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基于三個(gè)轉(zhuǎn)變，有效落實(shí)指向科學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)
發(fā)布時(shí)間：
2021-12-10 14:34
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思維型課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)聚焦思維， 從思維能力培養(yǎng)的視角進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。教師從舊知中挖掘新意，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人的價(jià)值，真正 推動(dòng)科學(xué)教學(xué)走向素養(yǎng)的落地，走向深度，是科學(xué)教學(xué)探討的重點(diǎn)。
思維型課堂教學(xué)強(qiáng)調(diào)聚焦思維， 從思維能力培養(yǎng)的視角進(jìn)行教學(xué)設(shè)計(jì)。教師從舊知中挖掘新意，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人的價(jià)值，真正 推動(dòng)科學(xué)教學(xué)走向素養(yǎng)的落地，走向深度，是科學(xué)教學(xué)探討的重點(diǎn)。
本文以浙教版初中科學(xué)教材七年級上冊第二單元《器官與系統(tǒng)》一課為例，探討了教師應(yīng)如何 基于三個(gè)轉(zhuǎn)變，在科學(xué)課堂中有效發(fā)展科學(xué)思維，落實(shí)科學(xué)核心素養(yǎng)。
從教知識到教思維，轉(zhuǎn)變教學(xué)認(rèn)知
“雙減政策”的頒布，對當(dāng)前學(xué)校的教學(xué)和作業(yè)設(shè)計(jì)都提出了新的要求。對于教師的課堂教學(xué)而言，減負(fù)并非簡單地減去知識量，而是提高知識傳授的質(zhì)量和效率。
比如當(dāng)前初中科學(xué)教學(xué)中常見的問題在于，從知識層面而言，初中科學(xué)教材內(nèi)容與小學(xué)有較強(qiáng)的銜接重合度，特別是對于七年級教材中所涉及的內(nèi)容，大部分事實(shí)性知識其實(shí)學(xué)生在小學(xué)階段已經(jīng)熟悉知曉，若初中的教學(xué)仍停留在教授知識層面，對于有基礎(chǔ)的學(xué)生而言，這部分課堂是相對低效的，其作業(yè)的鞏固在一定程度也可能是一種負(fù)擔(dān)。
為此，如何從舊知中挖掘新意，深化學(xué)科核心素養(yǎng)是科學(xué)教學(xué)探討的重點(diǎn)。而基于科學(xué)核心素養(yǎng)的思維型課堂能在一定程度上解決這個(gè)問題，當(dāng)我們從知識傳授層面轉(zhuǎn)變?yōu)樗季S發(fā)展階段，可以達(dá)到以下兩點(diǎn)效果：
第一，對于課堂的時(shí)間利用，可以避免無意義的知識重復(fù)，提升課堂質(zhì)量；
第二，培養(yǎng)思維和能力，對應(yīng)用遷移能力的關(guān)注，能實(shí)現(xiàn)一堂課解決未來多個(gè)問題的目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)高效習(xí)得。
什么是科學(xué)核心素養(yǎng)？義務(wù)教育科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)修訂組組長胡衛(wèi)平教授在《科學(xué)學(xué)科的核心素養(yǎng)及其內(nèi)涵》中作了如下解釋:
學(xué)生在接受科學(xué)教育過程中逐步形成的適應(yīng)個(gè)人終身發(fā)展和社會(huì)發(fā)展需要的必備品格和關(guān)鍵能力，是學(xué)生通過科學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)化的帶有科學(xué)學(xué)科特性的品質(zhì)，是科學(xué)學(xué)科育人價(jià)值的集中體現(xiàn)。
而科學(xué)素養(yǎng)的核心則是科學(xué)思維與創(chuàng)新。
科學(xué)思維其中一方面體現(xiàn)為抽象性與形象性的統(tǒng)一，兩者往往同時(shí)出現(xiàn)在科學(xué)思維中，相互作用、相互補(bǔ)充。因此在科學(xué)教育中我們要關(guān)注具體事物和抽象概念之間的關(guān)系建立。
尤其是對于概念建立類型的課堂中，教師需要更關(guān)注如何引導(dǎo)學(xué)生從熟悉的具體例子中歸納得出這一類具體例子所共有的抽象概念或特點(diǎn)，引導(dǎo)學(xué)生透過現(xiàn)象看本質(zhì)，挖掘具體知識點(diǎn)的上位抽象概念。
胡衛(wèi)平教授指出，科學(xué)思維包含了多種基本方法，包括分析與綜合、比較與分類等。
這些基本方法或多或少都在課堂中被應(yīng)用，甚至對于學(xué)生而言也并不陌生，但如何培養(yǎng)這種方法能力，教師需要從提出方法概念做起，讓學(xué)生明確這種方法的常用情境和操作策略 ，并在課堂中給予足夠的留白時(shí)間用以練習(xí)應(yīng)用這種方法，方法是需要在不斷的嘗試中被熟悉和內(nèi)化的。
下面，以浙教版初中科學(xué)教材七年級上冊第二單元《器官與系統(tǒng)》一課為例，探討科學(xué)課堂中如何有效發(fā)展科學(xué)思維，落實(shí)科學(xué)核心素養(yǎng)。
從新角度找真素養(yǎng)，轉(zhuǎn)變教學(xué)起點(diǎn)
浙教版初中科學(xué)教材七年級上冊第二單元是一級主題“存在的自然”中“物質(zhì)系統(tǒng)的層次”的起始章節(jié)內(nèi)容。配套教參提出本章內(nèi)容是按照微觀（細(xì)胞水平）——中觀（生物個(gè)體水平）——宏觀（生物多樣性）次序進(jìn)行編排，并為第三單元“人類的家園——地球”更宏觀的探究打下基礎(chǔ)。
該單元整體教學(xué)內(nèi)容從思維角度都強(qiáng)調(diào)了“分類”的基本科學(xué)方法，從生物與非生物的分類、到細(xì)胞類型、組織類型、器官和系統(tǒng)類型的分類都體現(xiàn)了這一方法思想。
因此，在對該單元教學(xué)內(nèi)容的整體性設(shè)計(jì)上，筆者通過多次嘗試“能分類嗎？你的分類依據(jù)和結(jié)果是什么？”來加強(qiáng)對分類這一科學(xué)基本方法的應(yīng)用，從而初步建立“比較與分類”的科學(xué)思維，實(shí)現(xiàn)突出課時(shí)中的“分類方法”，并逐步從方法提升到“比較與分類”的科學(xué)推理思維層面。
而本文探討的《器官和系統(tǒng)》是該章節(jié)第三節(jié)中的第3課時(shí)，從內(nèi)容上分析，是在細(xì)胞和組織的已有知識基礎(chǔ)上，對生命結(jié)構(gòu)層次認(rèn)知的進(jìn)一步完善。
從思維能力分析，除了對分類思想的挖掘，這節(jié)課嘗試從“已知”倒推“原因”。根據(jù)已有的知識基礎(chǔ)，提出相關(guān)疑問“為什么xx屬于器官”，進(jìn)而從定義出發(fā)，搜集相關(guān)事實(shí)證據(jù)，培養(yǎng)證據(jù)意識。
整節(jié)課通過“對葉片和皮膚進(jìn)行比較”的方法建立科學(xué)思維的抽象性與形象性的統(tǒng)一性，引導(dǎo)學(xué)生尋找具體案例的抽象共同點(diǎn)，即器官概念的得出。
此外，教師通過引導(dǎo)學(xué)生分析為什么某一結(jié)構(gòu)屬于器官層次，從而建立學(xué)生基于證據(jù)得出結(jié)論并做出解釋的科學(xué)探究能力，而這恰恰也是科學(xué)核心素養(yǎng)的重要方面。
從新范式找新框架，轉(zhuǎn)變教學(xué)過程
學(xué)校結(jié)合思維型教學(xué)的五大基本原理提出了“六學(xué)六思”的課堂教學(xué)模式，這為教師在課堂中激發(fā)學(xué)習(xí)內(nèi)驅(qū)力、調(diào)動(dòng)課堂參與度、提升課堂思維量提供了有力抓手。
以科學(xué)素養(yǎng)培養(yǎng)為主導(dǎo)，結(jié)合教學(xué)內(nèi)容和設(shè)計(jì)的需求，本節(jié)課教學(xué)設(shè)計(jì)可以概括為“四學(xué)四思”。
第一環(huán)節(jié)，激學(xué)導(dǎo)思。思維型教學(xué)指出，在教學(xué)中需要?jiǎng)?chuàng)設(shè)良好的課堂情境，適當(dāng)制造認(rèn)知沖突，激發(fā)學(xué)生內(nèi)在的學(xué)習(xí)主動(dòng)性，使其以主動(dòng)渴求學(xué)習(xí)知識的姿態(tài)融入課堂。
在上這堂課之前，學(xué)生已經(jīng)分別學(xué)過了葉片及人體皮膚中的組織類型以及其所具有的功能。該環(huán)節(jié)中，教師帶領(lǐng)學(xué)生回顧舊知，并順勢提出問題引發(fā)認(rèn)知沖突：
葉片屬于植物個(gè)體的一部分，皮膚屬于人體或者說動(dòng)物個(gè)體的一部分，但如此不同的兩個(gè)對象，你能否嘗試找出它們之間的共同點(diǎn)呢？
這樣的設(shè)計(jì)既能回顧組織相關(guān)知識為后續(xù)“證據(jù)意識培養(yǎng)”做好知識準(zhǔn)備，同時(shí)又基于已知提出有聯(lián)系的新問。希望能借這一環(huán)節(jié)使得學(xué)生初步意識到組織與系統(tǒng)之間的關(guān)系，打下構(gòu)建生物結(jié)構(gòu)層次的認(rèn)知基礎(chǔ)，具體設(shè)計(jì)如下：
環(huán)節(jié)一
一起回顧葉片和皮膚中分別含有哪些組織類型以及它們所具有的功能。
環(huán)節(jié)二
思考：葉片屬于植物個(gè)體的一部分，皮膚屬于人體或者說動(dòng)物個(gè)體的一部分，但如此不同的兩個(gè)對象，你能否嘗試找出它們之間的共同點(diǎn)呢？
思考支架
由什么結(jié)構(gòu)層次構(gòu)成？
整體具有某一具體功能嗎？
（這兩點(diǎn)直接指向器官的定義。）
第二環(huán)節(jié)，自學(xué)獨(dú)思。對于植物的器官，學(xué)生其實(shí)非常熟悉，對于普通提問“你知道植物有哪些器官嗎”都能立刻回答。
但這一認(rèn)知更多是停留在識記層面，對這一已知知識要挖掘其思維深度，可以從讓學(xué)生知其然并知其所以然的角度嘗試，比如“為什么根屬于器官。”
這一提問形式的轉(zhuǎn)變，從“植物有哪些器官”到追問“為什么他們屬于器官”，在一定程度上能避免學(xué)生只停留在對已知熟悉結(jié)構(gòu)的分辨，而無法根據(jù)提供的介紹背景來分辨該結(jié)構(gòu)屬于哪一層次這一窘境。
基于此，教師設(shè)計(jì)了兩大探究任務(wù)，引導(dǎo)學(xué)生尋找支撐結(jié)論的證據(jù)，并滲透分類的思維方法，使之對器官的概念和定義有深度認(rèn)知。
任務(wù)一：尋找植物中有的器官
子任務(wù)一
我們已經(jīng)知道了葉子屬于植物器官，你還知道哪些也屬于植物器官？
子任務(wù)二
你能否從定義出發(fā)，提出能證明"xx是植物器官"的證據(jù)。
（該結(jié)構(gòu)中包含哪些組織，其功能是什么，是否符合器官的定義？）
子任務(wù)三
器官能否再次進(jìn)行分類，分類的依據(jù)和結(jié)果是什么？
（對分類方法的嘗試應(yīng)用。）
任務(wù)二：尋找人體中有的器官
子任務(wù)一
皮膚是人體最大的器官，你還能舉例哪些人體中存在的器官？你的理由是什么？
子任務(wù)二
你舉出的器官例子中能否再次分類？你的依據(jù)和結(jié)果是什么？
第三環(huán)節(jié)，組學(xué)辨思。對于人體系統(tǒng)，大部分學(xué)生都有基本的認(rèn)知?？梢岳眠@一學(xué)情優(yōu)勢，通過小組討論分享的方式，進(jìn)行組內(nèi)知識的互相補(bǔ)充，既能避免滿堂灌輸?shù)恼f教式教學(xué)，又能調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和課堂參與度，真正實(shí)現(xiàn)把課堂還給學(xué)生。
比如，在授課過程中，有部分學(xué)生是能對小腸的功能進(jìn)行拓展補(bǔ)充的，那對于班內(nèi)學(xué)生而言他們的課外知識就可以通過互相補(bǔ)充或者反駁來推進(jìn)課堂進(jìn)度，而不再停留在哪怕知道也要再聽老師重頭講一遍的窘境。
在這一環(huán)節(jié)中，教師圍繞“系統(tǒng)定義的提出和分析”這一核心任務(wù)設(shè)計(jì)了三個(gè)子任務(wù)，用情境化的教學(xué)方式讓學(xué)生合作完成認(rèn)知的建構(gòu)。具體如下：
任務(wù)三：系統(tǒng)定義的提出和分析
子任務(wù)一
對我們列舉的器官中，你是否發(fā)現(xiàn)有些器官有著相似的功能？
子任務(wù)二
你能否以"食物在人體內(nèi)的旅游線路"為主題整理一份"旅游攻略"。
同時(shí)注意，不同景點(diǎn)（消化位置）是否有著不同特色的天氣（消化液）？
（以小組討論的方式開展，請小組代表上臺展示，教師適當(dāng)進(jìn)行補(bǔ)充。）
最終嘗試總結(jié)消化系統(tǒng)的功能并提出系統(tǒng)的定義。
子任務(wù)三
根據(jù)系統(tǒng)協(xié)同工作的功能不同，人體常見的系統(tǒng)可再次進(jìn)行分類，分類的依據(jù)和結(jié)果是什么？
（教師可對八大系統(tǒng)進(jìn)行簡單的說明。）
第四環(huán)節(jié)，拓學(xué)創(chuàng)思。在對細(xì)胞、組織、器官和系統(tǒng)的學(xué)習(xí)之后，生物的結(jié)構(gòu)與層次關(guān)系鏈也就形成。但學(xué)習(xí)這些具體層次的意義是什么，對于大部分學(xué)生而言是未曾想過的。這也是該單元中應(yīng)被強(qiáng)調(diào)的“結(jié)構(gòu)與功能相適應(yīng)”觀念。
因此，值得探討的問題是“是否所有生物都具有多種層次”、“其結(jié)構(gòu)層次與生理活動(dòng)相適應(yīng)嗎”以及“擁有不同層次的生物是否在生理活動(dòng)上存在著差異”。
這樣的設(shè)計(jì)可以避免學(xué)生只是學(xué)習(xí)不同層次的結(jié)構(gòu)以及典型例子，而并未從生物宏觀角度理解各層次之間的相互聯(lián)系和對其個(gè)體的意義。具體設(shè)計(jì)如下：
任務(wù)四：探究不同結(jié)構(gòu)層次生物的關(guān)系
子任務(wù)一
根據(jù)新學(xué)知識，分別寫出植物和人體的結(jié)構(gòu)層次。
子任務(wù)二
對結(jié)構(gòu)層次進(jìn)行進(jìn)一步思考：
1、所有的生物都有多種層次嗎？請舉例說明（教師補(bǔ)充）
2、生物的結(jié)構(gòu)層次能滿足它生理活動(dòng)的需求嗎？
3、不同結(jié)構(gòu)層次的生物在生理活動(dòng)上有差異嗎？
（成果可根據(jù)課時(shí)或者學(xué)生學(xué)情選擇課堂展示或者科普手抄報(bào)提交。）
總而言之，在思維型教學(xué)中，教師需要聚焦思維，從思維能力培養(yǎng)的視角考慮課堂的設(shè)計(jì)。
基于科學(xué)核心素養(yǎng)的課堂教學(xué)，需要對科學(xué)思維能力的培養(yǎng)予以高度重視；而基于科學(xué)核心素養(yǎng)的思維型教學(xué)實(shí)踐，能夠有效引領(lǐng)教師從舊知中挖掘新意，實(shí)現(xiàn)學(xué)科育人的價(jià)值，真正推動(dòng)科學(xué)教學(xué)走向素養(yǎng)的落地，走向深度。
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