公開課有時被詬病與真實課堂環境不同,是一種“虛假的表演”,但我們最近的調查和研究均表明,參與公開課展示活動及其準備、磨課的過程仍然是教師成長較快、行之有效的專業發展途徑之一。公開課要求教師按照課程標準要求的新理念和新方法教學,是落實課程標準的重要課改助推器,是革新常態課的重要抓手。課程標準要求科學課堂能激發學生的學習動機,加強探究實踐,鼓勵他們積極思考。如何才能上好一堂思維型的課,選題很關鍵,針對不同的選題有不同的處理方式。
一、選擇有明確探究問題和思維過程的課題
有的教師在接到公開課任務時往往有各種顧慮:是選擇容易實施的,還是有挑戰的?是選不易出錯的,還是容易出彩的?對年輕教師而言,建議選擇教材中較為成熟的能夠體現學生科學思維的課,避免脫胎換骨式大改的壓力,使他們更好地專注科學探究的過程。如《熱在水中的傳遞》《點亮小燈泡》《磁鐵的兩極》《晝夜交替》《四季變化》《加快溶解》《風的成因》《光是怎樣傳播的》《擺的快慢》《機械擺鐘》《增加船的載重量》《水的蒸發和凝結》《種子里孕育著新生命》《蚯蚓的選擇》等,這些課通常比較成熟,能夠按照確定的探究問題組織探究活動。教師選用這些課題作為公開課,只需要梳理學生的學習邏輯,激發、關注和回應他們關于科學現象的真實想法即可,不用特別花心思在情境的創設等方面,有針對性地順應他們想法開展教學,切實激發他們的積極思維。
以重慶市北碚區朝陽小學楊健偉老師執教的《熱在水中的傳遞》一課為例。教材已設計好不錯的探究情境和探究問題“給水加熱直至把水燒開,熱在水中是如何傳遞的?與在金屬中的傳熱方式相同嗎?”教師只需要花時間思考學生面對這個生活中常見的真實情境時會如何思考,以及為什么教材要把熱在水中的傳熱方式與熱在金屬中的傳熱方式進行比較即可。分析教材發現,《熱在水中的傳遞》在整個單元中處于承前啟后的地位,學生在學習了熱在金屬中的傳遞后,很可能遷移這個規律來解釋熱在水中的傳遞現象,繼而出現誤判。此時,教師先讓學生對U型管里的水加熱后的熱量變化(溫度)進行預測,發現給U型管一端加熱,并非離火源最近的地方溫度升高最快,而是在火源上方的水升溫更快,進而猜測熱在水中的傳遞可能與在金屬中的傳遞不同。
到底熱在水中是如何傳遞的?首先,教師讓學生預測給燒杯加熱后熱會如何傳遞,學生根據已有經驗和知識,做出自己的預判。接著,教師將學生不同的想法進行分類,大致有直線傳遞、向四面八方傳遞或翻滾傳遞等幾種常見的猜測。然后,教師引導學生加入茶葉末觀察,他們發現茶葉末在水中轉圈,進一步猜測熱在水中可能并不是沿直線或向四面八方傳遞的,更可能是用熱對流的方式傳遞。
要驗證熱在水中是否用熱對流的方式,重慶市江津區四牌坊小學李清老師繼續進行了研究。在此基礎上,教師讓學生預測燒杯中各處的溫度,如果熱在水中真是用熱對流的方式傳遞,那么各處的溫度會是什么樣的?學生由此開始驗證熱在水中的傳遞方式。這樣,學生就自主構建了熱在水中的傳遞的科學理解,在這個過程中他們的認知沖突不斷,思維被持續激活,體現了課程標準對科學課堂的新要求。
二、選擇探究問題和活動需要重新加工的課題
由于多種原因,有的課教材內容和活動的思維質量并不高,部分生命科學、地球科學的內容,更多以事實性知識和程序性知識為主,教材編寫者和教師都較難將其探究化。這類課題在公開課領域常常鮮有人問津,其創造難度較大,一般適合愿意挑戰和創造力較強的教師。如《食物網和食物鏈》《地球的結構》《心臟和血液》《導體和絕緣體》《巖石和土壤》《測量肺活量》《測量降水量》《杠桿》《浩瀚的宇宙》等。教師常常感覺這些課按照教材的設計上會索然無味,但又很難設計出讓自己和學生滿意的教學方案。選擇這類課題設計公開課,不僅需要修改問題情境和探究內容,還需要重新定位教學立意,從科學教育的價值層面再次思考每節課中學生學會什么更有意義。
以重慶市高新區李健老師指導的“天氣”單元中的《測量降水量》一課為例。通過研讀教材,教師發現在這個單元中,有測量氣溫、測量降水量、觀測風、觀察云等內容,基本都是程序性知識,很難激發學生的積極思維。再看本節課,教材聚焦“降水量是多少,怎么測量”的問題,研討“自制雨量器要注意什么”和“測降水量要注意什么”的問題,并應用遷移到“怎樣測量一場雪的降水量”。探究活動主要是自制雨量器和模擬降水、練習使用雨量器、確定降水量等級。學生為什么要學習使用雨量器和測量降水量?教材的設計沒有給學生一個學習的理由,他們的學習動機較差。整個探究過程中學生被動地接受任務,難以讓他們自主構建科學理解。
李健及其工作室成員有直面教學挑戰的自覺,一起研究此類難以深化科學思維的課如何提升學生的思維品質。他們認為,學生的學習需要與現實生活建立聯系,變科學普及為科學探究,讓他們知其然更要知其所以然。以此為指導,工作室調整了教學定位。教師先創設一個需要比較降水量大小的情境:每位同學對一場雨是大是小的判斷不同,需要統一評判標準。繼而提出探究問題:如何比較降水量?學生提出比體積、比質量、比水位幾種評判標準。教師為學生提供了自制的降雨模擬器,學生用不同規格的燒杯接“雨水”,記錄測量結果,比較體積、質量和水位。通過分析模擬、觀察數據,學生發現容器不同,測量的體積和質量都有很大不同,但水位的差別較小。再將降水量用于描述一個區、一個市和一個省,發現測量面積越大,比較體積和質量的差距會更大。通過綜合分析,學生認為比較水位更簡便。
調整后的教學,有別于直接告訴學生降水量的定義和測量降水量的方法,整個過程給了他們自主構建科學理解的空間,他們探究后深思熟慮地選擇測量降水量的方法,將陳述性知識和程序性知識轉化為探究技能。
三、選擇學生感興趣且值得探究的研究主題
對于課程意識較強的教師而言,他們上公開課時更希望能夠表達出在吸收、理解課程標準后自己的教學思想、教學主張及對科學教育的價值觀,具有一定的個性色彩。通常,這些教師更關注學生的探究興趣,樂意和他們一起做有益的探索,在選擇公開課的課題時,往往選擇他們感興趣且值得探究的研究主題。
重慶市江北區勝利村小學的舒剛老師在執教“聲音”單元時,發現學生對“土電話拉直了能聽得清,彎了、松了就聽不清”這個現象非常感興趣,但哪怕學了整個“聲音”單元還是不能很好地解釋這一現象。教師分析后認為,學生可能沒有置身于整個問題情境中,學習了零散的聲音知識,卻難以將知識碎片整合為知識網絡,難以靈活應用知識分析和解釋較復雜的真實現象。于是,教師打算重構“聲音”單元,直接用土電話這個學生常見也非常感興趣的現象作為初始問題情境,使他們的思維步步深入。教師在調查學生對土電話現象的理解時發現,他們在解釋這一現象時常常會將聲音視為物質或能量,提出“聲音會從棉線的縫隙里流走”“聲音從話筒出來,下到彎的地方就爬不上去,到不了聽筒”等猜想。教師認為,這是學習“聲音”單元需要解決的第一個問題,聲音是物質還是能量影響著學生對土電話現象的理解,也影響著他們對聲音的產生、聲音的高低等概念的理解。雖然教材并未關注聲音與能量的關系,但教師從科學本質的角度考慮,認為需要帶領學生對這個問題進行探究。
教師在公開課中以土電話這一現象導入,提出探究問題“為什么棉線繃直了聽得清,彎了、松了聽不清”。學生提出猜想:①聲音下坡容易,上坡難;②聲音會被彎折的地方阻斷;③聲音與振動有關;④聲音會從棉線的縫隙中流失;⑤聲音會在空氣中耗散;等等。教師根據學生的猜想,引導他們開展挑戰觀點的實驗,例如:針對學生認為的聲音能下坡、不能上坡和不能經過彎折的地方傳播,教師將土電話的棉線拉成V形,讓學生發現這兩個觀點錯誤;針對學生認為聲音與震動有關,教師讓他們觀察哪里有震動,聲音與震動是如何相關的;針對學生認為聲音會流失和耗散,教師讓他們觀察其他更致密的材料(鐵絲)或用空心的塑料管代替棉線的土電話,挑戰他們的想法。學生面對不斷出現的新現象和挑戰展開探究,發現聲音不完全像平時自己理解的物質,為后面學習波的概念埋下伏筆。雖然沒有直接提到波或能量,但學生通過這節課能夠感受到聲音不是普通的物質,這對他們理解聲音概念是一個重要的切入口。
小結
公開課的目的不是演繹最完美的教學,而是尋找更好的教學。教師在上公開課的時候,更重要的是傳達對課程標準理念的理解,發現教學中的重點、難點、痛點,給出自己的解決方案,探尋更適合學生素養發展的教學設計。聽課人在學習借鑒的同時,如果能被上課教師喚醒,自己也想嘗試給出解決方案,這樣公開課推動課改的作用也便達成了。不同發展階段的教師,都可以根據自己的教學實際,選擇不同的課題,為他人提供自己針對教學問題的解決思路,引發共鳴,喚起其他教師對此問題的關注和解決。
(作者單位:重慶市教育科學研究院)