體溫計的教學設計和研究

沈新穎

【摘 要】任何課程的教學要想做出符合學生發展的教學設計，都離不開構思精巧，教學設計為教師教學目標的達成、教學活動的有效進行起著規劃、安排和決策的作用。新一輪課程改革要求科學教學要重視科學探究過程中科學概念（知識）的形成與發展，教學設計應緊緊圍繞學生自主學科知識的建立過程來設計與實施。“呈現·比較·建構·共享”四維度的教學設計符合學生認知理論，能有效體現學生在學習過程中相互合作，自主建構科學知識的過程，更能突出科學學習的價值，學生的探究合作，以及學習經驗和成果的共享。

【關鍵詞】呈現；比較；建構；共享；教學設計

一、何為“呈現·比較·建構·共享”

“呈現·比較·建構·共享”是我校探索高效課堂中提煉出來的四個環節。自2014年第三屆“課堂節”以來，我們的教學研究出發點開始立足于學生已有的認知結構，教學過程更突出學生對知識概念的自主建構，讓學生在課堂中積極主動愉悅的參與學習。經過幾年的探索和發展，基于“呈現·比較·建構·共享”四維度的高效課堂模式逐步得到師生的認可。

（一）“呈現”指的是教師尊重學生的認知規律，從學生原有的認知結構中尋找突破口，在課堂教學中教師應設法創設學習情境，制造認知沖突，讓學生從矛盾沖突中激發學習新知識的興趣?！俺尸F”過程中，教師需要時刻關注學生潛意識中所出現的問題，其目的就是讓學生在相關科學概念或知識上暴露出其認知不足，并以此作為教學的原點，從而明確課堂教學過程中學生學習的目標和教師教學的手段和策略。

（二）“比較”是一種方法，一種教師教和學生學的手段。教師根據學生所呈現出的認知沖突，有針對性地組織學生和學生、教師和學生的比較活動。通過比較來幫助學生在原有學識基礎上提高認識，修正自己在新知識和舊經驗之間的認知差異，并達成共識。比較的對象可以是學生和學生、學生和老師，也可以是前概念和新知識，還可以學習方法方式的比較；比較的內容可以是解決問題的方法、步驟與過程、口頭表達能力，經驗與實驗等。

（三）“建構”在完成前面兩個環節的基礎上，通過“呈現”，借助“比較”，指導學生在原有知識結構基礎上，建構起新的知識概念，或形成新的知識體系?！敖嫛钡脑瓌t是：能讓學生自主建構的一定讓學生自己來建構；學生建構有難度的教師通過不斷的引導讓學生自己來建構；過于抽象的概念才由老師幫同學來建構。

（四）“共享”是指學生高層次的情感體驗，既有學習知識的共享，更有學習過程中情感和學科價值的共享，是教學過程中的目標和價值的體現。學生在呈現、比較過程中建構了新的知識結構，獲得了得失成敗的情感體驗，運用了科學的方法，培養了學習的品質等，更重要的是，通過教學過程由學科價值獲得了人生的智慧，從而實現了知情意的共享。

二、基于“呈現·比較·建構·共享”的體溫計教學設計

體溫計是浙教版初中科學7年級上冊“溫度的測量”中的第二課時教學內容，體溫計是生活中測量人的體溫的常用工具，那么如何讓學生在已有溫度計概念的基礎上建構出體溫計這一概念呢？以下就是基于“呈現·比較·建構·共享”展開的體溫計教學設計：

（一）實驗活動呈現前概念

科學觀察和實驗是學習科學的基本方法，課堂實驗活動不但能激發學生的學習興趣，還能有效地幫助知識理解和掌握。積極開展課堂實驗教學，讓學生融入到實驗的環境中，在老師的引導和指導下通過各種各樣，豐富多彩有趣的觀察和實驗，讓學生親身體驗，主動地去探索、去研究，從而獲取新的知識。

例如：在學習“體溫計”這一課時，教師從學生上一堂課的教學內容——溫度計展開，讓學生在已有經驗基礎上熟練使用溫度計。不過教師在教學設計時設計了這樣一個話題：能用普通溫度計測量人的體溫嗎？生活經驗告訴學生，測量人的體溫的并不是普通的溫度計，因此好多學生都說不能，不過也有幾位同學堅持自己的觀點可以測量。

教師順著少部分同學的觀點，讓大家一起用普通溫度計測量自己的體溫，由于學生沒有用溫度計測過自己的體溫，教師投影呈現臨床測量體溫的方法和部位：人的體溫是指人身體內部的溫度。由于身體內部的溫度不容易測量，所以在臨床上通常以直腸、腋窩和口腔的溫度來代表體溫。正常人的口腔溫度為36.7～37.7℃（平均體溫37.2℃），腋窩溫度為36.0～37.4℃（平均體溫36.8℃），直腸溫度為36.9～37.9℃（平均體溫37.5℃）。

在明確安全衛生等事項后，學生迫不及待的開始了實驗。學生在實驗中鞏固了溫度計的基本結構和使用，重新激活前概念，為后續體溫計教學的展開做好鋪墊。

（二）比較真實體驗，修正前概念

科學學習離不開實驗和生活中的真實體驗，從而讓科學更好的服務于生活和生產。學生在學習新的科學概念前讓其真實體會舊概念的弊端和不足，通過自己的努力不斷修正前概念，慢慢建構出新的科學概念。

例如：在“體溫計”一課中，學生通過用普通溫度計來測量自己的體溫實驗中來真實體驗普通溫度計測量體溫的不便，激發學生對普通溫度計進行改進。學生在用普通溫度計測量自己的體溫實驗中，體溫數據與自己的實際體溫偏差很大，且在使用過程中比較麻煩。在真實的體驗中學生發現了普通溫度計測量體溫的諸多問題，歸納起來主要有：

1.溫度計太長，使用時不方便；

2.溫度計不能離開人體進行讀數，離開以后液柱會下降；

3.溫度計讀數不夠準確，只能精確到1攝氏度，不能準確反映人體實際溫度等。

學生從實際操作中體驗到了使用普通溫度計測體溫中的不便，繼而激發了學生學習動力，不斷的嘗試著去設計來改進普通溫度計，為體溫計概念的建構提供了實踐基礎。

（三）總結實踐體驗，建構科學概念

學習環境中的真實體驗要有利于學生對所學內容的意義建構，這就要求教師在教學設計過程中不僅需要考慮教學目標分析，還要考慮有利于學生建構意義的情境問題創設，并把真實的情境創設看作是教學設計的最重要內容之一。

“體溫計”教學設計中，教師在學生發現普通溫度計測量自己體溫時的不方便之后，及時的設計了“嘗試著對溫度計改進設計”這一環節。學生有了真實的體驗后也都激情高漲，討論、交流并提出了很多設計方案。雖然學生的設計還不是很完善，但整體的設計在朝著“體溫計”的結構方向進行改進。

這樣的教學設計環節，學生的思維完全被打開，在“不能離開人體讀數”這個難題上有學生提出了安裝照相機，將顯示的體溫值拍照后再讀?。灰灿型瑢W把體溫計設計成彎曲狀，便于直接讀數等。在“液柱細，看不清讀數”問題上也有同學提出用放大鏡觀察等解決辦法。教師給予了充足的時間讓學生交流，每每有新創意時學生都情不自禁的發出贊嘆。最后通過學生和學生的交流，學生和教師的交流，學生慢慢建構出了一個專門用于體溫測量的溫度計——體溫計。

（四）共享學習成果

共享學習成果指的是學生通過上述環節建構出科學概念后，不斷將科學概念的外延擴大，并能活化新的科學概念，將科學概念靈活的應用于生活實踐。“共享”的更高層次還體現在學生的情感體驗，學生在呈現、比較過程中建構了新的知識結構，獲得了得失成敗的情感的體驗，運用了科學的方法，培養了學習的品質等。

1.知識的共享

所謂知識共享是指學生通過師生，生生建構出的科學概念，利用建構的概念去解釋生活中的各種現象，解決一些實際問題。這也恰恰體現了科學來源于生活，應用于生活的科學精神。例如：“體溫計”的教學設計中，教師在學生建構出體溫計概念后又通過讓學生用體溫計來測量自己的體溫，通過前后兩次測量自己的體溫，真實的感受到體溫計在結構設計中的巧妙之處。

不過教師的課堂并沒有停留在體溫計的完美設計中，而是呈現新的背景：體溫計用到水銀很不安全，測量時間持續長等問題，不斷的“否定”體溫計。學生在這樣的背景中新的求知欲望又被激活：我家測體溫的不是玻璃體溫計……

2.情感價值的共享

情感不僅指學習責任和學習興趣，更重要的是樂觀的生活態度、求實的科學精神以及人與人的合作精神?！绑w溫計”教學設計中，在“嘗試對普通溫度計改進”環節中，小組成員討論交流積極，能不斷提出創新性的想法，而且在組與組之間展開了激烈的討論和交流，每每有同學提到簡潔低成本的設計方案時，班級同學無不送來掌聲。

3.學科價值的共享

《初中科學課程標準》2011年版，在課程基本理念中提到：科學課程建立在以下對科學本質認識的基礎上，并將引導學生逐步認識科學的本質?！绑w溫計”教學設計中設計了學生通過實驗活動，體驗真實情境下的探究活動。學生能在教師設計的情境下積極探索和發現，善于發現，敢于發現，并在發現的基礎上不斷思考和創新，同時借助同學和老師的幫助最終將問題解決。在課堂教學中讓學生真正的像科學家一樣去探索，將科學的探索精神深入每一位學生，并將這種精神延續到今后的生活生產之中。

三、課堂實踐與反思

在體溫計的實際教學中絕大部分教師還是圍繞著體溫計和溫度計的結構差異展開，一般都是呈現體溫計和溫度計實物，通過學生觀察體溫計和溫度計的結構不同來認識體溫計。這樣的教學設計雖也體現科學的探究比較過程，但學生的思維受到限制，學生只是機械的根據它們之間的不同來學習體溫計，至于為什么體溫計是這樣的設計結構還缺少更深層次的認識。

本案的實驗設計先從學生認知的溫度計入手，“呈現”溫度計；通過溫度計測量人體溫度中的不便處著手，“比較”溫度計，從而激發學生重新設計改造溫度計的興趣和欲望；學生在設計改造過程中，相互合作交流，逐漸找到了低成本改造的方案，“建構”起了體溫計模型；在建構的體溫計模型之后，不斷完善體溫計，達到“共享”先進體溫計帶來的生活上的便利。這樣的教學設計充分發揮學生主體作用，自主呈現、自主比較、自主建構，學生真正理解和掌握體溫計這一科學概念。

“呈現·比較·建構·共享”這四個環節既可以按照一堂課的先后順序線性的展開，也可以在課堂教學環節中非線性的出現，甚至能夠在教學過程中根據教學需要重復性的出現在課堂教學中。它們從不同維度反映師生之間的活動，可以是課堂一開始師生之間、生生之間就有“比較”，一開始就有師生之間新舊知識的“共享”，而“呈現”的方式、時機和內容都應根據教學內容和活動靈活的變動。本案“體溫計”教學中在學生建構體溫計這一環節中，教師將學生改進的方案不斷的呈現，學生又根據呈現的方案再次改進，再次呈現，最后通過比較，建構出體溫計模型。在共享體溫計這一環節中，教師又通過呈現水銀體溫計的種種弊端，否定水銀體溫計，最終學生們在教師的幫助下認識了更多的其他原理的體溫計。

實踐證明，基于“呈現·比較·建構·共享”的教學設計符合學生的認知水平和發展方向，以呈現學生認知上暴露出來的問題為原點的科學教學設計課堂，可以使學生學習興趣濃厚、課堂參與積極、合作交流融洽、探究活動真實、概念建構牢固、知識應用靈活，是真正的高效課堂、理想課堂。

【參考文獻】

[1]張渝江.翻轉課堂變革[J].中國信息技術教育，2012（10）

[2]尹鐵燕，彭羽.翻轉課堂研究述評[J].當代教育論壇，2015（01）