滑動(dòng)變阻器依靠接入電路的導(dǎo)體長(zhǎng)度改變電阻，敏感電阻依靠電阻敏感條件改變電阻，為學(xué)生分析敏感電阻引起的電路變化搭建腳手架，切實(shí)提高他們解決實(shí)際問題的能力。

實(shí)證練習(xí)：學(xué)生要完成導(dǎo)學(xué)案中的鞏固練習(xí)。

在這一節(jié)課中，我們通過例題1引導(dǎo)學(xué)生自主建立解決變化電路分析計(jì)算問題的產(chǎn)生式，即畫—標(biāo)—找—解，通過例題2應(yīng)用這個(gè)產(chǎn)生式解決滑動(dòng)變阻器引起的電路變化問題，通過變式訓(xùn)練掌握敏感電阻引起的變化電路的分析計(jì)算。值得一提的是，經(jīng)過2個(gè)例題的學(xué)習(xí)，沒有任何提示，有幾名學(xué)生會(huì)概括出變化電路的解題規(guī)律是利用變化前的條件計(jì)算出電路的電源電壓和定值電阻，把計(jì)算得出的電路的電源電壓和定值電阻作為變化后電路的已知量，這是因?yàn)樵陔娐纷兓昂螅@兩個(gè)物理量保持不變。也就是說，我們的學(xué)生已經(jīng)自主發(fā)現(xiàn)了已知量與未知量之間的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)電路變化前后的不變量，這通常是我們?cè)趥湔n過程中沒有預(yù)設(shè)的。程序性知識(shí)導(dǎo)學(xué)策略的應(yīng)用，能夠有效地提高學(xué)生這一模塊的學(xué)習(xí)效果。endprint

2.學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)學(xué)

對(duì)于學(xué)生實(shí)驗(yàn)，我們既愛又恨，讓學(xué)生動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，看著學(xué)生歡欣雀躍的樣子，我們會(huì)由衷地感到高興。然而，在實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中，尤其是探究性實(shí)驗(yàn)中，例如探究透鏡對(duì)光的作用，如果我們告知學(xué)生具體的實(shí)驗(yàn)步驟和操作要領(lǐng)，讓他們嚴(yán)格按照我們給出的指令完成實(shí)驗(yàn)，他們會(huì)感覺興趣索然。但如果我們放手讓學(xué)生自主探究，他們往往會(huì)不清楚探索的程序而亂做一氣，很少會(huì)達(dá)成實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹，F(xiàn)以“探究透鏡對(duì)光的作用”為例給出學(xué)生實(shí)驗(yàn)的導(dǎo)學(xué)流程與策略。

自主探究（1）：學(xué)生2人一組按照導(dǎo)學(xué)案的要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與記錄，將小凸透鏡和小凹透鏡分別放置在特定方位，如圖3、圖4所示，讓小激光器發(fā)出的3束紅光沿著圖示的光路入射透鏡，在透鏡右側(cè)記錄這3條平行于主光軸的光通過透鏡后的傳播方向（備注：透鏡形狀是學(xué)生實(shí)驗(yàn)用的透鏡實(shí)物拓印圖）。

結(jié)論：凸透鏡對(duì)光有 作用。

結(jié)論：凹透鏡對(duì)光有 作用

交流評(píng)價(jià)（1）：學(xué)生要尋找一組與自己實(shí)驗(yàn)記錄不一樣的小組，發(fā)現(xiàn)不同的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，4人要重做實(shí)驗(yàn)，修正不符合實(shí)際情況的實(shí)驗(yàn)記錄。同時(shí)，學(xué)生要實(shí)物投影展示實(shí)驗(yàn)記錄與報(bào)告，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論，即凸透鏡對(duì)光有匯聚作用、凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用。我們會(huì)在學(xué)生交流與展示過程中給予評(píng)價(jià)，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)：平行主光軸的光經(jīng)過凸透鏡后能匯聚一點(diǎn)，在經(jīng)過凹透鏡后的反向延長(zhǎng)線也能交于一點(diǎn)，進(jìn)而引出焦點(diǎn)概念，引導(dǎo)學(xué)生反向操作發(fā)現(xiàn)凸透鏡有兩個(gè)焦點(diǎn)且兩焦距相等。

自主探究（2）：學(xué)生2人一組按照導(dǎo)學(xué)案要求進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與記錄，再次將小凸透鏡和小凹透鏡分別放置在之前的位置，讓小激光器發(fā)出的單束紅光逐一沿著前面實(shí)驗(yàn)射出的3條光路入射透鏡，在透鏡左側(cè)用色筆畫出這3條光線通過透鏡后的傳播方向。

交流評(píng)價(jià)（2）：我們會(huì)實(shí)物投影展示學(xué)生的實(shí)驗(yàn)記錄，引導(dǎo)學(xué)生得出實(shí)驗(yàn)報(bào)告，即光路可逆。

實(shí)證練習(xí)：我們會(huì)讓學(xué)生完成導(dǎo)學(xué)案中的鞏固練習(xí)，引導(dǎo)學(xué)生探究不平行主光軸的光束經(jīng)過凸透鏡之后是否匯聚，進(jìn)一步理解凸透鏡對(duì)光有匯聚作用，即光線在經(jīng)過凸透鏡后更靠近主光軸；凹透鏡對(duì)光有發(fā)散作用，即光線在經(jīng)過凹透鏡后更遠(yuǎn)離主光軸。在拓展提高練習(xí)中，我們提供了點(diǎn)光源發(fā)出的2條特殊光線經(jīng)過凸透鏡后的光路，為凸透鏡成像規(guī)律的探究學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)。

在教材編排時(shí)，“透鏡對(duì)光的作用”這一實(shí)驗(yàn)是教師演示實(shí)驗(yàn)，但我們考慮到這個(gè)實(shí)驗(yàn)在光學(xué)中具有基石的作用，鑒于教師演示直觀性不強(qiáng)，可以將其變成學(xué)生探究實(shí)驗(yàn)。為了引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行有序探究，我們采用“學(xué)案導(dǎo)學(xué)”的策略，把探究程序部分“固定”在導(dǎo)學(xué)案，通過小組合作、實(shí)證練習(xí)等策略的共同使用提高學(xué)生探究的有效性。

參考文獻(xiàn)：

[1]馮忠良，等.教育心理學(xué)[M].北京：人民教育出版社，2010：311.

（作者單位：浙江省杭州師范大學(xué)東城中學(xué)）

（責(zé)任編輯：孫建輝）endprint