自主學習背景下初中科學程序性知識的導學策略

陳滬軍

1918年，陶行知先生提倡以“教學法”取代“教授法”，指出“先生的責任不在教，而在教學，而在教學生學。教的法子必須根據于學的法子”。因而，我們認為學生“學會”只是教學的初級目標，“會學”才是教學的終極目標。指導學生進行有效的自主學習是十分有價值的教學行為，課堂應變成培養學生自主學習能力的主渠道。為此，我們將指導學生自主學習的“教學”定義為“導學”，在自主學習背景下，同一學科不同類別的知識需要不同的導學流程和導學策略。

一、程序性知識及其認知特點

1.程序性知識

《PISA2015科學框架草案》將程序性知識（procedural knowledge）定義為：Knowledge of how such ideas are produced，有關觀點、原理、概念等科學知識形成過程的知識被稱為“程序性知識”。這是一種實踐的知識和基于實證的概念知識，重復測量以減少誤差和避免偶然性，控制變量以標準程序來描述和傳送數據。最近這些被闡述為一組“概念的證據”。此外，程序性知識也可以被理解為“關于如何做的知識”。

我們將初中科學的程序性知識分為實驗（設計、操作、數據處理、評價）和計算應用兩類（見表1）。

2.程序性知識的認知特點

知識如何在頭腦中表征一直是認知與教學心理研究的焦點，產生式系統是程序性知識的主要表征形式 [1]。安德森用產生式或產生式系統說明程序性知識的表征，遵循“條件—活動”的規則，具有從條件向活動的單方向激活自動反應性。所謂產生式，我們可以理解為“如果滿足A條件，那么執行B動作”。1983年，安德森進一步強調，學生參與問題的解決活動有助于陳述性知識向解決問題的程序性知識轉化。通過把學習轉換成問題解決，教師能比通過其他教學方法給學生提出更多的挑戰，擁有這些體驗的學生能通過應用這些策略本身而解決新式問題。因此，我們指出，教師導學程序性知識的核心任務是在學生解決問題的過程中幫助學生提煉出他們解決該問題的產生式。

二、自主學習背景下程序性知識的導學策略

經過2年的實踐和研究，我們總結出自主學習背景下程序性知識的導學策略（見表2）。

由表2所知，程序性知識的導學策略主要有：一是小組合作學習。程序性知識的習得，特別是學生實驗更多地會采取小組合作學習的方式，通過小組成員之間的交流，及時發現一些錯誤的產生式，有助于他們在同伴的啟迪下自主建構正確的產生式。二是學案導學。我們發現學案在程序性知識的學習中有很大的作用。在計算應用題中，通過學案，學生可以很方便地演練，將解決某一問題的習題按照一定的次序進行變式，歸納出產生式；在學生實驗中，學案便于學生記錄實驗過程和現象，通過學案的設計可以方便學生發現產生式。三是多元評價前置。將多元評價環節放在第三環節，評價的重點放在“交流分享”之后，目的是通過學生之間的交流辨析初步形成產生式，通過教師主導的多元評價建立正確的產生式和產生式系統，讓實證練習發揮真正的價值。四是實證練習斷后。讓前三個流程形成的產生式得到鞏固，通過實證練習將“如果滿足A條件，那么執行B動作”變成學生的自覺行為。

當然，這四個流程并不是一成不變的。在實際課堂中，由于教學任務的復雜性，我們會根據需要重復某一或某幾個環節，而且假如需要解決前一問題后才能解決后一問題，我們會分階段地進行自主學習和交流分享。

三、程序性知識導學課例

1.計算應用題的導學

浙教版初中科學八（上）“變化電路的分析與計算”一直是教學難點，我們基于程序性知識導學策略展開教學，取得較好的效果，下面是課堂導學流程實錄。

自主學習（1）：學生需獨立完成導學案例題1，有困難的同學可以2人小組討論解決。如圖1所示，電源電壓為6V，保持不變，當S1、S2閉合，S3斷開時，電流表示數為0.5A；當S1、S3斷開，S2閉合時，電壓表示數為4V；求R1、R2的電阻值。如果電路中只閉合S1、S3，那么電流表與電壓表的示數是多少？

交流分享（1）：學生用實物投影儀展示練習，說明解題路徑。教師組織分享、點評解題的規范性，一邊點評一邊引導全班學生對開關引起電路元件連接方式變化的電路分析計算程序進行建模：畫—標—找—解，即根據題意畫出變化前后的等效電路，在等效電路上標出已知量和未知量，找出已知量與未知量之間的關系，逆向分析、正向求解，求出未知量。

自主學習（2）：教師應要求學生運用剛才的解題程序：畫—標—找—解，獨立完成導學案例題2，有困難的同學可以2人小組討論解決。如圖2所示，定值R1=5Ω，R2為滑動變阻器，當滑片在a端時，電流表數0.6A，滑片在b端時，表數2V，求電源電壓與滑動變阻器R2的最大阻值。

通過這一例題，學生會體驗到滑動變阻器變阻引起電路電流變化和電壓的重新分配。基于此，我們可以將問題情景化，滑動觸頭的移動分別由身高、油面高來控制，用氣敏電阻、熱敏電阻替代滑動變阻器，引導學生將科學與生活、技術聯系起來，引導他們認識敏感電阻的實質是變阻器，滑動變阻器依靠接入電路的導體長度改變電阻，敏感電阻依靠電阻敏感條件改變電阻，為學生分析敏感電阻引起的電路變化搭建腳手架，切實提高他們解決實際問題的能力。

實證練習：學生要完成導學案中的鞏固練習。

在這一節課中，我們通過例題1引導學生自主建立解決變化電路分析計算問題的產生式，即畫—標—找—解，通過例題2應用這個產生式解決滑動變阻器引起的電路變化問題，通過變式訓練掌握敏感電阻引起的變化電路的分析計算。值得一提的是，經過2個例題的學習，沒有任何提示，有幾名學生會概括出變化電路的解題規律是利用變化前的條件計算出電路的電源電壓和定值電阻，把計算得出的電路的電源電壓和定值電阻作為變化后電路的已知量，這是因為在電路變化前后，這兩個物理量保持不變。也就是說，我們的學生已經自主發現了已知量與未知量之間的關系，發現電路變化前后的不變量，這通常是我們在備課過程中沒有預設的。程序性知識導學策略的應用，能夠有效地提高學生這一模塊的學習效果。endprint

2.學生探究實驗的導學

對于學生實驗，我們既愛又恨，讓學生動手做實驗，看著學生歡欣雀躍的樣子，我們會由衷地感到高興。然而，在實際實驗過程中，尤其是探究性實驗中，例如探究透鏡對光的作用，如果我們告知學生具體的實驗步驟和操作要領，讓他們嚴格按照我們給出的指令完成實驗，他們會感覺興趣索然。但如果我們放手讓學生自主探究，他們往往會不清楚探索的程序而亂做一氣，很少會達成實驗目的。現以“探究透鏡對光的作用”為例給出學生實驗的導學流程與策略。

自主探究（1）：學生2人一組按照導學案的要求進行實驗與記錄，將小凸透鏡和小凹透鏡分別放置在特定方位，如圖3、圖4所示，讓小激光器發出的3束紅光沿著圖示的光路入射透鏡，在透鏡右側記錄這3條平行于主光軸的光通過透鏡后的傳播方向（備注：透鏡形狀是學生實驗用的透鏡實物拓印圖）。

結論：凸透鏡對光有 作用。

結論：凹透鏡對光有 作用

交流評價（1）：學生要尋找一組與自己實驗記錄不一樣的小組，發現不同的實驗結果，4人要重做實驗，修正不符合實際情況的實驗記錄。同時，學生要實物投影展示實驗記錄與報告，得出實驗結論，即凸透鏡對光有匯聚作用、凹透鏡對光有發散作用。我們會在學生交流與展示過程中給予評價，引導學生進一步發現：平行主光軸的光經過凸透鏡后能匯聚一點，在經過凹透鏡后的反向延長線也能交于一點，進而引出焦點概念，引導學生反向操作發現凸透鏡有兩個焦點且兩焦距相等。

自主探究（2）：學生2人一組按照導學案要求進行實驗與記錄，再次將小凸透鏡和小凹透鏡分別放置在之前的位置，讓小激光器發出的單束紅光逐一沿著前面實驗射出的3條光路入射透鏡，在透鏡左側用色筆畫出這3條光線通過透鏡后的傳播方向。

交流評價（2）：我們會實物投影展示學生的實驗記錄，引導學生得出實驗報告，即光路可逆。

實證練習：我們會讓學生完成導學案中的鞏固練習，引導學生探究不平行主光軸的光束經過凸透鏡之后是否匯聚，進一步理解凸透鏡對光有匯聚作用，即光線在經過凸透鏡后更靠近主光軸；凹透鏡對光有發散作用，即光線在經過凹透鏡后更遠離主光軸。在拓展提高練習中，我們提供了點光源發出的2條特殊光線經過凸透鏡后的光路，為凸透鏡成像規律的探究學習奠定基礎。

在教材編排時，“透鏡對光的作用”這一實驗是教師演示實驗，但我們考慮到這個實驗在光學中具有基石的作用，鑒于教師演示直觀性不強，可以將其變成學生探究實驗。為了引導學生進行有序探究，我們采用“學案導學”的策略，把探究程序部分“固定”在導學案，通過小組合作、實證練習等策略的共同使用提高學生探究的有效性。

參考文獻：

[1]馮忠良，等.教育心理學[M].北京：人民教育出版社，2010：311.

（作者單位：浙江省杭州師范大學東城中學）

（責任編輯：孫建輝）endprint