自主学习背景下初中科学程序性知识的导学策略

陈沪军

1918年，陶行知先生提倡以“教学法”取代“教授法”，指出“先生的责任不在教，而在教学，而在教学生学。教的法子必须根据于学的法子”。因而，我们认为学生“学会”只是教学的初级目标，“会学”才是教学的终极目标。指导学生进行有效的自主学习是十分有价值的教学行为，课堂应变成培养学生自主学习能力的主渠道。为此，我们将指导学生自主学习的“教学”定义为“导学”，在自主学习背景下，同一学科不同类别的知识需要不同的导学流程和导学策略。

一、程序性知识及其认知特点

1.程序性知识

《PISA2015科学框架草案》将程序性知识（procedural knowledge）定义为：Knowledge of how such ideas are produced，有关观点、原理、概念等科学知识形成过程的知识被称为“程序性知识”。这是一种实践的知识和基于实证的概念知识，重复测量以减少误差和避免偶然性，控制变量以标准程序来描述和传送数据。最近这些被阐述为一组“概念的证据”。此外，程序性知识也可以被理解为“关于如何做的知识”。

我们将初中科学的程序性知识分为实验（设计、操作、数据处理、评价）和计算应用两类（见表1）。

2.程序性知识的认知特点

知识如何在头脑中表征一直是认知与教学心理研究的焦点，产生式系统是程序性知识的主要表征形式 [1]。安德森用产生式或产生式系统说明程序性知识的表征，遵循“条件—活动”的规则，具有从条件向活动的单方向激活自动反应性。所谓产生式，我们可以理解为“如果满足A条件，那么执行B动作”。1983年，安德森进一步强调，学生参与问题的解决活动有助于陈述性知识向解决问题的程序性知识转化。通过把学习转换成问题解决，教师能比通过其他教学方法给学生提出更多的挑战，拥有这些体验的学生能通过应用这些策略本身而解决新式问题。因此，我们指出，教师导学程序性知识的核心任务是在学生解决问题的过程中帮助学生提炼出他们解决该问题的产生式。

二、自主学习背景下程序性知识的导学策略

经过2年的实践和研究，我们总结出自主学习背景下程序性知识的导学策略（见表2）。

由表2所知，程序性知识的导学策略主要有：一是小组合作学习。程序性知识的习得，特别是学生实验更多地会采取小组合作学习的方式，通过小组成员之间的交流，及时发现一些错误的产生式，有助于他们在同伴的启迪下自主建构正确的产生式。二是学案导学。我们发现学案在程序性知识的学习中有很大的作用。在计算应用题中，通过学案，学生可以很方便地演练，将解决某一问题的习题按照一定的次序进行变式，归纳出产生式；在学生实验中，学案便于学生记录实验过程和现象，通过学案的设计可以方便学生发现产生式。三是多元评价前置。将多元评价环节放在第三环节，评价的重点放在“交流分享”之后，目的是通过学生之间的交流辨析初步形成产生式，通过教师主导的多元评价建立正确的产生式和产生式系统，让实证练习发挥真正的价值。四是实证练习断后。让前三个流程形成的产生式得到巩固，通过实证练习将“如果满足A条件，那么执行B动作”变成学生的自觉行为。

当然，这四个流程并不是一成不变的。在实际课堂中，由于教学任务的复杂性，我们会根据需要重复某一或某几个环节，而且假如需要解决前一问题后才能解决后一问题，我们会分阶段地进行自主学习和交流分享。

三、程序性知识导学课例

1.计算应用题的导学

浙教版初中科学八（上）“变化电路的分析与计算”一直是教学难点，我们基于程序性知识导学策略展开教学，取得较好的效果，下面是课堂导学流程实录。

自主学习（1）：学生需独立完成导学案例题1，有困难的同学可以2人小组讨论解决。如图1所示，电源电压为6V，保持不变，当S1、S2闭合，S3断开时，电流表示数为0.5A；当S1、S3断开，S2闭合时，电压表示数为4V；求R1、R2的电阻值。如果电路中只闭合S1、S3，那么电流表与电压表的示数是多少？

交流分享（1）：学生用实物投影仪展示练习，说明解题路径。教师组织分享、点评解题的规范性，一边点评一边引导全班学生对开关引起电路元件连接方式变化的电路分析计算程序进行建模：画—标—找—解，即根据题意画出变化前后的等效电路，在等效电路上标出已知量和未知量，找出已知量与未知量之间的关系，逆向分析、正向求解，求出未知量。

自主学习（2）：教师应要求学生运用刚才的解题程序：画—标—找—解，独立完成导学案例题2，有困难的同学可以2人小组讨论解决。如图2所示，定值R1=5Ω，R2为滑动变阻器，当滑片在a端时，电流表数0.6A，滑片在b端时，表数2V，求电源电压与滑动变阻器R2的最大阻值。

通过这一例题，学生会体验到滑动变阻器变阻引起电路电流变化和电压的重新分配。基于此，我们可以将问题情景化，滑动触头的移动分别由身高、油面高来控制，用气敏电阻、热敏电阻替代滑动变阻器，引导学生将科学与生活、技术联系起来，引导他们认识敏感电阻的实质是变阻器，滑动变阻器依靠接入电路的导体长度改变电阻，敏感电阻依靠电阻敏感条件改变电阻，为学生分析敏感电阻引起的电路变化搭建脚手架，切实提高他们解决实际问题的能力。

实证练习：学生要完成导学案中的巩固练习。

在这一节课中，我们通过例题1引导学生自主建立解决变化电路分析计算问题的产生式，即画—标—找—解，通过例题2应用这个产生式解决滑动变阻器引起的电路变化问题，通过变式训练掌握敏感电阻引起的变化电路的分析计算。值得一提的是，经过2个例题的学习，没有任何提示，有几名学生会概括出变化电路的解题规律是利用变化前的条件计算出电路的电源电压和定值电阻，把计算得出的电路的电源电压和定值电阻作为变化后电路的已知量，这是因为在电路变化前后，这两个物理量保持不变。也就是说，我们的学生已经自主发现了已知量与未知量之间的关系，发现电路变化前后的不变量，这通常是我们在备课过程中没有预设的。程序性知识导学策略的应用，能够有效地提高学生这一模块的学习效果。endprint

2.学生探究实验的导学

对于学生实验，我们既爱又恨，让学生动手做实验，看着学生欢欣雀跃的样子，我们会由衷地感到高兴。然而，在实际实验过程中，尤其是探究性实验中，例如探究透镜对光的作用，如果我们告知学生具体的实验步骤和操作要领，让他们严格按照我们给出的指令完成实验，他们会感觉兴趣索然。但如果我们放手让学生自主探究，他们往往会不清楚探索的程序而乱做一气，很少会达成实验目的。现以“探究透镜对光的作用”为例给出学生实验的导学流程与策略。

自主探究（1）：学生2人一组按照导学案的要求进行实验与记录，将小凸透镜和小凹透镜分别放置在特定方位，如图3、图4所示，让小激光器发出的3束红光沿着图示的光路入射透镜，在透镜右侧记录这3条平行于主光轴的光通过透镜后的传播方向（备注：透镜形状是学生实验用的透镜实物拓印图）。

结论：凸透镜对光有 作用。

结论：凹透镜对光有 作用

交流评价（1）：学生要寻找一组与自己实验记录不一样的小组，发现不同的实验结果，4人要重做实验，修正不符合实际情况的实验记录。同时，学生要实物投影展示实验记录与报告，得出实验结论，即凸透镜对光有汇聚作用、凹透镜对光有发散作用。我们会在学生交流与展示过程中给予评价，引导学生进一步发现：平行主光轴的光经过凸透镜后能汇聚一点，在经过凹透镜后的反向延长线也能交于一点，进而引出焦点概念，引导学生反向操作发现凸透镜有两个焦点且两焦距相等。

自主探究（2）：学生2人一组按照导学案要求进行实验与记录，再次将小凸透镜和小凹透镜分别放置在之前的位置，让小激光器发出的单束红光逐一沿着前面实验射出的3条光路入射透镜，在透镜左侧用色笔画出这3条光线通过透镜后的传播方向。

交流评价（2）：我们会实物投影展示学生的实验记录，引导学生得出实验报告，即光路可逆。

实证练习：我们会让学生完成导学案中的巩固练习，引导学生探究不平行主光轴的光束经过凸透镜之后是否汇聚，进一步理解凸透镜对光有汇聚作用，即光线在经过凸透镜后更靠近主光轴；凹透镜对光有发散作用，即光线在经过凹透镜后更远离主光轴。在拓展提高练习中，我们提供了点光源发出的2条特殊光线经过凸透镜后的光路，为凸透镜成像规律的探究学习奠定基础。

在教材编排时，“透镜对光的作用”这一实验是教师演示实验，但我们考虑到这个实验在光学中具有基石的作用，鉴于教师演示直观性不强，可以将其变成学生探究实验。为了引导学生进行有序探究，我们采用“学案导学”的策略，把探究程序部分“固定”在导学案，通过小组合作、实证练习等策略的共同使用提高学生探究的有效性。

参考文献：

[1]冯忠良，等.教育心理学[M].北京：人民教育出版社，2010：311.

（作者单位：浙江省杭州师范大学东城中学）

（责任编辑：孙建辉）endprint