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过去的五年,我们海淀区各个学科的教研员带领广大骨干教师研发了各个学科的《学业标准与教学指导》,做这件事的时候,我们就在思考标准应该有哪些维度?对于科学学科,我们最初的思考就是科学实践、科学概念、科学态度。
我们从2011年开始做这项工作,为什么一开始就用科学实践代替科学探究呢?我们当时的想法非常朴素,认为科学探究不足以概括所有的活动,所以就想用一个更具有统摄性的词来替代它,所以确定了科学实践、科学概念、科学态度这三个维度。我们的基本想法就是用科学实践指导学生掌握一些最基本最核心的科学概念,同时发展学生的科学态度。在学业标准里,我们把科学实践分为两个维度,一个是科学探究,一个是技术设计,这也是广泛学习很多资料以后得到的启示,同时也借鉴了《教作为探究的科学》一书中提到的关于实践的描述。美国新一代科学课程标准把科学实践描述为8种类型或者说8个部分,这8个部分在《不一样的电路连接》一课教学里都有所体现。
一是课堂的问题情境是一个真实的情境。孩子身边的霓虹灯、漂亮的夜景出现了问题,尤其是看到教学课件中第二张幻灯片的时候,我们区备课的老师当时都笑了。在这样一个玩笑式的生活场景当中,把一个科学现象引导成一个可以探究的科学问题,从现象“霓虹灯出故障了”,到问题“电路连接的什么地方出问题了”,再到“我要解决这个问题困难点在哪儿?我得检测。”因此,这堂课的难点是检测。这就是科学实践的第一部分:提出问题和明确需要解决的难题。
二是体现了设计和实施调查研究。从2个接线柱的检测到3个到4个,要检测几次?前两个步骤很简单,没有让学生动手做,到第四个比较复杂了,就放手让学生自己去探究,自己去检测。在这里设计并实施了一个系统性调查,利用数学和计算方法可以做出对物理系统的检测,对此预测予以测试,这个测试的过程体现了有序性。这部分很多老师听了觉得像数学课,其实这个环节体现了一点数学公式的推导过程,老师提供一种方法,学生恍然大悟:原来这里面有这样的规律。
三是体现了建构和解释。学生做完了4个接线柱的实验后,他们汇报哪里是通路,哪里是断路,预想里面的连接是什么。这时候出现了两种不同的预测,检测结果不同,推测结果也不同,然后打开暗盒看看实际是怎么连接的。这个过程让学生认识到对同一现象有多种不同的解释,学生需要把一系列对现象的推理联系起来,产生一个基于证据的因果链,其中包含对不同观点的仔细比较、评估和达成一致。
这堂课我们主要体现的是科学与工程学的结合。所谓科学就是提出关于自然界的问题,并用基于实证的解释的方式给出答案。而工程学是明确有关人类需求和愿望的问题,并以新产品和新工艺的形式给出解决方案,科学与工程学是平行互补的,它们是相互交织的。这节课涉及的科学知识有电荷、电流、电路、通路、短路、断路,工程技术主要体现在运用电学知识来排除霓虹灯的故障和解释教室中照明电路的连接方式。
尽管美国新一代科学课程标准把科学与工程实践总结成8个类型,但无论怎么划分,我们都应該关注科学活动中核心概念背后的推理过程、对概念的论述和运用,将思考、探究和论证紧密地结合在一起。这堂课我认为比较好的有两点:一个是综合的、实践性活动的设计;二是能够把生活中比较复杂的问题切分成几个有梯度的、难度适当的问题。
我们从2011年开始做这项工作,为什么一开始就用科学实践代替科学探究呢?我们当时的想法非常朴素,认为科学探究不足以概括所有的活动,所以就想用一个更具有统摄性的词来替代它,所以确定了科学实践、科学概念、科学态度这三个维度。我们的基本想法就是用科学实践指导学生掌握一些最基本最核心的科学概念,同时发展学生的科学态度。在学业标准里,我们把科学实践分为两个维度,一个是科学探究,一个是技术设计,这也是广泛学习很多资料以后得到的启示,同时也借鉴了《教作为探究的科学》一书中提到的关于实践的描述。美国新一代科学课程标准把科学实践描述为8种类型或者说8个部分,这8个部分在《不一样的电路连接》一课教学里都有所体现。
一是课堂的问题情境是一个真实的情境。孩子身边的霓虹灯、漂亮的夜景出现了问题,尤其是看到教学课件中第二张幻灯片的时候,我们区备课的老师当时都笑了。在这样一个玩笑式的生活场景当中,把一个科学现象引导成一个可以探究的科学问题,从现象“霓虹灯出故障了”,到问题“电路连接的什么地方出问题了”,再到“我要解决这个问题困难点在哪儿?我得检测。”因此,这堂课的难点是检测。这就是科学实践的第一部分:提出问题和明确需要解决的难题。
二是体现了设计和实施调查研究。从2个接线柱的检测到3个到4个,要检测几次?前两个步骤很简单,没有让学生动手做,到第四个比较复杂了,就放手让学生自己去探究,自己去检测。在这里设计并实施了一个系统性调查,利用数学和计算方法可以做出对物理系统的检测,对此预测予以测试,这个测试的过程体现了有序性。这部分很多老师听了觉得像数学课,其实这个环节体现了一点数学公式的推导过程,老师提供一种方法,学生恍然大悟:原来这里面有这样的规律。
三是体现了建构和解释。学生做完了4个接线柱的实验后,他们汇报哪里是通路,哪里是断路,预想里面的连接是什么。这时候出现了两种不同的预测,检测结果不同,推测结果也不同,然后打开暗盒看看实际是怎么连接的。这个过程让学生认识到对同一现象有多种不同的解释,学生需要把一系列对现象的推理联系起来,产生一个基于证据的因果链,其中包含对不同观点的仔细比较、评估和达成一致。
这堂课我们主要体现的是科学与工程学的结合。所谓科学就是提出关于自然界的问题,并用基于实证的解释的方式给出答案。而工程学是明确有关人类需求和愿望的问题,并以新产品和新工艺的形式给出解决方案,科学与工程学是平行互补的,它们是相互交织的。这节课涉及的科学知识有电荷、电流、电路、通路、短路、断路,工程技术主要体现在运用电学知识来排除霓虹灯的故障和解释教室中照明电路的连接方式。
尽管美国新一代科学课程标准把科学与工程实践总结成8个类型,但无论怎么划分,我们都应該关注科学活动中核心概念背后的推理过程、对概念的论述和运用,将思考、探究和论证紧密地结合在一起。这堂课我认为比较好的有两点:一个是综合的、实践性活动的设计;二是能够把生活中比较复杂的问题切分成几个有梯度的、难度适当的问题。