為理解而教：初中科學課堂活動價值的深度開發

［摘 要］新課標強調探究實踐的重要性。科學教材中的“探索活動”欄目本應具有多方面的價值，但目前教師往往局限于讓學生通過活動積累經驗，關于活動在促進理解、滿足創新需求以及創建最近發展區等方面的價值研究卻相對較少，實際應用也不夠廣泛。因此，分析理解并深入探討活動的不同層次與維度，有助于教師在科學課堂教學中充分發掘和發揮活動的價值。

［關鍵詞］課堂活動；價值；理解；初中科學

［中圖分類號］" " G633.98" " " " " " " " ［文獻標識碼］" " A" " " " " " " " ［文章編號］" " 1674-6058（2025）02-0097-03

隨著課堂活動在初中科學教學中的普及與應用，浙教版科學教材以及《義務教育科學課程標準（2011年版）》（以下簡稱課標）中的教學建議均指出，教師需要更加關注課堂活動的有效性問題。然而，從課堂活動的具體體現來看，教師的關注點仍更多地停留在讓學生通過活動獲得經驗的層面。對于活動在促進理解、滿足創新需求、創建最近發展區等方面的價值研究相對較少，實際應用也不夠廣泛。因此，初中科學課堂教學有必要基于理解，深度開發課堂活動的價值，激發學生的學習需求，創建新的最近發展區。

一、理解的層次

在“科學課堂活動教學理解性學習的層級發展過程模型”中，理解的層次設計參照認知性目標中的“了解—理解—應用—創造”框架，強調設計應圍繞“為了理解”這一核心。圖1表明，理解源于認知，因此，理解性學習的層級建構包含這樣一個基本觀念：理解是一個動態且逐步深化的過程，它的形成并非瞬間完成，而是隨著學習的深入不斷演進、層層深入。據此，理解的層次可分為經驗性理解、形式化理解、結構化理解、文化性理解和創造性理解。

（一）經驗性理解

如果說學習始于問題或活動，那么理解性學習的最低層級便是經驗性理解。在這一層次，學生在經驗的基礎上產生了想了解的動機與需要，這是一種基于個人經驗的起始性理解，具有多元、豐富、模糊、易錯、未分化等特征，有時甚至包含錯誤的前概念。

（二）形式化理解

當學生對自身的經驗性理解加以提煉、整理、組織、概括并升華至重新表征的層面時，他們便能夠闡述知識的要點或事物的基本特性，并在相關問題中準確識別它們。這一層次相當于通常所提及的“理解”層次。在形式化理解中，經驗性理解的非本質屬性逐漸減少，對本質的認識則越來越深刻、精細。

（三）結構化理解

結構化理解本質上是一種結構關聯性理解。它能夠對某一類型的知識及與之關聯的其他知識進行比較、分類和分層，進而揭示它們之間的相似之處、差異以及層次關系。結構化理解在形式化理解的基礎上建立聯系并進行拓展，從而實現更深層次的豐富。結構化理解的著眼點在于在知識的關系脈絡中準確把握相關知識的內涵與本質。這種理解是課堂教學中最為關注的部分，因為知識的結構化程度往往代表學生的現實學習水平。

（四）文化性理解和創造性理解

文化性理解和創造性理解是高層級的理解。隨著知識的不斷積累，學生形成了新的、更高層次的認同、關注和領悟，進而實現遷移應用，即學生能夠將所學知識運用到新的情境中，并與已有知識建立關聯，從而分析相關現象或提出解決問題的策略和方法。通過這種方式，理解可以達到更豐富、關聯更緊密和更精細的程度。這種理解不再局限于對知識的認知層面的了解、理解與應用，而是能夠深刻領悟知識背后所依賴的人類文化并對其進行創新。

二、理解的維度

威金斯把“真正的理解”分成6個維度：科學性解釋、個體性闡釋、情境中應用、具有洞察力、自我反思與認識、具有移情性體驗。從威金斯的理論中，我們可以看出，理解也包括應用、情感體驗等內容，真正的理解是通過多個側面表現出來的。為了更深入地刻畫理解的內涵，我們可以從理解的不同維度進行細分，具體如圖2所示。

（一）科學性解釋

“科學性解釋”這一理解維度，不僅涉及現象、事實、原理、證據，還包括課程標準中提到的“解釋、說明”。以“物質的構成”教學為例，為了幫助學生理解分子的基本性質，教師可以通過大量的事實，如香水氣味的擴散等來說明分子運動和分子存在。相關內容的學習目標是“能運用分子的概念來解釋這些事實和現象”。通過學生的表現，可以判斷學生是否達到了對分子概念的科學性解釋。

（二）個體性闡釋

在建立分子概念之前，教師常常借助學生的前概念建模，即先讓學生畫一畫自己對分子的理解。學生的作品往往呈現多樣性，分子的形狀、大小、間隙、排列方式等都各有不同（如圖3）。此時，教師通常會采用積極鼓勵的方式，讓學生認同各種情況都有可能存在。從教學表象上看，學生對分子的理解似乎達到了“個體性闡釋”水平。

隨著教學的深入，教師在課堂中呈現教材上的掃描隧道顯微鏡下放大幾百萬倍的分子圖片（如圖4），希望以此為證據，讓學生確信分子的存在。在“個體性闡釋”下，學生對圖3所示的甲、乙、丙三位學生的作品的評價產生了微妙的變化。多數學生剛開始認為乙學生的作品更為合理，理由是乙學生作品中的分子無論是形狀還是排列，都更接近于教材圖片。產生這種理解固然有教材權威或教學舉例單一的原因，但也不能忽視理解本身具有的層次性和漸進性。隨著學生對分子認識的加深，他們的理解逐漸從形式化理解上升到結構化理解，最終回歸到“這三幅學生作品對分子的理解都是正確的”層面上。此時，學生才真正實現了個體性闡釋。從教學設計來看，作為分子真實存在的證據，教師展示圖片的種類應力求多樣，這樣才能讓學生避免因單一例證而陷入理解的誤區。

（三）情境中應用

建立分子概念后，為了突出分子概念在微觀分類上的意義，教師常常列舉如下事例來建立宏觀物質與微觀分子的聯系：蔗糖是由蔗糖分子構成的；水是由水分子構成的……列舉過程中還讓學生參與互動模仿，更有意思的是，當教師所列舉的案例中提到某物質，如酒精，學生就能接著說“酒精是由酒精分子構成的”，每次都正確。

（四）具有洞察力

如上教學方式，容易使學生誤認為雞肉是由雞肉分子構成的。有這種認識的學生不具有洞察力嗎？不一定。從教學設計的角度來看，使學生產生錯誤認知的原因主要有兩個方面：一是教師在列舉事例時只進行了簡單歸納，而沒有通過反例變式來引導學生跳出歸納中可能存在的誤區；二是學生尚未深入理解分子、原子、離子組成的微觀粒子體系，他們的認知還沒有達到“結構化理解”的層次，至少他們還沒有在分子、原子、離子之間建立必要的聯系。

“具有洞察力”需要建立在一定的“遠見”“分析”基礎之上。從物質分類的角度來看，學生在知識層面上還沒有接觸到雞肉這類混合物與水、酒精等純凈物的區別。如果學生能夠將“雞肉是由雞肉分子構成的”當成冷幽默來調侃，反而可以體現出他們具有一定的洞察力。

（五）自我反思與認識

學生常常會一再地認為“鐵是由鐵分子構成的”，從“自我反思與認識”的角度來看，這種錯誤反映出學生對分子的片面理解，他們心中只知有分子，不知有原子、離子。可見，理解不是單一維度就能達成的。或許，這正好可以解釋學生中普遍存在的“懂而不會”現象，即能理解教師講解的知識點，但在實際應用中無法靈活運用。

“懂而不會”的例子還體現在學生對分子的認識上。學生知道分子很小，且驚嘆于“一滴水中含有的水分子數大約為1×1021個”，但還是會出現“沙子是分子，因為沙子很小”這樣的錯誤認知。教學設計中，為了幫助學生更好地理解分子的大小，可以出示具體的分子長度數據，然后將其與學生熟悉的毫米作對比。當學生通過討論得出1 mm長度可以排列大約10 000個分子時，對分子大小才有了真切的形式化理解。

（六）具有移情性體驗

學生在構建“分子之間有空隙”的觀點時，常具有宏觀與微觀之間的移情性體驗。在教材內容的放置上，“酒精和水混合”實驗（如圖5）在前，“芝麻和黃豆混合”實驗（如圖6）在后。在具體的教學過程中，教師按照教材順序進行教學，或將這兩個實驗的順序互換都很常見。

實施先“芝麻和黃豆混合”實驗后“酒精和水混合”實驗教學的教師認為，當從微觀角度去理解存在難度時，從宏觀角度獲得必要的啟示是基本的認知規律，因此教材也采用了這樣的安排。而實施先“酒精和水混合”實驗后“芝麻和黃豆混合”實驗教學的教師則認為，先從微觀角度進行探析，再將宏觀分析作為補充，可為理解微觀世界提供參考。

從教學效果來看，大多數情況下，實施先“酒精和水混合”實驗后“芝麻和黃豆混合”實驗的教學，會使學生得出的結論多為“分子之間有空隙”，而忽略“分子有大小”，需要教師反復地提示與引導。而實施先“芝麻和黃豆混合”實驗后“酒精和水混合”實驗的教學，忽略“分子有大小”的現象出現得較少。因為在“芝麻和黃豆混合”實驗中，學生能很明顯地感知到黃豆之間的空隙，并看到芝麻慢慢滑入這些空隙中。同時，芝麻和黃豆的大小也相對容易比較。這種洞察力在“酒精和水混合”實驗中得到了遷移。

這兩個實驗的共同優點是在“體積減小”層面上能使學生產生良好的移情性體驗，從而溝通了宏觀與微觀之間某些原理的相似性，有利于學生建立微觀世界觀。

李希貴闡述：“我們的教育路徑就是發掘每位學生的獨特性，喚醒他們的潛能，激發他們的內在動力，使每位學生成為自我發展的主導者。唯有解開對學生的束縛，讓他們堅信自身力量，方能助力他們實現心中理想。”高效的課堂活動首先體現為學生的積極參與，這能夠改變學生的學習方式；其次表現為學生在活動中“能發展”，即活動是為了理解并獲得知識；最后是學生在活動中創造需要，并創建最近發展區，以此達到“以活動促發展”的目的。

［" "參" "考" "文" "獻" "］

[1]" 中華人民共和國教育部.義務教育科學課程標準：2011年版[M].北京：北京師范大學出版社，2011.

[2]" 威金斯，麥克泰.理解為先：模式單元教學設計指南（一）[M].福州：福建教育出版社，2018.

[3]" 夏莉穎，鐘柏昌.試論STEM教育的兩種取向與四種方法[J].中小學數字化教學，2018（9）：8-11.

（責任編輯" " 羅" " 艷）