初中科学高效课堂的本质和实现策略

□姚国明 唐亚平

（绍兴市树人中学，浙江绍兴 312000；绍兴市建功中学，浙江绍兴 312000）

科学课程在教育目标上突出“过程与方法”，在教学方法上强调“探究与体验”，在培养学生上关注“发展与需要”。在教学实践中如何落实科学课程标准要求，是每位教师必须思考和追求的。在八年级第四章第3节《研究影响电磁铁磁性强弱的因素》一节教学中，笔者打破固定思维，大胆采用与之前不同的教学设计和方法来体验科学课程带来的新要求，探索科学高效课堂的本真和实现策略，从而享受科学课程的魅力。

一、教学现场实录

（一）创设情境，提出问题

1.信息交流

学生交流互连网上有关磁悬浮列车的资料，如《磁悬列车综述》等。

2.实验演示

磁悬浮列车“悬浮”原理模拟演示：

教师：实际应用时，还会遇到具体的问题。如现在排斥浮起的是小磁体，要浮起大列车怎么办呢？而且大列车上乘客数量有多有少，又怎么办？

（学生讨论分析）

学生甲：要浮起大列车，应增大列车与轨道间的排斥力。

学生乙：要增大二者间的排斥力，应想办法增强磁性的大小。

学生丙：也就是说磁性的强弱要能够人为控制。

教师：为实现这一目标，我们还需要研究什么问题呢？

学生（齐）：研究影响电磁铁磁性强弱的因素有哪些。

（提出和明确问题）

（二）活动探究

1.师生一起猜想

教师：请同学们猜想电磁铁的磁性强弱可能与什么因素有关？可能会有什么关系？

（学生讨论、交流）

学生A组：可能与电流大小有关。我们假设通过电磁铁的电流由1A增强到2A，导线中2A的电流相当于两股1A电流汇合而成，每股电流都产生一个磁场，因此2A电流产生的磁场相当于两个1A电流产生的磁场合在一起。我组作如下推测：通过的电流越大，电磁铁的磁性越强。

学生B组：可能与线圈匝数有关。假设电流不变，线圈由50匝增加到100匝，与A组同学分析方法一样，100匝线圈可以看作是两组50匝线圈组合而成，每组线圈都产生一个磁场，因此两个50匝线圈产生的磁场合在一起就是100匝线圈产生的磁场。我组作如下推测：线圈匝数越多，电磁铁磁性越强。

学生C组：还可能与线圈横截面积大小有关。线圈的横截面积增大，相当于多个电磁铁并列排放，电磁铁磁性将增强。

学生D组：与是否带铁芯有关。有铁芯，铁芯磁化后成一块磁铁，其产生的磁场与螺线管的磁场重叠，电磁铁磁性将增强。

学生E组：可能与铁芯的大小、形状有关。大铁芯可以看作是多个小铁芯组合而成的，每个磁化后的小铁芯都产生一个磁场，多个磁场合在一起，电磁铁磁性增强了。

教师（微笑，一一肯定后）：以上同学提出的问题都值得我们研究，今天先研究A、B、D三组同学提出的问题。

2.设计方案

教师：有什么方法可以检验我们提出的假设呢？

学生（齐）：做实验。

这位学生有了这次美好的“受骗上当”的经历之后，由衷地发出了“童年的趣事多又多，童年的我们是那么单纯，总在不经意间上当，可是这些事却成了我们脑海里永恒的快乐回忆。小时候，最想长大，长大了，却发现童年最美好……”的感慨，可谓言表其心，水到渠成，毫无扭捏作态、无病呻吟之嫌。

教师：根据科学研究方法，磁性强弱可能与多个量有关时，应怎样去研究？

学生（齐）：控制变量法。

教师：在实验中，每一步如何来进行变量的控制？

学生A组：让其他因素不变，只改变线圈中的电流大小，研究电磁铁的磁性变化情况。

学生B组：让其他因素不变，只改变线圈的匝数，研究电磁铁的磁性变化情况。

学生D组：让其他因素不变，铁芯放入前后，研究电磁铁的磁性变化情况。

教师：回答得很好！如何设计实验电路图呢？这里需要解决三个问题。请同学们思考。

（教师通过投影仪给出以下三个问题，学生按组进行讨论）

①用什么方法可以判断电磁铁磁性的强弱？

学生A组：看它能吸起多少根大头针或小铁钉。

学生B组：看它能吸起多少铁屑（用天平称）。

学生C组：看它对某一铁块的吸引力（铁块挂在弹簧秤下；观察弹簧秤的读数变化）有多大。

学生D组：看它对某一铁块的吸引力（铁块挂在橡皮筋下，观察橡皮筋的长度变化）有多大。

②怎样改变通过电磁铁线圈的电流？

学生E组：用滑动变组器改变线圈中的电流。

学生F组：用增减干电池数量（电压大小）来改变线圈的电流。

③用什么方法可以判断通过电磁铁线圈的电流大小变化？

学生G组：用电流表测量电流大小。

学生H组：用串联小灯泡的亮度来比较电流大小。

教师（对学生高质量回答，满怀喜悦之情）：很好！真不错！下面我们就一起来实验。

3.学生自主探究

教师引导学生分析讨论，从学生小组中优选出C、E、G组提出的方法来组成探索实验的方案，并按要求连接已备好的实验器材，在教室前台演示实验，分别探究电磁铁磁性强弱与电流大小、线圈匝数和有无铁芯的关系。实验很成功，填写实验单，总结归纳结论。此时课结束铃响。

二、教学反思

客观地说，在上本节内容时，笔者前后两次采取不同的教学方法，并作了完整的课堂实录，原因和动机很单纯，一方面是因为自身对教学有不断创新和艺术的追求，同时也想通过不同课堂建构，从中找到一种适合本节内容的课堂教学方法。第一节课，我采取的是教师引导下的启发式教学，既有实验探究设计，也有习题巩固提升，通过前后测分析，效果反馈良好。但总感觉课堂缺少灵气和科学味。本节课，我采取了问题发现式教学方法，实践结果不算完美，预设的巩固环节最后由于时间不足而未能完成。尽管如此，但我能明显感受到内心对本节课教学的偏爱和满足，原因在于我从中发现了科学高效课堂的本真所在。

（一）真问题成为学生学习行为的主驱动

本节课中，教师以“磁悬浮列车”为背景，创设了“要浮起大列车怎么办呢？大列车上乘客数量有多有少，又怎么办？”两个探究问题，在学生思考的基础上，顺势引出课题。紧接着，在猜想环节，教师通过问题“请同学们猜想电磁铁的磁性强弱可能与什么因素有关？可能会有什么关系？”把学生带入到科学探究的大门中。在重要的实验设计环节，则通过三个关键的问题“用什么方法可以判断电磁铁磁性的强弱？怎样改变通过电磁铁线圈的电流？用什么方法可以判断通过电磁铁线圈的电流大小变化？”引导帮助学生自主设计实验方案。因为学生对探究的问题和实验设计有深度前期思考，后面的自主探究也就变得轻车熟路了。四个环节，教师都是以“问题”为起点，一步一步展开教学，驱动学生学习不断向前发展。精准真问题，不仅成为了让教学层层展开的“引子”，也成了调动学生思维的“孵化器”，学生自然成了课堂学习的主体。

（二）深体验成为学生学习的主表征

科学探究既是科学教学内容，也是科学学习重要学习方式。本节课很好地体现了科学课程标准这一要求，具体表现在：一是从课堂引入到课堂结束，整个教学过程都是按照探究环节步步展开。当然，各环节的地位是不同的，因为本节课的实验操作并不复杂，实验现象也是明显的，所以教师并没有将教学重点着眼在学生自主探究上，而是放在了实验方案的设计上。二是在活动探究环节，学生并不是被老师牵着鼻子走，而是以实验者的角色全程参与到了实验猜想、设计和结论分析中，不仅手在动，更关键的是脑在动，思维在深度的活动中。如教学中，面对教师提出的每个问题，学生都做出了开放性的回答；探究环节，教师放手让学生小组合作进行，学生没有了思维的“牵绳”，自我愤悱启发，全然处于一种深度探究体验中。

（三）高情意成为课堂氛围的主旋律[1]

教学是一个知情意行的过程，知情意行也是教学目标的一个重要体现。高效的课堂不仅关注知，更重在情意行。本节课的教学场景很好体现了这一特征。从课堂实录中分析，教师设置的问题认知记忆少，逻辑推理多，且很有开放性，学生的回答也是发散的且有深度，这非常有利于学生思维的训练和提升；学生的状态大部分时间处于独立思考、合作交流中，科学探究能力和态度在深度学习参与中得到培养；此外，教师对师生角色把握合理，适时导与放，让学生得以全身心投入学习中，课堂气氛民主热烈。

三、教学启示

（一）以学生为中心，科学高效课堂教学主体指向

以学生为中心，把课堂还给学生，让学生成为课堂的主体，这既是高效课堂的本质体现，也是实现高效课堂的条件。那么，如何在课堂教学中真正落实学生主体地位？从本节课的反思中，我们可以得到两点启示：首先，教师要能准确理解“以学生为中心”这一内涵，很多时候，我们有“学生中心”这个课堂教学观，但在实际教学过程中，学生的“主体性”地位并没有得到体现，看似学生参与了很多活动，但这种参与是被动的，是在教师的牵引下完成的，教师成了课堂的实际“主角”。因此，以学生为中心，不仅仅是停留在教师思想意识中，更多是要反映在课堂教学过程中，即教师所有的教学设计都是围绕“学生”来进行，学生的参与不是被动的，而是主动的、积极的、发展的。其次，教师要有凸显学生学习主体的具体载体，显然，以问题来驱动教学是一种行之有效的办法。当然，教师设计的问题应避免表层的、记忆性的、收敛性的、非创造性的，因为这样的问题，学生根据已有的知识能很快回答，大脑思维跳跃不够，多是应激性的；相反，设计的问题应是逻辑性的、开放性的、创造性的，学生需要积极开动脑筋，将原有知识经过加工，复合才能给予回答，但却能极大地触动学生思维，也发展了学生的思维。

（二）以探究为途径，科学高效课堂教学路径取向

初中《科学课程标准》指出：“科学的核心是探究。”[2]经过不断学习和教学实践，广大科学教师已经意识到探究在科学教学中重要地位，采用探究性教学和学习方式也正逐渐变为科学教师优化科学课堂教学过程主要手段。但教师由于对探究要义把握不到位，在组织探究教学时常常出现有形无质、有皮无核现象，导致低水平探究甚至无效探究，如“我讲学生听”，“我问学生答”，我做演示实验、学生当“旁观者”。虽然教学过程很顺利，甚至因为课堂中有充分的学生巩固练习时间，教学效果不可谓不好，但是这种效果可能只停留在“知识掌握”上，学生的学习兴趣和高阶能力却由于缺少充分体验和深度思维被弱化了。学生学习的不只是“文本课程”而更是“体验课程”，这正是《科学课程标准》中提出的新的境界；科学教育应该“在学生的认知发展水平和已有的知识经验基础之上，帮助他们在自主探索和合作交流过程中真正理解和掌握基本的科学知识与技能、科学思想和方法”“获得广泛的科学活动经验”。本节课教学中，在建构学生探究学习方式时笔者紧紧围绕合作、探究、体验、评价主线来进行。从课前的延伸、课堂组织到课后的拓展，教师都将知识结论隐藏，问题由学生去发现、去解决；结论由学生去分析、去归纳；表现由学生去导演、去评价。在合作、评价中去完成一个个探究，切实提高了探究教学效果，学生在探究过程中体验到了乐趣，同时获得了能力提升，课堂必然实现高效。

（三）以观念建构为落脚点，科学高效课堂教学目标取向

传统的教学将教学目标落脚点放在“知识与技能”上，认为教学的根本是教师教授知识、学生接受知识，而削弱能力与方法在教学中的地位，因此在选择教学方法时，考虑的是怎样能尽可能多地传给学生知识、学生尽可能多地得到知识。科学的核心素养是关键能力和必备品格，具体落实在教学目标上就是价值观、方法与能力，这便是科学高效课堂教学目标取向。本节课中，笔者改变了以“知识为中心”的策略，将课堂大部分时间用在了学生对问题的发现、讨论和问题解决方法的探究上。在最后的演示实验及结论的推导环节，笔者感觉仓促，有一种草草收场的味道。但就是这种大胆取舍，让我们再一次深切感受到科学课程教学真谛：教学内容要由“具体性知识”走向“观念建构”[3]。我们的教学不是不需要具体性知识，而是应该始终明确传授具体性知识要服务于观念的建构，即一切教学内容的落脚点应指向科学课程中基本思想、方法和核心能力提高上。有了这些核心观念，学生能够学会运用科学观点、思路和方法去认识物质及其变化，去分析问题和解决问题。