基本主张的教学实现

第三节　基本主张的教学实现

在“物质转化的规律”⁽¹¹⁾中的无机物相互关系教学中，我们设计了四组活动主题：整合原有知识丰富建模材料、借助建模材料学生自主构图、尊重模型变式学生共享构图、提升变式共性认同公共模型，各有侧重地体现了科学课堂活动教学的基本主张（见表3‐1）。

表3‐1　无机物相互关系教学设计

一、引课与因学定教

在整合原有知识丰富建模材料的活动中，提供铺垫变式丰富建模材料，主要是基于因学定教的考虑。引入以复习酸、碱性质为中心，学生为酸、碱性质尝试建模，过程中有前后左右的交流，包括小范围的修正与评价。由于酸、碱的共性曾经有条目式的学习，建模材料适合学生，符合科学课程标准和学生实际，课堂内活动的可操作程度较好，能够达到提供铺垫变式、丰富建模材料的目的。学生自主建模、构图，把解决问题的方法亮出来，学生的思考结果，从标准模型来看，关于酸、碱共性及纵向的非金属转化、金属转化，都是“切”出来的一部分。

二、展开与生活重建

在“借助建模材料学生自主构图”的活动中，尊重水平变式展示模型思维，这主要是基于生活重建的考虑。学生若没有一定的思维参照，也不可能有从简单到复杂、从局部到成品、从常规到创意的展开环节。在课堂气氛宽松、融洽中，学生共享构图，体会原汁原味的思维过程，分享创作带来的乐趣，在教学中体现“问题、活动的结构化”。

尊重学生的作品，就是尊重学生，尊重学生对自己思维过程的合理性与不足的总结，从而确立正确的思维方法和习惯。学生建立的模型有许多是相似的，类似于非概念变式中的相似变式。从思维角度来看，是对同一问题的“重复”思考，可以称之为水平变式。展示水平变式，是为了从“简单组合”中找到思维的起点。

这一学习阶段，选取的学生作品以“酸、碱、盐”为表现中心。选定这个思考的重点，便于在课堂上集中精力，对同一事物或同一问题，从不同位置、不同角度、不同侧面进行观察分析，分析某同学对某问题的思考方向。这是建立无机物相互关系的基础。

具体的步骤可先让学生简介自己的设计，然后大家作简短评价。以下是一些具体实例。

对于图3‐8，该学生认为“盐最复杂，所以，先考虑盐的关系”。大多数学生认为看起来“累”，“太复杂了”。这幅作品真实度很高，甚至把规律体现过程中需要的条件也考虑在内了（适当地运用减法，是理解此图的要点。当减去部分线条，此图只剩下横向的两条主线与盐的联结时，还是很有启发性的）。

相比而言，对于图3‐9，学生认可的程度就高了些。因为大多数学生的作品接近于这一层次。但也明显可以看出，在材料组合形式上缺乏深度思考，只是把提供的材料简单地组合。

图3‐8　学生作品1

图3‐9　学生作品2

对于图3‐10，图的作者认为，“放正确酸碱盐之间的关系，好看一点，其他再添上去”。学生却认为：很清楚，但要找相互关系，要转许多个弯才行，离得太远了。

教师：抓住主要关系，在任何时候都是有效的思维方式，不要放弃，虽然大多数同学都觉得你的作品线条交叉重叠，但核心是很好的。

对于图3‐11，学生的评价是“这是什么”？而图的作者认为，“我先连接酸与碱，然后把自己想到的物质之间的关系放上去”。

教师：现在让你重新评价自己的作品，你想说什么？

学生：好像我觉得怎么放都行。

教师：对啊，可能随意了一点，这就说明，我们还没有找到更容易被大家认同的规律表示方法。自由联想是一种不受任何限制的联想，虽然能带来新的创意，但成功率低。这也至少从另一个方面说明，相互关系无处不在。只是我们缺乏发现。

图3‐10　学生作品3

图3‐11　学生作品4

以上几类模型都存在着明朗而不够贴切或贴切而不够明朗的问题。在表现形式上缺乏深度思考。

对于图3‐12，因为与酸、碱共性的建模思路相近，所以，作品的评价更侧重于态度与连接线的正确表达、箭头的使用。其中有些箭头连图的作者也不能清晰地表达它的意义。

对于图3‐13，图的作者认为，“我们把酸的性质、碱的性质符号化，重新排出来，很简洁”。这个模型的洞察度很好，但学生对它还是有意见的。

学生1：那还要记住A是什么、B是什么，太复杂了。

学生：（反驳）我们看地图不是也要看图例吗？

这一句反驳全班没有一个同学能“响应”，却回以既佩服又不认同的表情。

图3‐12　学生作品5

图3‐13　学生作品6

尊重学生的作品，从环境、问题、知识、思维、个性动力五个因素体现，同时也有利于课堂的展开。如果没有一个尊重学生创造创新的环境，学生会怯于展示，甚至不想在交流中修正；如果没有对学生共性问题的尊重，就会得不到大多数学生的认同，影响群体学习的积极性；如果没有对学生基础知识的尊重，学生就不会提供有知识缺陷的模型，交流的丰富性就会大大减弱；如果没有对思维方式的尊重，学生就会感觉到自己的“创造”相比于公共模型，都是不正确的，就会失去思维的信心；如果没有对学生建模目的信念与动机的尊重，学生就不可能出现这样异彩纷呈的作品。

三、整合与多维互动

借用反例变式修正模型思路，对反例变式的辨析，这主要是基于多维互动的考虑，属于“尊重模型变式学生共享构图”这一活动，借助于“教师巡视的合理”，促进“学生参与活动的广度、态度、深度”，整合过程中多样的路径，为多维互动的落实提供了坚实的基础，学生以自己的产品组合为基点展开讨论，互动多样，把解决过程中隐藏的思维具体化。

这里的反例变式，更多的是对“酸碱之间直线关系或酸碱盐之间四边形关系”而言的反例。就无机物相互关系而言，知识之间的组合是核心的本质属性，选取这样的反例，是因为“无机物相互关系”规律呈现的是一种空间关系，在提供相同材料的情况下，材料的组合形式就是思维的主要附加。材料组合是一种常用的思维加工方式方法，一般是对现在的原料不满意或希望它能满足某种新要求，与另一种不同性能的材料（酸碱盐相互关系呈现的结构形状）组合起来，从而获得新模型。

对于图3‐14，图的作者认为，“我可以转一个圈，从金属到非金属，感觉有些关系没表现出来，就加上去了”。

图3‐14　学生作品7

图3‐15　学生作品8

教师：这就给我们一个提示，如果我们将来解读“无机物相互关系图”时，仅从外圈阅读，如“金属→金属氧化物→碱→盐→盐→酸→非金属氧化物→非金属→金属”，真的是可以达到这个目的的。

至少，这位学生给我们提供了阅读“无机物相互关系”模型的新视觉。仅此一点，就值得尊重。

对于图3‐15，图的作者认为，“金属氧化物，有可溶性与不溶性之分，它们表现出来的化学性质规律是不一样的，所以要分开来表述”（由于大多数学生都没有想到这一层次，所以学生一时无语）。

教师：一个图表现出多种情况，也不容易，能想得到，就是一种成功。刚才大家的沉默，就是对你思考能力的佩服，你觉得呢？

在建模过程中，大多数学生都以“酸与碱”中和反应为中心思考问题，唯独这位同学，在碱的溶解性上作了区分。以碱入手，根据复分解反应的条件，碱的溶解性是应该考虑的。建模时考虑的要素越多，简约性就越低，良好的模型是在符合认识的基础上取得平衡。

对于图3‐16，“盐”处的整合，得到了大多数同学的认可，大家都说“这个简单”。这也是一句能让该作品的作者感到激动的评价。

对于图3‐17，一开始大家都觉得不怎么样，而图的作者认为，“我这里用了对称想法，特殊的用箭头表示，这是单向车道，懂不懂？”确实是如此。尤其是图中带箭头与不带箭头的线条使用，恰到好处。

图3‐16　学生作品9

图3‐17　学生作品10

四、整合与活动建构

欣赏垂直变式体验模型优化，这主要是基于活动建构的考虑，也属于“尊重模型变式学生共享构图”这一活动，是一种借助学生中的优质学习资源的整合。这种优质资源体现了“学习目标达成度”“解决问题的灵活性”，也代表了“教师和学生的精神状态”，学生在系列的对比与讨论中认同公认模型的优点。

垂直变式要通过欣赏慢慢深化，因为它有创意。垂直变式是学生受平时学习时间、物质条件、个人背景、激励机制等环境要素影响较大而创作出来的作品，思维材料的选择、重构、整合比较独特，思维背景具有变异性和适应性，在思维方式上更具有合理性和灵活性，比较创新地运用了形态分析组合，形态分析法利用排列组合原理，以组成部件为要素，对要素的可能形态进行不同的组合，针对确定的新对象，构思其可能的方案，并进行优选。图3‐18就是一个例子，这篇作品中保留了完整的思考印记。虽然最后的作品在金属与金属氧化物、非金属与非金属氧化物之间的相互关系上有明显缺陷（实线部分），但与他图相比，图3‐18（虚线改为实线后）形态分析组合更完整。图3‐18（实线部分）也得到了很多同学的认可，这种认可，缘于对思维方式的认同。

图3‐18　学生作品11

图3‐19　学生作品12

对于图3‐19、图3‐20、图3‐21和表3‐2，受个人知识背景的影响，大多数学生是欣赏的。对图3‐19，学生的感叹是，“原来（可以）把其中的一条规律横过来放”。

教师：你看事物的敏锐性和评鉴客观性很好，能够发现、认识和提出有价值的问题，让大家一下子就明白了这篇作品的特点。说穿了也简单，把大家都认为应该竖着的非金属规律线横过来，我觉得关键是他的交叉点选得好，选在“盐”上。

欣赏的重点是思维产物认识的敏锐性和评鉴客观性。对于表3‐2，学生欣赏出了三点：原来也可以用表格的；为什么没有金属氧化物与非金属氧化物；非金属还可以与碱反应吗？欣赏的重点是能够发现、认识和提出有价值的问题。

表3‐2　学生作品13

对于图3‐20与图3‐21，学生更多的是开心与感叹。这两篇作品，学生是从自身的爱好中迁移过来的，一位同学是卡通爱好者，一位同学是武侠爱好者。

图3‐20　学生作品13

图3‐21　学生作品14

图3‐20在外形上与教材中有关“人体的新陈代谢”⁽¹²⁾（见图3‐22）图解很相近，至少该学生的作品为我们理解科学的综合提供了一个可能的参照。学生在创作的过程中运用了接近联想（由一个事物联想到在时间和空间上接近的其他事物）、相似联想（对相似事物的联想，当人们发现某一事物的某一特征颇不寻常或同自己的某种需要相吻合时而产生的联想，这种联想在发现、发明史上具有很重要的地位）。欣赏的重点是解决问题的思路、方法宽广，并能产生或预测较多的解答。

图3‐22　教材中人体的新陈代谢过程

当然，因为追求了形似，图3‐21学生作品的外围变化中，存在着一些作者本身还不可解的知识，如盐与非金属的关系、非金属与碱的关系。至于为什么增加非金属与碱反应，学生承认自己在知识上说不清，但感觉上“可以有”。这里面包含着学生知识信息要素的缺失，以及对思维的任意运用，但也产生了大胆的预测。学生之所以作出这种预测，是因为模型有预测功能，这种引导学生预测的功能，也是建模学习有别于其他学习方法的价值所在。如果老师及时肯定，不也是一种很好的激励吗？这种理想知识圈与个人知识圈的矛盾，在学生的学习过程中是普遍存在的。这两种模型，在真实度、复制度上，都存在着一定的问题，又都很能吸引眼球。

活动建构改变过于注重书本知识的现状，加强课程内容与学生生活的联系，关注学生的学习兴趣和经验，精选终身学习必备的基础知识和技能。在这种活动性问题的解决过程中，学生的“灵性”围绕着一定的材料闪现。在给出材料的方式上，关注学生已有基础，依靠学习者的学习愿望和已有的学习经验、知识、能力基础。在给出材料以后，把最主要的问题交给学生，尽可能多地把教师的教转化为学生主动学的行为。综观学生的作品，思维加工材料始于酸的共性与碱的共性两种模型，这两种模型在结构上具有一定的对称性，所以，学生能较好地借用已有模型组合，同时将两个模型组合成一个新的模型，使之具有两个或两个以上模型的功能，使原来的功能有新的特点（从中可以判断出任何一类物质的主要化学性质，也为制取某一类物质找到可行的路径）。相比于归纳出各类物质后的整合，学习难度降低不说，思维含量也得到明显提升，这种方法更具思考性与可操作性，效用也更明显。

五、拓展与动态生成

演化过程变式认同公共模型，这主要是基于动态生成的考虑，属于“提升变式共性认同公共模型”这一活动。动态生成在形式上是多样的，共同的核心应该是关注即时生成的问题，用师生的集体智慧共同解决，因为学生的核心问题是应该拓展的。对于教师，要考虑“习指导的范围和有效程度”“教学过程调控的有效程度”。

学习的主要目的之一是获得前人的经验并尽可能地创造新知识，学生在众多模型的比较中，或多或少都在对比着、思考着、修正着，无论是何种变式，都是为了学生启动对比联想，由立足于自己作品的感知和回忆引起跟它相反或相近特点的事物的回忆，从而设计出新的项目，新项目的终极目标，就本节课的学习目标而言，就是认同公共模型——无机物相互关系的八圈图。

从教学进程而言，这也是“模型的合成”过程。在原有的教学设计中，预设了三种可能的变式，并依此作为建立新模型的基础（见图3‐23）。

由于学生中有相似的作品，而学生的作品大致也是分为这几类，所以，教学还是沿着展示学生的发现这一思路往下进行。

教师：面对图3‐23，你认为还可以增加哪些线条？说说你的理由（或讨论：“你能有什么猜想？”）。

学生：横向也可以建立联系，因为盐与盐是可以反应的。

学生：金属与非金属也可以反应，这个反应也可以，但有一定的条件（学生讨论的不一定是生成盐）。

学生：可能有碱与非金属的反应：氯气与氢氧化钠。

这是模型预言度的结果，也是模型效用的表现。进一步完善的结果，可以对比图3‐23讨论图3‐24，学生的这一作品很好地表达了无机物相互关系（其中金属与酸反应的线条，有学生一时没有反应过来）。

图3‐23　教师提供的变式

对于图3‐24与图3‐25进行对比讨论。这是相似变式侧面沟通的过程，既体现融会贯通的思想，又体现灵活运用的思想。而这些，都有赖于学生的动态生成。

讨论一：这两个模型的好与不好。

学生：（对交叉线的讨论的局部思考，怎么样使用等问题）

讨论二：哪一个图像更能表达我们的思考？

学生：（对主轴的对称与非对称美的思考，模型评价等问题）

讨论三：我们还可以如何丰富我们的模型？

学生：很多反应是不是可以倒过来思考？

学生：图3‐24怎么与教材上很像又有点不一样？怎么会这样？是仿过来的吧。

……

讨论四：你还有什么发现？

学生：（找共同点）盐这个字最多、中和反应是共性、相似与对称等。

图3‐24　学生作品15

图3‐25　学生作品16

六、小结与时空拓展

吸纳相似变式回归模型本质，这主要是基于时空拓展的考虑，也属于“提升变式共性认同公共模型”这一活动。课堂小结时的时空拓展，同样要考虑“学习资源的处理”“学习环境的创设”等问题。

时空拓展，要求改变课程过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。不同学生的科学探究水平不同，所建立的模型也是不一样的，而且这些思考模型和科学家、教师所掌握的公认模型间仍然会有不同。时空拓展在八圈图的学习过程中，表现为民主和谐，吸纳教材及不同层次学生甚至是学长或老师的观点与作品（见图3‐26），涉及思维材料、思维加工方式方法和思维产物这三个思维要素，可以让思维过程适度跨越时空，从无机物化学性质角度、模型优缺点角度、模型结构角度、外在形态变化角度在认同公共模型上达成共识。

图3‐26　学长的作品

当学生自己探索到或从教师那里接触到“公认模型”，并发现这个模型和自己构建的模型有出入时，他们的好奇心再次被激发，后续探究也往往随之开始。这种积极跟进的深加工包括探究、反思、沉思和创造性精制，涉及情感、已有的观念和学生本身的价值观。如果说公认的无机物相互关系模型可以看成“精致的散文”，那么学生的作品是属于“形散而神不散”的自然散文，通过比较并认识到差别，就是对公认模型的一种认同。

七、基本主张的内敛与开放

基本主张有内敛的一面，体现在“一切为了学生”。但同时也有开放的一面。

作为设计背景的设计要素、基本主张都属于教师教学观念的一种映像，其本身就是一种开放的系统。知识问题化（学会向知识提问）、问题活动化（把问题转化为活动）、活动问题化（在活动中发现问题）、问题解决问题化（学会向问题解决提问）所带来的开放性，主要是通过问题的开放性构建以及问题的开放性解决来实现的。这种开放性具体包括三个方面的内容：“第一，基于教学内容的开放性，即教学内容建立在学科课程、活动课程与潜在课程相结合的广延课程体系基础之上，问题则应体现内容的开放性。第二，教学力量的开放性，即教学的力量在于‘化’，它具体体现在有限教材内容向无限现实生活内容转化；无限现实生活内容向有限问题内容转化；有限问题内容向无限教学内容转化；无限教学内容向无限学习内容转化；无限学习内容向无限认知内容转化；无限认知内容再向无限实践内容转化。这种‘化’的力量在于促成教师的‘教’向学生的‘学’转化，并由有限的教学时间向无限的学习时间转化。第三，教学时空的开放性，即教学系统应当建立起课内课外、校内校外相结合的教学空间和时间体系，在这一体系中，应动用课内知识，结合课外见识，使抽象的文本知识具体化与真实化。”⁽¹³⁾

图3‐27　课堂活动教学设计要素及其对应的教学基本主张

科学课堂活动教学的分析与思考都围绕着学生这一设计要素，从学生要素这个中心延伸拓展，叠加分析较能体现6条基本主张的相关10项设计要素，形成了一定的相互关系。以学生为中心，由内而外、由下而上，从立足“有限教材内容”的因学定教到面向“无限现实生活”的生活重建，从“无限现实生活”的生活重建到课堂内“有限问题内容”的动态生成，从“有限问题内容”的动态生成到“无限教学内容”的多维互动，从“无限教学内容”的多维互动到“无限学习内容”的活动建构，从“无限学习内容”的活动建构到“无限认知内容”的时空拓展（见图3‐27），从“无限认知内容”的时空拓展到终身学习的“无限实践内容”（学习资源、学习方式、创新空间）。

由此也说明两者之间是相互融合的，“一切为了学生”的课堂教学分析并不是一句空话，而是可行的，基本的教学观念可以通过设计要素影响教师的课堂教学设计，进而影响教师的课堂教学行为、学生的学习行为。

科学课堂活动教学力求融合科学课程、活动课程与潜在课程之长，学生的学习活动所受的影响因素是多方面的，基本主张的教学实现体现在形式、内容、性质、艺术等多个方面，一节课不可能表现出所有的主张，但教学主张影响到每一节课，影响到每一节课的每一个环节，将课堂教学主张转化为课堂操作，需要很长的探索历程。

【注释】

(1)颜伟云：《把实验的主动权交给学生——课堂活动教学观下的实验教学新视觉》，《北京：教学仪器与实验》2004年第11期，第11页。

(2)吴承恩：《西游记》，岳麓书社出版1987年版，第8页。

(3)杨小秋：《“惯例”与“异例”：有效教学视角》，《中国教育学刊》2012年第4期，第60页。

(4)郭思乐：《静待花开的智慧：教育是效果之道还是结果之道——关于有效教学的讨论》，《教育研究》2011年第2期，第16—17页。

(5)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·九年级上》（第1版），浙江教育出版社2003年版，第6页。

(6)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·七年级下》（第1版），浙江教育出版社2005年版，第73页。

(7)［美］L．坎贝尔、B．坎贝尔、D．狄瑾逊：《多元智能教与学的策略》，王成全译，中国轻工业出版社2001年版，第2—4页。

(8)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·七年级下》（第1版），浙江教育出版社2005年版，第36页。

(9)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·七年级下》（第1版），浙江教育出版社2005年版，第45页。

(10)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·八年级上》（第3版），浙江教育出版社2006年版，第92页。

(11)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·九年级上》（第2版），浙江教育出版社2006年版，第47页。

(12)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·九年级上》（第2版），浙江教育出版社2006年版，第145页。

(13)朱德全：《基于行为的问题诊断式教学设计的表征》，《教育研究》2011年第2期，第79页。