借“教材開發”之玉，攻“核心素養”之門
——基于核心素養下的初中科學教材實驗“二次開發”實踐研究

高陽 蕭山區黨灣鎮初級中學 浙江杭州 311221

一、研 究 源 起

目前，筆者在初中科學實驗教學中，看到科學教材實驗存在“泡沫”過多，形式大于內容的現象。包括筆者在內，很多的學生實驗并沒有得到及時有效的開展，有時候對待教材實驗缺乏個性化處理，按部就班，導致學生實驗的參與率大幅降低，導致學生逐漸失去學習科學的興趣。經過多次反省深思，認為其問題主要在于：

第一，對新課程標準中對科學實驗的執行要求和理解有誤，特別是對學生實驗的理解有誤，缺乏對教材實驗的合理開發，導致課堂花架子多，學生參與到科學實驗的機會減少。

第二，照本宣科嚴重，成為了教材實驗的奴隸，不僅不敢增刪教材實驗，沒有創新，甚至迷信教材上的實驗方法。導致教材實驗在執行過程中出現“僵化、呆板”現象。

第三，實驗目的設計缺乏針對性，完全參照參考書或教材規定好的目的，不來源于自己對學生學情的分析，這樣的實驗設計是缺少針對性的，是敷衍的。

教材中涉及的教材實驗和學生認知距離有近也有遠，若老師能抓住這一契機進行拓展或調整，對已有教材實驗進行“二次開發”，則能取得意想不到的效果。教材實驗的二次開發是面向學生的全面發展的，無論是課程本身，還是實驗內容、實驗材料、實驗方法的處理都致力于培養學生的核心素養。結合本學科的特點，學生科學精神和實踐創新能力的培養值得關注。對科學的學習興趣和探究能力的提高，很大程度上依賴于教師對教材實驗的處理，能利用身邊簡單易得的實驗器材，做過程高效、現象明顯、結論可靠的科學實驗，無疑對于學生的核心素養的培養有極大的好處。

二、謀 求 出 路

1 教材“二次開發”的原則

1.1 基于教材本身，適時調整拓展

教材實驗汲取了先進的教育理念和研究成果，其編寫是在課程和教學專家、學者的科學、嚴謹的工作下完成的，其基礎性、系統性和典型性、普適性是其他任何教學資源都不能比擬的。它是學生獲取科學信息、習得知識的最直接的來源，也是先進實驗方法和模式的體現。任何脫離教材的 “二次開發”都是不可取的、不科學的、也是不嚴謹的。因此，我們的“二次開發”主導思想可以是“基于教材，高于教材”，把適合學情需要的有關教學實驗補充到教材中來，或者把教材中的不合時宜的內容做以調整和替換，延伸和拓展教材實驗的資源性功能。

1.2 遵守計劃框架，把控學業負擔

國家制定國家課程在各個教育階段中的課程結構、學習領域、科目數量、總課時數、周課時數以及課時分配結構，嚴格控制學生的活動時間和基本學業負擔。教材實驗“二次開發”不能超越這個界限，整個開發的行為和工作不能違反國家關于“課程結構、學習領域、科目數量、總課時數、周課時數、課業負擔和活動時間”等的政策規定。任何改變課程結構，減少和增加授課時數，加重學生學業負擔的做法都將視為“違規行為”。所以，筆者對教材實驗的“二次開發”是慎之又慎。

1.3 尊重學生意見，尋求互動參與

從教材實驗的簡單實施者到教材實驗的“二次開發”者，教師不是簡單的適應既定的教材實驗，而是積極的理解、領會實驗設計者的主旨和意圖，對教材實驗進行個性化的演繹。然而，如果不能正確析出教材實驗的意圖，設計符合學生思維水平的實驗活動，有時，這種演繹會顯得淺俗而低效。因為，學生是學習的主體，課程的真正價值是教師和學生在教與學的互動中創生出來的，教材實驗的“二次開發”只有在學生的參與下，才顯得有實際意義和教學價值。如果沒有以學生為主體出發，教材實驗“二次開發”只能是盲目的、無效的和主觀臆造的行為。從而也就失去了教材實驗“二次開發”的真正意義。教材實驗“二次開發”的最終目的不是為了“教師的教”而是為了“學生的學”，其核心價值指向是教學目標，是學生學習過后的行為變化和心理變化。

綜上所述，在教材實驗和教學實驗之間，實際上存在著一片待開發的開闊地，這為教師的創造性教學提供了發展的空間。新課改要求教師從單一的教材執行者變成課程資源的開發者，提倡教師用教材教而不是教教材。教材實驗只是課堂教學的藍本，教師一定要通過對教材實驗的二次開發，使實驗成為課堂演出的劇本。

2 教材“二次開發”的策略

科學教師應該依據課程標準、具體的教學情境和學生學習的需要以及自身的教學能力，對教材實驗進行個性化演繹和創造，合理地開發和組織教學實驗，逐步從“教教材”走向“用教材教”。以下，筆者從教材內容的角度對“二次開發”的策略進行舉例闡述。

2.1 必要、空白的內容——補充

【前有所想】教材實驗的“二次開發”強調一定的拓展性。其包括兩個方面，一是對重點、難點問題進行適當延伸，提高學生認知水平；二是對跳躍性問題和難度較高的問題進行適當補充，給學生搭好支架，降低學生理解難度。

【教材呈現】浙教版初中科學新教材八年級上冊第一章第三節《水的浮力》中，涉及到了固定在水底的橋墩、或者是與水底緊密接觸的物體是否收到浮力？這個問題也是經常在練習和考試中出現，可教材中并沒有相關的描述。

【教材處理】我在上課時給學生呈現了這樣一個情景：1874年8 月的一天，在大西洋的西南方，一艘深?？疾鞚撏В谙蛏钐幭聺摗Ｓ捎谙聺撍俣冗^大，船體猛然撞到海底，陷入海底的沉積物中了。船員把潛艇水艙中的水全部排出，企圖上浮。奇怪的是，潛艇絲毫不動，像被海底“吸”住一樣。這是為什么？難道浮力真的消失了嗎？怎么辦？我們來做一個小實驗來證明一下。

（1）將一個空的塑料瓶剪去底部，擰緊瓶蓋后裝入適量的水，并把乒乓球放入其中，這個時候我們發現乒乓球是漂浮在水面上的，試著用手按下去馬上又浮起來了。

（2）接著我們把瓶蓋移除以后，把乒乓球放入瓶中再加水使之浸沒，發現乒乓球被牢牢地“摁”在水底并沒有浮起來（如圖A 所示）。

（3）最后我們把瓶蓋蓋上后乒乓球馬上就上浮了，實驗現象非常明顯（如圖B 所示）。

這個小實驗很好的解釋了浮力產生的原因，讓學生能夠更加直接地感受到浮力的存在，筆者認為很有必要補充這個小實驗。

【后有所思】一般來說，教材實驗的選擇和設計都是經過專家依據課程標準認真篩選和制定的，因此，總體上是科學合理的。但是，任何優秀的教材在編寫過程中，總難免會出現一些無法回避的問題。學習科學，如果能選擇一些“貼近生活、貼近社會”的內容來解釋學習中的難點，是十分必要的。教師需要在備課過程中豐富、調整教學內容，對部分內容進行適當補充，通過這種對教學實驗的“二次開發”，增加學生的直觀體驗，解決實際問題。

2.2 難懂、抽象的內容——改編

【前有所想】課堂有一定的預設性，但更多的是生成性的。教師應根據學生的課堂表現和知識掌握情況適時調整教學進度、難度，更加關注學生的學。遇到難以理解的，抽象的內容，教師往往需要借助更有說服力的證據來簡化，這里就可以借助DIS力傳感器來改編傳統的摩擦力實驗，提升學生的科學思維。

【教材呈現】浙教版初中科學新教材七年級下冊第三章第六節的內容涉及到摩擦力的大小跟哪些因素有關？書本給出了影響摩擦力大小因素的研究實驗。做過這個實驗的老師都知道，想要用彈簧測力計拉動木塊在木板上做勻速直線運動，并且較為準確的讀出彈簧測力計的示數，是比較困難的，更別說加了棉布以后了。

2.3 有趣、重要的內容——拓展

【前有所想】科學源于生活，但又高于生活?？茖W需要學生參與，需要學生體驗。

但很多情況下學校的實驗器材準備不足，課堂時間有限，要讓每個學生都能動腦動眼動手動筆，就顯得捉襟見肘。教師應該盡可能地設計學生實驗，使之更具切合實際，更符合學生的最近發現區，更有利于學生獲得完整的學習體驗。

【教材呈現】浙教版初中科學新教材八年級上冊第一章第三節《水的浮力》中，有一個關于熱氣球的閱讀材料。

【教材處理】

1783 年，蒙戈爾費埃兄弟制造了一個能夠升空的大袋子，同學們想不想親手制作這個大袋子呀？老師這里有：垃圾袋、吸管、細鐵絲、蠟燭、雙面膠、酒精棉等材料，請你選擇合適的器材，設計出熱氣球的草圖，再根據草圖制作熱氣球并試著讓它飛起來。

【后有所思】這是筆者在參加教研活動時看到的一堂公開課中的活動。本以為這樣的實驗肯定很難成功，用網上購買的孔明燈不就直接可以達到目的了嗎？用易燃的塑料袋，肯定不容易飛起來。但當8 個小組中有3 個小組的同學成功制作并升空時的歡呼雀躍，我想我的這些想法都是多余的。教師應當把思考和想象的權利還給學生，讓他們充分地去實踐、去體驗、去失敗。哪怕失敗了也能從失敗中汲取很多的經驗，爭取下一次成功。教育學家認為學生的學習能力是能夠不斷得到提高的，尤其是當他失敗的時候。學生掌握從復雜的信息中提取有用的信息，具備一定的動手操作能力，達到解決問題的目的。

2.4 驗證、經典的內容——探究

【前有所想】科學教材中有很多經典的結論，牛頓的第一運動定律就是其中之一。牛一定律的得出經歷了伽利略、笛卡爾、牛頓等諸多科學家的辛勤鉆研，他們不斷推翻又不斷改進，才有今天較為完善的牛一定律。

【教材呈現】浙教版初中科學新教材七年級下冊第三章第4節為《牛頓第一定律》，教材中采用的方法是：先用實驗探究受不同阻力對物體運動的影響，然后再推測出物理不受力作用時將做什么運動。探究方案如下：

【教材處理】傳統的牛頓第一定律的教學，通常是按教材編排順序。但這樣的效果往往不太理想，學生在處理新情境中的問題時還是有困難。

三、且行且思

3.1 學生的學習目標需要明確細化

教材實驗只是為教學實驗提供一般的思路或設計，不可能完全符合每個學生的具體學習情況，這就需要教師依據課程標準的要求，對教材實驗進行整合，設計貼近學生實際的教學實驗方案。教材實驗的“二次開發”必須指向：能否讓學生明確學習的目標；能否告知學生沒有達到的學習目標；能否以目標為驅動，讓學生對自己的學習有正確的認識；能否能增強學生下一階段學習課程的興趣與信心，能否為學生的后續學習提供智能支持。

3.2 教師的教材觀念需要強化優化

教師要轉變自己對教材實驗的觀念，作為對教材實驗的價值、作用、評價標準和處置方式的基本看法，教材觀從根本上影響著教師的教學方式。一個對教材實驗持執迷態度的教師，不敢增刪教材實驗，甚至迷信教材上的教學方法；一個持開放式教材觀的教師則往往以懷疑的精神對待教材實驗，對“教什么”和“如何教”都試圖找到自己的獨到見解。不同的教材觀將引導教師在教學實踐中構建完全不同的教學實驗，達到不同的教學效果。所以說，教材實驗的“二次開發”在賦予教師決策權的同時，也對我們的專業水平提出了挑戰。

3.3 教材實驗的“二次開發”需要精誠合作

教材實驗“二次開發”是課程與教學理論與實踐發展過程中的新產物，教材實驗的“二次開發”對于培養學生的核心素養有著深遠的意義。因此，這項活動必須要依靠教師們的集體智慧，這樣才能夠深度挖掘教材的可開發資源，通過補充、改變、拓展、探究等各個角度，實現教材實驗的“二次開發”。所以，教師作為教材實驗開發的主體，就必須加強與各方面的合作，通過教研組或科研組老師們的群策群力，以及有關專家學者的指導，把教材實驗“二次開發”的工作科學的、理智的、有程序的做好。