工作坊教學(xué)模式在初中科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

李君玉

[摘 要] 工作坊教學(xué)模式是一種參與式、體驗式、互動式的教學(xué)組織模式，有利于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性、創(chuàng)造性。以初中科學(xué)“地球的繞日運(yùn)動”的教學(xué)為例，在課前觀測實驗、課中討論匯報與模擬實驗、課后思考討論與作業(yè)等環(huán)節(jié)，應(yīng)用工作坊教學(xué)模式，表明該模式在初中科學(xué)教學(xué)中是可行的、有效的。

[關(guān)鍵詞] 初中科學(xué)教學(xué)；工作坊教學(xué)模式；應(yīng)用

初中科學(xué)教育的目標(biāo)是培養(yǎng)與提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，而工作坊教學(xué)模式是一種參與式、體驗式、互動式的教學(xué)組織模式，對于激發(fā)學(xué)生科學(xué)探究的興趣，培養(yǎng)學(xué)生科學(xué)研究的基本思想、方法與技能，提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，不僅是可能的，而且是有效的。

一、初中科學(xué)教學(xué)的核心與現(xiàn)狀

科學(xué)教育的核心是培養(yǎng)與提升學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)，包括激發(fā)學(xué)生對科學(xué)的興趣，學(xué)習(xí)科學(xué)研究的基本思想、方法，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)研究態(tài)度，提升學(xué)生科學(xué)研究的綜合能力。通過實驗觀察，學(xué)生能夠提出有價值的科學(xué)問題，并圍繞科學(xué)問題，結(jié)合自己的觀察提出猜想和形成假設(shè)，在此基礎(chǔ)上設(shè)計實驗方案，進(jìn)行實驗探究，總結(jié)實驗現(xiàn)象背后的科學(xué)規(guī)律，并能夠?qū)σ延械幕蜃约嚎偨Y(jié)的科學(xué)規(guī)律進(jìn)行檢驗與評價。如何在現(xiàn)有《科學(xué)》教材的基礎(chǔ)上，結(jié)合初中學(xué)生的生理與心理特點，通過初中科學(xué)課程的教與學(xué)，實現(xiàn)培養(yǎng)與提升學(xué)生科學(xué)素養(yǎng)的目標(biāo)呢？

目前的中學(xué)教學(xué)仍然采用傳統(tǒng)的教學(xué)方法，即以教師唱獨(dú)角戲、填鴨式講授方式為主，學(xué)生被動地接受知識，無法進(jìn)行自主的科學(xué)探究，不能發(fā)揮中學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中的主動性與創(chuàng)造性，更談不上形成“以學(xué)生為中心的教與學(xué)”。初中生處于青春期階段，其思維從以具體的形象思維為主發(fā)展到以抽象邏輯思維為主，思維活躍，富于想象力與創(chuàng)造力，同時具備了較好的知識歸納總結(jié)與表達(dá)能力。另一方面，相比傳統(tǒng)的物理、化學(xué)、生物等分學(xué)科單獨(dú)設(shè)置的課程，初中科學(xué)課程的教學(xué)內(nèi)容設(shè)置更加貼近生活，更能夠激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣，相應(yīng)知識的深度與難度也相對較低。因此，從思維特點、教材知識體系與內(nèi)容來看，初中生完全具備了在教師的引導(dǎo)下主動參與探究科學(xué)問題的能力。筆者嘗試在科學(xué)教學(xué)過程中采用工作坊模式的教學(xué)方法，通過師生共同探索相關(guān)科學(xué)問題，充分發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性、創(chuàng)造性。學(xué)生提出問題，并在老師的指導(dǎo)下分析問題，解決問題，獲取科學(xué)規(guī)律與知識，取得了良好的教學(xué)效果。

二、工作坊教學(xué)模式在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用

工作坊教學(xué)模式建立在著名社會心理學(xué)家?guī)鞝柼亍だ諟氐摹皥F(tuán)體動力學(xué)”理論上，其主要觀點是“團(tuán)體是由個體組成的不可分割的單位，通過引起團(tuán)體變化而改變其個體要比直接改變個體容易得多” 。它是一種參與式、體驗式、互動式的教學(xué)組織模式：通常由5～10名學(xué)生組成一個小團(tuán)隊，成員在教師的指導(dǎo)之下，通過課前預(yù)習(xí)與研究、課堂討論、短時演講、教師點評、引申引導(dǎo)等多種方式共同探討某一主題。與傳統(tǒng)教學(xué)模式不同，工作坊將主題與互動相結(jié)合，教學(xué)相長，鼓勵參與，創(chuàng)新及建設(shè)性地解決問題。學(xué)生在參與過程中能夠相互對話溝通，共同思考，提出方案，討論實施，并通過團(tuán)體內(nèi)人際交互作用，反省自己，深化認(rèn)識，培養(yǎng)提出問題、分析問題、解決問題的創(chuàng)新能力與團(tuán)隊協(xié)作的綜合能力。

工作坊教學(xué)模式綜合了參與式、啟發(fā)式、探究式、討論式等多種教學(xué)方法的優(yōu)勢，能夠較好適應(yīng)社會對高素質(zhì)、綜合性人才培養(yǎng)的需求，在國內(nèi)外高校課堂教學(xué)中逐漸推廣應(yīng)用，并被廣大師生接受，在教學(xué)實踐中取得了較大的成功。但是，工作坊教學(xué)模式在初中科學(xué)教學(xué)應(yīng)用中鮮有報道。筆者結(jié)合近年來在科學(xué)課程教學(xué)中的實踐，以“地球的繞日運(yùn)動”教學(xué)為例，談?wù)劰ぷ鞣唤虒W(xué)模式在初中科學(xué)教育中的應(yīng)用。

1.課前觀測實驗

“地球的繞日運(yùn)動”知識內(nèi)容主要介紹了太陽高度角的概念，學(xué)生了解一天之中太陽高度角的變化，了解太陽高度角的季節(jié)差異以及正午太陽高度角的緯度分布規(guī)律，掌握地球上太陽直射點的移動情況等知識；學(xué)習(xí)通過觀測桿影變化情況推測地球自轉(zhuǎn)、公轉(zhuǎn)的科學(xué)研究方法與技能，并學(xué)會應(yīng)用相關(guān)知識解釋生活中常見現(xiàn)象。

為發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動性與創(chuàng)造性，讓學(xué)生主動參與到教學(xué)過程中，筆者將學(xué)生分為五組，每組約十人；在操場分別立五根1～5米的木桿。在講“地球的繞日運(yùn)動”教學(xué)內(nèi)容的前一周，讓學(xué)生分組測量不同時間段木桿影子的長度、桿子與影子頂端的距離、影桿連線與地面的夾角，并注明影子的指向。注意，這里觀測時間根據(jù)學(xué)生實際上下課情況可以靈活安排，但是中午12點的數(shù)據(jù)一定要準(zhǔn)時去記錄，并提醒學(xué)生特別關(guān)注中午12點的影長。相關(guān)記錄數(shù)據(jù)表的設(shè)計如表1所示。同時，教師先預(yù)設(shè)3個小問題：影子長度？影子的方向？太陽高度與時間有什么關(guān)系？通過預(yù)設(shè)的小問題，引導(dǎo)學(xué)生通過實驗觀測與課前小組討論，總結(jié)影長、影子方向、太陽高度與時間的關(guān)系。

2.課堂匯報討論

在課堂教學(xué)過程中，學(xué)生分組將其觀測結(jié)果進(jìn)行匯報，其他小組可以隨機(jī)提問，學(xué)生間開展相互討論。教師在學(xué)生討論的基礎(chǔ)上，鼓勵學(xué)生的創(chuàng)造性工作，肯定做得比較好的預(yù)習(xí)小組，同時指出學(xué)生在某些方面的問題。

通常，學(xué)生通過實驗觀測，能夠得到以下兩個結(jié)論：同一地點、同一天的不同時刻太陽高度不同；早晚時間，太陽高度低，影子長；中午時間，太陽高度高，影子短。教師在肯定學(xué)生成績的同時，引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注影桿連線夾角與太陽高度的關(guān)系，以及隨時間變化的關(guān)系，讓學(xué)生發(fā)現(xiàn)在觀測中測量的桿影連線夾角可以作為衡量太陽高度的指標(biāo)，引導(dǎo)學(xué)生自己提出太陽高度角概念，即太陽光與地面的交角，稱為太陽高度角。這是一個衡量太陽高度的重要指標(biāo)。注意，這里引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合自己研究的問題引入合適的概念，這是科學(xué)研究中非常重要的能力之一。

在此基礎(chǔ)上，學(xué)生討論正午12點的影長與其他時段影長的區(qū)別，發(fā)現(xiàn)此時影長最短，接近于零。此時，教師給出太陽照射地球的示意圖（圖1），引導(dǎo)學(xué)生發(fā)現(xiàn)地球不同緯度太陽入射角不同，引出直射與太陽直射點的概念，即某些地方正午會受到太陽光的垂直照射，簡稱直射。相應(yīng)地，地表受到太陽垂直照射的點即為太陽直射點，直射點的正午太陽高度為90°，桿子影長為零。太陽高度隨著太陽直射點向南北兩側(cè)遞減，影子也越來越長；同一時間，中高緯度地區(qū)，緯度越大，太陽高度越小，桿影越長。為什么桿子影長隨時間發(fā)生變化？這是由于地球在自轉(zhuǎn)，在同一緯度處（金華市的緯度為29.12°），隨著地球的自轉(zhuǎn)，桿子與太陽光形成的夾角不斷變化，即太陽高度角不斷變化。endprint

3.課堂模擬實驗

在前一天內(nèi)桿影長度與太陽高度角變化規(guī)律探究學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)上，教師讓學(xué)生結(jié)合春夏秋冬晝夜時長的變化經(jīng)驗，思考一年內(nèi)桿影長度、太陽高度角如何變化，通過學(xué)生分組討論，提出可能的推測。然后仍將學(xué)生分成五組，每組一只地球儀，一只激光燈和彩筆，進(jìn)行地球公轉(zhuǎn)和太陽直射點變化規(guī)律的模擬實驗。

在實驗過程中，用激光筆發(fā)射的激光模擬太陽光，學(xué)生持地球儀圍繞激光筆模擬地球公轉(zhuǎn)，激光筆光束亦跟隨地球儀同步轉(zhuǎn)動，激光照在地球儀上的亮點即為一個太陽直射點，用彩筆標(biāo)明。如此轉(zhuǎn)動一周后，將地球儀上的點用光滑的曲線連接，即獲得了一年內(nèi)太陽直射點的變化范圍，在北緯23.5°～南緯23.5°范圍內(nèi)。注意，實驗過程中激光筆的起始照射點在地球儀的赤道上。

通過上述模擬實驗，結(jié)合地球自轉(zhuǎn)與公轉(zhuǎn)示意圖，學(xué)生將春分、夏至、秋分、冬至的劃分與太陽直射點變化規(guī)律對應(yīng)。

結(jié)合地球公轉(zhuǎn)模擬實驗與示意圖，學(xué)生討論，總結(jié)地球不同地區(qū)晝夜的變化規(guī)律，最后教師與學(xué)生一起進(jìn)行歸納整理如下：

地球公轉(zhuǎn)過程中，地軸呈傾斜狀態(tài)，地軸的北端始終指向北極星附近。因此，不同季節(jié)晝夜時間不等長。赤道全年晝夜等長；春分日，秋分日，太陽直射赤道，全球晝夜等長，南北極圈內(nèi)無極晝極夜現(xiàn)象；北半球其他地區(qū)從春分日到秋分日，太陽直射點在北半球，晝長夜短，夏至日晝最長夜最短，北極圈內(nèi)發(fā)生極晝現(xiàn)象，夏至日時北極圈及其以北地區(qū)都發(fā)生極晝；從秋分日到來年春分日，太陽直射點在南半球，晝短夜長，冬至日晝最短夜最長，北極圈以內(nèi)發(fā)生極夜現(xiàn)象，冬至日北極圈及其以北地區(qū)都發(fā)生極夜；南半球正好相反；太陽直射點由南回歸線北上，北半球晝變長夜變短；太陽直射點由北回歸線南下，北半球晝變短夜變長，一年中太陽直射點在南北回歸線之間往返移動；緯度越高，晝夜變化越大。

4.課后思考題討論鞏固與應(yīng)用知識

為鞏固學(xué)生課內(nèi)所學(xué)知識，并學(xué)會應(yīng)用知識解決生活中的實際問題，教師應(yīng)在課堂教學(xué)后，給出相關(guān)的課后思考題。例如，筆者就“地球的繞日運(yùn)動”課后留的思考題為：

問題1：一天中太陽高度與桿影早中晚如何變化？為什么？

問題2：金華的緯度是多少？一個月、一年內(nèi)，中午12點太陽高度與桿影會怎么變化？

教師通過思考題，讓學(xué)生總結(jié)課堂所學(xué)，并引導(dǎo)學(xué)生應(yīng)用課堂所學(xué)的知識與方法解決生活中實際遇到的問題。教師通過作業(yè)的反饋了解學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，必要時可以組織相應(yīng)的小組討論與課堂分享來加深學(xué)生對該部分知識的理解，真正學(xué)以致用。

三、工作坊教學(xué)模式的效果與思考

通過以上分析發(fā)現(xiàn)，工作坊教學(xué)模式對初中科學(xué)教學(xué)有著非常重要的作用，主要表現(xiàn)為以下幾個方面：

1.形成了以學(xué)生為中心的教與學(xué)

工作坊教學(xué)模式在科學(xué)教學(xué)中的應(yīng)用改變了傳統(tǒng)教學(xué)模式過于注重知識傳授的教學(xué)模式，充分發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，讓學(xué)生主動參與到教學(xué)過程中；同時，也改變了學(xué)生被動學(xué)習(xí)、死記硬背、機(jī)械訓(xùn)練的學(xué)習(xí)方式，通過課前預(yù)習(xí)或者觀測實驗自主學(xué)習(xí)、自主探究與合作學(xué)習(xí)、課堂討論與互相啟迪，形成了以學(xué)生為中心的教與學(xué)。

2.培養(yǎng)與提升了學(xué)生的科學(xué)素養(yǎng)

學(xué)生在實驗觀測、小組討論、思考問題、總結(jié)規(guī)律的過程中學(xué)習(xí)了《科學(xué)》教材規(guī)定的知識與技能，同時激發(fā)了學(xué)習(xí)興趣，掌握了初步的天文觀測研究的思想、方法與技能，培養(yǎng)與提升了科學(xué)素養(yǎng)；并且在工作坊教學(xué)過程中，學(xué)生學(xué)會學(xué)習(xí)、合作與做人。通過課后思考題及相關(guān)拓展延伸，學(xué)生能夠?qū)W以致用，用探索到的科學(xué)規(guī)律思考并解釋生活中的常見現(xiàn)象。

盡管筆者應(yīng)用工作坊教學(xué)模式在科學(xué)教學(xué)中取得了較好的效果，但是也發(fā)現(xiàn)一些問題，主要表現(xiàn)為課堂教學(xué)時間有限，可能存在課堂小組討論效率不高的情況。針對這一問題，筆者通過精心備課，結(jié)合往屆學(xué)生經(jīng)常出現(xiàn)的知識理解障礙問題，對每堂課教學(xué)內(nèi)容反復(fù)凝練，提煉出2～3個核心問題，并就學(xué)生可能給出的討論結(jié)果給出解釋。這樣就增加了教師對課堂討論的控制能力，并能夠及時有效解答學(xué)生提出的問題，從而提高了課堂討論的效率，同時也提高了教師的備課與課堂教學(xué)水平。另一方面，可以在課程結(jié)束后，讓學(xué)生提交整個課程的實驗記錄與小組討論結(jié)果及對本次課程的感想與體會，以便教師及時了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，并為以后優(yōu)化工作坊教學(xué)模式提供參考。

責(zé)任編輯 李杰杰endprint