◇孔令強(山東:肥城市教育科學研究中心)
科學課程旨在培養學生的核心素養,為學生的終身發展奠定基礎。在科學教學中,如何讓立德樹人目標落地;怎樣引領學生掌握基本的科學方法,發展科學思維,形成正確的科學觀念;等等,成為今后一個時期教師教學需要關注的重要問題。為此,筆者根據2022 版《義務教育科學課程標準》的精神,結合教學實踐,構建了“三線并進雙板書”的課堂教學模式。
“三線”,即德育線、知識線、方法線。立德樹人是根本任務,知識是文化的載體,方法是最有價值的知識。教材由一個個知識點組成,每個知識點都可以向前、向后延伸。課堂上,教師引導學生探求知識的來龍去脈,便形成了知識線。各個知識點衍生出相關的德育點、方法點,德育點構成德育線,方法點構成方法線。
“并進”,指多條線一起行進,一并前進,同時彰顯。
“雙板書”,指在板書中呈現知識形成和方法凝練的過程。一般左側構建知識結構圖,是當堂課落實課程標準的知識點,也是知識形成的路線圖;右側呈現當堂課用到的方法,讓學生知道如何運用方法獲取知識。左右兩側的板書不是孤立存在的,而是有內在聯系的,體現“左右相伴、和諧共生”的教學理念。
思想是行動的先導,理論是實踐的指南。“三線并進雙板書”導向的科學課教學中創設了點、線、面、體交織的立體教學空間,讓學生獲得探究、碰撞、頓悟、表達、成功的機會,提升學生的核心素養。
一節好課,為什么所有人都覺得好?往往是因為教師將育人做到了春風化雨、潤物無聲的境界。教學要走向以學科素養為核心的育人本位,以立德樹人引導教學體系建設,統領課堂教學改革,將立德樹人貫穿教學全過程,融入教學各環節。
以筆者執教的《自行車胎為什么會爆裂》為例,本課的德育線有:習慣養成、法規在線、安全提示、服務他人。課堂中提醒學生如何聽講、發言、傾聽、合作等,就是習慣養成。出示中國道路交通安全法規定“青少年必須年滿12 周歲才能騎自行車上路”,讓學生意識到遵規守法才能保證交通安全和人身安全;出示學校車棚的圖片,讓學生意識到自行車要按要求停放,擺放整齊,這是規則意識的培養。探究過程中要提醒學生注意玻璃器皿、熱水的使用安全,是生命教育中“關愛自己”“關愛他人”和“安全教育”的體現。讓學生在爸爸給輪胎充氣時,根據所學知識做出提醒,就是學以致用,服務他人,密切了科學技術與社會、生活應用的關系。
學習是一件怎樣的事情?《腦與學習》指出,學習是尋找與創建意義的過程。學習內容本身不代表有意義,只有學習者把學習內容和已有的知識建立了聯系才會產生意義。
對于月球和地球的內部結構,無法直觀探究。筆者上課時,引導學生觀察太陽、桃子、蘋果的內部結構,學生發現它們都有三層,在歸納的基礎上初步認識到多樣化物質世界具有統一性。通過演繹推理再預測地球和月球內部是否也分為三層,且都有一個內核。最后展示地球和月球內部結構圖,驗證猜想——地球由內而外分為地核、地幔和地殼;月球由內而外分為月核、月幔和月殼。每個知識點,都不可能孤立存在,知識與知識之間有內在聯系,教師的作用在于引導學生發現這種聯系,把知識之間的脈絡找到。這就是知識網絡建構的過程。
觀念能夠促使學生積極開展科學學習活動,并對學生參與科學活動的價值取向提供合理性指導。教師要注重培養學生的科學觀念,促使學生形成科學學習能力,為學生的未來發展打好基礎。
執教《七色光》一課時,教師讓學生和牛頓一樣經歷兩次認知沖突。一是太陽光有時是彩色的,有時是白色的,到底是什么顏色的?與傳統觀念之間產生沖突。二是人們的傳統認識與牛頓的科學發現“太陽光是一種復雜的光”產生沖突。經歷兩次實驗——光的色散和合成實驗,得出了兩個實驗結論——從正反兩方面得出“太陽光包含不同顏色的光”的實驗結論。
課堂上,學生通過尋證、實證得出結論,建構科學概念,重演科學史實,經歷科學家的探究過程。他們不僅了解了科學知識的形成和發展過程、科學方法的發現和應用過程,還體驗了科學家的思維過程和實踐歷程,感悟了科學家不怕困難、敢于挑戰的科學精神,從而形成正確的科學觀念。
思維是智力的核心,是考查一個人智力高低的主要標志。恩格斯把思維譽為“地球上最美麗的花朵”。人的一切創造性活動都與思維能力有關。人類的進步從根本上說,就是人類思維的進步。因此,課堂中要主攻學生思維能力的提升。
教學《空氣占據空間》一課時,如何幫助學生建構“占據空間”的概念?教師可以引導學生這樣思維:

該思維路線圖呈現了引導學生運用類比推理的方法建構“占據空間”概念的過程。通過向瓶子內灌水,讓學生直觀看到瓶子內的空間逐漸被水占據,建立“占據”的科學概念。再結合石頭、桌子、人等也占據空間,歸納出液體、固體占據空間。而氣體是物質存在的另一種形式,從而類比推理出空氣也能占據空間。
還可以這樣引導學生思維:

杯子里有黃豆,說明固體能占據空間;杯子里有水,說明液體能占據空間。這些都是學生觀察到的,屬于事實性知識。固體、液體、氣體是物質的不同存在形式,通過出示空杯子,可以推理出氣體可能占據空間。
“授人以魚,不如授人以漁。”面向未來和學生的終身發展,我們需要教給學生科學的學習方法,發揮教師在課堂教學中的指導作用,讓內隱的方法顯性化,并讓學生在實際操作中得益。
筆者執教《自行車胎為什么會爆裂》一課時,就采用了問題轉化、生活情境轉化、實驗條件轉化等轉化方法。問題轉化法——“為什么”轉化為“與什么有關系”。如“夏天輪胎為什么會爆裂”轉化為“輪胎爆裂與什么有關”。生活情境轉化法——生活情境轉化成實驗場景。如夏天熱、冬天冷的環境在實驗中轉化為熱水、冷水;充氣的輪胎轉化為氣球、液柱等封閉的實驗裝置。條件轉化法——生活物品轉化成實驗物品,如用氣球密封瓶口等。
同時運用了現象到變化、現象到本質、規律到變化等推想方法。根據現象推想變化——根據氣球受熱、遇冷時的體積變化來推斷空氣體積的變化。根據現象推想本質——根據癟了的乒乓球受熱、遇冷時的變化推想出空氣具有熱脹冷縮的性質。根據規律推想變化——根據空氣熱脹冷縮的規律推想小噴泉受熱、遇冷時的變化。
在課堂教學中有意識地進行情感教育,構建良好的師生、生生關系,是學生學習和研究的動力源泉。沒有情感的教師是沒有力量的,情感能夠產生巨大的教育價值,是學生在未來的人生中超越知識的、恒久的力量。
筆者在執教《材料的漂浮能力》一課時,時刻關注學生的狀態,不斷尋找學生的閃光點,及時進行表揚鼓勵,有效進行情感教育。如為了防止沉船事故的發生,學生說要制作一艘不會沉的船,避免傷亡事故的發生,就表揚他有愛心;有的學生解釋現象時分析很到位,就表揚他具有科學家的潛質;有的學生書寫工整,記錄認真,就說科學家都善于做記錄,他就像一名科學家……整節課,在這樣的鼓勵下,學生都坐姿端正,認真實驗,積極思考,眼睛里充滿求知的欲望。課后,一名學生跑到筆者面前,說他聽了這節課,想著長大后要到材料研究所去研究新材料。聽到這樣的話,作為教育人,我感到很欣慰,學生的這種表現是對教師最大的褒獎,這節課達到了育人的終極目標。
優秀的課堂教學設計是課堂教學成功的第一步,也是課堂教學不可或缺的環節。好課堂都是設計出來的,有什么樣的指導思想,就有什么樣的理念,就有什么樣的設計,就會產生什么樣的效果。
如《水的三態變化》一課,如何讓學生真正掌握吸熱和放熱的本質,需要教師設計出讓學生真正明白的課堂活動。
吸熱和放熱是看不見的,但受熱和遇冷是可以感受到的,因此要將這兩個抽象的概念轉換成學生易于理解的現象。讓學生回憶夏天從冰箱中拿出雪糕時會有“白氣”的場景,這是由于存在溫差,周圍空氣遇冷,就發生熱傳遞,將熱傳遞給雪糕,相當于周圍空氣中的水蒸氣放熱。這是推理出來的。從現象層面講,酒精燈加熱就是被加熱的物體在受熱,雪糕讓周圍水蒸氣遇冷,這樣兩個概念就容易理解了。加熱時物體本身放熱,讓另一個物體吸熱。有吸熱的物體就有放熱的物體,比如水變成水蒸氣,水是液體,水要變成水蒸氣,就需要能量,有物體給它熱量才能變成水蒸氣。水蒸氣有足夠的能量,釋放掉能量才能變成水。怎樣釋放?就是遇冷。那么能量給了誰?在剛才的場景中,就是將能量傳遞給雪糕。這樣就從能量層面進行了解釋。
評價,不是把學生塑造成你想要的樣子,而是幫助他們把自己的優點發揮到極致。“評”固然重要,但“價”更重要。評價總是試圖尋找學生的最佳表現,而不是在與他人比較中的典型表現。評價是一種價值引領下的行為,更是一種價值判斷和價值引領的過程。評價的目的在于建立有效的動力機制。
教學《浮和沉》一課,描述浮沉現象時,一名學生說“這個尺子一搖一搖往下沉”,教師評價學生描述得非常生動。還有一名學生說“這個小木塊像個小跟班,我手到哪里,它就跟著我到哪里”,教師評價學生的語言非常豐富。在描述有的物體開始漂浮后來下沉的現象時,學生說“它是浮沉重合體”,教師沒有簡單用對與錯評價學生的回答,因為這恰恰反映出學生的觀念很先進。正如光是一種波,又是一種粒子,導致認知沖突,最后統一為“波粒二象性”。對于學生的精彩表現,教師能及時跟進評價,會在學生心中埋下一粒種子,促進學生科學素養的提高。
“三線并進雙板書”導向的科學課教學立足提升學生核心素養,既有探究體驗,也有方法提煉;既有思維碰撞,也有觀念轉變;既有能力提升,也有情感升華。它是思維型探究、德育化實施、進階式設計的總結與實踐。
本模式中的“三線”,其實并不僅僅指三條線,應是指“多條線”。比如問題線、思維線、評價線、情感線、觀念線等,均可以采用多線并行、一起推進的辦法。板書的內容,可以是知識,可以擴展為觀念;可以是探究的方法,也可以是思維的方法。這需要大家在實踐中不斷探索,形成新的模式。