核心素養(yǎng)理念下四階學(xué)習(xí)環(huán)探究模式在科學(xué)概念教學(xué)的實(shí)踐研究

蔣建峰

摘 要：以“科學(xué)測(cè)量”教學(xué)設(shè)計(jì)為例，靈活應(yīng)用四階學(xué)習(xí)環(huán)探究模式開展科學(xué)概念教學(xué)，引導(dǎo)學(xué)生自主建構(gòu)科學(xué)概念、應(yīng)用科學(xué)概念，以此培養(yǎng)和提升學(xué)生的核心素養(yǎng)，突破教師對(duì)科學(xué)探究單一、僵化、狹隘的理解。

關(guān)鍵詞：核心素養(yǎng);四階學(xué)習(xí)環(huán);探究模式;科學(xué)概念教學(xué)

一、核心概念

（一）概念教學(xué)

核心素養(yǎng)理念下的概念教學(xué)以具體真實(shí)的問(wèn)題為導(dǎo)向，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生原有知識(shí)、經(jīng)驗(yàn)，用比較分類、分析綜合、歸納演繹、推理論證、抽象概括等科學(xué)方法解決問(wèn)題，在解決問(wèn)題的過(guò)程中建構(gòu)概念，培養(yǎng)學(xué)生認(rèn)識(shí)事物、解決實(shí)際問(wèn)題的思維習(xí)慣和能力。

（二）四階學(xué)習(xí)環(huán)科學(xué)探究模式

科學(xué)探究是認(rèn)識(shí)新事物、歸納新規(guī)律的重要學(xué)習(xí)方法，也是幫助學(xué)生更好完成新知識(shí)、新規(guī)律、新概念建構(gòu)的重要教學(xué)方法。四階學(xué)習(xí)環(huán)探究模式根據(jù)學(xué)生在開始階段表現(xiàn)出的對(duì)已有科學(xué)概念的認(rèn)知程度，圍繞科學(xué)概念，通過(guò)“評(píng)價(jià)（預(yù)測(cè)學(xué)生原有水平）”“調(diào)查（概念的探索）”“對(duì)話（概念的介紹）”“運(yùn)用（概念的運(yùn)用）”四個(gè)環(huán)節(jié)開展探究式學(xué)習(xí)。

二、研究過(guò)程

（一）初中科學(xué)概念屬性

概念教學(xué)要建立在熟悉各種科學(xué)概念自身特點(diǎn)的基礎(chǔ)上，分析初中科學(xué)概念的特點(diǎn)。概念可分為三類——具體概念、抽象概念和定義概念。如表1。

（二）四階學(xué)習(xí)環(huán)探究模式教學(xué)設(shè)計(jì)步驟

1.教材、學(xué)情分析。“長(zhǎng)度測(cè)量”是浙教版科學(xué)七年級(jí)第一章第三節(jié)第一課時(shí)的內(nèi)容，在以學(xué)生生活認(rèn)知和已有能力為基礎(chǔ)，力求將“觀察、分析、下操作性定義”的科學(xué)方法和“定性到定量、感性到理性”的科學(xué)思想融入“測(cè)量”概念的科學(xué)認(rèn)知過(guò)程中，為后續(xù)物理量測(cè)量奠定基礎(chǔ)。七年級(jí)學(xué)生有濃厚的興趣，也有一定的測(cè)量實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)和知識(shí)，但學(xué)習(xí)時(shí)常只關(guān)注結(jié)果不關(guān)注過(guò)程，也沒(méi)有概念學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)，常采用“記—練—理解”的學(xué)習(xí)模式。

2.教學(xué)目標(biāo)分析。從具體的實(shí)踐中歸納出測(cè)量本質(zhì)，理解測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)公認(rèn)的意義;尋找單位命名的規(guī)律及換算關(guān)系，估測(cè)物體長(zhǎng)度，體會(huì)生活與科學(xué)之間的聯(lián)系;通過(guò)測(cè)量實(shí)踐，歸納長(zhǎng)度測(cè)量注意事項(xiàng)，理解刻度尺及刻度特征、意義，體會(huì)好方法對(duì)學(xué)習(xí)的促進(jìn)作用。

3.教學(xué)過(guò)程設(shè)計(jì)。教學(xué)環(huán)節(jié)一（評(píng)價(jià)階段）：思考日常生活中有幾種測(cè)量方式？這些測(cè)量是為了達(dá)到什么目的？

教學(xué)環(huán)節(jié)二（調(diào)查階段）：請(qǐng)用測(cè)量以外的方法，區(qū)分綁在不同窗戶上的木板（長(zhǎng)度差異小）哪塊長(zhǎng)。每人先獨(dú)立設(shè)計(jì)，兩分鐘后再以四人小組為單位討論、完善方案。

教學(xué)環(huán)節(jié)三（對(duì)話階段）：對(duì)話交流，揭示測(cè)量的本質(zhì)就是將物體和公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)隨時(shí)代不斷變化。

教學(xué)環(huán)節(jié)四（運(yùn)用階段）：用視頻介紹長(zhǎng)度測(cè)量的公認(rèn)標(biāo)準(zhǔn)為1米，并完成以下任務(wù)。

（1）填上合適的長(zhǎng)度單位或完成單位換算：

校園南北距離為200 ? ;學(xué)校教室高35 ? ;50分米= ? ?千米= ? ?毫米;20毫米= ? ?分米= ? 微米。

（2）思考：都有哪些長(zhǎng)度單位？單位換算時(shí)有何方法？

教學(xué)環(huán)節(jié)五（調(diào)查階段）：請(qǐng)學(xué)生以小組為單位，利用所提供的厚木制刻度尺測(cè)量學(xué)案紙的長(zhǎng)度，說(shuō)出測(cè)量過(guò)程可分為幾步，并分析每個(gè)步驟的原因或注意事項(xiàng)。

教學(xué)環(huán)節(jié)六（對(duì)話階段）：對(duì)話交流，梳理長(zhǎng)度測(cè)量的步驟和注意事項(xiàng)。

師：為什么不挑另外兩把木尺？——生：一個(gè)太長(zhǎng)不方便（量程不合適），另一個(gè)1厘米以下只能估計(jì)測(cè)量（最小刻度太大，測(cè)量不夠精確）。

師：如果這張紙緊貼在墻上，你用厚刻度尺測(cè)量有何弊端？——生：容易斜著讀數(shù)，讀不準(zhǔn)。

師：如何克服這個(gè)弊端？——生：側(cè)著放刻度尺，使刻度線緊貼被測(cè)物。

教學(xué)環(huán)節(jié)七（運(yùn)用階段）：仔細(xì)觀察塑料尺，說(shuō)說(shuō)有什么獨(dú)特的設(shè)計(jì)能更好實(shí)現(xiàn)測(cè)量的操作要求。

4.教學(xué)設(shè)計(jì)意圖。在“教學(xué)環(huán)節(jié)一”中先讓學(xué)生獨(dú)立思考再小組討論，相互評(píng)價(jià)，統(tǒng)一觀點(diǎn)。第一問(wèn)喚起已有認(rèn)識(shí)，第二問(wèn)分析具體事例，并在對(duì)比中分析出測(cè)量目的——為了“區(qū)分差異”。通過(guò)提問(wèn)不僅促使學(xué)生建構(gòu)概念，也便于教師評(píng)價(jià)學(xué)生的知識(shí)和能力，為下一環(huán)節(jié)教學(xué)做準(zhǔn)備。

“教學(xué)環(huán)節(jié)二”為建構(gòu)抽象概念，通過(guò)實(shí)驗(yàn)、觀察找到支持觀點(diǎn)的現(xiàn)象證據(jù)，而非簡(jiǎn)單調(diào)查、檢索現(xiàn)成結(jié)論。讓學(xué)生自主實(shí)踐，設(shè)計(jì)出兩塊木板直接比較和借助外物（如手掌）間接比較兩種方法，再統(tǒng)一用相同外物（相同的鉛筆、人民幣）進(jìn)行間接比較，經(jīng)過(guò)由生活經(jīng)驗(yàn)→現(xiàn)象分析→抽象歸納→下操作性定義的過(guò)程，以此鍛煉科學(xué)思維。

“教學(xué)環(huán)節(jié)三”是概念建構(gòu)的核心，須按科學(xué)的思維模式，采用合理的科學(xué)方法完成概念建構(gòu)，并了解概念的現(xiàn)實(shí)意義和建構(gòu)思想、方法。通過(guò)對(duì)話分析，間接比較概念與測(cè)量的聯(lián)系，引導(dǎo)學(xué)生概括出“測(cè)量就是與相同標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較”，進(jìn)而提出測(cè)量的定義，再?gòu)臏y(cè)長(zhǎng)度延伸到測(cè)質(zhì)量、測(cè)時(shí)間，實(shí)現(xiàn)測(cè)量概念的建構(gòu)。借助視頻，讓學(xué)生了解長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)演變歷史，理解國(guó)際單位制重要性，體會(huì)科學(xué)知識(shí)是暫時(shí)的、動(dòng)態(tài)性的，是在探究中不斷修正的，激發(fā)學(xué)習(xí)科學(xué)的興趣，培養(yǎng)學(xué)生的思維品質(zhì)。

“教學(xué)環(huán)節(jié)四”通過(guò)對(duì)比，熟悉物體長(zhǎng)度，估計(jì)不熟悉的長(zhǎng)度，用科學(xué)知識(shí)和方法分析現(xiàn)實(shí)情境，既是對(duì)測(cè)量概念的一種靈活運(yùn)用，也是對(duì)長(zhǎng)度標(biāo)準(zhǔn)的理解和應(yīng)用。再通過(guò)復(fù)習(xí)長(zhǎng)度單位相關(guān)知識(shí)，引導(dǎo)學(xué)生分析長(zhǎng)度單位背后的規(guī)律，將零碎的知識(shí)結(jié)構(gòu)化，提升學(xué)生思維能力。

“教學(xué)環(huán)節(jié)五、六、七”屬于第二輪探究，因剛完成相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，此輪探究式學(xué)習(xí)省略“評(píng)價(jià)階段”。“教學(xué)環(huán)節(jié)五”通過(guò)學(xué)生自主測(cè)量，將整個(gè)長(zhǎng)度測(cè)量過(guò)程進(jìn)行分解。“教學(xué)環(huán)節(jié)六”將學(xué)生說(shuō)出的零散的操作過(guò)程或注意事項(xiàng)，整理為“選—放—看—讀—記”有序的步驟，同時(shí)在操作分析的過(guò)程中穿插進(jìn)行量程、最小刻度、估讀的介紹。“教學(xué)環(huán)節(jié)七”讓學(xué)生用所學(xué)的測(cè)量知識(shí)，解決現(xiàn)實(shí)問(wèn)題，注重學(xué)生觀察能力的鍛煉，這也是科學(xué)與生產(chǎn)技術(shù)的結(jié)合，是STEAM理念的一種應(yīng)用。通過(guò)觀察現(xiàn)象和知識(shí)對(duì)比，實(shí)現(xiàn)“研究現(xiàn)象——科學(xué)知識(shí)——解釋現(xiàn)象”的科學(xué)認(rèn)知過(guò)程。

三、實(shí)踐反思

確定“測(cè)量”概念和“長(zhǎng)度測(cè)量步驟”為“科學(xué)測(cè)量”的兩個(gè)重點(diǎn)，兩次利用四階學(xué)習(xí)環(huán)探究模式，將概念教學(xué)中舊知喚醒、實(shí)驗(yàn)探究、概念建構(gòu)、概念應(yīng)用四個(gè)環(huán)節(jié)按評(píng)價(jià)、調(diào)查、對(duì)話、運(yùn)用四個(gè) 階段有序展開，將科學(xué)觀念、科學(xué)方法、科學(xué)思維以及態(tài)度責(zé)任融入學(xué)生的探究活動(dòng)中，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣，促使學(xué)生全程參與。學(xué)生不僅能掌握科學(xué)知識(shí)，訓(xùn)練基本技能，而且能自主思考、分析現(xiàn)象，通過(guò)使用歸納、分析、比較等一系列科學(xué)方法自主建構(gòu)概念并得出結(jié)論，使學(xué)習(xí)知識(shí)所用的科學(xué)方法、科學(xué)思維得以鍛煉提升。

四、結(jié)語(yǔ)

四階學(xué)習(xí)環(huán)探究模式其最初主要應(yīng)用在生物課的具體概念教學(xué)上，概念的建構(gòu)常采用調(diào)查等方式探究，而將其應(yīng)用到“測(cè)量”等抽象概念教學(xué)時(shí)，應(yīng)根據(jù)具體教學(xué)內(nèi)容的特點(diǎn)進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整。總之，四階學(xué)習(xí)環(huán)探究模式應(yīng)用要靈活，不要機(jī)械死板。

參考文獻(xiàn)

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