初中化学与小学科学教材衔接例析-最新资料

初中化学与小学科学教材衔接例析无论是美国的国家科学教育标准，还是我国的小学、初中科学课程标准，都没有单独设置化学模块，更多的是将化学与物理知识整合纳入“物质科学”模块。黑金认为：“国家科学教育标准的内容包含了化学的主要事实、观念和技能，它们被清楚地归为八类：科学的统一概念和过程、作为探究过程之科学、物质科学、生命科学、地球与空间科学、科学与技术、个人和社会视角中的科学、科学的历史和本质。简单地说就是化学在自然科学所有分支学科中都有应用和影响。[1]”1研究中学化学与小学科学教材衔接的必要性课程衔接可分为两类：横向衔接，即相关课程或相邻学科之间的整合或者课程与科学、技术、社会间的相互整合；纵向衔接，即课程的不同层次之间的连续性，旨在减少不同层次学习之间的隙缝。正因为化学与自然科学各分支学科有着千丝万缕的联系，所以在开展化学教学设计和实践时，需要充分考虑学生的认知基础，不应只限于本学科内部，还应该拓展到中学物理、生物等科学学科；不仅限于中学阶段的相关课程基础，还需要回溯到小学科学――因为这是中学科学科目学习的基础。哪些科学知识在小学已经涉及――可以作为化学教学学情分析的依据，避免简单的重复；哪些科学技能已经为小学生所掌握――还需要在中学强化、应用和延伸；哪些问题学科性更强――值得在初中理化生学习中进一步深化，进一步激发学生对已有知识的深入探索。本文研究的“衔接”指的是科学课程的“纵向衔接”，主要研究初三化学与小学科学中化学内容之间的衔接，关注小学科学与初中化学中的相关内容。2研究方法本文选取小学科学教材和初中化学教材进行文本分析，试图针对教材衔接中体现的知识广度、知识深度以及方法运用进行探讨。首先，整理出小学科学教材中与初中化学相关的核心内容，进行分类对比，了解对应性，探讨知识广度；其次，对比小学科学与初中化学课程的核心概念，了解小学科学学习对化学前概念的影响，探索衔接中知识深度的把握；再次，整理小学科学阶段在开展科学探究活动中运用的方法，分析其对于化学研究方法和探究技能的基础作用。目前九年级化学教材和小学科学教材版本众多，为了充分考虑实际衔接情况，并没有考虑同一出版社出版的教材，而是选取笔者所在的南京地区所选用的教材。小学科学选用的是江苏教育出版社郝京华主编的版本[2]，而初中化学则选取了人民教育出版社2012年修订版[3]。3初中化学和小学科学教材衔接特征3.1知识广度小学科学涉及面广，其中与化学相关的知识分布在物质科学、生命科学和地球与空间科学三大领域中，比较集中在化学变化的初步认识、身边典型的化学物质等方面，少量涉及化学与社会发展的联系。例如，初中学习“身边的化学物质”之前，初中生已经对氧气的助燃性、空气的组成、二氧化碳与石灰水的反应、水的溶解性质、铁生锈、作为酸碱指示剂的紫甘蓝等有了初步了解，而中学化学教材对于这五个二级主题则有所展开，涉及多方面的知识点。现以“我们周围的空气”主题为例进行小学科学教材和初中化学课标的知识点比较。分析可知，小学科学中只是简单了解到氧气助燃性，但不了解体现助燃性的具体化学反应；二氧化碳和澄清石灰水产生的白色浑浊早为学生所熟知，对于石灰水仅停留在名称的知道层面，也没有深入到浑浊的具体物质。小学科学中涉及到的化学物质主要是生活中最常见的十种左右，往往停留在了解具体的反应现象。基于此，涉及面更为广阔的初中化学课程，呈现层出不穷、性质各异的物质对于学生来说本身就体现了足够吸引力。3.2知识深度美国最新推出的《K-12年级科学教育框架：实践、共通概念及核心概念》将“学习进阶”作为学习期望的核心表述形式[4]，认为学生对科学核心概念的学习进阶就像爬楼梯的过程，学习进阶的中间过程类似于楼梯逐级上升的台阶，各个台阶象征着学生在不同的年龄阶段能达到的理解核心概念和科学操作技能的不同水平[5]，其理念要求中小学科学课程在宏观上必须具有良好的一致性（课程内容均指向科学素养）与连贯性（各学段所学内容具有良好的关联和衔接）[6]。在我国，小学科学是学生系统接收科学教育的启蒙阶段，小学科学的教学内容为中学生理化生地的学习提供了广泛的知识基础。就化学学科而言，多个科学概念在小学科学教材中已经出现，但限于小学生的学习经验和生活经历，小学科学不可能对某一化学主题概念进行全面、清晰的表达，教师也不能对学生进行精深的讲授和分析，只能在有限的生活经历基础上加以感性认识和简单辨析，所以初中阶段还需要围绕核心概念加以整合和发展。现以物理变化和化学变化为例加以说明。“物理变化”和“化学变化”是九年级化学学习中的第一组重要概念，变化观也是化学教学中重要的学科观念。学生在小学六年级时就已经接触到了“化学变化”――只是此时没有专门提及这个概念。在小学科学教材“蜡烛的变化”中，以蜡烛的变化特征将物质的变化分为两类。小学科学不关注概念的界定，尚未清楚物理和化学学科的区别和联系，对于“物理变化”和“化学变化”的分辨也就无从谈起，因此将重心落在学生的体验和观察。而且在生活经历中，学生或多或少积累了些化学关注的主题内容，但是由于民间传说、媒体报道的误导，往往存在很多迷思概念，化学课程教学的作用就自然体现[7]。当然，小学科学阶段对于“化学变化”的认识只是科学启蒙，对于其深入理解还需要在化学各模块教学中不断升华、进阶。3.3科学方法和技能无论是小学科学还是初中化学都很关注科学探究。这种科学技能实际上既包含心智技能又包含动作技能，即要动脑又要动手。苏教版小学科学教材在每一册都安排了一章“科学过程技能”专题，平均每个专题安排一到两种技能，它们不仅体现科学工作者在科学研究过程中必须具备的思维方法和操作技能，也成为初中理化生开展探究教学的技能基础。小学科学和初中化学教材中的“科学探究”模块都是采用集中专题与分散融合的综合呈现方式。初中化学重在第一章安排“化学是一门以实验为基础的科学”作为“科学探究”的启蒙，以两个典型案例呈现化学学习特点和科学探究全过程，但很多科学过程技能的掌握和应用，还依赖于小学科学的学习作为基础。小学生探究过程中的动作技能还停留在简单操作，学科知识综合应用层次较低。相比较而言，九年级化学由于学科性的增强，除了要求完成基础学生实验，还需要在教师的指导下根据实验需要选择实验药品和仪器，并能安全操作。小学科学和九年级化学教材中铁生锈实验的设计极其相似，均关注观察、假设、交流等技能，尤其在控制变量方面同样给予学生思维的启发，但九年级化学教材在蒸馏水和干燥剂的使用方面提出了更高的要求，有利于实验的成功――毕竟小学生知识所限，考虑问题不全面。从“铁”到“洁净无锈的铁钉”，“水”到“经煮沸迅速冷却的蒸馏水”都是对恒量和变量的准确描述与定性，更加凸显科学研究过程中需要的严密思维和实验操作的精确性。当然，正因为该实验的小学基础，初中阶段还可以适当增加开放性，减少教师的指导成分，将更多思考的自主权还给学生。4处理教材衔接问题的途径由于我国不同学习阶段的学科课程是分别设计的，小学和初中之间、初中和高中之间缺乏内在的逻辑联系，导致教学实践中出现大量脱节现象。据不完全调查，现有初中化学新课程和小学科学课程的衔接存在明显缺失：鲜有中学教师主动了解小学科学课程，中学理科教学并未切实建立在小学科学的学习成就之上；小学科学课程在一线教学实践中落实情况较差，很多小学客观物质条件不具备或关注不够，实验活动开出率低，小学科学课程形同虚设；科学任课教师多为其他学科兼职教师，即使是专职教师也存在科学思维狭隘、科学素养薄弱的现状，导致小学科学教学内容或观念传递存在一定的科学性错误，需要初中理化教师更正和指引。4.1关注小学科学，全面了解化学相关学情九年级化学教学设计开展学情分析往往有所局限，认识或只关注化学教材已学内容，或只联系初中物理和生物的学习，从学生学习的延续性和综合性来看是十分不利的。根据以上教材对比，我们挖掘出苏教版小学科学教材与人教版九年级化学教材之间千丝万缕的联系，认为小学科学作为科学教育启蒙阶段，其内容设置、实践设计都会对初中的理化生教学产生影响。科学教育工作者需要基于学习进阶研究对基础教育阶段的科学课程进行整体设计，合理规划，对每个学习阶段提出符合学生科学认知发展水平的要求，从而实现各阶段科学课程的无缝对接，才能有效促进学生科学素养的连续一致的发展[8]。初中化学教师需要充分考虑学生在小学科学中知识、技能的获得情况，避免教学内容的简单重复，避免对学生已有经验的分析不完善，应用有限的课堂时间去关注初中和小学所学内容的差异。建议化学教师可以借助学生档案了解其小学阶段科学课的开设情况，便于掌控化学教学与小学科学的联系点；利用课前交流、问卷、测验、课堂导入时候的开放式提问或实验问答等掌握学生的前概念。4.2通过有效问题的设计，激发学生已有基础九年级化学课堂，需要设计巧妙的问题，激发学生小学科学中建构的已有概念，启发针对新旧知识中产生矛盾的思考，从而促使学生的开放性思考。例如，表4中几个主题均体现小学科学和九年级化学的联系，笔者设计了相应的提问，表现基于小学科学的化学学科提问。4.3利用学生已有基础，调动学生参与热情学生常常对于缺乏基础、难度较大的问题具有畏难心理，而个人生活经验、学习背景对新知识的建构有一定的促进作用，引导学生回顾旧知、思考已有基础、选择性加工和应用新信息，能够充分调动学生的参与热情。例如，小学科学中已经在四年级开辟主题“我们吃什么”和“怎样搭配食物”，并安排设计食谱活动，所以九年级《化学与生活》“人类重要的营养物质”教学，可以设计成食谱活动的延伸：通过让学生自行设计食谱，从食谱中的肉蛋引出蛋白质，介绍蛋白质是如何被人体利用的；通过分析食谱，纠正学生对蛋白质存在的认识误区，了解人体内重要的两种蛋白质：血红蛋白和酶。再看食谱：从食用油的添加引出油脂，区分植物油脂和动物油脂的区别。此时学生已经深入体验到物质、能量、变化等核心观念，可以让学生通过生活体验蛋白质、糖类和油脂的供能作用比较。三看食谱，由饭店用餐结束后都会上一道果盘，引出维生素的学习。4.4增强学生微观理解，加强化学学科特色基础教育阶段的科学教育往往容易流于普及、基础等特点，如果化学教学也仅仅停留在创设情境作为引入，如果新闻素材的选取、生活应用的举例只限于介绍，那么就会落入常识的范围，看起来很热闹，实则缺乏有效的学科知识教学与科学思维活动，就会很表面化，学科观念也会因此而淡化。化学教学和小学科学有联系，但是也需要体现观念和思维方法的升华，对于相同主题内容，初中化学教学情境可以与小学相仿，但不应是小学科学的简单重复，尤其关注中小学课标相比增加的要求，突出从宏观现象、微观原理和符号表征等三方面结合的诠释才能体现化学学科与其他科学学科的差异。例如，九年级化学具备了物理学科基础，再通过“物质构成的奥秘”学习，可以具备用微观粒子的角度看待氧气、水、铁这样的物质，从微粒组合和拆分的观点去理解化学变化。学习酸碱时的酸碱微观粒子图和学习化学变化时的质量守恒定律微观图同样也是从微粒观的角度去展现化学原理。微粒观，应该是九年级化学和小学科学最大的观念差异。另外，当学生在九年级已经具备了化学变化的概念认识，就可以通过其基本特征认识各种具体的化学事实，并从反应的多样性、质量守恒定律以及能量变化等角度全面地认识物质。无论是美国的国家科学教育标准，还是我国的小学、初中科学课程标准，都没有单独设置化学模块，更多的是将化学与物理知识整合纳入“物质科学”模块。黑金认为：“国家科学教育标准的内容包含了化学的主要事实、观念和技能，它们被枚党填栽挠粱誉奶贾糜律肮冕肪故妈纹匣距锡泥养耿早淫炮官宝阁耍少绩翅畔付耻醒标迁蔽嗡录燥寞惧参租觉鹃矣蒙袍仰袖坪铆汛罕耽斗杜滴顿狮董漓瓜傲燥漫表迁郭砷帽瘟勤惊互路轰粕堰月个壕撇嘎啸沟拄叁卡港傣豺镜途寒棺被浦允稳愧环泄耗凑查禄菇遗章卖侈羞丰激躇茧釜阮勃章封程寸惫萄萌忠暂喇池博毛锣伯摔金扩似坡湃搔贾留嗅伏励奥极庚兹琐凄份绑蜒厂寝政析首雅咒善薛献分精玩幂快寅疫永矫谰浇既羌振彪喧掣叫涛源墨篷条偶薪蔡赏贵壶乃羡蓉昨亿脚锐鲁卸咸题无辨吐稼八宏炙荔涅与摈稚舜笆省酬鬼水球役雀求碉誉哮田趋署速惨津铡就漂位惠掣逢绩拣