科学新课程教学设计与案例分析

第一章：《科学》课程的特点和新课程实施所带来的变化第一节：《科学》课程的特点从世界范围的一些发达国家和发展中国家来看，中学阶段的科学教育的最终目标都被确定为提高人的科学素养。自1985年10月在巴基斯坦伊斯兰堡召开的科学课程研制会议上，专家们对科学教育的内涵、内容、目标等作了界定，其目标一般地说是给予每个人适应改善生活质量所需的知识、技能和态度。[2]这个观点现在已越来越得到各国从事科学教育人士的赞同。对此英国皇家学会就曾在1985年指出“改进公众对科学的理解是对未来的投资，这种投资能够成为促进国家繁荣、提高公共和个人决策质量、充实个人生活质量的重要因素”[3]；又比如美国的科学教育者也认为美国的生存和发展“不仅取决于受到良好教育的科学与工程人员，也取决于具有科学素养的民众”，为此《美国国家科学教育标准》着眼于实现“每个美国人都应熟悉基本的科学观念和基本的科学方法，因而都能生活得较为充实，工作得较为高效。”[4]这个目标。基础教育阶段的各门课程，都承担着提高国民素质的任务，它们只是各有所侧重，但既有分工更有合作，构成一个整体的课程结构。初中《科学》课程是义务教育阶段一门十分重要的课程，它的任务则更多地指向提高国民的科学素养，因此全面提高每一个学生的科学素养就成了《科学》课程的核心理念。我们说如果一个学生的科学素养有了很大的提高，对科学本质理解的越深刻，他就越能产生兴奋感和充实感，学生学过科学以后，觉得周围的世界仿佛变了样子。就拿树来说吧，树的构成材料居然主要是空气。你把树焚烧了，树就会化作原来的空气，在火焰的光热中散发出来的是原来被束缚在里面用来把空气转化成树的太阳光热；在灰烬中的那一小部分残余物质，则本来不是来自空气，而是来自固体物质泥土。理查德.费因曼（一、科学课程的基本理念）全面提高每一个学生的科学素养这也就成了（我们）《科学课程标准》的基本理念。具体地讲它包括以下五个方面。第一个就是课程要面向全体学生。根据义务教育的性质，科学课程为每一个学生提供公平的学习科学的机会，使每一个学生学习科学的潜力都能得到充分发展。第二个就是课程要立足学生的发展。《科学课程标准》最基本的要求与出发点就是全面培养学生的科学素养，为他们的终身发展奠定基础。第三个就是课程要体现科学的本质。对初中生来说要引导他们初步认识科学的本质：逐步领悟自然界的多样统一性；感受到科学是一项每一个有责任感的公民都应当关注的社会事业。对科学教育来说，要让学生能从整体上认识自然，了解科学；引导他们学会从纷繁复杂的自然现象中通过观察、分析去探索规律、应用规律，去把握基本的科学观念；把科学精神与人文精神结合起来，并与其他课程一起，共同承担起提高学生思想、道德水平与社会责任意识的重任。第四个就是课程要突出科学探究。强调这一点是立足于客观事实和下述的认识基础之上的，我们说“科学的核心应该就是探究，教育的重要目标是促进学生的发展，科学课程应当体现这两者的结合，突出科学探究的学习方式。第五个就是课程要反映当代的科学成果。科学在不断发展，并且已经渗透于人们的社会生产、生活的各个方面，以致影响到人们的生活方式与思维方式。对于作为知识经济时代的公民来说，在《科学课程标准》中及时反映当代最新科技成果具有十分重要的意义。我们的科学教学内容一定要具有鲜明的时代。二、科学课程的培养目标它一共包括四个方面：1、在科学探究（过程、方法与能力）方面要让学生增进对科学探究的理解，初步养成科学探究的习惯，培养创新意识和实践能力；2、在科学知识与技能方面要让学生了解或理解基本的科学知识，学会或掌握一定的基本技能，并能用它们解释常见的自然现象，解决一些实际问题；初步形成对自然界的整体认识和科学的世界观；3、在科学态度、情感与价值观方面要让学生保持对自然现象较强的好奇心，养成与自然和谐相处的生活态度；形成崇尚科学、反对迷信、以科学的知识和态度解决个人问题的意识；4、在科学、技术与社会的关系方面要让学生了解科学技术是第一生产力，初步形成可持续发展的观念，并能关注科学、技术与社会的相互影响。（扩展和突破）综合《科学》目标的这种定位与以往的理科教育目标相比有较大的扩展和突破，表现在：①（综合《科学》）目标体现了科学教育共同趋势——精英教育与大众教育的统一。无论国际还是国内，科学教育都走过同样的路，就是从精英教育，过渡到大众教育，再趋向于精英教育与大众教育的统一。也就是从强调培养科学家，过渡到培养“合格”国民，再趋向于提高每个国民的科学素养。②（综合《科学》）目标从知识本位走向科学知识、科学过程、科学文化的统一。以往的理科课程的教育目标基本定义为学科的基础知识、基本技能和思想教育。很多事实和证据表明这种对科学教育的目标界定是不能满足当代社会发展的需要的，如中国科协在1992年、1994年、1996年、2001年依据国际上较为通行的指标体系对我国公众的科学素养进行了四次调查，前三次调查的结果基本一致，我国公众具有基本科学素养的比例仅为0.3%（1996），美国为6.9%、从这里我们可以看出这个差距应该是很大的；2001年第四次调查结果是我国公众具有基本科学素养的比例为1.4％。尽管还比较低，但我们可以看到进步是非常显著的。所以我们现在的科学课程《标准》既重视基础知识和基本技能，又强调对过程和文化的理解，也就是既要加强学生的基础性学习，又要提高学生的发展性学习和创造性学习，这应该说是符合当前国际科学教育潮流的。③（综合《科学》）目标从学科本位走向将科学本质和教育本质的统一。学科本位就是过于偏重学科知识的获得，忽视了社会和学生发展的需求。科学课程《标准》则强调课程应基于学生思考和学习的方式、语言发展和文化背景，重视学生已有的生活经验以及在此基础上发展学生对科学本质的理解，这样呢就将科学本质和教育本质统一在了科学探究之中。三、浙江教育出版社版《科学》（7～9年级）实验教材的特点，我们主要来看一下教材的体系安排综合科学的最大特点就是综合，就是要求学生将自然界作为一个整体进行研究，在学生了解自然界运动变化规律的同时，加深学生对科学本质的理解，并关注科学与个人、社会和国家的关系。为此课程突出了“整合”与“探究”，因为这是实现上述目的的有效途径。教材从统一的科学概念与原理，科学、技术与社会的关系以及科学探究活动三条基本途径对课程内容进行整合。（1．主题单元系列）依据科学课程《标准》提出的课程目标和学习内容，从对自然认识的角度，对其中的生命科学领域、物质科学领域和地球与空间科学领域等3个方面的学习内容进行整合，在对科学作定性介绍（科学入门）后，就是以“存在的自然——演化的自然——自然与人”为线索展开，从相对静态地描绘自然界的总图景开始，过渡到动态地反映自然界演化途径，最后归结到根本问题——人与自然的关系。这样学生能整合地认识自然界和关于人与自然的关系的基本思想，“存在的自然”回答了“自然界是什么？”的问题；“演化的自然”回答了“自然界原来是什么？将来会怎样？”的问题；“自然与人”回答了“能动作用很强的人类如何与自然和谐相处并可持续发展？”的问题。“存在的自然”、“演化的自然”和“自然与人”就构成课程的一级主题。在一级主题下，利用科学上统一的概念和原理进行精加工，为此加工确立了二级主题：物质系统的层次、运动与变化、相互作用、结构与功能、转化与平衡、自然界的演化、发展与和谐。在二级主题基础上再加工出三级主题——章，然后依次细化到每一节、课。这种精加工能确保课程紧扣目标进行编制，所形成的主题系列内在之间是紧密相关的，编排的具体情况见表1。表1科学课程的主题系列（2．通过探究的整合）“科学思想上的一致性”是理科的各门学科能综合在一起的内在逻辑。这种一致性表现在科学家在解决问题时基本采用相同的过程，我们来看一下这个图。我们认为科学探究在初中科学教育中，既是教学的目标和结果，又是教师教学和学生学习的主要方式，同时还是教材内容选择和呈现课程内容的主要方式。因此有关探究的内容和技能需要在课程中进行有序地安排，并与学科内容相结合，恰当地穿插或融合，在各分册中应有所侧重。在安排探究活动时，可以是完整的探究，也可以是其中的一部分，具体各册探究的侧重点见表2。需要说明的是，初中六分册中的上述安排只是侧重于探究的某些方面，通过这样循序渐进的安排使学生的探究能力逐步得到提高。第二节：科学新课程实施所带来的变化新课程、新教材为教学改革提供了一个崭新的“平台”和支撑点，也对教学改革提出了全新的要求。改革旧的教育观念，真正确立起与新课程相适应的体现素质教育精神的教育观念，推进教学方式和学习方式的转变，重建教学管理制度，成为本次教学改革的主要任务。一、学生学的方式的转变苏霍姆林斯基曾深刻地指出：“让学生们每天10至12小时坐在那里读书、听课思考、回忆、回想、再现‘以便能回答老师的问题——这真是一种无法胜任的、使人精疲力竭的劳动，它归根结底会摧毁学生的体力和智力’使学生对知识产生冷漠和漠不关心的态度学方式的单一化会把学习活动变成为沉重的、枯燥的、单调乏味的事。为此，新课程强调学习方式的转变，要求学习方式由单一性转向多样性，让学生在读中学、玩中学、做中学、听中学，在思考中学习、游戏中学习、合作中学习，让学生了解和掌握更多的学习方式，让身体更多的器官参与学习，从而获得学习中的乐趣与全面和谐发展。不仅如此，新课程还积极倡导和实践学习方式的个性化，鼓励学生从自己的视角出发，用自己最喜欢的方式进行学习。这也就是说我们新一轮课程改革从以学生发展为本出发，倡导新的学习方式——自主学习、合作学习和探究学习。（在学生学习方式转变的同时，我们也看到学生在学习策略方面的几点变化，我们教师可具体参考讲义24页，同时在自己的教学中不断指导学生如何进行高效的学习。二、教师教的方式的转变新课程中教师行为的变化主要有：（1）由知识的传授者转化为学生发展的促进者教师作为促进者，其角色行为表现为这么6点，比如：①帮助学生确定适当的学习目标，并确认和协调达到目标的最佳途径；②指导学生形成良好的学习习惯、掌握学习策略和发展能力；③创设丰富的教学情境，等激发学生的学习动机和学习兴趣，充分调动学生的学习积极性；④为学生提供各种便利，为学生服务；建立一个接纳的支持性的宽容的课堂气氛；⑤与学生一起分享他们的情感体验和成功喜悦；⑥和学生一道寻找真理；能够承认过失和错误。（2）教师由学生的管理者转化为学生发展的引导者新课程要求教师将自己的角色定位在引导者上，教师要尊重差异性，尊重多样性，尊重创造性。作为引导者，我们可以看一下教师有这么6方面的角色行为，比如：①教师要记住自己的职责是教育所有的学生，因而要坚信每个学生都有学习的潜力。②教师要慎重地运用学生原有的鉴定和介绍材料，对来自周围人对某一学生的评价小心地采纳，对学生不能形成先人为主的成见。③在课堂教学中，要尽量地给每位学生同等的参与讨论的机会。④要经常仔细地检查、反省自己是否在对待不同学生上有差别。要尽量公开地评价学生的学习过程和结果。⑤在实施奖励时，要做到公平、公正、公开，不可有不同的对待。⑥要常常了解学生的意见，看看他们是否察觉到了教师在期望上的偏差，随时审视，随时修正。(3)由课程的执行者转化为课程的开发者■教师努力把教材作为课程资源来使用，根据自身实际创造性地使用教材，用出个性化风格和特点，而不是生搬硬套地教教材■积极主动地开发各种可用课程资源，使科学教学在更高的平台上展开。3、课堂教学的变化一、学生解放了在传统的课堂中，学生受到许多的限制，因而变得盲从依附。而在新课程的课堂中，学生被赋予了更多的自由和权利：例如：独立思考、自由表达、质疑、怀疑等自由和权利；等等。这些自由和权利大大释放了学生的个性和潜能，使学生的主观能动性和创造性得到充分的发挥，学生也因此变得活泼敏捷和富有朝气！二、教材开放了在传统课堂教学中，教师往往把教材当成学生学习的唯一对象，教师牵着学生的鼻子去学教材、“钻”教材，甚至去背教学参考书。教材被神化了、绝对化了，教学变成了教书。新课程要求教师不是教教材，而是用教材教。教师对教材进行补充、延伸、拓宽、重组，并注重教材与社会生活和