時間:2023-09-18 17:40:23
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一、 問題的提出和分析
也是由于清晰而有序地呈現科學知識的需要,在理科教材中,各單元的知識基本上被按照由淺入深、由簡單到復雜、由概念到規律的原則,沿著線性的路徑編排。一個單元常常始于知識點或技能點――這些知識點或技能點在成人看來是非常重要的,是學習后面的核心概念必備的。但在有些單元中,始于知識點的學習,可能不利于單元核心概念的有效建構。如初中科學《運動和力》一章中,“改變物體的運動狀態需要有力作用于其上”是該章的核心概念。如果沿著教材的編排順序學習,則是先機械運動、勻速直線運動、力、重力、摩擦力等概念,至第七節核心內容“牛頓第一定律”才在教師的引導下開始思考核心問題:運動與力究竟有什么關系。最后學生雖然也會復述牛頓第一定律,但由于在生活中形成的前概念十分頑固,單元核心概念并未真正建構,至后面解決稍復雜的實際問題則錯誤百出。
教育作為完善人性的活動,是一種復雜性現象,具有非線性、混沌、非還原性等基本屬性。[1]人的認知是沿著“整體―局部―整體”的路徑非線性發展的。按學科邏輯順序編排的教材常常與初中生的心理順序之間存在著矛盾。如果讓學生按部就班地沿著線性的路徑學習,他們貌似在教師的牽引下一步一個腳印地前進著,但由于學生與成人的信息嚴重不對等,只見“樹”不見“林”。他們由于對局部知識的意義不明,內在動機不足,問題意識缺乏,從而缺少引入并建構概念的意向。誠然,沿著線性路徑編排的單元內容,為學生準確地了解科學概念及其相互關系提供了有利的條件,也充分體現了科學學科嚴謹的邏輯體系,確有其自身優勢。但是嚴格的邏輯形式體現了學科專家、內行者所取得的結論,剛剛開始入門的初中生的學習起點如果從邏輯體系開始,可能會因遭遇較大的困難而帶來一系列問題。因此,在課程實施中,教師需要從初中生的認知特點和內在需求出發調整學習內容的順序,讓其與學生的心理順序相適應,以促成其最后對學科邏輯體系的把握。
二、整體化單元學習的特征、意義和策略
我們在單元教學中,試圖跳出分析性、線性的思維,以長遠的眼光,整體考慮、統籌安排學生在整個單元的學習進程,讓學生及早觸及主干和核心問題,體會到所學內容的意義和價值,從而產生較為強烈的求知動機和興趣。
1.整體化單元學習的特征
整體化單元學習的基本特征是始于一個完整的對象,如一個現象、一個情景、一項任務、一個需要探究的問題。從學生的學習狀態來說,相對于線性化、碎片化的學習始于知識點和技能點,整體化的學習始于對學生有意義的整體性的事物,因而學生明白局部知識學習的意義,對單元學習有著一定的掌控感,內在學習動機得以激發。從學習結果而言,整體化的單元學習獲得的知識具有整體感,并且比較有利于學生對核心概念的理解達到較深的層次,更重要的是,學生在獲取知識的同時,思想方法和情感也得到提升。
2.整體化單元學習的意義
首先,整體化單元學習體現了對人之向學天性的尊重和順應。人是天生的學習者,呵護和激發學生的學習主動性和巨大潛能是促使學生高質量地完成學習任務的基本前提。人類的好奇心常常指向于整體的事物而不是零碎的知識點和技能點。人的知識常常棲息在對某一個整體的領悟上面,只有完整的事物才對學生有著生命意義。整體化的單元學習在單元伊始即引學習者入門,把意義還給學生,把整體任務和核心問題交給學生,還給學生知情權和駕馭感,喚起學生的責任意識和學習自覺。因此,整體化學習是對學生內在需求的呼應,是對人之天性的深層次尊重。
其次,整體化單元學習有利于學生自我調控意識和能力的激發。真正的學習是內在和自我驅動的,學習的過程需要自我監督、自我調整和完善。鑒于學生頭腦中頑固的前概念的存在,科學概念的建構,僅僅激活學生的已有經驗是不夠的,而要讓學生意識到舊經驗與新經驗之間的矛盾和沖突,即發生認知沖突。在整體化的單元學習中,學生的認知沖突及早地被引發甚至激化,十分有利于激發學生自我調控學習的意識和能力。
最后,整體化的單元學習促進學生對單元核心概念的有效建構。如對于“運動與力的關系”這一概念,在單元學習之初就以活動形式引發學生思考、暴露前概念,并在長達近二周的時間里圍繞核心問題進行反復提問、解釋,再經課堂上的質疑、辯論以及實驗、推理,核心概念的建構猶如五谷經長期發酵、醞釀,甘洌的美酒自然天成。較之原來僅在一節課內被動完成,學生對概念的理解深度則進了一層。
3.整體化單元學習的策略
整體化的學習需要教師精心的整體化教學設計。在單元伊始教師需及早給學生創造機會,讓其登高眺遠,俯瞰全貌,對于何處有溝壑,何處有山峰,何處是需集中火力的目標有個概略的感知。常用策略有二。其一,例子入手,讓思維作胚胎式發展。[2]以整體性的例子為載體把意義還給學生。例子可以是一段歷史、一項活動,或者是一項任務、一個課題,單元學習就可以在此基礎上展開。在科學單元學習中,最多被采用的例子是學生活動。其二,先做后會,讓體驗成就感悟。學生不是先行接受條文,而是讓學生可以先在一個相對自由的學習環境中活動、體驗。全身心投入的活動是整體的,在此過程中,許多信息、問題和想法會接踵而來,學生可能會進入一種明白了其中道理但無法準確表達的狀態,為進一步的理性提升和符號化作好準備。
三、整體化單元學習的進程及機制分析
在初中科學的單元學習設計和實施過程中,我們從例子(如活動)入手,讓學生先感知整體問題,再在整體的背景下認識局部,最后在較高的層次上把握整體,建構核心概念。筆者曾與學生一起經歷了《運動和力》一章的單元教學過程,學生的學習進程如下。
1. 活動中觸及核心問題
在“機械運動”一節后,學生即在活動單的引導下,在課外活動時間完成幾項活動。 “活動一”是一項大型實驗:由兩位同學到對面的五樓把包有彩色布的大鐵錘自靜止開始釋放,全班同學則一起觀察鐵錘的下落過程。 “活動二”是四人小組合作,輪流騎自行車,要求盡量讓自行車走直線,經歷起動、勻速、剎車三階段,并思考背后的原因。還有兩項活動則作為家庭作業,由學生自行設計完成。活動后,學生在活動單上填寫各項活動中產生的困惑和希望解釋的現象,并“試著解答”。當然,發給學生的活動單上特別要求學生在觀察和活動過程中思考“物體運動狀態保持不變或變化背后的原因”。
人的思維發展不是呈簡單的累積形態,而是作胚胎式、內核式發展的。思維的發展需要一個有意義的事物作為胚胎,源于學生的生活或活動的事物最為合適,因為它有可能幫助認知母體調動全部心智參與學習。[3]在本單元中,幾項活動正好充當了學生思維發展的胚胎和內核,學生的思維就此基礎上展開。這幾項活動雖屬個別,卻是完整的,是極好的例子。就如一幅全息照片的每一個碎裂的小片包含著整個景物的信息,活動中也包含著速度、力、重力、摩擦力等概念和運動與力的關系。另外,由活動也給充分暴露前概念創造了極好的機會。并且,頗具沖擊力的活動也點燃了學生的思維和學習熱情。活動為學生的學習創設了真實而蘊含問題的情境,有利于學生直覺、整體地感知研究對象的內部和外部的聯系,觸及核心問題。整個單元學習就圍繞核心問題展開,原來零碎的知識點學習轉換成了主題式、問題解決式的進程。
2. 解釋現象中暴露前概念
學生活動后,是一節以“運動與力究竟有什么關系”為主題的匯報交流課。各小組先交流在活動中提出的問題和嘗試性的解答,再進行班級交流。教師在黑板上記錄下各組關于運動與力的關系的觀點。大多同學認為“有運動就有力”,“運動產生力”。但是,也有反對者認為,“運動不一定需要力”,并以足球被踢出去后仍可以在地上滾作為事實依據。其實,早在“活動一”前,預測鐵錘下落過程的運動狀態及給出解釋時,學生已經暴露了他們的前概念。他們認為,從五樓下落的鐵錘速度應該越來越快,因為“離地面越近,重力越大”。
整體化單元學習中,學生的前概念暴露得充分且及時。在本單元中,活動在離“牛頓第一定律”一課的學習尚有二周的時候進行。活動中,學生情緒高漲,思維活躍,并且,緊接著的匯報交流課又為他們提供了表達和思維碰撞的機會。此時,學生的前概念得以充分暴露并被教師有意識地激化,強烈的認知沖突以及解開疑惑的欲望開始形成。
3. 帶著問題學習局部概念
在“匯報交流課”中,教師把從學生嘴巴里“掉出”的力、重力、摩擦力等詞都一一記錄在黑板上。臨下課時,面對學生對“運動與力關系”的兩種不同觀點,教師建議他們先設法把這些基本概念搞明白,再來作出正誤判斷。接下來局部概念的學習,基本回到教材編排的順序進行,但在教學方式上,已少了教師的步步牽引,多了學生的自主探索。在對物體作受力分析時,學生會突然蹦出一句“它會做什么運動?”“如果沒有這個支持力,它會陷下去嗎?”在這些學生的心中,物體的受力情況已與運動狀態密切相關,而不是井水不犯河水。尚未解開的“運動與力的關系”問題常常困擾著他們,要進一步搞明白運動與力的關系已經成了他們自己的需要,盡管當時并沒有人對他們有這樣的要求。
4. 論證中建構核心概念
在前面的“匯報交流課”中,學生的觀點有:一派與亞里士多德的相似,另一派(少數派)與伽利略的類似。對此,教師并不加以評判。到了第七節“牛頓第一定律”的學習。教師下發前置任務單,引導學生就 “運動與力的關系”作深度思考,問:“現在,你持什么觀點呢?請列出能支持你的觀點的事實或你的實驗方案。”課堂上,首先,學生在各小組內交流自己的觀點和支持觀點的事實。稍后,觀點有爭議的小組先在全班交流。“牛頓第一定律”一課成了辯論課。盡管大部分學生由于習慣思維起作用,已經認同了教科書上的觀點,但也有極少數學生不愿在自己尚有疑惑的情況下輕易接受結論,于是成了“反方”。在兩方辯論中,各自舉出不同場景中的事實加以論證,如踢出的足球、太空中的運動物體、被甩出軌道的過山車等,想方設法說明自己的觀點成立。最后,教師給各組分發小車、木板、棉布、毛巾等器材,并引導學生著重探究阻力對物體運動的影響。大家用外推法得出牛頓第一定律。
重要科學概念的建構,需要經歷對相關現象背后的機制和成因的論證過程。在本單元學習的各個階段,學生的認知和思維水平在進步,因而論證能力也在提升。在早期“活動”后的匯報交流課中,學生雖有初步觀點,但因概念不清、證據不足,說服力不強。而到了“牛頓第一定律”一課,經近二周的醞釀,思路打開了,帶到課堂上的資源也豐富了。“有備而來”的學生侃侃而談,或擺事實或提議做實驗,當有人持錯誤觀點時,會有多名同學舉出反例加以駁斥。至此,核心概念的建構已是“萬事俱備,只欠東風”。
5. 解決實際問題中拓展
“二力平衡條件”是對牛頓第一定律的補充和拓展,是生活在地球表面附近的人,在真實情境中運用運動與力關系可以推得的必然結果。經歷了單元整體學習的學生有了較強的問題意識,主動提出了“地球上的物體受重力為什么卻能保持靜止或勻速直線運動”這一問題,教師則從學生的疑惑出發,順勢而為,幫助學生完成對核心概念的拓展。該章學習結束時,學生先行獨立整理知識,并以概念圖表達各概念間的關系。
總之,圍繞核心概念的建構展開整體化的單元學習,把學習重心從零碎的事實和局部的知識轉移到理解可遷移的核心概念和知識結構上,有利于學生對科學思想方法的深刻理解,也有效地促進了單元核心概念的建構。本文案例所述整體化單元學習的進程一般適用于知識脈絡清晰,核心概念鮮明的單元。在初中科學教材中,有的“章”內容豐富且涉及面廣,不止一個重要概念,則可分成若干小單元,進行整體化的學習設計。如在《體內物質的運輸》《透鏡與視覺》《金屬和合金》等小單元中,均打破教材中小單元的知識呈現順序,以生動的整體性例子切入,讓學生沿著問題解決的思路展開學習。當然,整體化單元學習給教師提出了更高的要求,需要教師具有全局意識,以系統的眼光看待問題;需要教師錘煉自己的學科功底,站在學科和單元的高度整體把握教學內容;需要教師有強烈的學生意識和以生為本的價值取向,能從學生的實際情況出發,在單元規劃的基礎上進行具體課時的微觀設計,最后在課堂中創生師生“自己的課程”。
最后值得一提的是,碎片化的教學評價極大地制約著走向整體化學習的進程。學校里頻繁的月考、聯考以及緊隨其后的排名,壓得教師無暇顧及整體而只顧眼前某幾節內容的知識點、技能點的落實;各類考試中瑣碎、繁多、專給學生挖“陷阱”的碎片化的試題導致碎片化的學習。走向整體化學習,也訴求教學評價的整體化。
參考文獻: