跨學科“主題教學”的初中科學復習教學高效設計的探索

陳敏

摘要：針對復習中的一些低效現象，提出了跨學科“主題教學”的科學復習模式，通過梳理核心概念選擇主題；聯系實際生活創設情境；自主合作探究建構知識網絡；拓展延伸主題，實現持續學習這樣的教學設計，以達成復習的高效。

關鍵詞：跨學科；主題教學；復習；高效

中圖分類號：G632.0 文獻標識碼：A 文章編號：1992-7711（2016）12-0115

復習課是初中科學課堂教學中的一種重要的的課型，它承載著“回顧與整理，溝通與生長”的獨特功能，上好復習課既鞏固、深化所學的知識，也是提高學習成績的重要環節。但在教學實踐中，很多教師覺得復習課很難上出新意。如何才能讓復習課真正發揮教學功效，讓學生在生動、富有生機的復習課堂中愉快地建構系統的知識體系？筆者結合自己的教學實踐，嘗試用跨學科“主題教學”的模式，探索初中科學復習教學的高效設計。

一、“主題教學”與科學復習教學

1. “主題教學”簡介

美國學者Susan Kvoalik及其團隊于1982年提出 “整合性主題教學模式”（簡稱ITI）他們認為：“主題”是學科的中心組織者，能將學科內片斷化的零散知識組織起來，恰當的主題能創設知識間的網絡連接、刺激學習者的多種感官，從而調動他們的興趣，促進他們的參與，提高他們的認知水平，開拓他們的想象、思維和創新能力，能使學習者從多重的視野角度和多維的層面接觸知識、理解知識，使大腦中的“知識地圖”更趨于豐富和牢固。

2. “主題教學”與科學復習

“主題教學”的核心是“課程整合”。初中科學是一門綜合性的課程。《義務教育初中科學課程標準》指出，“科學課程通過對內容的整合使學生從整體上認識自然和理解科學”。將復習內容與學生熟悉的生活經驗及已有知識基礎相聯系，通過主題整合的形式將不同的復習內容有機地組合成新的整體，通過主題，把分散的知識點聚集成新的單元，這樣就超越了原來分散的知識點，達到了新的高度。

二、“主題教學”式科學復習模式

“主題式”科學復習模式是一種通過學生圍繞復習的主題展開自主探究、進行知識建構的過程，以達到高效的、系統的復習模式，遵循學生的認知規律。

1. 圍繞核心概念，選擇合適主題

科學課程的目標是希望同學通過本課程的學習，讓學生了解或者理解基本的科學知識，學會或掌握一些基本的技能和方法，能解釋一些常見的自然現象，解決有關的實際問題。因此，自然科學中一些統一的概念與原理成為本課程學習的核心概念。例如：物質、運動及其相互作用，能量，信息，系統、結構與功能，演化，平衡，守恒等。我們在確定“主題教學”的主題內容時，就應該將這些核心概念進行分類和綜合，梳理概念間的聯系，從學生實際的認知水平出發，并體現科學課程的特點，關注科學、社會、技術以及工程之間的聯系，關注當前科技的前沿知識和社會熱點問題。例如：圍繞能量轉化與守恒、能耗、限重限速制動等核心概念可確立“電動自行車的科學”主題；圍繞液體壓強、水的比熱、氣候影響因素等核心概念可確立“修建水庫中的科學”主題；還有跨化學生物學科的“生活中飲食”主題、“泳池中的科學”主題等，充分體現了跨學科知識的整合。

2. 聯系生活實際，創設主題情境

“科學即生活，生活即科學”。學習科學是為能解釋自然現象，解決生活中的實際問題。聯系生活實際，或是科學實驗、科學觀察的現象創設復習的主題，讓復習的科學知識融入到情境中，使復習的知識更加具有價值，也使得復習更加有趣味性。

3. 自主合作探究，建構知識網絡

在創設的主題情境中，學生通過自主學習、小組合作以及探究等多種形式，激活原有知識，并在原有知識的基礎上，通過分類、綜合等多種方法，將知識串聯成完整的知識體系。在主題式的復習之下，既鞏固了已學知識，并在對所學知識的分析、比較中學會了研究問題解決問題的方法，而且也在復習的過程中體驗到不斷發現問題并解決問題的快樂，讓學生在靈動、鮮活的課堂中將知識從“無序”變為“有序”，由“零碎”成為“整體”。

4. 拓展延伸主題，實現持續學習

學生的科學學習不能僅局限于課堂，應注重學生的可持續性發展，在復習中更應該注重學生的可持續性學習。通過課后任務的設置、拓展實驗的開發等多種手段，將課堂復習的主題內容拓展延伸，讓課堂上所復習的主題內容持續到課后，讓學生在課后也能體會科學探究的樂趣。

三、教學案例——“汽車與人類生活”

1. 主題選擇

能量的轉化與守恒，物質間的轉化與反應、機械效率等是核心的科學概念，也是九年級科學復習時重點涉及的內容，將這些核心科學概念有機結合作為“主題式”復習的內容，既把握了科學的核心概念，幫助學生通過復習再次鞏固重點，突破難點，同時也實現了跨學科知識網絡的構建。

汽車已經是現在人生活中的一個必不可少的交通工具，現在幾乎每個家庭都有汽車，甚至不止一輛，汽車上又有許多的科學知識，涉及到能量的轉化和守恒、機械效率、物質間的轉化與反應、壓力壓強、摩擦等諸多科學的核心概念，同時，汽車大量使用也引起了包括大氣污染在內的住過環境問題。將“汽車與人類生活”之情境作為復習能量轉化、物質間反應等知識復習的主題背景，既能迸發出學生學習的興趣與熱情，讓學生感受到科學知識就在我們身邊，就能來解決我們生活中的問題，很好地詮釋科學服務生活的理念，也建構了系統的科學知識網絡，培養學生嚴謹的科學態度，提升學生的科學素養。

基于以上情境設置，以及主題的選擇，本節課制定以下學生需掌握的學習目標：（1）通過了解汽車的發展史，能夠從中找出汽車的動力、機械效率、節能、環保、安全、美觀、舒適等方面是汽車發展的主要方向，體會科學發展的偉大之處；（2）通過對電動機能量轉化的分析，動手做了電動機的實驗，能用實驗測定電動機機械效率，通過分析、推理，能建立電動機能量轉化模型，并能解決實際生活問題；（3）通過課前對尾氣處理方式的整理和歸納，能設計簡單的處理尾氣的方法，并能畫出裝置圖，體會環保的重要性，形成節能、環保的意識；（4）通過對汽車安全氣囊內氣體工作情況的分析，能推測氣囊內物質的性質，形成物質的性質與用途相適應的思想；（5）通過對整堂課對汽車各方面的探究，將汽車發展歷程中不斷完善各方面的分析和探究，建構起完整的知識體系，使所學知識系統化、整體化。

本主題的重點是對電動機機械效率的復習、多種氣體混合時尾氣處理裝置的專選擇和設計，難點是電動機效率測量以及模型的建立和尾氣處理裝置的設計。

2. 教學過程設計

（1）主題情境創設，引發學習興趣

【調查引入】：家里有一輛汽車的同學請舉手！家里有兩輛及以上汽車的同學有哪些？

汽車已經深入我們的日常生活，成為我們生活中的一個重要部分，今天我們就來看看“汽車與人類的生活”有著怎樣的密切關系。

（設計意圖：提出復習主題，創設主題情境。將與學生的生活密切相關的事物作為學習的主題情境，既激發了學生學習激情，又讓學生感覺科學就在我們身邊，學習科學就能解決實際問題，凸顯科學的實用性。）

（2）跨學科主題復習，建構知識網絡

【介紹汽車的發展史】：縱觀汽車發展史，你認為設計者在哪些方面尋求著突破？

學生討論、回答；教師小結：主要在以下三方面尋求突破①車的動力以及機械效率；②能節約能源又環保；③駕乘者能舒適、安全，車型能更美觀。

（設計意圖：教師回顧汽車的發展史，介紹不同時期汽車的特點以及優越性，讓學生能分析出汽車發展的方向，這也即是本節主題復習課主題內容的具體化，為構建整堂課的知識網絡架構框架。）

【問題一】：車的動力和機械效率如何發展？

介紹紐卡倫蒸汽機、瓦特蒸汽機、汽油機、柴油機的機械效率，發現隨著發動機的不斷改進，機械效率不斷提高。學生猜想電動機的機械效率會達到什么程度？

教師明確任務：測一個電動機的機械效率。

教師以系列化問題作為鋪墊：電動機的能量怎樣轉化？電動機的機械效率指什么？要測電動機的機械效率，需要哪些物理量？怎樣來測這些物理量？

通過師生共同分析得出如圖所示的有關電動機的能量轉化圖。

學生實驗，測定電動機機械效率。

小結：測定電動機的機械效率，關鍵要能建立電動機能量轉化的模型。

鞏固練習：（題略）。

（設計意圖：通過系列化的問題、學生的自主探究、實驗、鞏固練習等手段，既對所學知識的鞏固與復習，同時對所學知識進行系統化的串聯和提升，將本節課主題下的物理學知識——機械效率分主題進行知識網絡的建構。）

【問題二】：汽車如何做到節能環保？

汽車尾氣成為PM2.5的主要來源之一，尾氣中含有CO，氮氧化合物，SO2，CO2等有毒有害物質。

教師明確任務：為汽車模擬設計一套簡易的尾氣處理裝置，除去尾氣中的CO、SO2（有能力的同學可以設計能處理CO、SO2CO、SO2，CO2，氮氧化合物等多種有害成分的尾氣處理裝置。）

學生在課前任務（尾氣處理方法的歸納整理）的基礎上，設計出以下方案：

【資料鏈接】：催化式排氣凈化器介紹。純電動（上接第116頁）大巴的“0排放”。

（設計意圖：該分主題知識為化學知識——尾氣處理。學生綜合運用多種知識解決一個綜合性實際問題，融合了尾氣處理的多種特征從而認識了尾氣處理的整體事實，從學生所設計的裝置圖可以看出，對尾氣處理的整體認識已較為完整，學生不僅考慮到多種尾氣的處理，有部分同學還考慮到將尾氣中的有用部分回收再利用。）

【問題三】：汽車如何更好地保障駕乘者的安全？

【資料鏈接】：了解汽車的安全氣囊以及安全氣囊內的物質。

根據安全氣囊的工作狀況，請你推測氣囊內的物質有哪些化學性質？

說一說兒童安全座椅為什么能保護兒童坐車安全？

（設計意圖：該分主題融合了生物學知識和化學知識，引導學生從物質的用途來推測性質，鞏固物質的用途與性質是相適應的等，也將主題的知識網絡建構得更加完整、豐滿。）

（3）主題拓展延伸，實現持續學習

【課外任務】：查找資料，試從車輛外觀、駕乘的舒適度、保護系統等角度，設計讓汽車更美觀、更舒適、更安全的方法。發揮想象，預測下階段汽車發展的方向會如何？

（設計意圖：此部分為拓展延伸內容，旨在培養學生的科學想象能力，培養學生運用所學知識合理地、大膽地進行科學的猜想，以刺激學生的思維的飛躍發展。）

3. 教學反思

“主題教學”復習立足于學生經驗基礎，以主題整合資源為載體，通過主動探究，積極建構，實現學科知識之間、學習與社會、學習與學生自身的整合，培養了學生問題解決能力，促進學習的遷移。

（1）創設生動課堂，使復習不再枯燥

“主題教學”復習情境來源于生活，貼近學生實際，生動形象，能快速將學生融入學習活動，不僅激發學生學習的興趣，更激活學生學習的思維。本節課以汽車為主題，將機械效率、尾氣處理、物質的性質等知識的鞏固放在學生熟悉的情境中，并以實驗、探究等多種方式，真正調動了學生學習知識的內在欲望，激發了學生學習的內驅力，達到了十分理想的復習效果。

（2）凸顯學生主體，使復習不再灌輸

“主題教學”復習，一改“知識點反復再現”、“題海戰術”等低效的復習方式，而是在學生的運用所學知識，自主、合作地通過設計實驗、動手操作、觀察現象等手段建構知識網絡，解決科學問題，發展了學生自主學習的能力。本節課中，學生在自主學習的過程中，親手做，親自看，獨立想，形成了科學意識，提升了科學素養。

（3）關注學習方法，使復習不再無序

本節課，學生在建構不同知識網絡時采用不同的學習方法，有實驗探究，有方案設計，有分析觀察等等。復習的重要性不僅僅在于讓學生記住一些已學的知識點，而是能用合適學習的方法對知識進行梳理、歸納、分類，進而得到思維的發展，以至于即使碰到不熟悉的知識也能用合適的方法進行學習。本節課有意讓學生關注學習方法，為后續復習奠定基礎。

參考文獻：

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（作者單位：浙江省杭州市安吉路實驗學校 310000）