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基于解决中心问题的科学复习课教学探究

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  摘 要:本案例从调查分析初三科学复习课的现状入手,通过分析、实践、修正、再实践的方式,探索出:中心问题解决的科学复习课教学特征,通过科学复习课特征的案例分析构建出基于中心问题解决的科学复习课的新模式。最终通过复习课的教学,提升学生学习成绩的同时,更激发学生学习的热情,培养学生螺旋上升思维的能力。
  关键词:中心问题解决;高阶思维;复习教学
  一、 复习课教学的现状
  近年来,许多专家和一线教师对科学复习课的课堂教学展开了研究,得到了许多经验和成果。概括地说:基本以选择复习——分析复习——解决问题——反思引申的科学复习课的课堂教学模式。
  存在的一个主要问题是:片面追求复习教学的“容量”,依靠“满堂灌”“题海战”来达到教学目的,忽视学生对自己思考方式和思维能力的培养和有效开发,使复习课往往处于“停滞”状态,学生的兴奋、学习动机没有激发。
  二、 核心概念的界定
  “中心问题解决”是以中心问题解决为主线来组织和调控课堂高效复习的教学,围绕先确定的学习主题建立一个相关的概念学习框架,或根据事先确定的学习主题在相关的新情景中选择中心问题,围绕中心问题展开一系列的螺旋上升的学习。
  三、 构建中心问题解决的科学复习课教学模式
  根据学习过程层次理论,教学的本质就是要把学生潜在发展水平转化为现有的发展水平,即在课堂上随着教学要求的不断提高,知识与方法的进一步深化,产生新的最近发展区,这样循环往复,使两种发展水平在矛盾运动中,不断地推动学生向新的更高的发展水平发展。
  (一) 中心问题
  从生活中筛选出来的,有创造价值和创造意义的科学问题,并不是所有的科学问题都可以作为中心问题的。学生在面对复杂程度高的真实问题时,筛选出核心问题作为这堂课的中心问题,这个问题既能激发学生的认知冲突,又能从这个中心问题中衍生出新问题,让整节课始终处在螺旋上升的状态。
  (二) 解决问题
  把所学到的科学知识和方法用到新的和不熟悉的情境中,通过一定的探索、研究去深入了解和认识科学对象的性质,把握科学规律过程。
  (三) 拓展应用
  回顾解决中心问题时所做的一切,对所用方法进行概括、提炼和升华,挖掘其中的科学思想,然后再用所学的知识和方法解决拓展应用的问题,把学生现有的发展水平引入最近发展区,促进学生问题意识、创新意识,使学生在实际情景中认识新问题,同化新知识。
  (四) 构建网络
  聚焦中心问题,引导学生对所学知识进行分析、比较、归纳,从中找出科学知识有联系,从而实现梳点—串线—成面—构体的知识网络。
  四、 中心问题解决的科学复习课的教学流程
  案例:探密暖宝宝的发热
  (一) 课前准备
  学情分析:从学生已经储备的知识和能力角度分析选择中心问题。
  学生已经学习了铁生锈的条件、缓慢氧化、铁与酸、铁与盐等相关的知识,也具备了控制变量和转換法等基本能力。
  (二) 课堂实践
  1. 情景创设
  让学生体验暖宝宝的发热,通过体验提出疑惑。
  2. 提炼中心问题
  学生提出的问题有:
  ①暖宝宝为什么会发热?
  ②暖宝宝的成分是什么?
  ③暖宝宝发热的效率与什么有关?
  ④如何提高暖宝宝的发热效率?
  ……
  作为心理活动的思维总是从问题开始。但不是所有的问题都值得探究,围绕中心问题,从学生的学情出发,筛选出的科学、合理的螺旋式问题。所以这节课的中心问题是暖宝宝的为什么会发热。发热的原理决定了发热的材料,也知道了发热的影响因素,最后也就知道如何提高发热效率。
  再创造应当是高阶思维能力的科学复习教学中一个有效促进手段,它需要教师与学生双方的积极努力。作为教师,一方面应当保护和发展学生对未知事物的好奇的天性;另一方面应该积极引导学生经历知识的发生过程。在复习课中创设新情景能有效吸引学生的注意,激发学生学习的兴趣。
  3. 解决问题
  问题1:暖宝宝为什么会发热?
  初中角度放热有两种原理,一种是溶于水,一种是通过化学反应,显然这是通过化学反应,而化学反应又有酸碱中和放热、活泼金属和酸反应、氧化反应发热等等,根据药品的状态猜测很可能是铁缓慢氧化放热。
  问题2:如何证明暖宝宝中有铁粉这个成分?
  通过问题唤醒学生从物理性质铁的铁磁性,化学性质活泼金属与酸反应,金属与盐溶液反应的等角度去设计方案证明,然后筛选出最佳方案去检验。
  利用学生已有的知识,去猜想新的和不熟悉的情境中可能存在的关联,通过一定的探索、研究去深入了解和认识科学对象的性质,把握科学规律过程。
  4. 反思问题
  通过引导学生多角度思考,归纳出检验物质的方法规律,先物理性质后化学性质。通过反思问题的解决过程,把学生现有的发展水平引入最近发展区,这是领会方法的最佳时期。并对所用方法进行概括、提炼和升华,挖掘其中的科学思想,为再创造打下坚实的基础。
  5. 拓展应用
  问题3:影响暖宝宝的发热效率的因素是什么?
  猜想1:铁粉的含量
  猜想2:铁粉颗粒大小
  猜想3:铁粉反应程度
  猜想4:根据暖宝宝的辅助材料氯化钠和蛭石,可能还与它们有关。
  ……
  在学生的问题中筛选出他们最想完成的猜想1铁粉的含量。
  活动2:测定暖宝宝中铁粉的含量
  设计方案:
  方案1:利用磁铁吸引铁粉的方法来测出铁粉的质量   方案2:利用铁粉生锈消耗氧气,求出氧气的量再来求出铁粉的含量
  方案3:利用铁粉与酸反应放出氢气,根据生成氢气的体积,求出氢气的质量再根据化学方程式求出铁的质量
  方案4:利用铁粉与硫酸铜反应,根据变化的质量求出铁粉的质量
  应用:所学知识讨论如何延长暖宝宝发热时间
  从定性判断到定量测定铁的含量可以发现:只有交给学生自主学习的时间,才能让学生有充足的时间去思考、去设计、去交流。等待延长的教学发生以下变化:(1)学生的思维打开了,设计的方案多样化;(2)学生的设计更完善了;(3)学生间的质疑更深入了;(4)学生的思维更发散了。
  由于复习是学生从事科学学习的基本素材,它为学生的科学学习提供了基本线索、基本内容和主要的科学活动机会。在科学复习课的教学过程中,教师必须对学生的一系列表现做出及时反应,教师要善于捕捉有价值的信息,找到导入的契合点,即时的临场设计,巧妙纳入于教学活动之中,并使其成为宝贵的创造性资源。
  随着学生课堂主体性的增强,质疑、反驳、争论的机会增多,常常会产生认识上的冲突。教师应从学生困惑的焦点、理解的偏差、认识的冲突中去捕捉有用的信息,在新旧知识的衔接处、在承上启下的过渡处、在思维的转折处等学生思维的“最近发展区”创设思维悬念,引起学生内心的认知矛盾,在教学内容和学生求知心理之间制造一种不协调,把学生引入一种深度的学习境界。
  6. 构建网络
  构建网络就是在解决科学问题以后,在得到了一种解(证)法以后,对问题解决的全过程进行自觉、深入、反复的思考,再看一看,想一想,检查一下问题序列产生和解决过程的来龙去脉,逻辑顺序,知识之间的关系。
  (三) 课后反思
  课后梳理就是针对某一课或某一阶段的教学进行诊断,反思、整理,是对科学高阶思维能力不断提升的过程。是教师不断更新教育教学方法一个重要途径。科学问题的解决往往又意味着新的问题产生,采用“是何”“为何”“如何”“若何”螺旋式的提问,让学生的思维品质由低阶向高阶发展,反思的过程主要包括以下三方面。
  1. 教学反思中提升
  在一堂问题再创造的复习课后,对自己上过课的情况进行回顾与评价,仔细分析自己上课的得失成败,分析自己的教学是否适合学生的实际水平,是否能有效地促进学生的发展,在哪些方面有待改進,再寻求解决问题的对策,使之达到最佳效果。
  2. 资源收集中研究
  就是在课堂上收集那些非预设性教学资源,在课后加以整理与记录。主要包括两方面,一方面是有关教学内容的非预设性教学资源;另一方面是在教学内容之外的非预设性教学资源。
  3. 方案重构中再现
  教师在以上反思与整理的基础上,将自己之后经验纳入自己的知识和技能系统,重新审视教学的全过程,对自己原有的教学方案进行修改与完善,这有利于对问题再创造的复习课教学模式的把握与应用,也利于今后的教学和自身专业的成长。
  通过一个个案例的研究、实践、修正,最终构建出复习课的新模式,教师的关注也从知识点的复习,由梳点—穿线—成面—构体,上升到学科核心素养的培养,促进课堂结构的优化,课堂效率大大提高。
  参考文献:
  [1]蔡铁权.科学史在基础科学教育中的角色[J].全球教育展望,2009(1):55-59,87.
  [2]周洁.基于核心素养培育的一节物理拓展课[J].中学物理,2017(12).
  [3]汪纪苗.基于发展学科素养的选修课程开发与实践[J].中学化学,2017(3).
  作者简介:
  俞月红,浙江省杭州市,杭州市萧山区靖江初级中学。
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