初中科學(xué)：用科學(xué)大觀念指引探究教學(xué)

為進(jìn)一步貫徹落實(shí)學(xué)科立德樹人的要求，關(guān)注學(xué)科核心素養(yǎng)培育的路徑，深化初中科學(xué)課程改革，促進(jìn)中青年教師的專業(yè)化發(fā)展，展示初中科學(xué)課堂教學(xué)實(shí)踐與研究的成果，切實(shí)提升初中科學(xué)教學(xué)質(zhì)量，提高科學(xué)課堂教學(xué)的有效性，根據(jù)市教委、市教委教研室的有關(guān)精神和要求，2019年上海市初中科學(xué)學(xué)科中青年教師教學(xué)評(píng)選的主題確定為“用科學(xué)大觀念指引探究教學(xué)”。

為方便廣大教師積極參與本次評(píng)選，現(xiàn)對(duì)本次活動(dòng)的主題及其實(shí)施和評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)，特做如下說明。

一、主題概述

（一）背景與目標(biāo)

科學(xué)課程本身具有探究和綜合兩個(gè)基本特征?？茖W(xué)課程內(nèi)容的建構(gòu)以“探究活動(dòng)”為腳手架，因此上海市初中科學(xué)學(xué)科建設(shè)30年來，在科學(xué)探究與探究教學(xué)方法、實(shí)證思想與實(shí)證教學(xué)的推行上，持之以恒地做了長期不懈的努力。目前，全市科學(xué)教師已經(jīng)基本接受科學(xué)探究的理念并進(jìn)行積極的教學(xué)實(shí)踐。在此基礎(chǔ)上，需要進(jìn)一步優(yōu)化上海初中科學(xué)學(xué)科的綜合性，希望教師在組織、指導(dǎo)學(xué)生的“探究活動(dòng)”時(shí)，能夠?yàn)閷W(xué)生提供一些有啟發(fā)作用的科學(xué)觀念，從而為學(xué)生在分析問題、解決問題時(shí)提供方法論的指導(dǎo)。

本次評(píng)選主題，其主旨就是引導(dǎo)教師在組織、指導(dǎo)學(xué)生的“探究活動(dòng)”時(shí)，能夠由淺入深地提供一些“棋譜”（解決問題的科學(xué)思維過程），讓學(xué)生在探究過程中逐步學(xué)會(huì)運(yùn)用這些“棋譜”，從而為最終培養(yǎng)學(xué)生的獨(dú)立思考能力和實(shí)踐創(chuàng)新精神服務(wù)。

（二）內(nèi)涵與路徑

探究教學(xué)是初中科學(xué)學(xué)科改革的重點(diǎn)和核心?？茖W(xué)探究的實(shí)質(zhì)就是一個(gè)科學(xué)證明的過程，即通過尋找并運(yùn)用證據(jù)來證明某一假設(shè)的過程?！坝每茖W(xué)大觀念指引探究教學(xué)”就是指教師“基于解決問題的科學(xué)思維過程”去設(shè)計(jì)、組織和指導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行“探究活動(dòng)”，并讓學(xué)生在這個(gè)科學(xué)證明的過程中逐步學(xué)會(huì)運(yùn)用科學(xué)思維過程去解決問題，發(fā)展科學(xué)概念與觀念。

如何“用科學(xué)大觀念指引探究教學(xué)”，其基本的教學(xué)設(shè)計(jì)路徑與方法如下。

（1）教材分析，明確教學(xué)內(nèi)容背后的大觀念。通過研讀課程標(biāo)準(zhǔn)、教材、教學(xué)基本要求來明確教學(xué)內(nèi)容背后所要呈現(xiàn)的科學(xué)大觀念是什么，并根據(jù)目前教學(xué)的內(nèi)容列出大觀念，再給出其邏輯依據(jù)和背后的思考。

以“熔化”一課為例，必須分析清楚這節(jié)課背后的科學(xué)大觀念是什么。這是一節(jié)有關(guān)“物理宏觀現(xiàn)象用微觀解釋”的課，具體涉及的是用“粒子模型”來解釋物態(tài)變化（固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)）過程中溫度變化的特點(diǎn)（吸熱而溫度不變）。而這個(gè)宏觀現(xiàn)象需要學(xué)生通過探究去發(fā)現(xiàn)，再用他們已經(jīng)學(xué)過的“粒子模型”來解釋。

（2）學(xué)情分析，確定觀念的進(jìn)展過程。通過分析概念和學(xué)生來確定具體的學(xué)習(xí)進(jìn)階過程。為確保學(xué)生能夠通過探究加深理解，需要明確認(rèn)知進(jìn)展過程：先依據(jù)小概念相互之間的邏輯關(guān)系，后依據(jù)學(xué)生不同階段掌握概念的實(shí)情，再描述概念進(jìn)展過程，注意與大觀念相聯(lián)系。

以“熔化”一課為例：①必須思考只有解決了學(xué)生腦袋里的哪些問題，才能到達(dá)讓他們覺得可以探究，而且值得探究的那個(gè)聚焦點(diǎn)（溫度變化的特點(diǎn)）；②必須思考如何引導(dǎo)學(xué)生圍繞探究的目標(biāo)（溫度變化的特點(diǎn)），對(duì)探究過程進(jìn)行具體的操作設(shè)計(jì)；③必須思考如何用板書記錄學(xué)生探究過程與思維過程，怎樣一步步記錄現(xiàn)象→結(jié)論；④必須思考當(dāng)實(shí)驗(yàn)中學(xué)生們一致得出“吸熱而溫度不變”這一特點(diǎn)時(shí)，怎么給出概念，并讓學(xué)生用“粒子模型”來解釋這一特點(diǎn)，等等。

（3）教學(xué)設(shè)計(jì)，從解決問題的科學(xué)思維過程角度設(shè)計(jì)教學(xué)方案。教學(xué)方案包括以下五個(gè)方面：根據(jù)進(jìn)程所做的教學(xué)頂層設(shè)計(jì)，建構(gòu)問題鏈及教學(xué)基本環(huán)節(jié)，為回答問題尋求觀察、測量和收集數(shù)據(jù)的方法，分析和解釋數(shù)據(jù)，對(duì)探究和獲取結(jié)果進(jìn)行討論。

以“熔化”一課為例，其教學(xué)流程確定為：①通過復(fù)習(xí)粒子模型與物態(tài)變化概念，從涉及的“大觀念”中的具體概念內(nèi)容直接引入探究的問題；②通過一系列的提問中，辨析研究固態(tài)變?yōu)橐簯B(tài)過程中所要解決的問題，明確探究活動(dòng)的條件和探究過程的方向；③為提高活動(dòng)結(jié)果對(duì)于探究目標(biāo)的解釋性（溫度變化的控制），組織學(xué)生圍繞探究的問題設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)并操作；④為讓探究學(xué)習(xí)有意義，教師板書記錄學(xué)生探究過程中的重要現(xiàn)象，并推論得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；⑤為對(duì)“物態(tài)變化中溫度不變”的現(xiàn)象作出解釋，引導(dǎo)學(xué)生用粒子模型解釋“吸熱而溫度不變”的原因。

二、操作要點(diǎn)

本次評(píng)選的具體實(shí)施，包括參評(píng)教師的課堂教學(xué)設(shè)計(jì)、課堂教學(xué)實(shí)施和課后答辯三個(gè)部分。

（一）課堂教學(xué)設(shè)計(jì)

完整的初中科學(xué)課堂教學(xué)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)包含以下內(nèi)容：一是教材分析，明確教學(xué)內(nèi)容背后的大觀念；二是通過對(duì)教學(xué)目標(biāo)的細(xì)化設(shè)計(jì)、對(duì)教材內(nèi)容的理解與組織、對(duì)學(xué)情的分析，并由此確定從哪些角度挖掘“學(xué)科關(guān)鍵能力”、確定觀念的進(jìn)展過程是什么、確定通過什么途徑突破難點(diǎn)和突出重點(diǎn)，落實(shí)這些能力（學(xué)生獨(dú)立思考的能力、學(xué)科關(guān)鍵能力和實(shí)踐創(chuàng)新精神）的培養(yǎng)，進(jìn)而決定課堂教學(xué)所采用的策略和整體編排，最后從科學(xué)思維的角度設(shè)計(jì)好指向?qū)W生學(xué)習(xí)結(jié)果的教學(xué)方案。

為此建議在設(shè)計(jì)和選擇科學(xué)實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，考慮并解決好以下問題。

（1）探究問題的提出是沿問題的解決方向，步步走向精確。

（2）探究活動(dòng)的設(shè)計(jì)是為提高活動(dòng)結(jié)果對(duì)于探究目標(biāo)的解釋性上。

（3）板書是對(duì)探究過程重要現(xiàn)象與結(jié)論的記錄。

（4）要對(duì)現(xiàn)象或結(jié)論作出討論或解釋。

（二）課堂教學(xué)實(shí)施

在課堂教學(xué)的具體實(shí)施中，應(yīng)充分展現(xiàn)設(shè)計(jì)者的設(shè)計(jì)思想和策略，即如何通過學(xué)生的“做”“想”“講”等多種活動(dòng)形態(tài)，形成對(duì)學(xué)生科學(xué)學(xué)科核心能力訓(xùn)練的觀測點(diǎn)，并能夠及時(shí)調(diào)整教學(xué)策略、方法，來改善并提高課堂教學(xué)的有效性。

（三）課后答辯

評(píng)選教師的課后答辯，一般安排在課堂教學(xué)之后，為15—20分鐘。在答辯環(huán)節(jié)中，教師應(yīng)總結(jié)教學(xué)設(shè)計(jì)與實(shí)施的契合之處，反思設(shè)計(jì)與實(shí)施的不符之處，并找出教學(xué)中可能存在的問題及原因；對(duì)體現(xiàn)評(píng)選活動(dòng)主題的部分教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)計(jì)意圖、策略、方法可以做適當(dāng)解釋，并對(duì)實(shí)施后的改進(jìn)提出自己的思考；對(duì)專家的提問，應(yīng)實(shí)事求是，科學(xué)而理性地作答。一般情況下，評(píng)委不直接評(píng)價(jià)參評(píng)者的表述，但可以就一些具體問題作一定的探討，如對(duì)某一環(huán)節(jié)處理的基本理解和質(zhì)疑等。

三、評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)

本次評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)包括三個(gè)方面：教學(xué)設(shè)計(jì)、教學(xué)實(shí)施和反思答辯，具體內(nèi)容見表1。

表1 評(píng)選標(biāo)準(zhǔn)