初中科学课堂教学中提高学生自主学习能力有效性的实践研究

祝钱

摘 要：每个人为了适应未来的世界，更为了在日趋激烈的竞争中具备足够的适应力，就要不断地对知识进行学习。而作为一个未来人，其学习的核心素养便是自主学习能力。但是现今初中科学课上多数初中生接受的教学模式还非常单一。结合初中科学课的教学情况，研究如何在科学课上提升初中生的自主学习能力，希望对科学教学起到一定的促进作用。

关键词：科学课堂教学；自主学习；有效性

经常听老师们这样抱怨：“这些题目讲过、做过，有些还是一模一样的题目，怎么还错啊？”“看着学生上课还挺认真的，怎么作业做下来一塌糊涂，真是讲了等于白讲了！”学生也常感叹：“这些题目我听懂了，但一做又错了。”

老师和学生事实上碰到的是同一个问题，这个问题便是我们的课堂模式还未真正从以教师教为中心转向以学生学为中心。“教”仍处于强势，“学”依旧势微。传统的教学关系无法从根本上有效培养学生的自主学习能力，学生也不可能通过现有课堂教学过程来自主构建知识、理解知识、运用知识。所以，下面笔者就想借此文来谈谈近几年本人在课堂“教法”以及学生“学法”方面所做的一些探索。

一、自主学习

（一）含义

自主学习的定义是学习者确定一个对自身发展和学习有意义的目标，制定适合自己的学习进度，并对自身的学习成果进行评价，学习者在学习过程中可以积极制定各类思考的策略。在学习中不断解决问题，在解决问题过程中对知识和技能进行学习[1]。自主学习的过程中，学习者有内在动力作为支持，可以从学习中获取知识体验和情感体验，同时也能对自我行为进行监控，为了取得更高的学习成果，学习者还可以对自身的状态进行调适。

（二）特点

首先是主动性，这是自主学习最重要的特征，与传统学习有着本质上的区别。自主学习体现的是我要学的精神，而传统学习体现的是要我学的被动状态[2]。因此对于自主学习来说，内在的动机是非常关键的，学习本身也是学习者的一种兴趣，是学习者的需要，学习者并不会因为学习感到烦躁，反而将学习当成是愉快的体验。

然后是能动性，自主学习是基于学习者能动性产生的一种能力。对于初中生，自主学习要求初中生在能否学、学什么、怎么学等问题上获得答案[3]，也就是自主选择策略进行学习的过程，可以说能动性是自主学习的重要基础。

最后是独立性，这是自主学习的关键核心，与传统学习相反，传统学习体现的是依赖性[4]。以往在初中教学中，“填鸭式”“一言堂式”的教学模式往往助长了学生学习依赖性的形成。而独立学习是所有初中生（特殊情况除外）都具备的，只是很多初中生的这种能力是潜在的，并未真正展示出来。而笔者认为初中教师应创造机会（如课堂教学形式的变革）激发初中生将潜在独立性释放出来，这样才能帮助初中生形成自主学习的能力。

（三）理论基础

认知主义学习理论认为人类应该对知识进行建构，而不是直接套用现有的知识来进行教学[5]。促进认知发展的其实是学生自身，学生的上进心会促进学生认知的发展，同时学生也是知识探索者，主动对事物产生自己的理论，并不断将理论与生活相结合，这些说明学生并不是毫无选择的，而是可以主动在知识中选出自己感兴趣的内容并进行建构的。

人本主义理论认为教学的核心应该是学生。要促进学生对知识进行自主学习，教师需要对学生的独立性和创造性进行强化，这样使师生关系更加和谐，学生在身心发展上可以获得更高的成就。

两大学习理论从人性自身、学习过程等方面给我们阐释了学习应该以生为本，并通过学生自身主动的建构过程最终达成知识的内化生成。

二、课堂中影响学生自主学习的因素

（一）課堂教学缺法

心理学认为，学习动机是决定自主学习实施情况的主要因素，因为学习动机是所有学习行为的主要定理。学习动机应该分为内部与外部两个部分[6]。所谓内部动机，就是学生对学习活动本身产生一定的好奇心以及兴趣，内部动机往往能对学生的学习产生巨大的推动力量。笔者认为有时我们功利的应试主义的心态占据主导，所以课堂教学方法过于呆板，课程内容无趣、无料，导致学生的学习动机、学习兴趣无法有效调动，最终失去学习的主动性。

（二）学习形式缺样

课堂学习形式多样化是顺利实现自主学习的重要条件，想学和会学完全是两个概念，很多学生虽然拥有学习动机，但是教师未能给学生创设能够主动学习的课堂学习模式，目前的课堂学习模式还主要是采用教师讲、学生听+练的填鸭式课堂学习模式。即便学生的学习热情再高，也只能是事倍功半。若是采用更科学的组织方法，学习效率就会有所提升，自主学习能力也会大幅度提高。

（三）自我监控缺位

自我监控是指在学习中对自我学习过程进行的反思与评价，发现自身学习上的不足之处然后及时进行调整。若是未能做到自我监控，其实并不算自主学习。发展心理学告诉我们，学生的习惯养成，必然需要外部评价的激励。所以，课堂上评价形式的多样化呈现也是课堂教学中培养学生学习自主能力的重要外部保障。但是，现实课堂教学中，教师往往在评价这一环节中是欠缺甚至是忽视的。

三、课堂教学中提高学生自主学习能力的有效策略

（一）精确定位课程性质，优化教学方法

科学学习首先是对科学产生好奇及兴趣，其次是对科学方法的掌握及运用，如：观察、测量、实验设计等，最后才是对具体科学知识的理解和运用。因此，为了培养学生自主学习的能力，科学课程在课程内容上不但要有趣，同时在问题设计上，也必定要符合学生的思维水平。我们很难想象一堂设计贫乏、只有理论没有生动内容的科学课抑或一堂晦涩难懂的科学课能吸引学生的注意力。而一旦学生听不懂，则必然丧失学习科学的兴趣，他又怎能自觉主动地进行学习呢？所以，要培养学生的自主学习能力，首先必须根据科学课程的不同性质，对内容进行有效归类并进行合理设计。

1.以“双实”（实验、实践）活动为主线的课程

“双实”活动为主的教学内容，是科学中最多、最为常见的教学内容，毕竟科学是一门以实验事实为依据的学科。因此在涉及此类主题的内容时，教学更需充分创设实验条件，让学生“在做中学、在学中做”。充分采用实验教学、情景教学等模式，给学生提供实践动手的机会，学生在实验的过程中产生内在的动机和兴趣，以促进自主学习能力的养成。

如：《探究凸透镜成像规律》《平面镜成像规律》《欧姆定律探究》《牛顿第一定律》等的教学中，在对实验做出交代之后，让学生通过小组合作进行实验：观察现象、寻找规律、合作探究、得出结论、组内评价、总结提升，过程之间环环相扣，使得整堂课如行云流水般顺畅，且难度由易到难，符合学生的认知特点，同时也很好地体现了科学探究的精神。

2.以“问题链”为主线的课程

有些科学课程内容，思维层次比较深而实验又无法将其直观、有效呈现，对此类内容，笔者认为应该设计具有层次性、阶梯性的问题，给学生思维搭梯子，有效降低学生思维难度——通过一系列环环相扣的问题来引发学生共鸣，使学生由原来的“思考旁观者”转变为现在的“思考参与者”，这就是俗称的“问题链”教学。该教学是以一系列情景化的问题设置为载体，以“置疑—质疑—探究—释疑—达成教学目标”为基本教学思路的课堂教学活动。

如，在学习“大气压”时，当教师介绍完托里拆利实验后，学生常常是不大理解的。为了帮助学生理解，教师可以设计梯度性问题链：①同学们，当水银柱高度为76cm，那么其产生的压强有多大呢？②为什么玻璃管中的水银比水银槽中高出76cm呢？③老师若将玻璃管倾斜，读数会有变化吗？④用更粗或更细点的玻璃管来做实验，示数会有变化吗？⑤实验时，如果管内有空气进入，示数会有影响吗？⑥这个实验用水来做可以吗？若管内为水，则玻璃管要多长呢？上面的一串问题链设计，不仅加深了学生对托里拆利实验的形象化认知，同时对大气压的作用有更深刻的体会，并且将学生的注意力重新吸引过来，给学生思维搭梯子，让其跳一跳就能够得着，始终引导学生在主动思考中进行学习，培养学生自主思考的能力。

3.以“概念间关联”为主线的课程

科学课程中有一类是概念教授为主的课程。这类课程的课堂往往会走入“老师讲”“学生记”的教学怪圈。实际上这类课程的教授，完全可以发挥学生的潜在能动性，让学生动起来。因为已学的前概念会对后序新概念有同化作用。在科学教学中，教师往往可以利用前知识、前概念让学生主动参与，通过比较教学、合作学习的形式，让学生主动参与新知识、新概念的建构。

如，七年级中《长度的测量》《体积的测量》《温度的测量》为系列性概念学习课程。教师可以将其作为一个系列，从一个学期的尺度上进行整合规划。①第一节《长度的测量》，教师授课过程中归纳出此类物理量学习的一般模式，即从物理量定义、物理量引入的意義、物理量的单位及换算、物理量的测量工具等方面进行学习。②后续出现体积、温度等课程时，教师完全可以采用合作学习的模式，让学生以小组为单位自行学习其他基本物理量。通过这样的系统教学，不仅让课堂学习更加高效，同时也极大地调动了学生学习的参与度和主动性。将以教师讲授为主的概念课，转化为以生为主、自主构建的主动学习课，非常好地解决了原来概念教学课一讲到底的顽疾。

4.以“知识重现”为主线的课程

知识重现课程，通俗点讲，即为科学复习课。这类课程与以“概念间关联”为主线的课程有高度相似之处。传统复习课堂基本是以讲练结合的模式呈现展开。学生参与度、思维活跃度基本处于低位，学生自主学习能力培养基本为零。笔者认为，由于学生有前知识积累，所以复习课尤其是一轮复习课，必须大胆翻转课堂。教师采用翻转课堂、情景教学、合作学习的模式，让学生小组合作、自行构建思维导图。教师在其中只是扮演协调者和引导者的角色，借此来培养学生自主学习的能力。

如，九年级《血液循环》的复习课。笔者做了如下设计：①通过2人小组动手制作模型，激发学生的学习兴趣。②在模型搭建中，暴露学生的易错点，让学生分析错误，并指导改正。③弄清体循环、肺循环后血液成分的变化，能将静脉血对应的血管找出，破解学生的难点。④科学学习往往都是将复杂问题抽象化，将此模型还可以进一步抽象，都是为了帮助我们解决生活中的实际问题。⑤药物、气体等在人体中经过的路径是考试中的一大难点，通过模型，学生确认入口可以清楚地找出路径。⑥用朗朗上口的“打油诗”让学生进一步强化血液循环的过程。整堂复习课打破原有以教师为中心的授课模式，翻转课堂以生为主，学生的课堂参与度大幅提升，思维活跃度明显增强，学生自主学习能力得以有效培养。

（二）科学依据课程内容，构建高效学习模式

传统的课堂没有充分分析课程内容、课程性质，导致学生学习模式单一，基本以听、讲、练为主，鲜有的“小组合作、探究学习”也仅仅是用于公开课上展示，并无实用价值和推广价值。常态课下教师应根据课程内容、性质的不同，为学生量身定制不同的课堂学习模式。下面就不同课堂学习模式做简单的探讨。

1.以“兵教兵”为核心的小组合作学习模式

此学习模式实际就是“同伴教育”模式，就是我们俗称的小老师制度。学习金字塔模型告诉我们，讲授给别人知识，能使讲授人对知识的理解留存度达到90%，这就非常好地说明了“兵教兵”模式对于学生自主学习力的养成是非常重要的。在实际组织中我进行了如下的尝试：

如，以九年级一轮生物系列复习课《代谢与平衡》为例，一个班45个人，我将全班分为9个小组，每组5人，以不同认知水平为标准，将学生划分为3个层次，即为A、B、C，A层对B层负责，B层对C层负责（如图1所示）。

在课前以小组为单位组内每位成员均要进行知识收集、整理。然后在课堂上将组内完成度最弱的一幅思维导图，由A牵头负责讲解，两位B帮助薄弱C同学进行导图再构建。然后每组派代表进行展示，进行组间交流，教师点评并补充，得到“定稿”，同时进行反馈练习。前期，考虑到学生对绘制导图的适应性问题，教师可利用课内时间教学生画思维导图；等学生适应了这种学习模式后，那思维导图的设计和组内交流就成为课前预习作业，课堂只进行组间交流、反馈、评价和练习。

2.以“实验包”为依托的边学边实验学习模式

“双实”内容的课程不但要求教师在教学过程中采用实验教学，更要求学生在听讲实验的过程中，亲身参与实验过程。所以，笔者近几年便在物理课上开展以“实验包”为依托学生边学边实验学习模式的探索。

器材准备：学生进校便由家委会牵头，统一网上订购常规物理实验包。

如，在开展《平面镜成像规律》的教学时，笔者将学生实验和演示实验有机整合。教师先对实验目的、实验操作做简单交代。然后学生以2人为一组，利用手头实验包进行实验探究学习。学生通过实验初步对平面镜成像规律有总体认识。

此时笔者再辅以“问题链”教学，设置梯度性问题：“为什么要用玻璃板而不用平面镜？像和物的大小如何比较？如何确定像到平面镜的距离？如何确定平面镜所成像是实像还是虚像？”等等。学生边学边实验，又配以问题链教学，综合性教与学手段的使用，不但提高了课堂效率，同时也让学生主动参与，在自主学习中构建知识、提升能力。

3.以“Genius X hours”为理念的自整理学习模式

“Genius X hours”这一理念实际是源于谷歌公司的“Genius Hours”（天才时间）项目。谷歌公司开创性地每周在工作时间给员工留出一定的时间，让员工们“胡思乱想”。经过多年的坚持，公司最后发现公司里面具有开创性成果数量的20%均是在“Genius Hours”这个时间段里面被员工创造的。由此，笔者认为在一个没有压力、没有束缚、完全放空的时间里，人可能更加愿意思考，可能更加容易地将人的潜力充分激发出来。所以，笔者将这一理念迁移到学生学习过程中。尝试以“Genius X hours”为理念指引，组织开展自整理学习模式。具体以以下实例略作展开：

从课内到课外，其实学习无处不在发生，所以“Genius X hours”是依托于无边界课堂来展开的。笔者对于九年级气体制备复习做了理念性尝试。

如，在复习前一周，笔者给学生一幅图（见图3），给出关键词“提问+改进”，学生利用放空的时间围绕两组关键词看图提问。通过这种新颖而宽松的方式，学生参与度、积极性异常高涨。经过一周的时间，你一言、我一语，一般有以下问题：如何检查装置的气密性？为什么长颈漏斗要伸到接近底部？……最后，在正式复习课上对以上问题汇总、归类、点评、讲解。“Genius X hours”是一种新颖的自整理学习模式，笔者现也在七、八、九年级生物复习课上实践，如给学生一张白纸，结合前面“兵教兵”的合作学习模式，让学生自己来画形式各样、异彩纷呈的生物思维导图。

由于它符合当今学生的处世观念（即随性而为），带给学生全新的学习体验，有宽松的学习时间以及毫無压力的学习环境，所以备受学生欢迎。利用这种全新的自整理模式，极大地调动了学生主动参与知识构建的积极性。

4.以“云课堂”为媒介的互助学习模式

原来传统的学习小组必须依赖于物理空间方能有效进行。现进入互联网+社会之后，笔者学校全面引入Pad（注：经过特殊加密的只能用于学习的封闭式交互平台）教学，打造依托互联网，进行云课堂教学的全新教学模式。笔者这两年也依托云课堂构建学生“云学习”互助小组。

如，同前面“兵教兵”分组模式类似，互助学习小组以5人为一组，依据学情将组员分为A、B、C三个层次。每次由教师分层将不同难度的题目推送给三个层次的学生。A层要对B层作业负责，B层对C层作业负责。AB层的学生可以通过云平台，对所负责的同学进行网上微课录制讲解、网上作业解题过程展示。教师此时的角色便可通过网络诊断，对不同层次学生参与互助学习过程进行有效的监督评价。由于云学习小组打破了空间与时间壁垒，所以互助学习可以由课内延伸到课外。又由于依托于互联网这一新生事物，因此学习方式新颖，学生参与度、积极性很高。最后由于借助互联网，所以能方便地实现学习小组分组管理、题目分层推送、微课推送、作业实时讲解等功能，且互联网具有自动监控、反馈评价的能力，因此互助学习的效率、效果能更好地体现，更能促进学生自主学习能力的养成。

（三）巧用多元评价方式，实现学生自我监督

自我监控是指在学习中对自我学习过程进行的反思与评价，发现自身学习中的不足之处然后及时进行调整，若未能做到自我监控，其实并不算自主学习。课堂上评价形式的多样化呈现也是课堂教学中促进学生自我监督、以实现学习自主能力养成的重要外部保障。

对于课程教学效果的评价，可以从学习过程和学习效果两个维度进行评价。而为了促进学生自主学习能力的养成，笔者更倾向于过程性评价，即对学习的态度、学习资源应用、参与学习的情况进行评价。

如，为激励小组合作学习任务的完成，笔者专门设计了“五星评价制度”，对于表现优异能认真完成老师布置任务的小组会得到五星中的一角。积满5颗星，即可到老师处换取礼物。（详见表1、表2）通过有效评价，使学生自主学习能力的养成得到反馈激励，更能推动这一能力的形成。

基于认知主义和人本主义学习理论，笔者认为在课堂教学中要促进学生自主学习能力的养成，必然是课程内容、教师教法、学生学法、评价等多因素相互关联、相互作用的结果。因此，笔者尝试从以上四方面出发，提炼出课堂教学促进学生自主学习力养成的设计过程，如图5所示：

初中科学课堂提高学生自主学习能力示例

笔者曾设计过一份关于《质量的测量1》的几处教学片段。在教学中尝试着运用多种教学手段和多样学习模式，现将教学片段设计展现如下：

片段一：关于质量概念的建构，笔者不拘泥于传统课堂、不拘泥于经验主义。在传统课堂中大部分教师对于质量概念的建构基本不超过10min，其实学生对于这一看似简单实则深奥的物理概念是不理解的。所以，笔者对于这一概念教学不断采取情景化教学+学生比较学习模式，让学生思维始终参与其中以达成概念建构的目的。

教学过程为：①展示自行车图片，提问学生自行车由哪些材料组成？引出物体与物质的概念。②通过情景化创设，让学生找一找铅笔盒中的物体和物质。③再次创设情景，让学生粗略比一比五块橡皮中的物质谁多谁少？④通过学生自行比较学习，进行概念的建构。⑤展示一滴水、一瓶水、一桶水三幅照片，让学生写下来谁的质量大，谁的质量小，并从质量的概念出发解释原因。通过这5个环节的设置，依托于情景教学、比较学习等多种教学、学习方法的运用，学生对于质量概念的建构更加立体，大部分学生能从本质上理解质量的概念。

片段二：对于质量单位、国际标准量等概念教学，笔者采用“问题链”教学模式来开展教学。如：①说说单位有哪些？②单位的不同，会给我们带来哪些麻烦？③一块石头可以做国际标准单位吗？通过问题链教学，让学生始终参与其中，学生思维能主动参与枯燥的概念教学过程，对于自主学习能力的培养有很大的促进作用。

片段三：在本节课临结束前的5分钟，笔者不额外进行大量练习，而是依托“Genius X hours”理念，让学生利用课外时间，比较长度、体积、温度、质量这些物理基本量的学习有何共性。通过自整理+比较学习过程，让学生认识到基本物理量的学习有其内在规律性，都要经过：

而这一过程的设计不但将前后知识进行融汇整合，更重要的是通过这一过程能在不知不觉中培养学生整理、归纳、比较的自主学习能力。

正如陶行知先生所说：“教师的工作不是要把世界上可知的东西全部教给学生，而是使学生采用正当的方法去求知，去改进他自己。”这其实就蕴含着最朴素的自主学习观。我们传统的以教为主的课堂使得学生习惯了被动学习，这样的局面于人、于国都是极为不利的，毕竟我们的学生在未来需要承担起社会建设的重任，缺乏创新力和自学能力，在日后的发展中会受到限制。自主学习能力是初中生需要强化的一种能力，而形成这种能力是需要方法的。希望本文的研究可以对初中科学教学的改进起到一定的促进作用。

参考文献：

[1]孙玉花.巧用插图 转化生物学前科学概念：浅谈初中生物会考复习策略[J].福建教育学院学报，2017，18（8）：99-102.

[2]陈锋.初中科学促进概念转变的概念教学范式研究：基于“任务中心”教学模式的视角[J].教育参考，2017（4）：57-63.

[3]周文荣.新课改下初中化学实验中培养学生科学探究能力的实践探索[J].学周刊，2017（23）：56-57.

[4]翁慶双.变知识传授为观念建构：基于观念建构的初中科学教学设计与实践[J].浙江教育科学，2017（2）：50-52.

[5]潘紫千.以学生发展为中心的初中生物课程：冀少版初中《生物学》教材修订特色[J].教育实践与研究（B），2017（1）：12-14.

[6]陈国华.初中科学教学生活化的实践与探索：以杭州市余杭区临平第一中学研究为例[J].学周刊，2015（2）：29-31.