科学课堂活动教学课型结构的优化

第四节　科学课堂活动教学课型结构的优化

科学课堂活动教学课型谱系的教学价值体现在课的结构中，课型优化的核心是对“教学过程与结构”的优化。教学过程结构即课的结构。课的结构不应当是无定型的、模糊的、偶然的，科学课堂活动教学是以“引课—展开—整合—拓展（提升、运用）—小结”为基本过程结构。以思维为中心、以活动为基础、以变式为手段、以知识为根本、以过程为主线是课型结构优化的五条策略。科学课堂活动教学追求外部操作活动与内部思维活动的相对统一、有机结合、双向作用，以外部活动促内在主动发展，以实现完整的科学实践认识过程，有课堂教学与活动教学的转化、结合的意思。传统教学过分注重学生内部思维活动，忽视了学生感性的、操作的实践活动。课堂活动教学则把两者统一起来，既增加学生动手动脑的机会，又促使内外活动及时转化；既让学生掌握了知识、技能，又培养了创新意识和实践能力；并且外部活动的形式多种多样，更易激发学生主动参与学习的积极性。

一、讲授与发现之争

“发现式学习”理念源于两大思想家：发展心理学家皮亚杰和教育哲学家杜威。皮亚杰认为当孩子主动学习时，会学得更好。杜威认为，知识离不开活动，包括身体和心理的活动。最好的教学方法就是让儿童用自己的思想做试验，自己在活动中直接接触各种事实，这样才能在心灵上获得深刻的印象，从而取得有用的经验。⁽²³⁾而布鲁纳的“发现学习”理论认为，学校教学最重要的目的是帮助每一个学生获得最好的智力发展，因此更重要的是获得知识的过程，是学生是否进行充分的智力活动，是否进行了自己的探索。于是，他大力倡导发现学习，以达到不仅向学生传授学科结构的知识，而且培养学生探究问题的精神、独立解决问题和预见未知的能力。⁽²⁴⁾

卡耐基·梅隆大学的心理学教授大卫·卡拉和匹兹堡大学生物医学信息学中心的米勒纳·尼格姆进行了这样一项研究：⁽²⁵⁾

研究对象是匹兹堡地区4所学校的58名小学三年级学生和54名四年级学生。他们随机将这些学生分配到用直接传授法和发现式学习的教学组。在直接传授组，教师控制教学目的和教学进度，使用教学材料，举例演示并作解释；在发现式学习组，教师除了提出学习目标外不再干涉。然后，研究人员检测学生对变量控制法的基本掌握情况。他们给学生木制斜面装置，让他们设计实验，研究坡度、坡长等因素如何影响小球从斜面下滑后能滚多远。

在直接传授教学组，教师设计实验，孩子们观看。有的实验只保留一个因素作为变量，控制其他所有因素，即在其他条件都一样的情况下，直接比较某一因素的变化带来的结果，如橡胶球对高尔夫球，短斜面对长斜面，粗糙斜面对光滑斜面等。有的实验是混合变量实验，例如高尔夫球在粗糙斜面上对橡胶球在光滑斜面上。每次实验，研究者问孩子们实验设计是否能让他们“确切知道”被研究的变量影响了结果。教师向学生解释，为什么每个单变量实验都分辨出了临界因素。而在发现式学习教学组，孩子们被要求设计相同数量和类型的实验，但没有关于变量控制法的指导和反馈。

研究人员于是对学生设计的两个新实验进行评价，一个实验测量一个已有因素（滑行长度）的影响，另一个实验测量一个新因素的（表面状况）影响。这个实验设计揭示了孩子们是否能够将他们学到的实验策略迁移到新的任务上。在直接传授教学组，77%的学生能够设计出至少3个单变量实验；而在发现式学习组，只有23%的学生能完成，明显少于前一组。一周过后，此前没有出现的一个研究人员让孩子们评价两张参加科学展览的海报，并让他们提出修改建议，使它们达到参加全州科学展览的水平。这两张海报描述的都是有严重错误的实验。结果再次显示，能对实验进行批判性评估的，直接传授教学组的学生要明显多于发现式学习组。发现式学习所声称的优越性是不受支持的。

也就是说，“直接传授”能最有效地帮助小学生把从一个实验中学到的科学研究方法迁移到另一个实验中。控制性研究显示，至少对于很多科学研究的多步骤程序来说，直接传授的效果更好。

研究者挑战发现式学习有三大理由：其一，无论是学生、教师还是科学家，对于科学的所知大多都是教会的，而非自己发现的；其二，以教师为中心（教师积极地教，而非观察和帮助）的直接传授法，对于那些学生通常很难自己去发现的程序非常有效，如代数学和计算机编程；其三，支持发现式教学法优越性的理论还不明晰，且与有关学习和记忆的数据相冲突。例如，发现式学习会带来反馈混淆或反馈缺失，以及编码错误、随意张冠李戴等问题，这些都会使学习者受挫，给学习带来障碍。

“完全缺少指导的发现式学习在实际课堂教学中很少见”，“变量控制实验的教学仅仅是含有许多其他概念挑战的科学教育的一小部分内容”。对于这项实验，也有专家认为，这项研究确实强调了在教授重要科学概念和方法的时候，将实验与明确指导结合起来效果最好。

专家的研究需要时间，证明一个观点不容易，否定一个观点同样不容易，它们都需要时间。而教学是活在当下的，我们必须天天进课堂。我们应该在讲授与发现之间找到一种符合我们当下课堂的平衡，这也是我们倡导科学课堂活动教学的原因。探究型教学的效率往往不如其他各种课型，但其学习的记忆率和能力培养的效果比其他课型都要高。提高效率的着眼点是，学生必须具有一定的先行经验（知识）作铺垫，这样才能从强烈的问题意识中找出解决问题的线索。

二、活动融通讲授与发现

发现通常始于观察，而有一些观察对初中学生来看是困难的。对于宇宙中的问题，《科学·九年级下》（课标浙江实验版）第1章“演化的自然”⁽²⁶⁾中的宇宙部分，所有的学生既好奇又无奈，好奇与无奈都集中在遥不可及、不能参与。态度、情感上的无奈所产生的消极作用很快冲淡了原始的好奇，时间一长，学生表现出“听故事”一样的感觉就是一个很好的例证。在《全日制义务教育科学（7—9年级）课程标准（实验稿）》的教学要求是“知道宇宙是均匀的、无边的、膨胀的”⁽²⁷⁾，对于宇宙有没有边界，学生的逻辑是：若没有边界，为什么说宇宙在扩张？若有边界，为什么说宇宙是无限的？自主参与的办法是让学生回家做一个简单的活动：在水槽上面放一个平整的大盘子，打开水笼头，水流向大盘子过程中，会以落点为中心，向四周展开。离中心越近，水流速度越大，距中心越远，速度会越来越慢，调整水龙头的水流速度，发现会有一个突然减速区，有一种水在那里“堆”起来的样子，这就是边界。科学家可以通过测量突然减速区来确定边界。简单的活动建立起一个直观的模型，重新激活了学生的情感，此时，活动的参与就显得特别重要。当然，在《义务教育初中科学课程标准》（2011年版）把教学目标改为“知道宇宙是有起源的、膨胀的、演化的”⁽²⁸⁾，这在一定程度上降低了学习要求，但理解“膨胀”总是离不开对边界的讨论。在这里，活动的基本价值是运用具体的例子、学生熟悉的类比、隐喻和物理模型引导学生掌握科学概念。

三、课型与内容的一致性追求

在具体教学活动中，课的内容可能同时涉及概念、规律、原理、事实或实验等内容。我们没有使用一种模式，而是根据不同的教学内容、教学要求及学生发展水平、接受能力和心理特点灵活选用特定的活动基元，对症下药式地组合教学模式。课堂教学模式的这种相对稳定性和灵活性的统一，才是它的魅力所在。

分析“科学课堂活动教学的课型谱系”图中的二元组合，为我们提供了不同课型的科学课堂活动教学流程。

在以学习内容为中心优化教学定式的过程中，根据学习内容类型曲向思考选择课型谱系中的活动基元，形成一种教学定式，这是针对不同的学习内容优选适宜的活动方式，为课型丰富提供了多重的选择。选择一种课型，要与教师自身的教学水平相适应，课堂教学中结构化程度太低，课堂较难控制，往往超越学生的学习能力和水平，只有部分创新能力相对较强的学生能够获得展示的机会，其他学生容易成为教学的盲从者。

在以学习方式为中心优化教学定式的过程中，这种定式的选择，把教学过程看成是以教师为主导和以学生为主体的辩证统一的过程。在这一过程中，教师只起指导、引导、点拨、评判，起着引路人、证明人的作用，学生则表现为自知、自学、自我评价、自我发展、自我完善，成为真正的学习主人。教学中常常是一节课同时涉及多种学习内容，选择以“多维互动”为中心，可以是“实验·探究学习”“事实·讲授学习”“原理·练习学习”“规律·阅读学习”等，这种围绕课型谱系的曲向思考选择，也是一种课型优化的可能可行路线。

课型是客观的事实，又是动态的概念。课型的划分是发展变化的。随着教改实践的不断深入，课的类型也将发展变化，推陈出新。

四、不同学习内容的课型结构优化

从课型谱系纵坐标的事实、概念、原理、规律、模型、理论、STSE、实验、探究等出发，结合基本的课型过程结构，这是对不同学习内容的课型结构的优化。

（一）事实学习的优化

通常学生的学习都始于一种事实的描述，所以，事实学习很常见。一般每个主题的第一节都是一种事实学习，如《科学·七年级上》（课标浙江实验版）第2章“观察生物”中的第1节“生物与非生物”、第3章“地球与宇宙”中的第2节“我们居住的地球”、《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第3章“代代相传的生命”中的第1节“动物的生命周期”、第4章“不断运动的地球”中的第1节“地球的自转”，《科学·八年级上》（课标浙江实验版）第1章“生活中的水”中的第1节“水在哪里”、第2章“地球的‘外衣’——大气”中的第1节“大气层”，《科学·八年级下》（课标浙江实验版）第2章“空气与生命”中的第1节“空气”等，与学习内容结合的还有更多的内容，如物质的溶解性，茎的分类、结构，血管的分类和心脏的结构、眼球的结构、岩石的分类等。

1.事实学习的基本特点

这类课的教学过程通常按照“分析—综合”的思路进行。其主要特征是：观察比较，分析特征，综合表述，形成结论。

2.事实学习的基本程序

事实是“想”出来的，虽然事实是“看”出来的，但仅有“看”是不够的，也只是表面的，还要“想”才能找到事实中的事实特征。其教学过程基本结构如下（见图9‐5）：

图9‐5　事实学习的课型结构变式

3.事实学习的优化要点

（1）引课时，点明问题或活动主题的同时还要介绍一下研究这种事实的原因、价值或意义，让学习有一种动力。

（2）展开时，重点在获取事实。针对学习内容，围绕学习目标提出问题。例如，状态怎样，形态结构怎样，有什么性质，发生什么变化等。指导学生把学习对象分解成若干部分（或阶段、要素），分别进行观察、实验、阅读等。

（3）整合时，把观察的结果综合起来，描述出学习内容的整体组成、形态、特征、结构、性质和变化过程等。

（4）拓展时，注意是一种事实还是一类事实，还要注意涉及的其他方法。指导学生运用获得的知识和方法识别其他同类客体，交流学习体验，解释有关现象或给客体分类等。

（5）小结时，注意事实的应用，尤其是在新情境下的应用。

（二）概念学习的优化

概念是科学学习的基本单位，概念可以用来描述事实，还可以用来建立理论体系。教材中常有直接用概念为题的，如《科学·九年级下》（课标浙江实验版）第2章“生物与环境”中的第1节“种群和生物群落”、《科学·九年级上》（课标浙江实验版）第3章“能量的转化和守恒”中的第4节“动能和势能”、《科学·八年级下》（课标浙江实验版）第2章“空气与生命”中的第2节“氧气与氧化”，其他如力学中的成组概念，化合反应、化学变化、哺乳动物、恒星等。

1.概念学习的基本特点

这类课的教学过程通常按照“抽象—概括”的思路进行。其主要特征是：客体典型，表象充分，抽象特征，概括本质。

2.概念学习的基本程序

概念是“造”出来的，创造一个概念是为了更科学、更方便地描述某一类事实。其教学过程基本结构如下（见图9‐6）：

3.概念学习的优化要点

（1）引课时，特别注意思考的方法与思考的方向，让学生的思考有所依据。

图9‐6　概念学习的课型结构变式

（2）展开时，在获取事实的基础上，从同类事物中选取一组具有代表性的典型事物进行观察、活动、实验，找出它们的共同点。

（3）整合时，注意整理加工事实，通过与其他类事物的比较，抽象出这类事物的共同特征，从而揭示此类事物的本质属性，并用语言概括之。

（4）拓展时，用概括的方法，把抽取的共同特征外延推广到全类事物，形成概念。

（5）小结时，应用概念解决实际问题，如列举同类事物或判断客体属性等。

（三）原理学习的优化

原理是建立在概念基础上的，这是一种一组或几组概念之间的“联系”学习。如《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第1章“对环境的察觉”中的第3节“耳和听觉”、《科学·八年级下》（课标浙江实验版）第2章“空气与生命”中的第5节“光合作用”、《科学·九年级上》（课标浙江实验版）第3章“能量的转化和守恒”中的第1节“能量的相互转化”、《科学·九年级下》（课标浙江实验版）第2章“生物与环境”中的第2节“生态系统”等，还有如生物与环境的关系、阿基米德原理……

1.原理学习的基本特点

此类课以分析—综合—系统为中心展开，其主要特征是：分析关系，联结关系，升华关系，形成系统。

2.原理学习的基本程序

原理是“联”出来的，是概念之间的一种联系。其教学过程基本结构如下（见图9‐7）：

图9‐7　原理学习的课型结构变式

3.原理学习的优化要点

（1）引课时，从学生的经验出发提出本课时要探究的问题及其活动方式。

（2）展开时，以各相关概念为基础，把客体间的“多边关系”分解成一个个“双边关系”，分别进行研究。

（3）整合时，把分别研究的结果综合起来，在系统上从更高的层次把握这些客体事物之间的相互联系、依存的关系。

（4）拓展时，解释现象、说明原理、预测事实或现象等。

（5）小结时，用学到的知识解释身边的现象，提出解决问题的对策。

（四）规律学习的优化

规律是事实背后的共性。《科学·七年级上》（课标浙江实验版）第4章“物质的特性”中的第5节“物质的溶解性”、《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第1章“对环境的察觉”中的第5节“光的反射和折射”、第2章“运动和力”中的第7节“牛顿第一定律”，《科学·八年级上》（课标浙江实验版）第1章“生活中的水”中的第4节“水的压强”、第4章“电路探秘”中的第7节“电流、电压和电阻的关系”，《科学·八年级下》（课标浙江实验版）第2章“空气与生命”中的第3节“化学反应与质量守恒”，《科学·九年级上》（课标浙江实验版）第1章“探索物质的变化”中的第5节“寻找金属变化的规律”。其他还有种子的萌发、光合作用、呼吸作用……

1.规律学习的基本特点

此类课的教学以归纳、概括、推理为基本思维方法，其主要特征是：猜想假设，实例验证，归纳推理，概括规律，演绎规律。

2.规律学习的基本程序

规律是“得”出来的，寻得规律的过程需要对大量事实进行归纳，以及运用概念进行演绎。其教学过程基本结构如下（见图9‐8）：

图9‐8　规律学习的课型结构变式

3.规律学习的优化要点

（1）引课时，从一类事实中提出本课时要探究的问题。

（2）展开时，通过观察、实验显示现象，或通过思考、讨论、展示列举学生感性经验中的现象，围绕现象提出问题。对于感性经验少的现象，常用“实验—思考”的顺序，先进行观察实验，积累一定数量的事实，然后进行归纳、概括。感性经验较多的现象，常用“思考—实验”，教学时不一定要先进行观察实验，可启发学生根据已有经验进行思考，直接形成假设，然后再进行实验探究，最后得出结论。

（3）整合时，教会学生懂得归纳是从个别到一般的推理过程，演绎是从一般到特殊的过程。

（4）拓展时，引导学生运用规律解决问题（演绎），讨论规律的适用范围等。

（5）小结时，从事实背后，讨论规律的影响力及作用。

（五）实验学习的优化

实验既是学习内容，又是学习的方法、技能，也是进一步探究的基础。《科学·七年级上》（课标浙江实验版）第1章“科学入门”中的第3节“长度和体积的测量”、第2章“观察生物”中的实验二“认识显微镜的结构”、“练习使用显微镜”“实验三观察动物细胞和植物细胞”，《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第1章“对环境的察觉”中的“研究凸透镜成像规律”，《科学·八年级上》（课标浙江实验版）第4章“电路探秘”中的实验一“用电流表测电流”、实验二“用电压表测电压”等。还有如探究种子的成分等。

1.实验学习的基本特点

此类课以模拟、发现、训练、有时是探究为中心，培养学生观察、实验、思考、操作等技能和科学态度、良好的心理品质等。其主要特征是：重视示范，重视模仿，重视过程，重视训练，形成自动化并依些技能开展探究。

2.实验学习的基本程序

实验是“动”出来的，因为它是一种方法、技能的练习及运用。其教学过程基本结构如下（见图9‐9）：

图9‐9　实验学习的课型结构变式

3.实验学习的优化要点

（1）引课时，使学生具有明确学习活动目的和进行程序的心理和生理定向。

（2）展开时，根据学习内容和学生经验水平的不同，选择不同的操作途径。可以是通过讲授、示范、指导，分步模拟、连贯模拟等活动，直至基本掌握操作要领；可以是先设计问题进行讨论、探究、发现，进而初步尝试，再由学生展示、教师有针对性地讲解示范要领，然后让学生模拟进行第二次尝试，直至基本掌握操作要领。

（3）整合时，重复训练，使操作达到熟练、连贯、精确、精细化的水平。

（4）拓展时，学生能准确无误地进行同类操作，达到自动化水平。或能修正、改进以及创新原有的操作模式以适应新的情境的需要。

（5）小结时，运用技能解决问题，能运用于探究中。

4.实验学习的主题和线索优化

关于演示实验的操作和讲解；关于演示实验的可见度；关于新的演示实验和学生实验项目的创造；学生探究性、验证性、测量性实验的实施；课堂教学中学生实验能力的培养；实验教学中的情感、态度与价值观目标；用日常用品当作实验器材等。

五、不同学习方式的课型结构优化

从课型谱系横坐标的讲授到发现等活动基元出发，结合基本的课型过程结构，这是对不同学习方式的课型结构的优化。

（一）讲授学习的优化

不得不承认，课堂还是有要讲授的内容，讲多少时间为好，各有说法。碰到接触新的模型如《科学·八年级下》（课标浙江实验版）第1章“粒子的模型与符号”中的第1节“模型、符号的建立与作用”，《科学·八年级下》（课标浙江实验版）第4章“电和磁”中的第6节“家庭用电”（物理模型），新的理论如《科学·九年级下》（课标浙江实验版）第1章“演化的自然”中的第1节“宇宙的起源”、第3节“恒星的一生”（大爆炸理论）、第5节“生物的进化”（进化论），新的观点如STSE、《科学·九年级上》（课标浙江实验版）第4章“代谢与平衡”中的第5节“体内物质的动态平衡”（平衡观点）等，对大多数学生来说，没有“听过”还是很难适应的。讲授无处不在，例如“植物与土壤”中“根系”⁽²⁹⁾概念的教学，重点是弄清“直根系”和“须根系”这两个概念的区别，观察是必需的，把学生的注意力集中到主根与侧根、不定根在构成根系中是否有明显的区别上。讲授也是必不可少的：主根比较长而粗，侧根比较短而细，主根与侧根有明显区别的根系是直根系；而主根很不发达，在胚轴上部和茎的基部生出大量不定根，主要由不定根组成的根系则是须根系。展示实物中的讲授是关于“类”的讲授，我们可以观察某一物而不能观察某一“类”，所以，不是强调棉花是直根系，小麦是须根系，而是把注意力放在某“类”植物上。

1.讲授学习的基本特点

这类课通常是“教师主讲，系统授课”。这是一种较传统的教学过程结构，这类课处理得好，能大容量高效率地系统传授知识，比较突出地体现了教学作为一种简约的认识过程的特性，因此它在教学实践中长盛不衰。但由于在这类课中，学生客观地处于受接教师提供信息的被动地位，因此不利于学生主动性的发挥。因此，处理得不好，则可能变成“满堂灌”、“填鸭式”的教学。但也必须看到，讲授型教学不一定都是被动的，关键是教师讲授的内容是否具有启发意义的语言材料，教师能否激发起学生学习的积极性，使他们主动地从自己原有的知识中提取最有联系的旧知识，来同化和顺应新知识。

2.讲授学习的基本程序

讲授是“说”出来的，说是讲授的标志性活动。其教学过程基本结构如下（见图9‐10）：

图9‐10　讲授学习的课型结构变式

3.讲授学习的优化要点

（1）引课时，引人入胜。

（2）展开时，运用丰富实例使学生充分感知，帮助理解。有关事物连续出现，相同的刺激重复出现，就易于区分哪些是重要的属性，哪些是次要的属性。

（3）整合时，集中力量突出重点抓住本质特征。在处理重点与非重点的关系时，要把力量集中在解决重点问题上，使重点能够引人注目，而非重点放在一般情景之中，这样才能使学生的注意力集中到重点内容的学习上。

（4）拓展时，联系已学知识运用知识加深理解记忆。同时显示多种事例，便于分化泛化。

（5）小结时，显示相反事例及时巩固应用，获得信息反馈。

（二）练习学习的优化

练习学习是一种通常是“知道”后的活动。练习前的“先知”是这类学习实施的基础。按性质和特点来说，练习法一般可分为三类：心智技能的练习，如阅读、问答、计算等；动作技能的练习，如实验操作等；课堂行为的练习，如实验展示、合作技巧、过程评价等。

1.练习学习的基本特点

根据练习曲线揭示的一般特点，练习过程大致可分为3个基本阶段：开始阶段——曲线上升慢；中间阶段——曲线上升快；结束阶段——上升速度逐渐减慢，直至出现停滞状态，或称高原状态。学习同一种技能的速度，也因人而异，在课堂上表现为两个主要行为：速度与正确率。所以，在练习过程中，教师需要根据练习曲线所呈出现的特点和个性差异，有计划、有组织和有步骤地进行教学活动。

2.练习学习的基本程序

练习是“写”出来的，纸笔练习还是练习的主流。其教学过程基本结构如下（见图9‐11）：

图9‐11　练习学习的课型结构变式

3.练习学习的优化要点

（1）引课时，布置练习的情境，主要是新知准备题或新知导入题，以旧引，新避免无谓的手续。

（2）展开时，练习的材料要加以选择，练习的材料要适应个体差异，加强思考题和模仿题指导，指出差错及成因，先求正确后求迅速。

（3）整合时，练习间的教学层次应自然流.，主要是诱导学生从不同的角度认识新知的本质特征，全面准确地理解和掌握新知，给予尝试或发现的时间。

（4）拓展时，体现例题编排的逻辑特点，培养分析和解决问题的能力。给予评语，给定练习的结果。

（5）小结时，让学生完成一些知识上前有联系、后有孕伏的习题，发挥练习的教学、教育功能。

（三）阅读学习的优化

阅读是一种自主学习，不可否认，把科学课上成阅读课的确是不容易的事。但阅读无处不在，在2012年的浙江省优质课评比中，几乎所有的老师都用到了阅读学习，读课外资料、读课内重点句。在2012年时，我们调查七年级学生，在《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第3章“代代相传的生命”中的第1节“动物的生命周期”，第2节“新生命的诞生”，第3节“走向成熟”这三节学习之前的作业本，在某一个班，甚至发现学生有半数以上通过阅读教材完成了作业本上的任务。可见，阅读学习是可以存在的，而且是有效的。

教学中常用到阅读学习的如《科学·九年级下》（课标浙江实验版）第3章“人的健康与环境”中的第1节“健康”，第4章“环境与可持续发展”中的第3节“实现可持续发展”，还可以如《科学·九年级上》（课标浙江实验版）第1章“探索物质的变化”中的第6节“有机物的存在和变化”、《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第1章“对环境的察觉”中的第7节“信息的获取和利用”等。

1.阅读学习的基本特点

阅读还包括读图。阅读是教材意图的活动设计中重要的活动基元之一。《科学·七年级上》（课标浙江实验版，2006年版）就有15次阅读设计（从第1章到第4章依次有2、4、5、4次），9次读图设计（从第1章到第4章依次有0、4、4、1次，其中第2章第2节开始出现连续三个读图），291处有编号的图片（从第1章到第4章依次有55、115、53、68次）。《科学·七年级下》（课标浙江实验版，2005年版）有17次阅读设计，24次读图设计，285处有编号的图片。

我们希望所教授的科学——是一种无止境的真理的探索，而不是一堆教条……我们的主要目的是引导学生体会到科学是一门科学，体会获得客观知识的可靠方法不只一种，无论是课内还是课外，体会通过阅读也是可以提高自身的科学素养，无论是校内还是校外，并不是所有的科学知识都是通过探究来获得的。

2.阅读学习的基本程序

阅读是“读”出来的，是文字信息的口头转录。其教学过程基本结构如下（见图9‐12）：

图9‐12　阅读学习的课型结构变式

3.阅读学习的优化要点

（1）引课时，明确读物及关键点，可以是话题导向，也可以是问题导向。

（2）展开时，选择文本要点或图片元素如标题、符号、色彩等，形成核心话题。

（3）整合时，解读文本，关注问题生成和思维形成，关注学生的科学理解能力和科学语言组织能力，注意科学用语的准确性。

（4）拓展时，补充必要的阅读分析材料，加强材料阅读技能，关注话题的过程或结论的拓展。

（5）小结时，用自我的语言对文本进行再解读。

（四）问答学习的优化

问答起于问终于答，科学教材中也有直接以问题形式出现的标题，如《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第2章“运动和力”中的第5节“物体为什么会下落”、《科学·八年级上》（课标浙江实验版）第1章“生活中的水”中的第1节“水在哪里”、第2章“地球的‘外衣’——大气”中的第7节“明天的天气怎么样”、《科学·八年级下》（课标浙江实验版）第2章“空气与生命”中的第4节“生物是怎样呼吸的”、第3章“植物土壤”中的第1节“土壤中有什么”、第4章“电和磁”中的第1节“指南针为什么能指方向”等。教学中问答是最常用的学习方式，对于问，要问对事、问对人、问对法，对于答，也要答对事、答对人、答对法。问之后、答之前，留有时空空隙，还要兼顾讨论、思考、叙述（语言展示）等，回答的形式也可以多样，如作品展示、角色扮演等。

1.问答学习的基本特点

问答学习历史悠久，《论语》就是一部问答集，孔子所提倡的启发式教学，可以看作是问答型教学的原型。这类课通常是在“师生问答，启发教学，学思结合”中展开的，其主要的表现形式是设疑引思，互动谈话。

2.问答学习的基本程序

问答是“谈”出来的，是先有问而后有答、答了再问、问了再答的谈话。其教学过程基本结构如下（见图9‐13）：

图9‐13　问答学习的课型结构变式

3.问答学习的优化要点

（1）引课时，问题应面向群体，而不是针对个人。

（2）展开时，有讨论、思考的时间与组织形式，坚持教学民主，不以强调控压制学生，不要轻易否定学生的观点和结论，以免压抑学生的创造性思维。“一问一答”只是呈现出的表象，而不是全部。

（3）整合时，关注回答的事实与合理，把回答的过程与要点合理排序，从疑处入手把求同思维和求异思维结合起来形成主题，以答疑为主。

（4）拓展时，讲究再“问”的质量和技巧，提问是为了进一步地深度思考，追求的是学思有机结合的释疑。

（5）小结时，问而有思，答而有益，话外有话，问题不止于结论。

（五）探究学习的优化

探究既是学习内容，又是一种学习方式。它是科学学科的标志性活动之一。教材中直接以探究为题的有《科学·七年级上》（课标浙江实验版）第1章“科学入门”中的第7节“科学探究”，还有以探索为主题的如《科学·七年级上》（课标浙江实验版）第3章“地球与宇宙”中的第7节“探索宇宙”，《科学·九年级上》（课标浙江实验版）第1章“探索物质的变化中的”中的第2节“探索酸的性质”、第3节“探索碱的性质”等。而专题的探究教材设置了37项，还可以结合“活动”增加探究，如探究影响滑动摩擦力大小的因素等。

每逢下雨天，学校的小黑板上常常有这样的提醒：“雨天路滑，小心慢行！”对于这一现象，我一直百思不得其解。最近学了“摩擦力的利与弊”⁽³⁰⁾滑动摩擦之后，我突然对这个一直困扰我的问题有所感悟：是否是因为下雨路面积水，比较滑，因而摩擦力变小了？那么是什么在影响滑动摩擦力？于是我做了如下探究实验。

目的：找出影响滑动摩擦力大小的因素。

原理：使物体在水平面上做匀速直线运动，根据二力平衡，有f摩擦＝F拉。

器材：弹簧秤、带钩的盒子、几个50克的砝码、一块表面光滑的玻璃、一张表面较粗糙的桌子。

假设：摩擦力与物体受到的压力有关；与接触面的粗糙程度有关；与接触面的潮湿程度有关。

设计：

（1）把盒子分别放在光滑的玻璃和粗糙的桌面上，用弹簧秤钩住盒子分别在光滑的玻璃和粗糙的桌面上，拉着盒子缓慢地作水平的匀速直线运动，记下弹簧秤的读数。

（2）盒子上添加砝码，重复以上实验。

（3）用水湿润桌面，重复以上实验。

……

课内的探究要考虑时间上的合理，而课外的探究，可以比较同一块木板在干燥与“表面有水”这两种情况。

1.探究学习的基本特点

探究学习是一种双重的学习过程，学生对探究主题的学习，同时也是对探究过程的学习，“问题中心，自主探索，重在发现”。探究学习的基本特点有以下几点：综合性与开放性；主动性与自主性；探究性与创造性；实践性与过程性；互动性与灵活性；层次性与超越性。

2.探究学习的基本程序

探究是“证”出来的，获得有效证据是最主要的目的，其教学过程基本结构见图9‐14。

韦钰等认为的探究学习的过程与目标、探究式科学学习的步骤⁽³¹⁾（见图9‐14），其中心的“讨论”“记录”“阅读”“观察”等就是基本的活动基元。

3.探究学习的优化要点

（1）引课时，明确探究的动因及关键影响因素，提供必要的活动材料。

（2）展开时，设计具有可操作性，形成的操作性定义与假设有一致性，关注遇到的问题与困难，关注生成的问题。

（3）整合时，用科学用语准确描述收集到的事实与证据，回应探究的目的，强调发现科学规律的时机、条件、可重复性。

图9‐14　探究学习的课型结构变式

（4）拓展时，假设的再检验与交流要内容与方法结合，证据的可信度要合理，注意探究得出的是有一定条件的结论。

（5）小结时，参与度及语言的科学与准确等都是探究应该期待的，探究是一连串的猜想、假设、判断、概括、推理、交流的过程，这一过程的末端还是要有一定的知识结构发现的。

4.探究学习的主题和线索优化

从重视探究环节的设计到重视探究行为的设计；从关注探究的形式到关注探究的本质（特征）；从只关注探究结论到同时关注探究中的科学素养；从注重对科学探究的实施到深化对科学探究的理解；从构思探究教学的过程到思考探究教学的目标；从孤立地看待科学探究教学到认识探究式教学与其他教学方式的关系。例如，细细咀嚼米饭或馒头会觉得有点甜，先有了这一经验，学生才会有更大的热情参与探究，而“假设唾液里含有淀粉酶”的知识是一种明知的假设，关键在于用对比实验的方法找到证据，最后得出口腔里也有化学消化作用的结论。

课型谱系的优化有利于教学风格的体现。通过对典型课例的分析和教学实践，选择、优化、组合开展自主、合作、探究学习的教学策略，探索不同课型开展自主、合作、探究学习的教学规律，从而寻找到最佳学习路径。

在整个二元体系的课型谱系中，学习由学生身边熟悉的个别事物入手、从学生的原有认知出发，通过大量的具体、生动的自然事物，利用实验、探究获取事实，再由事实归纳、总结，形成概念、规律、原理、模型，初步感受获取知识的方法和接受科学理论（如进化论、宇宙大爆炸理论），直至将这些概念、规律、原理、模型、理论、实验、探究转化为自身的科学素养，上升到科学观点和思想（如STSE），最终学生将运用这些科学观念去解决生活中的问题。

【注释】

(1)祝怀新、吴瑛：《关注科技、社会与环境：加拿大科学课程模式探析》，《比较教育研究》2006年第7期，第87页。

(2)中华人民共和国教育部：《义务教育初中科学课程标准》（2011年版），北京师范大学出版社2012年版，第2页。

(3)中华人民共和国教育部：《义务教育初中科学课程标准》（2011年版），北京师范大学出版社2012年版，第72—73页。

(4)中华人民共和国教育部：《义务教育初中科学课程标准》（2011年版），北京师范大学出版社2012年版，第2页。

(5)朱清时：《义务教育教科书·科学·七年级上册》，浙江教育出版社2012年版，第58页。

(6)中华人民共和国教育部：《义务教育初中科学课程标准》（2011年版），北京师范大学出版社2012年版，第7页。

(7)中华人民共和国教育部：《义务教育初中科学课程标准》（2011年版），北京师范大学出版社2012年版，第11页。

(8)邢少颖、张淑娟：《从问题连续体和多元智力理论看当前的教学改革》，《教育理论与实践》2006年第8期，第59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51—56页。

(10)朱清时：《义务教育教科书·科学·七年级上册》，浙江教育出版社2012年版，第83—86页。

(11)邢少颖、张淑娟：《从问题连续体和多元智力理论看当前的教学改革》，《教育理论与实践》2006年第8期，第59页。

(12)陈佑清：《教学活动的条件——目的性活动结构》，《教育理论与实践》2002年第2期，第46—50页。

(13)朱清时：《义务教育教科书·科学·七年级上册》（第1版），浙江教育出版社2012年版，第13页。

(14)朱清时：《义务教育教科书·科学·七年级上册》（第1版），浙江教育出版社2012年版，第114页。

(15)朱清时：《义务教育教科书·科学·七年级上册》（第1版），浙江教育出版社2012年版，第94页。

(16)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·八年级下》（第2版），浙江教育出版社2005年版，第58页。

(17)张青棋：《光合作用认识史》，《安徽大学学报》（自然科学版）1996年第12期，第106—107页。

(18)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·八年级下》（第2版），浙江教育出版社2005年版，第96—99页。

(19)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133—136页。

(20)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—98页。

(21)朱清时：《义务教育教科书·科学·七年级下册》，浙江教育出版社2013年版，第94—101页。

(22)刘吉林：《各学习理论流派对学习实质的认识及教学主张的演变》，《当代教育科学》2005年第21期，第6—8页。

(23)戴本博：《外国教育史》（下），人民教育出版社1990年版，第79页。

(24)施良方、崔允漷：《教学理论：课堂教学的原理、策略与研究》，华东师范大学出版社1999年版，第127—128页。

(25)［美］拉什尔·安德尔森：《科学教育：传授与发现之争》，李茂编译，《中国教师报》2005年1月26日。

(26)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·九年级下》（第2版），浙江教育出版社2005年版，第1—11页。

(27)中华人民共和国教育部：《全日制义务教育科学（7—9年级）课程标准（实验稿）》，北京师范大学出版社2001年版，第35页。

(28)中华人民共和国教育部：《义务教育初中科学课程标准》（2011年版），北京师范大学出版社2012年版，第41页。

(29)朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·八年级下》（第2版），浙江教育出版社2005年版，第85页。

(30)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60—64页。

(31)韦钰、［加］P．Rowell：《探究式科学教育教学指导》，教育科学出版社2005年版，第43页。