初中科学用科学大观念指引探究教学

为进一步贯彻落实学科立德树人的要求，关注学科核心素养培育的路径，深化初中科学课程改革，促进中青年教师的专业化发展，展示初中科学课堂教学实践与研究的成果，切实提升初中科学教学质量，提高科学课堂教学的有效性，根据市教委、市教委教研室的有关精神和要求，2019年上海市初中科学学科中青年教师教学评选的主题确定为“用科学大观念指引探究教学”。

为方便广大教师积极参与本次评选，现对本次活动的主题及其实施和评选标准，特做如下说明。

一、主题概述

（一）背景与目标

科学课程本身具有探究和综合两个基本特征。科学课程内容的建构以“探究活动”为脚手架，因此上海市初中科学学科建设30年来，在科学探究与探究教学方法、实证思想与实证教学的推行上，持之以恒地做了长期不懈的努力。目前，全市科学教师已经基本接受科学探究的理念并进行积极的教学实践。在此基础上，需要进一步优化上海初中科学学科的综合性，希望教师在组织、指导学生的“探究活动”时，能够为学生提供一些有启发作用的科学观念，从而为学生在分析问题、解决问题时提供方法论的指导。

本次评选主题，其主旨就是引导教师在组织、指导学生的“探究活动”时，能够由浅入深地提供一些“棋谱”（解决问题的科学思维过程），让学生在探究过程中逐步学会运用这些“棋谱”，从而为最终培养学生的独立思考能力和实践创新精神服务。

（二）内涵与路径

探究教学是初中科学学科改革的重点和核心。科学探究的实质就是一个科学证明的过程，即通过寻找并运用证据来证明某一假设的过程。“用科学大观念指引探究教学”就是指教师“基于解决问题的科学思维过程”去设计、组织和指导学生进行“探究活动”，并让学生在这个科学证明的过程中逐步学会运用科学思维过程去解决问题，发展科学概念与观念。

如何“用科学大观念指引探究教学”，其基本的教学设计路径与方法如下。

（1）教材分析，明确教学内容背后的大观念。通过研读课程标准、教材、教学基本要求来明确教学内容背后所要呈现的科学大观念是什么，并根据目前教学的内容列出大观念，再给出其逻辑依据和背后的思考。

以“熔化”一课为例，必须分析清楚这节课背后的科学大观念是什么。这是一节有关“物理宏观现象用微观解释”的课，具体涉及的是用“粒子模型”来解释物态变化（固态变为液态）过程中温度变化的特点（吸热而温度不变）。而这个宏观现象需要学生通过探究去发现，再用他们已经学过的“粒子模型”来解释。

（2）学情分析，确定观念的进展过程。通过分析概念和学生来确定具体的学习进阶过程。为确保学生能够通过探究加深理解，需要明确认知进展过程：先依据小概念相互之间的逻辑关系，后依据学生不同阶段掌握概念的实情，再描述概念进展过程，注意与大观念相联系。

以“熔化”一课为例：①必须思考只有解决了学生脑袋里的哪些问题，才能到达让他们觉得可以探究，而且值得探究的那个聚焦点（温度变化的特点）；②必须思考如何引导学生围绕探究的目标（温度变化的特点），对探究过程进行具体的操作设计；③必须思考如何用板书记录学生探究过程与思维过程，怎样一步步记录现象→结论；④必须思考当实验中学生们一致得出“吸热而温度不变”这一特点时，怎么给出概念，并让学生用“粒子模型”来解释这一特点，等等。

（3）教学设计，从解决问题的科学思维过程角度设计教学方案。教学方案包括以下五个方面：根据进程所做的教学顶层设计，建构问题链及教学基本环节，为回答问题寻求观察、测量和收集数据的方法，分析和解释数据，对探究和获取结果进行讨论。

以“熔化”一课为例，其教学流程确定为：①通过复习粒子模型与物态变化概念，从涉及的“大观念”中的具体概念内容直接引入探究的问题；②通过一系列的提问中，辨析研究固态变为液态过程中所要解决的问题，明确探究活动的条件和探究过程的方向；③为提高活动结果对于探究目标的解释性（温度变化的控制），组织学生围绕探究的问题设计实验并操作；④为让探究学习有意义，教师板书记录学生探究过程中的重要现象，并推论得出实验结论；⑤为对“物态变化中温度不变”的现象作出解释，引导学生用粒子模型解释“吸热而温度不变”的原因。

文章来源：《科学学研究》 网址: http://www.kxxyj.cn/qikandaodu/2021/0325/520.html