巧設“結構性作業(yè)”提升初中科學教學效率

曹軍明

摘 要：“結構性作業(yè)”是指教師在作業(yè)設計中通過解讀知識的“關鍵點”，理清“點”與“點”之間的邏輯關系，遵循學生的認知規(guī)律和思維特點，以知識模塊為中心，依據(jù)一定的秩序編排，讓學生在一個序列的作業(yè)中體驗有結構的知識和思維過程，達到突破教學重難點的目的。本文主要總結了在實踐中針對操作型、概念型、公式型、抽象思維型的知識難點，分別設計鏈條式、平行式、演繹式、臺階式的結構性作業(yè)群，有效突破難點的一些操作性做法。

關鍵詞：初中科學；結構性作業(yè)；設計運用；實踐

一、“結構性作業(yè)”的理念解讀

1.“結構性作業(yè)”的理解

科學課后作業(yè)是教師課堂教學的延續(xù)，也是學生學習的重要組成部分，是知識與應用的有機統(tǒng)一，作業(yè)強調(diào)目的性和“精練”的要求。“結構性作業(yè)”是指教師在作業(yè)設計中遵循學生的認知規(guī)律和思維成長特點，以知識模塊為中心，依據(jù)一定的秩序編排，精心組合，以點成線，以線成面，達到突破教學重難點的目的。

2.“結構性作業(yè)”的建構邏輯

（1）解讀知識建構的關鍵“點”

學生在建構新知時總是在一些關鍵點上“卡殼”，阻礙了新知的形成。比如，對涉及的概念與易混淆概念或相似概念的區(qū)分度不夠，如壓力和重力的概念；對公式中涉及物理量的內(nèi)涵不清晰，如對面積和受力面積、液體壓強中“深度”的理解；對所涉及概念與學生已有思維定勢的沖突等。所以，在作業(yè)設計時，教師首先應解讀造成學生阻礙的“點”，有針對性地設計作業(yè)，使每一個作業(yè)都有解決某一問題的側重點。

（2）理清“點”和“點”之間的邏輯關系

一個教學難點都是有很多“關鍵點”構成的，這些“關鍵點”之間可以是并列關系，也可以是遞進關系。比如，“溶解度”概念是由某一溫度、100克溶劑、飽和、溶解的溶質(zhì)的質(zhì)量這四個“關鍵點”構成，這些要素之間存在著一種平行關系。所以，要突破教學難點，教師首先應該解讀這些概念內(nèi)含要素之間的關系，并針對這些要素的作業(yè)進行組合，形成鏈式、平行、遞進等序列，避免無效重復。

（3）遵循思維特點“排布”作業(yè)的呈現(xiàn)序列

學生的思維特點總是由一個從感性到理性，從簡單到復雜，從單一到綜合的發(fā)展過程，所以設計作業(yè)要統(tǒng)一布局，符合學生的思維發(fā)展的需求，能體現(xiàn)出思維的內(nèi)在聯(lián)系的梯度，從而使學生的作業(yè)體驗過程更為符合認知的順序，沿著認知的腳步逐步構建一條完整有序的鏈條。

二、“結構性作業(yè)”設計運用的教學實踐

1.針對“操作型”知識難點，設置“鏈條式”作業(yè)

案例1：七上“質(zhì)量的測量”中關于正確使用天平的作業(yè)設計。

（1）關鍵點剖析

七年級科學上冊第四章第二節(jié)“質(zhì)量的測量”教學中，要求掌握托盤天平的正確使用方法，分三步：調(diào)平—稱量—整理。計算質(zhì)量：物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼所指示的質(zhì)量。學生實際操作中易忽略過程的操作，但對讀數(shù)方法“物體的質(zhì)量=砝碼的質(zhì)量+游碼所指示的質(zhì)量”卻較容易接受。所以，易錯點主要鎖定在操作過程中和游碼標尺的最小刻度的認知。操作中的錯誤，如游碼未歸零、天平未調(diào)平即稱量、稱量時物體與砝碼的位置放置錯誤等。天平的正確操作方法就如一根鏈條，每個細微的操作都是一節(jié)鏈環(huán)，環(huán)環(huán)相扣，任何一環(huán)出現(xiàn)裂縫，鏈條就可能會斷。

（2）“鏈條式”作業(yè)呈現(xiàn)序列

作業(yè)1：（左碼右物）某同學用量程為200克、最小刻度為0.2克、最小砝碼為5克的托盤天平稱量一鐵塊的質(zhì)量，當調(diào)節(jié)橫梁平衡后，他將鐵塊放在天平的右盤，砝碼放在天平的左盤，同時移動游碼，當天平平衡時，他讀出鐵塊的質(zhì)量是77.4克。測量結束后，他還未察覺自己的失誤，則該鐵塊的實際質(zhì)量應是（ ）。

A.78.2克 B.76.6克

C.82.2克 D.72.6克

作業(yè)2：（天平未調(diào)平）有一架天平，無論怎樣調(diào)節(jié)平衡螺母，橫梁都不能平衡，若在右盤中放一紐扣，再調(diào)節(jié)平衡螺母，橫梁平衡了，然后稱一物體質(zhì)量為35.6克，則物體的實際質(zhì)量應該是（ ）。

A.大于35.6克 B.等于35.6克

C.小于35.6克 D.無法判斷

作業(yè)3：（游碼未歸零）一同學用托盤天平測物體的質(zhì)量，在調(diào)節(jié)天平的平衡時，他把天平放在水平工作臺上后，忘了移動游碼，當時游碼位于0.2的位置，他調(diào)節(jié)平衡螺母，使橫梁平衡。測量時，把物體放在左盤，在右盤中放入50g、10g、5g的砝碼各一個，指針恰好指在分度盤中央的刻度線上，則被測物體的質(zhì)量（ ）。

A.65g B.65.2g C.64.8g D.無法確定

從實踐效果來看，案例中的每道題目都是一節(jié)鏈環(huán)，設置時從學生已有的或最易建構的認知出發(fā)，按科學的順序，環(huán)環(huán)相扣，逐步構建成整個鏈條。不同層次的學生根據(jù)自身的實際能力選擇構建鏈條的長度，這樣使所有層次的學生都能有不同程度的提高。學困生對學習更有毅力，學優(yōu)生在挑戰(zhàn)自我的過程中越戰(zhàn)越勇，所有層次的學生都能收獲成功的喜悅。

2.針對“概念型”知識難點，設置“平行式”作業(yè)

案例2：八上“物質(zhì)的溶解”關于溶解度的概念學習。

（1）關鍵點剖析

溶解度的概念要素：在一定溫度下，某物質(zhì)在100克溶劑中達到飽和狀態(tài)時所溶解的質(zhì)量為該物質(zhì)在這種溶劑中的溶解度。當溶劑不是100克時，可以利用比例關系進行轉化。這些要素中的任何一個要素不能滿足，那么對于溶解度的理解就會發(fā)生偏差，可以說，這些關鍵點之間互不相關，存在一種平行的關系。所以要正確地理解溶解度概念，必須逐一突破這些關鍵點。

（2）“平行式”作業(yè)呈現(xiàn)序列

作業(yè)1：20℃時，氯化鈉的溶解度是36g，這表示（ ）。

A.20℃時，100g氯化鈉飽和溶液中含氯化鈉36g

B.20℃時，100g水中溶解36g氯化鈉，溶液達到飽和狀態(tài)

C.100g水中最多溶解36g氯化鈉

D.20℃時，氯化鈉在水中溶解36g，溶液達到飽和狀態(tài)

作業(yè)2：20℃時100g水中最多能溶解10gX，40℃時100g水中最多能溶解20gY，則X、Y兩種物質(zhì)溶解度的大小關系是（ ）。

A.XY C.X=Y D.無法比較

作業(yè)3：一定溫度下，將某硝酸鉀溶液蒸發(fā)掉100g水，無晶體析出，再蒸發(fā)掉100g水，析出20g硝酸鉀。此溫度下硝酸鉀的溶解度是（）。

A.一定等于20g/100g水

B.一定不等于20g/100g水

C.小于或等于20g/100g水

D.大于或等于20g/100g水

作業(yè)4：60℃時，硝酸鉀的溶解度為110g，在60℃時，將70g硝酸鉀投入50g水中充分攪拌后得到溶液的質(zhì)量是（ ）。

A.105g B.110g C.120g D.210g

作業(yè)5：在20℃時，往lO0g水中加入50g氯化鉀固體，充分攪拌后，仍有l(wèi)6g氯化鉀未溶解，則20℃時氯化鉀的溶解度為（ ）。

A.16g B.34g C.100g D.134g

從實踐效果來看，案例中的科學概念教學，教師遵循學生的認知規(guī)律，誘導學生自己去發(fā)現(xiàn)規(guī)律、糾正錯誤和補充片面的認識，從而構建正確的、完整的概念。根據(jù)建構主義理論可知，學生對概念的認知一定是先構建主干，然后在主干基礎上逐步修改完善，才能建立正確的、完整的科學概念。

3.針對“公式型”知識難點，設置“演繹式”作業(yè)

案例3：七下“壓強”公式的應用學習。

（1）關鍵點的剖析

壓強是初中科學七年級下冊第三章中的內(nèi)容，壓強的概念貫穿初中科學力學教學，是核心、基礎。七下第三章第七節(jié)“壓強”一節(jié)中，教學重點為：壓力概念與重力的區(qū)別；壓強概念的建立；用壓強計探究水的壓強的特點；液體壓強的大小只與液體的密度和深度有關。教學難點為：壓強公式的教學；靈活應用壓強公式解決實際問題。因此，在作業(yè)布置時，應結合學生在這節(jié)內(nèi)容的學習過程中存在的問題，有針對性地進行考察。問題如下：壓力概念和重力概念難以區(qū)別；對液體壓強公式p=ρ液gh中涉及的物理量理解不透徹或理解錯誤；對固體和液體產(chǎn)生的壓力和壓強的區(qū)分度不夠；求壓強的公式有p=F/S公式及p=ρ液gh，學生容易混淆這兩個公式的適用范圍。

（2）“演繹式”作業(yè)呈現(xiàn)序列為

①對壓強公式p=F/S中壓力F的難點突破。難點分析：學生主要對壓力概念和重力概念區(qū)分不夠。

②對受力面積S的難點突破。難點分析：受力面積和物體表面積易混淆；受力面積的單位是m2，非其他單位。

③液體壓強公式p=ρ液gh中“深度”的難點突破。難點分析：液體內(nèi)某處的深度是指該處到液面的垂直距離。要抓住兩個本質(zhì)概念：液面和垂直距離。

④改變p=ρ液gh中一個本質(zhì)特征。在突破各要素難點后，也要理清各要素之間的關系。保留h相同，改變ρ液或保留ρ液相同，改變h加以比較。

⑤p=F/S和p=ρ液gh的綜合應用。學生已有的概念會對學生新階段的學習產(chǎn)生影響，一些非本質(zhì)特征，學生可能會認為是本質(zhì)特征，區(qū)分度不夠，就需要進行比較。例如，在液體的壓強中，學生認為質(zhì)量大、體積大、重力大的液體所產(chǎn)生的液體壓強也大，對容器底部的壓力也大。這是學生的思維定勢，因此可以設計比較性作業(yè)，加以區(qū)分。

從實踐效果來看，變更是演繹的一種重要手段。在作業(yè)設計中，通過變更對象的非本質(zhì)特征的表現(xiàn)形式，變更人們觀察事物的角度或方法，以突出對象的本質(zhì)特征，突出那些隱蔽的本質(zhì)要素，讓學生在變式中思維，從而掌握事物的本質(zhì)和規(guī)律。

4.針對“抽象思維型”知識難點，設置“臺階式”作業(yè)

案例4：八上“水的浮力”第一課時課后作業(yè)設計。

（1）關鍵點剖析

在“浮力”學習中，由于力的存在是抽象的，缺少直觀體驗，學生對浮力缺少直觀感知。同時由于阿基米德實驗的提出，也缺乏一定的邏輯機制，浮力為什么能和排開的水建立起聯(lián)系，特別是實驗時溢水杯是裝滿水的，給學生一種體驗是排開的水就是排出的水的等量關系，這些因素都是造成阿基米德定律難以理解的因素。

（2）“臺階式”作業(yè)設計思路

整個臺階式梯度作業(yè)設計，從呈現(xiàn)形式上由感性認知上升到理性思考，符合學生從現(xiàn)象透視本質(zhì)的思維規(guī)律，引發(fā)不同深度的思考；從難度系數(shù)角度，由實踐體驗、夯實基礎到拓展提高、挑戰(zhàn)自我，難度層次由淺入深，循序漸進。不同層次的學生可以選擇不同的起點高度，進行思維拓展；不同能力的學生，拓展的思維深度也允許不同，但是不管什么層次的學生都要適當?shù)靥岣撸嬲蔀樽鳂I(yè)的主人。

（3）“臺階式”作業(yè)呈現(xiàn)序列

作業(yè)1：（實踐體驗型）夏天游泳時，由岸邊走向深處時，你是否感覺到越來越?jīng)]有腳踏實地的感覺呀？為什么？

第一級臺階：設置熟悉的情景，自然地引導學生對浮力進行感性認識。

作業(yè)2：（夯實基礎型）阿基米德原理：內(nèi)容：浸在液體中的物體受到的浮力的大小等于 ，表達式： 。

作業(yè)3：下列情形中，浮力增大的是（ ）。

A.游泳者從海水中走上沙灘

B.輪船從長江駛入大海

C.海面下的潛艇在下潛

D.“微山湖”號補給艦在碼頭裝載貨物

第二級臺階：第2題掌握關于浮力的大小——阿基米德原理的內(nèi)容屬于機械題，但它的設置對于學困生是必要的，學優(yōu)生可選擇性進行回答，認為自己有把握的可直接躍上更高的臺階。第3題是對浮力知識最基本的實際應用。

作業(yè)4：（拓展提高型）有一種被稱作“跟屁蟲”的輔助裝備是游泳安全的保護神。“跟屁蟲”由一個氣囊和腰帶組成，兩者之間由一根線連接。正常游泳時，連接線是松弛的，氣囊漂浮著，跟人如影相隨。在體力不支等情況下，可將氣囊壓入水中，防止人下沉，在此情況下（ ）

A.人的重力減小了 B.人所受的重力方向改變了

C.氣囊排開水的體積變小了

D.氣囊受到的浮力變大了

作業(yè)5：云和的木制玩具聞名全國，他們制作的木制玩具雞蛋幾乎無法用肉眼辨別出真假。現(xiàn)有一個生的真雞蛋和一個木制玩具雞蛋，在不損壞雞蛋的前提下，請你寫出一種區(qū)別它們的方法 。

第三級臺階：這兩個題目都設置了新穎的情境，學生容易產(chǎn)生陌生感，但是如果基礎扎實，便能發(fā)現(xiàn)這兩個題目都是對知識進行新情境的運用。兩道題的難度不大，但是新情境對學生的思維分析促進作用較為明顯，屬于拓展提高類題目。學困生沒有受到教師的顯性分層，會進行仔細思考，也許能夠回答；其他學生一定能夠努力完成。

作業(yè)6：（挑戰(zhàn)自我型）重100牛的水可以產(chǎn)生的最大浮力為（ ）。

A.一定小于100牛 B.一定大于100牛

C.一定等于100牛 D.可以大于100牛

第四級臺階：學生必須充分理解阿基米德原理的關鍵是分析排開液體的重力是多少，物體排開液體的體積與液體的總體積無關。這道題是對知識的深度理解，學困生不要求，其他學生可選擇性進行回答。

從實踐效果來看，案例中的設計基于同一知識點的難度逐漸上升的作業(yè)，有利于學生根據(jù)實際能力選擇進行專項訓練的起點及程度。對于“與生活緊密相連的科學知識”的科學作業(yè)在設計時，可豐富作業(yè)形式，如實驗、調(diào)查等，這樣才能使學生有更多的體驗，感性認知就會更豐富，學習興趣就能不斷提升。

三、實踐思考

著名教育家烏申斯基認為：“比較是一切理解和思維的基礎，我們正是通過比較來了解世界上的一切的。”以比較和變式的方法，針對重難點設計相應作業(yè)，獲得的效果是令人滿意的。主要由以下幾方面的意義：

1.重難點的有效突破

通過比較和變式的方法對重難點進行作業(yè)設計，能有效地突破重難點。學生的難點主要是概念混淆、內(nèi)涵不清及與已有的經(jīng)驗相矛盾。通過比較和變式的方式，能突出對象的本質(zhì)特征，對相應概念加以分化，可使學生準確地掌握概念的內(nèi)涵和外延。

2.教師作業(yè)設計能力的提高

在作業(yè)設計中滲透比較和變式的方法，使教師能針對自己教學中存在的問題以及學生學習中的重點、難點設計相應的作業(yè)。將課堂和作業(yè)緊密結合，課堂為學生作業(yè)提供知識基礎，作業(yè)又能有效地鞏固學生所學知識。讓學生使用教師自己編制的作業(yè)，再通過學生反饋，修改作業(yè)，從而提高教師的作業(yè)設計能力。

3.學生學習方法的掌握

比較是一種良好的學習方法，學生在學習過程中，將所學知識與已有經(jīng)驗作比較，促使學生對所學內(nèi)容能從本質(zhì)上掌握，而不是盲目地模仿教師作輔助性的狹隘經(jīng)驗的總結。這樣，學生對知識的認識就不再是孤立、零碎的，而是全面、系統(tǒng)的，能形成自己的知識框架。

變式對學生領會概念及事物的因果聯(lián)系等都極其重要，它可以使學生更好地區(qū)分事物的各種因素，并確定哪些知識點是主要的、本質(zhì)的，哪些是次要的、非本質(zhì)的。利用變式是防止擴大和縮小概念外延的有效方法，對防止學生顛倒因果關系，發(fā)展學生的歸納能力都有重大意義。

4.輕負高效，減輕學生負擔

針對重難點設計的作業(yè)，題量不多作用卻大。比較能促使學生概念的分化，變式能有效突破難點，可以有效地減少意圖不明確的重復作業(yè)和一些無效作業(yè)，合理控制學生的作業(yè)量，減輕學生負擔，從而提高學生的學習效率。

參考文獻：

[1]李紅俠.初中生物比較法教學探索[J].西部科教論壇，2010（5）.

[2]孫超群.全效學習—中考學練測[M].四川：天地出版社，2009.