科学课堂活动教学的专题研读

第二节　科学课堂活动教学的专题研读

课堂教学的嬗变需要对主题的长期坚持，不断地变换主题，固然可以提高局部教学水平，但很难整体改进教学风格。“赏、评、品、悟”不是自我封闭，而是需要更多的阅读支持，而专题研读，可以带来主题上的坚持。

一、为了说服自己的专题研读

2000年，不通公路的偏僻的乡属中学缺乏实验仪器，每每在课堂上看到由学生带回来的家庭小实验所引发的活跃，我们直觉地认为让课堂“动”起来，一定错不了，至少可以让学生变得主动起来，思维变得活跃起来，连小小的开关都可以用纽扣创造出许多样式，带来教室里一片闪亮。“动”起来后怎么办？如何才能更加有效？如何让课堂“活”起来？带着这些问题，我们开始有选择地进行阅读和研究。

（一）立定专题的适时调整

关于科学课堂活动教学研究，我们从最初直觉地认为应让课堂先“动”起来，到“动”起来后如何有效，再到让课堂“活”起来；从提出“能活动、能发展”的教学理念，到把设计理念分解为6条基本主张，再到提出5条设计策略；从教学设计要素的重构，到教学设计的6点取向，再到有5条23点的备课格式设计；从提出20余种活动基元，到课堂教学中活动结构的优化，再到科学课堂活动教学课型优化；从实验教学评价，到活动的有效性，再到科学课堂活动教学整体评价，历时十余年。从最早参加《“问题·解决·创新”式研究性学习的实践研究》（2002省规，研究切口：研究性学习、问题解决等），然后是与“科学”教材同步的探索与思考：

然后是与《科学》教材同步的探索与思考（见表10‐3）。

表10‐3　科学课堂活动教学相关研究课题

我们的科学课堂活动教学研究始终主要围绕四大主题：关于“科学”教学中活动必要性与合理性的研究；关于“科学”教学中引入活动的方式研究；关于“科学”课堂活动教学中活动过程的研究；关于“科学”课堂活动教学中学习环境的研究。相关的研读也主要围绕这几个主题展开。

研究是一个不断循环的过程，是从一个切口到另一个切口转换视角的过程。研读也是如此。细想起来，这期间，我们面对的学生，从最偏的片属中学学生，到有意识地选择面对当地最好学校的学生，这种实践都与个性化的专题研读是分不开的。当研读与课堂行为改进紧密结合起来时，这种思考方式便潜入个体生命和专业素养中，对教师来说，研读应成为其基本的工作和生活方式。良好的研读方法和习惯，能帮助教师更好地参透教学内容，协助学生达成学习目标。

（二）坚持课堂的实践信心

2004年，我们面对全面推开的“科学”课程，“初中科学课堂活动教学的实践研究”（2004）立项。我们给科学课堂活动教学下了这样一个描述性定义：所谓科学课堂活动教学，就是指在“科学”课堂教学过程中，以建构具有教育性、创造性、实践性的学生主体活动为主要形式，通过对具有活动性的科学问题的解决，以鼓励学生主动参与、主动探索、主动思考、主动实践为基本特征，以实现学生多方面能力综合发展为核心，以促进学生的科学素养得到比较全面发展为目的的一种新型的教学观和教学形式。开始了一条科学课堂“理念—目标—规划—策略—操作—评价”之路的教学实践。

常常有人把我们思考的“‘科学’课堂活动教学”凭直觉读成“‘科学’课堂教学活动”，交流过程中，遇到各色各样的问题：活动是不是就是让学生做做实验、做做游戏？它与活动教学、活动课教学有什么区别？任何课堂教学不是都有活动吗？课堂活动教学与课堂活动有什么区别？

过去，教师遇到一个教学问题的时候，往往是通过阅读一本书来解决；如果遇到另外的教学问题，则去阅读另外的书。专著阅读是最常用的专题研读形式，但是，我们在研究过程中，发现因种种原因很难在当时找到资料，更不容易找到专著。

于是，我们开始以收集资料为主的专题阅读，不断地说服自己。课堂活动教学中的“活动”是指学生特定的活动，不能与一般的教学活动混为一谈。“活动课程不应排斥学科课程。应根据教育方针和目标，将具有系统教育作用的活动进行精心设计，使之与学科课程相辅相成。”⁽⁷⁾而“目前我国国内对活动课的理解，大致有活动课程说、活动教学方式说、活动教学说、活动教育说四种。中学学科活动课，从课程的维度来说，它属于学科课程，从教学方式的维度来说，它属于活动教学方式，学科活动课是一种学科课程的活动教学方式。”⁽⁸⁾究竟“学科活动课”是属于学科课程还是活动课程，这种疑问并不妨碍一线教师对基于学科的活动教学的探索。一种探索是“基于学科的活动教学”；另一种探索以某一综合主题或活动主题为核心，涉及多学科知识。科学课堂活动教学意义上的“活动”内涵既不同于人类一般意义上的具有改造和创造目的的活动——劳动，也异于传统教学意义上那种学生消极、被动参与的学习活动。科学课堂活动教学意义上的活动强调的是学生主体主动的、有思维积极参与的、观念与行动相统一的、充满改造和创造精神的、能满足学生多方面发展需要的、整体的、多样的活动。在表现形式上，虽然这种活动既包括内在的观念和心理活动，又包括外在的实践操作活动，但相对于传统教学中习惯于静听静观的传授式教学活动来讲，它更凸显和张扬其在操作实践活动、探究活动、交往活动等活动中的主体性地位。

说服自己的同时，也得在实践中交流。2010年12月，浙江省教育厅“百人千场”送教活动中我上的是《汽化》⁽⁹⁾第一课时，在课后说课大致是这样的：

……

因为我觉得能这样来兰溪上一次课是一生追求。

1.问题层次

就汽化而言，通常认为有三个问题：蒸发是一个怎样的汽化现象，它与沸腾有哪些不同？影响蒸发快慢的因素有哪些？蒸发对周围环境有什么影响？而我们认为，还得加上两个问题：汽化对物体自身有什么影响？汽化对技术对社会有什么影响？这是一个知识的社会智慧问题。当然可以从内与外两个层次思考：如果汽化发生在物体表面——内部可以降温，如果汽化发生在物体内部——外部可以降温。应做到具体情况具体分析。

2.背景话题

前天我在想一个问题：我们应怎样来听科学课？并从这个问题发散开来，思考我们应怎样来上科学课。所以，开始倒过来想，从如何听课再想到如何上课。这样的思考是因学定教的基础。我想到两个伟大的人物。首先是达尔文，达尔文一生最大的成就是《物种起源》一书，而所有的科学家都认为，达尔文的《物种起源》根本就没有解决什么是物种起源、为什么有起源的问题，只是解决了物种为什么更好——提出了进化的合理性。第二个人物是周杰伦，他的歌我是听不懂的，但那么多人喜欢他，一定有他们的理由。有人说，歌词听不清楚那才是周杰伦。而我直觉地认为，这不一定正确。至少在习惯上，我们认为能听清歌词的歌才算歌，就像我们通常认为知识讲清楚、条理很清楚的课才是好课一样。歌有歌词、课有知识，这是理所当然的。但歌词的目的，不一定是为了听懂，或者说：歌只有歌词吗？课只有知识吗？如果我们换一个角度，把周杰伦的歌当作一种乐器，一种我们不认识的乐器，那不是更轻松，而且也更接近周杰伦的特点吗？于是，音乐就更接近本质。我不懂音乐，只是一种感觉。

3.汽化的教学设计思考

科学课堂教学的两大基本核心是“学什么，怎么学”，而课堂的操作灵魂是教师“要教什么，怎么教”，其中“怎么教”事关效益。这应该大多数都差不多的思考，教的内容取向不一样，操作也会不一样。

科学教学的责任是“让科学流行起来”，以此提高国民的科学素养。科学素养是什么？不外乎知识、方法、思想、精神、能力（社会智慧），是发现、发明、发展。关键问题是对这些应如何理解。个人认为，对初中学生来说，科学素养的核心就是证据、逻辑、质疑——证据意识，逻辑思维，质疑精神。在教学价值取向时，知识、方法、思想、精神、能力，还有面对公共事件的智慧，各有侧重。当知识比较简单的时候，比如汽化，不到十几个字的概念，就说完了。这样的课，如何能做到举轻若重？想想知识的来源，想想知识应用的方法，附加一点思想、精神、处理或评价社会现象、公共事件的科学能力。时间与空间上的压缩也是一个办法。若是遇到课知识比较多，那又如何举重若轻？

4.课的设计现实

这是一个40分钟的教学设计（略）。

5.教学设计中遇到的困难

有时候，一课时的实验设计上，形式太多了。故事与实例或者说生活经验太多了，如何取舍？多则易乱，少则太偏。实验如何能更简单？通过体验，我们能解决什么问题？通过实验，我们又能解决什么问题？通过阅读，我们又能解决什么问题？通过对经验与设计的欣赏，我们又能解决什么问题？通常都是探究的地方，为什么改成生活化的欣赏？我们的目的是导向“科学的普及”。

6.理念思考

科学教学的基本主张在于“因学定教、生活重建、多维互动、活动构建、动态生成、时空拓展”，能把这些流行背后合理的理念整合起来，这是一种教学追求，我们称之为科学课堂活动教学。比如时空拓展，下至家庭生活中的常识，如晒衣服，上至青藏铁路的热棒，往前能想到中国古代的“夏制冰”，往后能想到“汽化与肿瘤疾病”的治疗技术。但是我们认为，教师了解的并不一定都应该呈现出来。

二、为了丰富课堂的专题研读

如何结合课堂教学开展专题研读？专题研读事实上大家不陌生，是教师备课的基本功，教师常常在使用。只不过一般的专题研读通常是教师在公开课时用得较多，主要是用来读懂教学内容、收集教学资料。对广泛涉及教学内容的资源进行专题研读，有利于教师备好课、上好课。

（一）课前专题研读

课前专题研读包括教学内容研读、教学设计研读和教学过程研读三个方面。

1.教学内容研读

基于某节课的教学内容进行专题研读，研读主题明确，相关资料的搜集有明确指向，教学参考、教材、作业本、相关PPT课件，再加上我们的教学经验，足以完成一节课的专题研读。教学内容研读要想达到一定水平，非一日之功，它取决于日积月累的阅读和见识的提升。

在听了《科学·七年级上》（课标浙江实验版）第3章第4节“观测太空”⁽¹⁰⁾的公开课后，我们教师在讨论一个话题：可能都没想过为什么这一节的标题用了“观测”二字，全六册《科学》（课标浙江实验版）教材中，用“观测”作标题的仅此一处，为什么？与之相近的涉及“观察”标题的教学内容有多少？

事实上，与“观察”二字直接有关的标题，教材中有：《科学·七年级上》（课标浙江实验版）中的第1章“科学入门”中的第2节“观察和实验”，第2章“观察生物”及其中的两个实验：“观察蚯蚓”“观察动物细胞和植物细胞”，第4章“物质的构成和特性”中的一个实验：“观察水的沸腾现象”。《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第4章“不断运动的地球”中的一个实验：“观察当阳光照射下物影长度的变化”。《科学·八年级下》（课标浙江实验版）第3章“植物与土壤”中的一个实验：“观察木质茎的结构”。《科学·九年级下》（课标浙江实验版）第2章“生物与环境”中的一个实验：“观察酵母种群”。

还有一个相近的课题名是《科学·七年级下》（课标浙江实验版）第1章“对环境的察觉”中的“察觉”。

从这些标题的设置来看，观察能力的培养以七年级为重点，与实验结合为主；同时，也是一个持续而长期的过程。标题中的观察内容虽然以生物学为主，但涉及科学各章节的方方面面，体现了“观察是科学探究的一种基本方法”。所以，观察力的培养，首先要接近大自然，培养浓厚的观察兴趣，这样我们可能更容易明白为什么《科学·七年级上》（课标浙江实验版）第2章的标题为“观察生物”。观察是与思考相伴随的，“观察”的字面解释是：细察事物的现象、动向；考查或调查。而观测包含了观察，常指对自然现象进行观察或测定，例如，天文观测、气象观测、地理观测等，由此可见，《科学·七年级上》（课标浙江实验版）第3章第4节“观测太空”中的“观测”，有“观察并测量”的意思。观察是一种有目的、有计划、比较持久的知觉活动。“观测太空”这一节的设计，要考虑科学观察不同于一般的观察，要有明确的目的；观察时要全面、细致和实事求是，并及时记录下来；对于需要较长时间的观察，要有计划，有耐心；观察时要积极思考，多问几个“为什么”。在观察的基础上，还需要同别人交流看法，进行讨论。这里的“观测”，除了直接用肉眼观测，还要有工具意识，教材中安排了一个制作——星空图，这也是一种工具，如同前2章中学习的“借助放大镜、显微镜等仪器”进行观察，运用星空图还需要简单的测量。“观测太空”这一节的实施，还有一个持续性的问题，太空不是一下子能看清的。

孤立的某一节的教学内容研读起来相对容易，从某一册甚至某一阶段的学习内容整体去研读、熟悉教材就绝非易事。尽管如此，如果进行相关内容的专题研读，对具体一节课学习内容的理解仍然会有较大的提升空间。

由于教材每隔一段时间都会有一定的修订，为了增加对教材的整体把握，在一段时间内，我们确定阅读教材的主要版本是：

朱清时：《义务教育课程标准实验教科书·科学·七年级上》（第3版），浙江教育出版社2006年版。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

朱清时：《义务教育教科书·科学·七年级下册》（第1版），浙江教育出版社2013年版。

这种相对稳定的教材阅读，有几个好处：可以在资料收集上很好地找到“曾经”；可以在整体思考教材时有一个稳定的参照，便于比较；可以在交流里说明所依据的教材；这些教材也是我们在讨论科学课堂活动教学中所依据的主要教材。

2.教学设计研读

2003年，为使科学课堂活动教学更具操作实效，在对相关教学设计理论研读的基础上，我们进一步从教学相长的角度重新设计了有5条23点的备课格式（见图10‐2）。

图10‐2　科学课堂活动教学的备课格式

从教学设计、版面与检索方便角度，备课还包括置于版面前端的“课题”“设计理念”“关键词”，置于版面末端的以“发现—发明—发展”为线索的科学素养思考。

发现的感觉如同前人曾经“发现了火”那样，很了不起，相对应于科学本质中的的“证据”意识。

发明的感觉如同人类努力“如何获得火”，很有成就感，相对应于科学本质中的“逻辑”思维。

发展的感觉如同人类探究“如何用好火”，这很有超越性，相对应于科学本质中的“质疑”精神。

发现、发明是最常见的创造，发展是最常见的改变。

备课栏目的设计，事实上为我们的研读提供了一系列小主题，如参考教案、文章摘要、扩展性资料、习题等栏目，都可以成为某一时段研读的小专题。任何经验都会有过时的时候，都需要持续地进行提升，我们重新研读教学交往中包含着的三对基本矛盾，从教学设计要素的重构，到教学设计的6点取向，再到有5条23点的备课格式设计，经历2轮6年的初中科学教学实践后，我们又立项开展了“科学课堂活动教学观下的教学设计研究”（2010）。这种循环式的教学设计研读，既兼顾了教学理论的更新，又兼顾了学生学习的内在需要、学生学习心理的变化。

基于教学相长的实践性教学设计栏目的设置，也为我们对专题的坚持提供经验，比如《科学·八年级上》（课标浙江实验版）第2章第3节“大气的压强”的教学设计中，有一些思路是可以持续用的：

我们要研究大气，怎么样把大气取出来，这是研究的第一步。

问题一：怎么样把大气取一部分出来。

要一个容器。容器又有软与硬之分——日常分法。软如气球，硬如集气瓶。

要制造出容器内外压强的不同——内大或内小；外大或外小。文字上看起来结果是一样的，但思考的方法完全不一样。可分为内部增压法、内部减压法，外部增压法、外部减压法。

压强变化会表现为一种力，使物体发生形变。软容器本身就会形变，硬容器的形变用什么来指示？

所以，本节的思维点之一：造出内外压强差，你有什么技术？如加热法、冷却法；抽气法、充气法；生成气体、或反应消耗气体等。还有气体流动法。本节思维之二：选出合适的指示物，如鸡蛋、水……

当我们这样设计的时候，这一节课就容易成功。

问题二：难点与前后联系，可以分析吸饮料的“小现象大科学”。

人吸饮料与抽水机原理是一样的——这就是STSE。课堂上这样解释的时候，才知道抽水机对人类发展的意义——让更多的土地可以种农作物。

问题三：滴管与内部压强、外部压强、水压强之间的关系。

问题四：生活重建的计算要点F＝pS。

比如外面风大时，门不是被吹开，而是被风吹得关上了。同类列举——屋顶掀了、窗户玻璃向外飞……通过计算：已知室内p内为一个标准大气压，门的面积约2m²。先求F内。当外面有台风时，室外p外＝0.95×10⁵帕。求F外。再讨论内外压力差，近12000N。人的面积约为门面积的四分之一。人在此情况下受到的力约为3000N。所以，台风天不要外出，很少有人在受那么大力的情况下能站稳。

这样设计的好处：这是一个压力差计算，相当于高压锅的设计。复习了原来的计算。结果有现实意义。也可以计算飞机升力。然后考虑改变流速问题，可以产生一组变式。

问题五：学生的快乐与困难。

手掌面积约50cm²，作用在手掌上的大气压力约等于_____N，相当于一个质量为_____kg的人站在手上时对手的压力。当计算出500N、50kg时，有一个女学生双手向上托举状。

在两张纸片之间吹一口气，并不是所有的学生都能感觉到成功，因为学生做这个实验时“心里太小看它了”，所以，很随意地选了两张纸片，实践不是很成功。集气瓶吞鸡蛋不容易，解释清楚也不容易——气压减少是因为气体受热、还是因为气体热胀跑出去一部分，还是因为冷却而气压降低。

问题六：为什么学习压强还要考虑流速的影响？这是一个有学习热情的同学提出来的疑问。

3.教学过程研读

从教学的三对基本矛盾出发，教学过程中可供选择的20余项活动基元，为我们提供了接轨具体课堂教学过程的研读方向，大大增加了我们在课堂实践中的操作性。但这些分类不是很严密的，有交叉也有重复，有些活动如阅读，无论是教材、教师还是学生，都会碰到，并不仅属于某一层面。有些活动是比较适用于课外的，但也可以改造成课内的，有些活动A学生喜欢，但B学生不一定喜欢。一次课堂教学，从时序来看，通常都有“引课、展开、整合、拓展（提升、运用）、小结”等基本过程，不同时序中的活动结构对学习者的要求或任务都会有一定的变化，而且变化是以逐步要求学习者按更高一级的理解水平来承担内容学习的责任这一方式进行的。于是我们又从基本主张、助学事件、内部条件等角度立项探索“初中科学课堂活动教学的基本主张及其教学实现”（2007）；从问题连续体、活动连续体、问题—活动模式等角度立项探索“初中科学课堂活动教学的问题—活动模式优化研究”（2008）；从活动结构、学习路径、设计取向等角度立项探索“初中科学课堂活动教学的活动结构优化研究”（2009）。

从活动的角度看，教学系统是一个学习活动的序列，是一个师生之间有组织的共同活动的序列，活动既是学习的外部形式，也是心理机能发展的基础，将相关的专题学习资源、认知工具和助学事件以“问题—活动”为支架进行有机整合，实际上即是课堂教学过程（见图10‐3）。

图10‐3　问题与活动结构化的科学课堂活动教学实施流程

活动有两个基本特征：各个活动具有一定的发生次序，是按照一定的顺序发生的；各个活动中发生的问题和完成的质量是彼此影响的。活动之间的影响是双向的，即如果活动1的质量对活动2的质量有作用，则要么是促使其拉高，要么是促使其降低。同样，课堂教学中，活动2的质量，也可能反馈影响到活动1，要么是促进其理解，要么产生新的疑问。从时间的成本变化来看，如果活动1的时间成本增加（降低），则活动2的时间只有降低（增加）。从一节课的教学空间来看，两个活动之间通常存在着一定的关联关系，如用到相同的仪器等。

课堂活动教学中活动结构优化的基本表现是处理好“活与实”“动与静”“手与脑”的关系，其核心是把教学内容问题化、活动化，通俗称为问题链与活动链的设计与实施。能否以结构化的问题与活动反映教学思路，是设计的要点，也是我们研讨的重点。一旦把握住了要点，在课堂在实施过程中即可化“静”为“动”，“活”中有“实”，“手”“脑”结合，重点与难点也就不再是重点、难点，要点如同公路的入口，找准了就会顺起来，剩下的就是如何适当地调整，“活”化教材，“实”化学生，形成有效的课堂教学。

（二）课后专题研读

在课前的专题研读后，尽管课堂教学设计、教学实施水平不断更新，并形成了一定的科学课堂活动教学特色，但研究过程中总会发现一些问题、薄弱环节，甚至盲点。

因此，课后专题研读显得很重要。

1.科学课堂活动教学的逻辑起点

课后专题研读并不是简单的反思，而是更多地考虑教学过程优化，吸收各家之长，形成教学风格。比如问题活动化后活动学习的运行结构，“根据人类活动的一般构成，我们将活动学习中的活动要素划分为活动主体、活动客体活动对象、活动目的、活动手段、活动操作、活动结果。活动学习系统包括两个相互作用的系统即教师指导活动系统与学生活动实践系统”⁽¹¹⁾（见图10‐4）。

图10‐4　问题活动化后活动学习的运行结构

把这种人类活动学习的运行结构应用到课堂教学，还得与科学学科的教学特点结合在一起，也就是说，当我们把“活动客体”看成是学习资源时，相关的结构元素都对活动有效性有影响：教师、学生与活动客体组成的情境成为融通问题与活动的关键。

科学课堂活动教学设计的逻辑生长点是问题与活动。当“知识问题化”与“问题解决问题化”时，教学处于无序状态，此时的教学系统是一种非平衡系统；当教师创设好问题情境，学生从中产生问题意识，由此引发学生的对话与讨论交流时，教学系统又处于一种无序而非平衡状态；当课堂教学偶遇突发事件，课堂教学情态短暂失控时，教学也处于一种失衡的无序状态。⁽¹²⁾

2.科学课堂活动教学的基本模式

科学课堂活动教学的基本模式围绕“科学素养”这个核心目标，运用“问题与活动”的组合，遵从活动学习的运行机制，在科学课堂活动教学中，“活动”的一个主要目的是让学生经历探究、思考、抽象、预测、推理以及反思的过程等，从而使学习者在参与科学活动的过程中形成感性知识、情绪体验和应用意识，在情境中体验科学的基本过程与基本方法。这种基本的经验与方法是建立在感觉的基础上的，又是在活动过程中具体体现的，与形式化的科学基础知识、基本技能相比，一时可能缺乏明确的逻辑起点，也没有明显的逻辑结构，是一种过程性知识，是动态的、隐性的和个人化的，学生在此过程中所形成的一种“活动图式”，事实上是培养了一种科学素养。

“问题”的设计，通常都有明确的基础知识、基本技能等指向，“知识与技能”是学生学习的重点之一，是科学素养的重要标志。科学课堂活动教学既重视形式化的“双基”（基础知识、基本技能），同时也重视内隐化的“双基”（基本过程、基本方法），通过“问题—活动”的反复循环，从而使学生获得更全面的科学素养（见图10‐5）。

图10‐5　科学课堂活动教学的基本模式

基础知识、基本技能是传统的双基，它们的获得可以是通过问题，也可以是通过活动。基础知识、基本技能的有效获得，追求基础知识的记忆和掌握、基本技能的操演和熟练，讲究精讲多练，主张从使用练习等活动基元中获得，相信熟能生巧。“精讲多练”“练习学习”“熟能生巧”等主要是围绕“演绎”展开，其目的是让学生获得形式化的结果知识（事实、概念、原理、规律等），用科学概念或公式表述的系统知识，表现为学生获得扎实的基础知识、熟练的基本技能和较高的科学素养。

从知识的角度来看，基础知识、基本技能是一种理性的、形式化的结果性知识，是对问题的一种形式化解释。

基本过程、基本方法是“新的”双基，它的获得可以是通过活动，也可以是通过问题。基本过程、基本方法的有效获得，追求对基本过程的参与和体验、基本方法的讨论与提炼，讲究“做中学”“动中学”，主张从使用探究、发现、活动等活动基元中获得，相信活动体验。“探究”“发现”“活动”等主要是围绕“归纳”展开，其目的是让学生获得情境化的过程体验，形成和积累过程知识（探究、实验、观察等），用科学探究或事实解决具体问题，表现为学生获得一定的学习体验、有效的解决问题的方法和较高的科学素养。

从知识的角度来看，基本过程、基本方法是一种经验的、感性的、情境化的过程性知识，是对活动的一种情境化解释。

基础知识、基本技能的学习是意义建构的过程，此过程以原有经验为基础，从活动体验中获得的经验开始。反过来，在使用基础知识、基本技能的过程中，只有通过经验化才能真正成为基本过程、基本方法，形成新的经验，最终是以经验的形态储存于学生的大脑当中。

基本过程、基本方法可能是比较模糊的，有时甚至是不太严谨的，缺乏明晰的结构体系，尤其是那些没有经过加工的“活动经验”，含有许多主观的、片面的非本质因素，有许多缠绕的树枝干扰而不能清晰，因此，要使基本过程、基本方法更加确切、合理而有效，就需要经历一个概念化与形式化的过程，转化为基础知识、基本技能。虽然，在问题解决的过程中，活动经验本身就具有很好的指导作用和实用价值，但毕竟科学知识本质上是追求严谨性与确定性的。

基本过程、基本方法经过形式化，可以转化或融入到以概念为中心的基础知识、基本技能之中；基础知识、基本技能经过经验化，可以转化或融入到以能力为中心的基本过程、基本方法之中。知识、技能的经验化使“过程与方法”得到升华，而“过程与方法”的形式化也使“知识与技能”因为学生的体验而获得新的生命活力，就如陶行知所作的关于人获得知识过程的嫁接树枝的比喻：“我们要有自己的经验做根，以这经验所发生的知识做枝，然后别人的知识才能接得上去，别人的知识方才成为我们知识的一个有机体部分。”⁽¹³⁾

知识与技能、过程与方法是相互依存、相互促进的，也是可以相互转化的，两者不断融合、反复提炼，在实际应用中形成具有奠基作用和普遍指导意义的知识经验便是科学素养。基础知识、基本技能形成的是一种知识系统，基本过程、基本方法形成的是一种经验系统，两者的有机结合才能形成完整的科学知识结构，表现为科学素养。由此，科学课堂活动教学中“四基”的关系结构见图10‐5所示。

在课堂教学中，问题并不一定就直接指向基础知识或基本技能，而活动也不一定直接指向基本过程或基本方法。问题可以沿着“活动—基本过程或基本方法”再到达基础知识或基本技能，同样，活动也可以沿着“问题—基础知识或基本技能”再到达基本过程或基本方法。

也可以理解为问题知识化、问题活动化与活动问题化、问题解决问题化是教学不断时段里是相互影响的，都是为了科学素养。

（三）教法专题研读

教法研读是比较难的一种研读，课型不同教法有异，千人千面，我们在探索、学习、模仿某一教法时，总觉得有诸多的不如意，开展“科学课堂活动教学观下的课型优化研究”（2011）亦遇到了这种困难。从提出20余种活动基元，到课堂教学中活动结构的优化，再到科学课堂活动教学课型优化，我们寻求的是课堂活动教学中的“有序、可控、可测”，这种专题研读，可使教师摆脱简单的搜集教学素材、借鉴他人教案的“搬运式”工作状态，合理揣摩他人理论和实践，找到适合的教法，使科学课堂活动教学进入学术研读层面，使读书和日常教学行为的改进更好地结合起来。

课型优化研究我们运用“知识类型—活动方式”二元组合形式，探索科学课堂活动教学课型谱系，研读的重点也随之回归到知识分类及课型分类上。在概念课、规律课、实验课、原理课、复习课等不同的课型中，活动结构也会有与之相适应的区别。这些差异从一定程度上反映出活动结构对于自主学习来说是存在着一个优化选择的过程，教学过程要分析是以知识为链、以活动为链、以思想为链还是以方法为链“串”起来的问题，要探讨是增加知识量、拓展知识面还是引入课外探究让教材“宽”起来的问题，要不断地实时修正“问题—活动”组合，差异性地对待“串与并、宽与窄、简与繁、厚与薄、轻与重、删与贴”等关系，活动结构的优化才能得到最终体现，“活”才不是简单表面的热闹，“动”也不是无序的乱动，才能避免科学课堂活动教学中盲目的、片面的、失度的、形式的“动”。

三、为了开阔视野的专题研读

综合的《科学》新教材、课堂教学设计、课堂教学实施与反思，带给我们许多进行专题研读的主题。要在一节课上、一个研究中、一个时间段里包揽所有的研读主题是不现实的，我们没有足够的时间和精力，因为在进行每一个主题研读时，都好像在读一本由自己临时编选的汇编，教学设计如此，阶段研究也是如此。可行的路径是根据教材特点和教学目标，每一节课上只重点研读一两个专题，解决一两个问题，作一点小的改进；在通观各学段、各教材结构的前提下，对同一类型的课，选择相似或相近的研读主题，进行持续研读。因此，我们立项开展了“初中科学课堂活动教学的再实践研究”（2007）。自此以后，持续专题研读的主题从感性到理性结合为四个方面：为什么引入活动（关于“科学”教学中活动必要性与合理性的研究）；如何引入活动（关于在“科学”教学中引入活动的方式研究）；活动是怎样的（关于“科学”课堂活动教学中活动过程的研究）；如何有效地进行活动（关于“科学”课堂活动教学中学习环境的研究）。

从提出“能活动、能发展”的教学理念，到把设计理念分解为“因学定教、生活重建、多维互动、活动建构、动态生成、时空拓展”6条基本主张，再到提出“以思维为中心、以活动为基础、以变式为手段、以过程为主线、以知识为根本”5条设计策略，这是一个循序渐进的过程，靠日积月累的改进来提升课堂教学水平。对一种新教法的探究，我们要重新审视与之相适应的基本功，重新审视与之相适应的专业水平，重新审视与之相适应的研读水平，重新审视与之相适应的教学理念，以此打开新的教学视野。在选择研读专题时，不仅应考虑教学两个性特点，还应考虑教师的专业成长阶段，而基于教育素养提高的专题研读尤其应考虑后者。

没有知识，思维会失去根基；而没有思维的知识，只是简单地堆砌，更不可能有创造性。如5条设计策略，受吴加澍先生“以实验为基础、以过程为主线、以思维为中心、以变式为手段”教育思想的影响，而在研读过程中，我们会有新的启发。比如“以变式为手段”，我们多元融合、合理整合形成为新的变式应用体系（见图10‐6）。

在我们的记录中，还有这样的一段：2008年4月10日，“高举旗帜、科学发展、创业创新”是学习“十七大”中的三句经典，反复强调。在学习“十七大精神主题宣传教育活动交流会”上，我们突然想到，科学教学实现也可以从三个方面去思考，“基本主张、设计要求、活动基元”。感谢这一次学习，想了两年多的关于课堂教学理念与操作之间层次关系的问题，突然之间似有所悟，两年的思考由于一次学习换来一时的顿悟，不管是对是错，也是一种幸福。这一次思考，给我们带来了理念与实践之间沟通途径的思考，从两两联系分析再到逐步走向“能活动能发展”下设计要素、教学设计、活动基元、教学实施、基本主张、学习路径的融合（见图10‐7）。可见专题研读的范围还是可以很宽泛的，研读的核心在于思考。

图10‐6　科学课堂活动教学变式设计应用体系

图10‐7　理论与实践统一的思考过程

四、为了修炼性灵的专题研读

研读有两个层次，一是基于教师日常教学行为改进的“教学研读”；二是基于视野的开阔、智慧的启迪的“休闲研读”。我们的研读从第一层次入手并以第一层次为主，但不能停留于第一层次。“休闲研读”不基于具体的课堂改进，更多是为了养成阅读习惯，获得自我反省、启迪性灵的路径，不管这些文章是否与当下的课堂或自己的学科相关。

（一）自我反省

直接基于课堂改进的专题研读的理论和知识技能，融入教师的整体专业成长，需要一定的时间长度，才能内化为教师整体素养的一部分。同时，很难保证思考本身的独立性和完整性，从而使思考的品质大打折扣。如何克服这种局限性？我们还需要独立于具体实践的研读作为补充。教师行为改进的核心在于课堂改进，要想将课堂改进与研读紧密联系起来，基于学习状态的专题研读是一个重要途径，“基于学生学习状态改善的学校整体改进研究”的课题（2006）带给科学课堂活动教学研究很多有益的启示，如学习状态改善、助学事件、内部条件等。自我反省需要一种评价，从实验教学评价，到活动的有效性，再到科学课堂活动教学整体评价，教师需要先沉下心来进行课堂观察专题研读，用专业的眼光观察课堂，发现自己在教学中的薄弱点，通过这些薄弱点来确定研读主题，查找相关的文章进行专题研读。比如对于“活动”多的课，我们最担心的是课堂教学时间不够，所以教学常常会更容易出现浮躁的情况，表现为学生活动不充分，教师强行停止并转入下一环节；或是教师在学生还没有来得及进行充分的思考，就急于把答案告诉学生；或是轻易地肯定或否定学生的观点，不去暴露学生的思维，引发学生之间的质疑。这对发展学生的科学思维极为不利，更不能有效地发展学生的科学素养。我们可以在课后搜集有关方面的资源进行专题研读，或者搜集这节课的课堂实录，研究其他教师是如何在课堂上应对的。同时，不能舍弃探索的成果，比如评价，我们始终坚持“主体性、效益性、艺术性”三个方面的价值取向。⁽¹⁴⁾

（二）启迪性灵

科学既是一门科学，又是一种智慧，更是一种文化。“把自己的行动拿出来研究，把研究的成果拿出来分享，把分享的幸福贡献给教育。”这是我们对科学教育的理解。于是，围绕科学课堂活动教学，我们开展了相关的交流研究，如“初中科学教师校本成长规律研究”（2005）、“课例剖析下的科学教师成长规律研究”（2011）。教学设计、自我反思、校本修炼、课堂分析、课例反思、修炼方式等，这些主题分享可以带来智慧、爱心、简单的性灵。“你有没有仔细看过一朵花？它的每一片花瓣都巧妙得惊人，然而它却是那么柔软、芳香、可爱。如果一个人努力让自己变得有条理，他的生命可能非常精确，却失去了那份温柔品质，只有像那朵花一样不费力地开放，你才能得到这份品质。所以，我们的困难就在于既要精确、清晰、博大精深，又要毫不费力。”⁽¹⁵⁾没有对课堂的观察，也就没有对课堂的性灵启迪。如同没有观察，就没有科学。科学发现诞生于仔细的观察之中。同样是观察，同样是人们通过感官或借助于一定的仪器，认识外部世界的活动。只有善观察者，才能有这样的性灵的描述。

或问“科学课堂活动教学中的活动什么意思？”我们常常难以回答，也留有将来可以持续思考的棱角。有棱有角的害处是，别人啃起你来十分方便。研读本就是一种“啃”，是一种放弃小我、慢慢走向大我的过程。

专题研读可以让简单的随波研究滚雪球式地从参考文献中获得更多的专题资料；专题研读可以让一种理念式的研究成为改进课堂的武器；专题研读可以让小切口的问题成为专业素养提升的起点；专题研读还能使这种思考潜入教师的生命个体和专业素养中。因需而定、循序渐进、持续跟进的专题研读，能够促进教师教学行为的跟进与改善，有效达成教学目标。