以學定教，充分預設

探索“以學定教”的備課策略，目的是引導科學教師在生本教學觀念指導下，遵循小學科學教學規律，探索和掌握研究教學、設計教學和實施教學的思維方法和實踐操作模式。“以學定教”就是突出學生主體、充分研究學情，依據學生的認知水平、認知需要、認知規律和學習特點，來確定教學的起點、目標、方法和策略，有效預設學生學習活動過程，合理發揮教學組織、引導和促進作用，保證學生有效地學習。一般地，我們從“教學任務與目標、學習活動與方式、學習環境與材料、導學作用與評價”四個維度去研究教學和設計教學。

教學任務與目標的設計

教學任務是教師依據教材和學生發展需要預設的一系列學習內容，教學目標是師生共同完成教學任務的過程中學生應實現的學習發展結果。設計一節課的教學任務與目標，要在課程培養目標與學生認知發展需要之間尋找最佳契合點。因此，依據學生的認知水平和認知需要優化教學任務與目標，是“以學定教”式備課的第一個思考維度。

現以《水力發電站》的教學研究為例進行分析。

教材內容與編寫意圖：

觀察水力發電站建成什么樣子，分析水是怎樣使發電機轉動起來的，了解水力發電站建有大壩、發電機組，推測水力發電站是利用水力推動水輪轉動使發電機轉動起來發電。

制作小水輪，做實驗研究“怎樣用水使小水輪轉動起來”“水輪轉動快慢與哪些因素有關”，認識利用水從高向低流的沖力能使水輪轉動，水輪轉動快慢與水流沖擊水輪的位置、水位的高低、水量的大小有關。

觀察水電站示意圖，討論水力發電站是怎樣發電的、修筑大壩對發電有什么作用，歸納水力發電站工作過程，明確水輪機、大壩的作用。

思考生產生活中還有哪些方面利用水力。調查家鄉水力資源利用的情況。

教材只是教學內容的一個載體，教材內容是否適合實際教學，在備課時需要深入研究，認真分析教學任務與目標是否考慮了學生的認知水平，是否能激發和滿足學生的認知需要。例如，學生對水力發電站、水力發電機缺乏足夠認識，按照教材設計的教學任務進行教學，他們在學習中會顯得被動，不能深入探究實踐活動。

那么，怎樣運用“以學定教”的方式優化設計教學任務與目標呢？

1.基于學生已有認知水平，恰當確定教學的起點

教師要認真分析學生具備哪些開始新學習任務的認知基礎，如學生對水力發電站缺乏認知經驗，但是對利用水力做事情、發電機發電有一定的生活經驗。所以，教學的起點應當從“交流生產生活中利用水力能做哪些事情”“分析怎樣利用水力做事情”“觀察發電機怎樣發電”等學習任務開始，為探究“水力發電站怎樣利用水力發電”提供學習準備和認知基礎。

2.基于學生的認知需要，恰當確定學習的生長點

教師要分析學生的認知需要，把一節課的知識目標分解成若干個具有邏輯聯系的學習目標，使這些學習目標能滿足學生的認知需要，符合學生科學認識形成、發展的邏輯過程。例如：

水從高向低流有沖力→水流沖力推動水輪轉動使水磨工作→發電機轉動起來產生電能、發電機轉動快發電強→水流沖力推動水輪轉動帶動發電機轉動→水輪轉動快慢與水流沖擊位置、水位高低、水量大小有關。

備課時，教師可借助思維導圖、表格等工具來理清學生科學認識形成、發展的線索。

3.基于學生的學習目標，優化教學任務的設計

科學學習從問題開始，優化教學任務就要合理設計問題，通過問題解決實現教學目標。教師要遵循學生的科學認識形成和發展的邏輯線索，設計一系列相關聯的引導學生開展科學實踐活動的教學問題。如《水力發電站》一課改進后的教學任務預設如下：

【引入性問題】

交流：生產生活中利用水力能做哪些事情？

觀察分析：水磨是怎樣利用水力做事情的？

觀察：手搖發電機是怎樣發電的？

【探究性問題】

推測：水力發電站怎樣利用水使發電機轉動起來？

操作思考：怎樣利用水力使小水輪轉動起來？怎樣使小水輪轉動得更快？

實驗研究：小水輪轉動快慢與哪些因素有關？有什么樣的關系？

【反饋性問題】

具體談一談水力發電站怎樣發電。

水力發電站要設計哪些部分？

學習活動與方式的設計

教學任務與教學目標是通過合理的教學過程與方法來實現的，而教學過程是圍繞教學目標，選擇合適的教學方法，教與學交互作用，促進學生主動建構知識和身心全面發展的活動過程，教學過程應符合學生的認知規律。因此，依據學生科學學習的規律與特點優化學習活動與學習方式，是“以學定教”式備課的第二個思考維度。

運用“以學定教”的方式優化學生的學習活動與方式，應注意以下幾點：

1.遵循學生認知規律，優化教學活動過程

科學課堂教學中，學生的學習活動主要是圍繞問題展開的一系列科學探究實踐活動，經歷“發現問題、研究問題、解決問題”的認識過程，運用已有認知處理新信息、建構新認知。教學活動過程可以劃分為“情境導學、自學質疑—問題導思、探究研討—反饋導評、拓展運用”三個環節。

2.遵循科學學習特點，優化學習活動方式

小學科學課程倡導以探究式學習為主的多樣化學習方式，促進學生主動探究。而探究式學習離不開查閱、觀察、實驗、思考、交流、討論等科學實踐活動，使學生實現做中學、學中思。因此，在科學教學過程的不同環節，學生的學習活動都應注重有機融合自主、合作、探究學習方式。

3.準確把握教學目標，突出科學實踐，合理分配學習時間

《水力發電站》教學過程中三個環節的學習活動預設如下：

【自學質疑活動】

課前收集信息，課堂交流利用水力做事情的例子。

觀察、思考、交流：水磨怎樣利用水力做事情？手搖發電機怎樣發電？

觀察水力發電站和水力發電機圖片，質疑推測：怎樣利用水使發電機轉動起來？

【探究研討活動】

組裝小水輪，研究怎樣用水使小水輪轉動得更快？

分析小水輪轉動快慢可能與哪些因素有關，小組合作做對比實驗研究，填寫實驗報告單。

交流實驗報告，研討問題，歸納實驗研究結果。

【反饋拓展活動】

觀察思考、再交流解釋：水力發電站是怎樣發電的？

想一想、畫一畫：水力發電站要設計哪些部分？各部分有什么作用？

學習環境與材料的設計

學習環境與材料主要指支持學生學習的場地、情境、媒體環境、學生群體關系、信息材料等學習資源，為學生有效開展科學學習活動提供支持，服務學習任務與目標的達成。因此，依據學生科學實踐活動的需要，充分考慮學生學習方式的綜合運用，優化學習環境與材料的設計，是“以學定教”式備課的第三個思考維度。運用“以學定教”的策略優化學生的學習環境和材料，應注重以下兩方面：

1.依據學生認知的年齡特點，優化課堂教學環境

小學生的科學學習是基于具體事物和現象進行的，具體形象性是其認知活動的特點。所以科學教學環境的設計，首先要營造科學探究式學習環境，激發學生的好奇心和求知欲，組織學生親歷發現問題、探究問題和解決問題的實踐過程；其次要創設情境體驗式學習環境，通過教室內外結合拓展學習體驗空間，通過實踐操作或多媒體呈現增強學習體驗效果，引導學生親歷科學實踐活動，深入體驗科學探究的基本過程，使學生實現做中學、學中思；第三是要營造社會交往性學習環境，通過加強學生學習小組建設，基于小組合作學習，組織開展科學探究和交流研討活動，使學生在合作學習過程中，學會與人合作探究，學會與人交流思想，學會與人溝通矛盾。

2.依據科學學習活動的需要，優化學生學習材料

引入活動材料要注重直觀性與可參與性。《水力發電站》教學的引入，用多媒體課件提供了水磨工作視頻、水力發電站圖片，并現場演示手搖發電機發電活動，創設問題情境，組織學生帶著問題觀察水磨、手搖發電機工作過程，能夠有效調動學生已有認知經驗，并獲得水力利用與發電機發電的事實，有利于暴露學生的認知矛盾，激發學生探究怎樣利用水力發電的興趣。

探究活動材料要注重結構性與可操作性。《水力發電站》一課，為學生提供的安裝有小水輪的長方體水槽、出水管粗細不同的漏斗、帶有高度標尺的鐵架臺等，能夠滿足學生主動卷入“怎樣利用水使發電機轉動”“怎樣利用水力使小水輪轉動得更快”“小水輪轉動快慢與哪些因素有關”等一系列的實驗、交流研討活動的需要。這些探究性材料不僅直觀可操作，能幫助學生獲取解釋問題的事實證據，而且與科學概念的形成相互關聯，具有結構性，能幫助學生獲取相關科學認識。

反饋活動材料要注重簡約性與可測評性。在《水力發電站》教學的反饋拓展環節，提供水力發電站工作過程的視頻，引導學生解釋“水力發電站是怎樣發電的”，可測評學生科學知識的理解程度和綜合運用能力；拓展活動“想一想、畫一畫：水力發電站要設計哪些部分？各部分有什么作用？”中，要在強化科學態度、科學知識、科學能力教育的同時，滲透工程技術教育。

導學作用與評價的設計

科學學習過程中，小學生自我掌控能力較弱，科學探究、科學思維和科學表達的能力都還處于較低水平，需要教師扮演好學生學習的組織者、引導者和促進者的角色，保證學生進行有效的科學學習。因此，依據年齡特點、針對學習困難，優化教師的導學作用和評價策略，是“以學定教”式備課的第四個思考維度。

“以學定教”優化導學和評價策略，要順應學生認知活動的發生與發展，發揮以下主導作用：

1.發揮組織作用，聚焦學習任務

為了學生全員主動參與學習，備課要充分發揮教學語言的組織作用，抓住學生的認知矛盾，精心設計問題，直觀呈現學習任務、明確學習方法，合理提出活動要求、推進學習活動。備課還要合理分編學習小組，充分準備器材，根據學生學習發展的需要適時提供學習資源。

2.發揮激勵作用，鼓舞學習信心

學習不僅是學生認知的發展過程，同時還是學習情感、意志的發展過程。在教學過程中，鼓勵學生面對學習困難、褒揚學生的學習進步、賞識學生的獨特表現，能夠不斷激發學習興趣，鼓舞學習信心，促進良性競爭。

3.發揮啟發作用，展開思維活動

教學過程中，當學生產生認知矛盾，“心求通未解其意，口欲言未達其辭”時，要善于抓住機會啟發學生質疑思考，想一想“有哪些想研究的問題”，說一說“你是怎樣想的？為什么？”，試一試“怎樣表達清楚”，啟發學生的思維活動。

4.發揮引導作用，溝通認知矛盾

教學要注重先學后導，利用問題導學，引導學生主動參與、積極思考；利用學案導學，引導學生進行合作探究、收集證據。教師要善于觀察、傾聽、分析，當學生在學習活動中生成新矛盾、新問題時，及時進行“二次備課”，引導學生借助事實證據研討解決矛盾和問題。

5.發揮評價作用，促進學習內化

學習評價是反饋學習情況、檢查學習效果和促進學生學習的手段。教學過程中，要運用學情診斷工具，明確學習的出發點和方向；實施教師點評，不斷激發學生求知欲、鼓舞學生自信心；組織學生自評和互評，引導反思學習效果，把學習引向深處。

為了把教學理論學習“化繁為簡”，方便教師理解操作，我們把以上的經驗成果概括為：引導教師樹立“以學定教、先學后導、以評促學”的教學觀念，落實“自學質疑、探究研討、運用拓展”三環節教學，探索并運用“以學定教”四維度研究教學、設計教學策略進行有效備課。在課堂教學中，通過教學問題引領、學習任務驅動、學習活動推進、教學材料支持、學習評價增效的循環推進，突出學生的學習主體，改善學生的學習方式，提升學生的學習效果，實現學生全面參與、學習主動有效、素質全面發展的課堂價值追求。