基于观念建构的科学学科德育教学路径探微

戴祥林 王飞娜

摘要 基于观念建构的初中科学学科德育研究旨在通过德育目标的分层次呈现，将抽象的情感态度与价值观、过程与方法目标具体化。教学应凸显情意类观念建构，统领科学育德方向;以驱动性任务环境激发学生深层次的思维活动，促进深层次的认知参与和积极的情感体验;以融合式思维重构学习流程，帮助学生在建构系统化知识的过程中，建立科学的世界观、人生观，提升科学知识学习内涵。

关键词 初中科学;学科德育;观念建构

基于观念建构的初中科学学科德育的核心在于以科学基本观念的提炼，实现科学课程德育目标与三维目标的有机融合。[1]它通过德育目标的分层次呈现，将抽象的情感态度与价值观、过程与方法目标具体化，为教师展开科学学科德育教学提供了具体路径。即基于科学基本观念的建构，展开正确价值观引领下的教学设计，力求激发学生深层次的思维活动，引领其经历正确的价值观指导下的“过程和方法”，获得必要的“知识与技能”，从而实现学科德育应有的价值。这将有助于教师走出“学科渗透”“学科教学+德育”等误区，以科学学科德育目标统领教学过程。由此，我们进行了探索。

一、凸显情意类观念建构，统领科学课堂育德方向

诸如科学价值观、科学本质观和可持续发展观等基本情意类观念，统领着科学学习的育德方向。而此类观念的建构正是在每一次科学观察，每一个实验探究，每一个科学问题解决过程中逐渐建立和培养的。如果我们能够恰如其分地激发学生内在的学习态度与情感，让学科知识与师生生命和情感经验相联系而活起来[2]，将是一次悄无声息的德育过程，从而引领学生在学科知识教学中构建情意类观念，逐步树立正确的世界观、价值观。

1.设计“情绪化”问题，触发积极的科学态度

问题是教与学的关键驱动力。基于观念建构的科学学科德育需要教师找准学生需求与学科德育的“链接点”，以高质量的问题激发学生深度浸入学习活动的积极情绪和态度，从而在科学探究中实现价值理解。

以“磁生电”一课（八年级下册）为例，教师将培养科学态度和科学精神作为重要的德育目标，在教学中引入了瑞士物理学家科拉顿的实验经历，深化学生对科学本质的认识和理解。1825年，科拉顿将一个灵敏电流表、导线、螺旋线圈串联组成电路，并将螺旋线圈和电流表分别放置在两个相连的房间，然后将一个条形磁铁插入螺旋线圈内，再飞奔到另外一个房间，观察电流表的指针是否偏转。经过多次实验，他始终没有发现电流表指针发生偏转。以此为载体，设置问题情境：科拉顿的实验中有产生感应电流吗？实验为什么会失败？

学生经过讨论，确认实验过程中已经产生了感应电流，由此，开始为科拉顿未能取得实验成功而抱憾：他当时怎么不请一个助手？怎么不把墙打通？学生激动不已，恨不得帮助科拉顿重做实验。由此，学生深刻体验到科学家在发现“磁生电”过程中遭遇的挫折和坚持不懈的科学精神。此时，学生強烈渴望“磁生电”的发现这种情绪状态，不正是科学教育所希望达成的育人目标，即探索世界、发现世界的科学态度？

2.追溯科学实验原型，激发好奇心与求知欲

科学学科教学所注重的科学探究正是希望学生经历与科学家相似的探究过程，从中获取知识、领悟科学的思想观念、学习和掌握科学方法。而科学实验原型作为科学家最初展开研究实验时的基本设计，原生态地反映了科学家的好奇心和求知欲，极具感染力。

在基于观念建构的科学学科德育教学中，我们将追溯实验原型作为激发学生好奇心和求知欲的重要方法，让学生带着科学探究的热情深度浸入科学课堂，从而实现价值理解和认同。

在“空气与氧气”（八年级下册）一课教学中，教师带领学生追溯空气中氧气含量测定的实验原型——拉瓦锡实验。在这一科学实验中，拉瓦锡尝试用金属汞在密封装置内测定氧气含量，从而研究空气的成分。汞有毒，学生对此已有常识性认识，从而对这一实验产生了探究欲望。通过分析实验原理，学生发现汞的沸点较低，在加热条件下只与氧气反应，汞蒸气与氧气反应比较充分，几乎能耗尽密闭装置内空气中的氧气;液态汞又能起到液封的作用，可直接用来测量反应器内空气体积的变化;氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易与汞分离。通过实验，拉瓦锡得出了空气由氧气和氮气组成的结论。在此基础上，教师提出我们是否可以使用其他无毒的物质完成这一实验？这激发了学生的好奇心和求知欲，通过讨论，师生一起总结了代替汞的可燃物必须具备的特点和相关实验注意事项，带领学生展开实验探究。由此，学生找到了这一实验的核心原理即气压差，这正是很多物质不适合代替汞的原因。

二、搭建驱动性任务环境，深化科学思维过程体验

基于观念建构的科学学科德育，要让学生经历正确的价值观指导下的“过程与方法”，从而获得必要的“知识与技能”，方能彰显科学应有的“真”“善”“美”价值。这要求教师设计有体验、有感悟、有探究价值的结构化活动，激发学生深层次的思维活动，使其在经历科学探究的过程中，实现深层次的认知参与，获得积极的情感体验。

我们在实践中结合具体的学习内容，将对具体事实和核心概念的理解转化为启发性、开放性、综合性、建构性的驱动性学习任务，通过探究情境的创设，刺激与激发学生思维。借此，让学生充分实践体验科学知识的形成与发展过程，感悟蕴含在知识背后的思想、方法与观念，从而在建构科学基本观念的过程中形成正确的知识观和科学思维。

以“氧化与燃烧”（八年级下册）一课为例，我们基于科学基本观念的建构，剖析这一学习内容，明确了教学的德育目标（见下表）。其中，“燃烧条件”是本课学习的核心知识。

2.通过明显的可见的现象，展示逻辑思维能力。

3.通过一体化的设计解决污染问题，增强节能，环保意识。

在此目标统领下，针对“燃烧条件”这一学习内容，我们创设了一系列驱动性任务，和学生一起经历实验和修改完善实验设计的全过程，深化学生对科学本质的理解，增进其对科学技术与环境的关系的认识。

任务一：设计控制实验变量的实验，让白磷实现“烧”或者“不烧”两个过程。任务二：设计控制与氧气的接触的方法，让学生见到白磷自己“烧”起来的过程。任务三：创造“一体化”尾气处理装置，让实验效果明显，操作环保又可行。

在任务一中，学生可通过多种方法进行氧气、可燃物温度等变量的控制，这需要进行反复讨论和实验验证，从而让学生充分经历和体验实验过程，建立实验观;任务二则更具挑战性，学生“玩”出了新高度，他们设计了这样的方案：将橡皮管套在玻璃管外面，由于橡皮管具有伸缩性，既不影响高度的调节，又能使实验在封闭系统下进行，从而成功完成了实验任务。这一实验方法的成功更激发了学生的创新思维，并让学生建立获取证据的意识。在任务一的基础上学生脑洞大开，大大提升了实验观念。

随着两个任务的循序渐进，学生终于看到白磷从热水到空气中，不用点燃就“烧”了起来，燃烧条件——空气的加入变得可视化，从而对物质变化观有了感性认知。在此基础上，教师引导学生从环保的视角设计与完善实验。白磷燃烧时的剧烈反应唤起了学生的环保意识，立足任务一和任务二的实验基础，学生最终设计了“一体化”装置：以三个并排的锥形瓶分别作为气体发生装置、气体燃烧装置、气体尾气装置（盛放氢氧化钠溶液），使实验能够在一体化密封的环境中进行，既保证了氧气浓度，又保证实验所产生的尾气能得以及时处理。

三、重构融合式思维线索，提升科学知识学习内涵

基于观念建构的科学学科德育要求教学以科学基本观念为主线建构学习内容，将分散的学科知识统整为完整的知识结构，使学生经历习得知识、掌握学科方法和认同学科思想的过程，最终内化为自身的情感态度与价值观。这对教学的逻辑线索提出了更高的要求，尤其是复习课，涉及多类、多个科学基本观念和科学子观念的建构，学习内容高度凝练，更强调教学逻辑主线的设计，以提升科学知识学习的内涵与价值。

我们在教学实践中，尝试以明暗线交织的融合式思维重构学习流程。以八年级下册第二章“微粒的模型与符号”第4到7节复习课为例，它包括“组成物质的元素”“表示元素的符号”“表示物质的符号”“元素符号表示的量”等学习内容。通过系统的复习，可借助从元素符号到化学式表示物质也是一种从符号到建构模型的过程，帮助学生建立物质构成模型。这一复习内容涉及物质观、元素观、微粒观、促进物质的变化观、分类观等化学基本观念。这些观念的建构有助于学生学会认识世界的方法，并能够将观念迁移到物理、数学等学科学习和生活领域，树立科学的世界观和人生观，培育其人文精神。

具体而言，我们以新型融雪剂为载体，将其组成、结构、性质、变化等相关知识作为明线，沿着研究物质的一般思路，帮助学生建构有关化学式表达物质的知识网络;采用小组讨论、任务、实验活动等方式，实现物质观、元素观、微粒观、促进物质的变化观、分类观等化学观念的建构（暗线）。教学从融雪剂的作业场景导入，引发学生对融雪剂是什么物质的思考，激发学生探究其构成和化学式的兴趣;之后，通过完成分子、原子、离子概念图和融雪剂的元素构成表两个任务，让学生推测融雪剂的物质构成;进而指导学生展开实验，将融雪剂样品溶于水，并在试管中滴入硝酸银，进一步确认融雪剂中含有的物质;最终，学生通过计算确定了融雪剂的成分。

这一复习过程明暗线交织，将化学学科知识和生活问题紧密结合，引导学生通过建构与模型、实验验证推理等，从微观视角认识和思考宏观的化学现象和化学变化的本质，建立起系统的知识体系;同时，培养学生从化学视角观察与分析问题、解决问题的能力，感受化学巨大的社会价值，深化学生对科学本质的认识，提升科学素养。由此，我们形成了科学学科德育复习课的基本流程（见图1）。

这一复习课流程通过观念建构的思想将分散的学科知识点逐步完善、整合为系统的知识结构，使学生在学习知识过程中融会贯通地运用学科方法，逐步形成学科思想和学科方法，并通过情境体验内化，形成自身的价值观、世界观，从而更好地实现科学学科德育目标。

学科教师的“德育自觉”，需要从教育目标、教育内容、教育方法等多個维度加以落实，它是一个系统的工作，而不是一项简单易行的任务。[3]基于观念建构的科学学科德育教学，也需要建立科学的思想和方法，回应时代发展和学生成长需求，不断探索新的教学路径，我们将继续努力。

参考文献：

[1]翁庆双.基于观念建构的初中科学学科德育实践探索[J].中小学德育，2017（12）：42-45.

[2]朱小蔓.从情感教育视角看教师如何育人[J].中国教育学刊，2018（03）：83-88.

[3]叶飞.从"德育忽视"走向"德育自觉"：学科教师的教育使命[J].教育导刊，2011（07）：15-17.

责任编辑   毛伟娜