◇孔令强(山东:肥城市教育科学研究中心)
科学课程旨在培养学生的核心素养,为学生的终身发展奠定基础。在科学教学中,如何让立德树人目标落地;怎样引领学生掌握基本的科学方法,发展科学思维,形成正确的科学观念;等等,成为今后一个时期教师教学需要关注的重要问题。为此,笔者根据2022 版《义务教育科学课程标准》的精神,结合教学实践,构建了“三线并进双板书”的课堂教学模式。
“三线”,即德育线、知识线、方法线。立德树人是根本任务,知识是文化的载体,方法是最有价值的知识。教材由一个个知识点组成,每个知识点都可以向前、向后延伸。课堂上,教师引导学生探求知识的来龙去脉,便形成了知识线。各个知识点衍生出相关的德育点、方法点,德育点构成德育线,方法点构成方法线。
“并进”,指多条线一起行进,一并前进,同时彰显。
“双板书”,指在板书中呈现知识形成和方法凝练的过程。一般左侧构建知识结构图,是当堂课落实课程标准的知识点,也是知识形成的路线图;右侧呈现当堂课用到的方法,让学生知道如何运用方法获取知识。左右两侧的板书不是孤立存在的,而是有内在联系的,体现“左右相伴、和谐共生”的教学理念。
思想是行动的先导,理论是实践的指南。“三线并进双板书”导向的科学课教学中创设了点、线、面、体交织的立体教学空间,让学生获得探究、碰撞、顿悟、表达、成功的机会,提升学生的核心素养。
一节好课,为什么所有人都觉得好?往往是因为教师将育人做到了春风化雨、润物无声的境界。教学要走向以学科素养为核心的育人本位,以立德树人引导教学体系建设,统领课堂教学改革,将立德树人贯穿教学全过程,融入教学各环节。
以笔者执教的《自行车胎为什么会爆裂》为例,本课的德育线有:习惯养成、法规在线、安全提示、服务他人。课堂中提醒学生如何听讲、发言、倾听、合作等,就是习惯养成。出示中国道路交通安全法规定“青少年必须年满12 周岁才能骑自行车上路”,让学生意识到遵规守法才能保证交通安全和人身安全;出示学校车棚的图片,让学生意识到自行车要按要求停放,摆放整齐,这是规则意识的培养。探究过程中要提醒学生注意玻璃器皿、热水的使用安全,是生命教育中“关爱自己”“关爱他人”和“安全教育”的体现。让学生在爸爸给轮胎充气时,根据所学知识做出提醒,就是学以致用,服务他人,密切了科学技术与社会、生活应用的关系。
学习是一件怎样的事情?《脑与学习》指出,学习是寻找与创建意义的过程。学习内容本身不代表有意义,只有学习者把学习内容和已有的知识建立了联系才会产生意义。
对于月球和地球的内部结构,无法直观探究。笔者上课时,引导学生观察太阳、桃子、苹果的内部结构,学生发现它们都有三层,在归纳的基础上初步认识到多样化物质世界具有统一性。通过演绎推理再预测地球和月球内部是否也分为三层,且都有一个内核。最后展示地球和月球内部结构图,验证猜想——地球由内而外分为地核、地幔和地壳;月球由内而外分为月核、月幔和月壳。每个知识点,都不可能孤立存在,知识与知识之间有内在联系,教师的作用在于引导学生发现这种联系,把知识之间的脉络找到。这就是知识网络建构的过程。
观念能够促使学生积极开展科学学习活动,并对学生参与科学活动的价值取向提供合理性指导。教师要注重培养学生的科学观念,促使学生形成科学学习能力,为学生的未来发展打好基础。
执教《七色光》一课时,教师让学生和牛顿一样经历两次认知冲突。一是太阳光有时是彩色的,有时是白色的,到底是什么颜色的?与传统观念之间产生冲突。二是人们的传统认识与牛顿的科学发现“太阳光是一种复杂的光”产生冲突。经历两次实验——光的色散和合成实验,得出了两个实验结论——从正反两方面得出“太阳光包含不同颜色的光”的实验结论。
课堂上,学生通过寻证、实证得出结论,建构科学概念,重演科学史实,经历科学家的探究过程。他们不仅了解了科学知识的形成和发展过程、科学方法的发现和应用过程,还体验了科学家的思维过程和实践历程,感悟了科学家不怕困难、敢于挑战的科学精神,从而形成正确的科学观念。
思维是智力的核心,是考查一个人智力高低的主要标志。恩格斯把思维誉为“地球上最美丽的花朵”。人的一切创造性活动都与思维能力有关。人类的进步从根本上说,就是人类思维的进步。因此,课堂中要主攻学生思维能力的提升。
教学《空气占据空间》一课时,如何帮助学生建构“占据空间”的概念?教师可以引导学生这样思维:
该思维路线图呈现了引导学生运用类比推理的方法建构“占据空间”概念的过程。通过向瓶子内灌水,让学生直观看到瓶子内的空间逐渐被水占据,建立“占据”的科学概念。再结合石头、桌子、人等也占据空间,归纳出液体、固体占据空间。而气体是物质存在的另一种形式,从而类比推理出空气也能占据空间。
还可以这样引导学生思维:
杯子里有黄豆,说明固体能占据空间;杯子里有水,说明液体能占据空间。这些都是学生观察到的,属于事实性知识。固体、液体、气体是物质的不同存在形式,通过出示空杯子,可以推理出气体可能占据空间。
“授人以鱼,不如授人以渔。”面向未来和学生的终身发展,我们需要教给学生科学的学习方法,发挥教师在课堂教学中的指导作用,让内隐的方法显性化,并让学生在实际操作中得益。
笔者执教《自行车胎为什么会爆裂》一课时,就采用了问题转化、生活情境转化、实验条件转化等转化方法。问题转化法——“为什么”转化为“与什么有关系”。如“夏天轮胎为什么会爆裂”转化为“轮胎爆裂与什么有关”。生活情境转化法——生活情境转化成实验场景。如夏天热、冬天冷的环境在实验中转化为热水、冷水;充气的轮胎转化为气球、液柱等封闭的实验装置。条件转化法——生活物品转化成实验物品,如用气球密封瓶口等。
同时运用了现象到变化、现象到本质、规律到变化等推想方法。根据现象推想变化——根据气球受热、遇冷时的体积变化来推断空气体积的变化。根据现象推想本质——根据瘪了的乒乓球受热、遇冷时的变化推想出空气具有热胀冷缩的性质。根据规律推想变化——根据空气热胀冷缩的规律推想小喷泉受热、遇冷时的变化。
在课堂教学中有意识地进行情感教育,构建良好的师生、生生关系,是学生学习和研究的动力源泉。没有情感的教师是没有力量的,情感能够产生巨大的教育价值,是学生在未来的人生中超越知识的、恒久的力量。
笔者在执教《材料的漂浮能力》一课时,时刻关注学生的状态,不断寻找学生的闪光点,及时进行表扬鼓励,有效进行情感教育。如为了防止沉船事故的发生,学生说要制作一艘不会沉的船,避免伤亡事故的发生,就表扬他有爱心;有的学生解释现象时分析很到位,就表扬他具有科学家的潜质;有的学生书写工整,记录认真,就说科学家都善于做记录,他就像一名科学家……整节课,在这样的鼓励下,学生都坐姿端正,认真实验,积极思考,眼睛里充满求知的欲望。课后,一名学生跑到笔者面前,说他听了这节课,想着长大后要到材料研究所去研究新材料。听到这样的话,作为教育人,我感到很欣慰,学生的这种表现是对教师最大的褒奖,这节课达到了育人的终极目标。
优秀的课堂教学设计是课堂教学成功的第一步,也是课堂教学不可或缺的环节。好课堂都是设计出来的,有什么样的指导思想,就有什么样的理念,就有什么样的设计,就会产生什么样的效果。
如《水的三态变化》一课,如何让学生真正掌握吸热和放热的本质,需要教师设计出让学生真正明白的课堂活动。
吸热和放热是看不见的,但受热和遇冷是可以感受到的,因此要将这两个抽象的概念转换成学生易于理解的现象。让学生回忆夏天从冰箱中拿出雪糕时会有“白气”的场景,这是由于存在温差,周围空气遇冷,就发生热传递,将热传递给雪糕,相当于周围空气中的水蒸气放热。这是推理出来的。从现象层面讲,酒精灯加热就是被加热的物体在受热,雪糕让周围水蒸气遇冷,这样两个概念就容易理解了。加热时物体本身放热,让另一个物体吸热。有吸热的物体就有放热的物体,比如水变成水蒸气,水是液体,水要变成水蒸气,就需要能量,有物体给它热量才能变成水蒸气。水蒸气有足够的能量,释放掉能量才能变成水。怎样释放?就是遇冷。那么能量给了谁?在刚才的场景中,就是将能量传递给雪糕。这样就从能量层面进行了解释。
评价,不是把学生塑造成你想要的样子,而是帮助他们把自己的优点发挥到极致。“评”固然重要,但“价”更重要。评价总是试图寻找学生的最佳表现,而不是在与他人比较中的典型表现。评价是一种价值引领下的行为,更是一种价值判断和价值引领的过程。评价的目的在于建立有效的动力机制。
教学《浮和沉》一课,描述浮沉现象时,一名学生说“这个尺子一摇一摇往下沉”,教师评价学生描述得非常生动。还有一名学生说“这个小木块像个小跟班,我手到哪里,它就跟着我到哪里”,教师评价学生的语言非常丰富。在描述有的物体开始漂浮后来下沉的现象时,学生说“它是浮沉重合体”,教师没有简单用对与错评价学生的回答,因为这恰恰反映出学生的观念很先进。正如光是一种波,又是一种粒子,导致认知冲突,最后统一为“波粒二象性”。对于学生的精彩表现,教师能及时跟进评价,会在学生心中埋下一粒种子,促进学生科学素养的提高。
“三线并进双板书”导向的科学课教学立足提升学生核心素养,既有探究体验,也有方法提炼;既有思维碰撞,也有观念转变;既有能力提升,也有情感升华。它是思维型探究、德育化实施、进阶式设计的总结与实践。
本模式中的“三线”,其实并不仅仅指三条线,应是指“多条线”。比如问题线、思维线、评价线、情感线、观念线等,均可以采用多线并行、一起推进的办法。板书的内容,可以是知识,可以扩展为观念;可以是探究的方法,也可以是思维的方法。这需要大家在实践中不断探索,形成新的模式。