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中学《科学》教学设计与案例分析第一节中学《科学》教学的过程界定“教学”一词的语义教学的语义发展从古代到现在大致经历了四个阶段：“教学即学习、教学即教授、教学即教学生学和教学即教师的教与学生的学”。教学是教师教和学生学的统一活动。基于这样的认识，中学《科学》的教学过程可理解为教师的教和学生的学的双边活动过程。也就是说，教学过程一方面包括教师的活动（教的过程），另一方面同时也包括学生的活动（学的过程）。一、教学过程中的基本要素如果把教学过程看作一个整体（系统），那么这个教学过程是由多种要素构成的。这些要素之间，相互都有着密切的联系，由此构成一定的结构，以发挥教学过程的整体功能。“要素——结构——功能”是我们分析一个系统的三个环节1．“三要素说”学生是学习的主体；教师是教学活动的设计者、组织者与促进者；教学内容是使教师教的活动与学生学的活动统一起来的纽带。2．“四要素说”教师对课程进行二次开发、对课堂教学内容进行处理（设计），要有一定的手段和方法；在课堂上教师与学生进行交流，也要通过一定的手段和方法；学生在课堂上领会、理解和掌握教学内容，也需要一定的手段和方法。3．“五要素说”我们平时说的“班风”、“校风”和“学风”等就类似这一要素。二、教学过程面面观教师和学生是教学过程中的两个生命体。这两个生命体在教学过程中扮演什么角色，处于什么位置，是值得我们最为关心的。文本文本文本文本文本文本1．教学过程是一个特殊的传播过程从传播理论的视角来看，教学过程是教师（相当于传者）在教室（相当于环境）将教学内容（相当于信息）加以设计即编码，并借助于教学媒体（相当于信道）传递到学生（相当于受者），学生通过理解即译码接受教师经过编码过的教学内容，并通过眼神、注意力等形体语言和回答问题、练习等口头语言、书面语言反馈给教师。2．教学过程是一个特殊的认识过程人类对客观世界的认识，一般是由感性认识发展到理性认识，实现认识上的第一次“飞跃”，然后再由理性认识发展到实践，实现认识上的第二次“飞跃”。并认为这两次“飞跃”都是人脑对客观世界能动的反映。教学过程与人类对客观世界的认识过程基本上是一致的，也需要经过从感性认识到理性认识，又从理性认识回到实践，完成两次“飞跃”才能实现对教学内容认识上的升华。3．教学过程是一个特殊的“刺激——反应”过程行为主义认为，教学过程是一个由不知到知，由不会到会的过程，这个过程遵从心理学中的经典条件反射法则，即刺激（Stimulate）——反应（Reflect）法则。在教学过程中，教师提供一定的刺激，学生就会对此刺激作出一定的反应。教学过程就是这样一个特殊的刺激（教）反应（学）过程。三、中学《科学》教学过程的特点《基础教育课程课程改革纲要（试行）》指出：课程实施，教师要改变过于注重知识传授的倾向，强调形成积极主动的学习态度，使学生获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观的过程。中学《科学》新课程对教学过程的要求第一，教师要关注学生学习《科学》的过程与方式。也就是说，教师在教学过程中不仅使学生获得科学的基础知识与基本技能，实事求是的科学方法，而且更要关注学生获得科学的基础知识、培养科学的基本技能和养成严谨求实的科学习惯的过程。第二，教师要在《科学》的教学过程中使学生获得一种积极的情感体验。即使学生体验科学的探究过程的艰辛与快乐，从而获得情感上的满足与愉悦。第三，教师在中学《科学》的教学过程中要重视科学的实验和日常生活中的事例。中学《科学》作为一门理科类的综合课程，学习的对象又是形象思维处于主导地位的初中生。通过教师的课堂演示实验和学生的边学边实验或探索性实验以及在学生的日常生活中发生的、与教学内容有关的典型事例，使学生对科学的概念和规律的形成和建立的过程有比较清晰的认识和把握。中学《科学》教学过程的特点（1）中学《科学》教学过程是一个交互动态的发展过程;（2）中学《科学》教学过程是一个对科学情感的体验过程（3）中学《科学》教学过程是一个以“感性”认知为基础的建构过程（1）中学《科学》教学过程是一个交互动态的发展过程中学《科学》教学过程，从本质上讲，是教师、初中生和科学知识这三个基本要素组成的系统，它们相互作用的过程。没有学生的参与，就构不成“教学”活动；没有教师的指导，只能是一种“自学”活动；没有构成科学知识的教具、教材等教学媒体不能形成学习的环境条件，同样也产生不了“教学”活动。由此可见，中学《科学》教学过程中的基本要素之间的相互作用是复杂的，它有主体和客体的矛盾、主体与媒体的矛盾和媒体与客体的矛盾，还有主体之间、客体之间的相互矛盾。就学习的主体而言，存在着个体感官同大脑的相互作用；就教学过程中的人与人的关系而言，存在着个人与个人、个人与集体、集体与集体之间的相互作用；就参与教学过程的物与人的关系而言，存在着人与学习环境、教学手段的相互作用等等。在教学过程的各个阶段，语言、文字、图像等会引起初中生不自觉地点头称是、跃跃欲试的低声细语、紧蹙眉头的潜心思索、愁眉苦脸的轻声叹息、嘴咬笔杆的难于下手等心理活动的表现，这是有价值的反馈信息。教师正是通过接收这些有价值的反馈信息，在课堂教学中进行反馈调节、改变教学进程，必要时调整教学流程，从而使得同一班级的教学过程朝着有利于科学知识学习的方向发展。而这种交互动态的发展贯穿于教学过程的始终。因此，中学《科学》教学过程是一个复杂系统的交互动态的发展过程。为此，只有教师结合中学《科学》新教材的内容不断创设有利于初中生学习的问题情境（激起感知的实验演示、启迪思维的课堂提问等等），从而使初中生在心理的平衡与不平衡之间不断实现自我调节，中学《科学》的教学过程才能算是到位的。（2）中学《科学》教学过程是一个对科学的情感体验过程所谓科学体验是指科学经验和数理逻辑经验。现代心理学研究表明：科学经验和数理逻辑经验是本质上完全不同的两种经验。科学经验指个体作用于物体，从而抽象出物体的特征，如颜色、大小、轻重、硬度、存在状态等。数理逻辑经验，它来源于主体的动作，是个体作用于物体得出的动作间的关系，是主体的动作经验。若无动作，则无数理逻辑经验，更不会有数理逻辑结构和运算。科学家通过观察、测量、运用时空关系、分类、交流、推论、预测等基本过程和解释结论、条件控制、定义操作、建立模型、提出假说、实验验证等综合过程，从而实现与客观世界的相互作用，形成科学的概念和规律，创建了科学的理论。他们的探索过程实际上是获取科学经验和数理逻辑经验的过程，即科学体验的过程。科学家的全部经验都发源于他们观察、分类、测量、假设、推理、运算等动作，思维活动是动作内化的结果。由此可见，如果学生不经历类似于科学家的探索过程，他们就难以获得科学经验和数理逻辑经验。而没有科学体验的中学《科学》的教学过程又怎么能使学生完整地形成科学的概念、掌握科学的规律呢？（3）中学《科学》教学过程是一个以“感性”认知为基础的建构过程根据认知心理学的有关理论，在课堂教学过程中学生就是凭借自己已有的认知结构（指学生头脑中已有的知识的数量、清晰度和组织方式，是由学生在课堂教学的过程中能回想出来的事实、概念、命题或规律、理论等构成的网络结构）来完成对世界的知觉、理解和思考，且在对世界的知觉、理解和思考的认知活动过程中，不断丰富或重建自己的认知结构。教师在教学过程中一方面通过实验或在学生的日常生活中发生的、与教学内容有关的典型事例等来有效地激活学生已有的认知结构，另一方面通过提供与学生已有的认知结构相配的新的科学知识促使学生将其同化（指学生对外界的刺激或信息整合进自己的认知结构中去的过程），从而丰富自己的认知结构，或通过提供认知冲突即提供与学生已有的认知结构相左的新的科学知识促使学生将其顺应（指学生开始无法对外界的刺激整合到自己的认知结构中去，通过调节自己原有的认知结构以适应特定刺激或信息的过程）。从而重建自己的认知结构。第二节中学《科学》教学的基本策略教学策略教学策略是教师在教学过程设计和实施中，针对特定的教学情境为完成教学目标和适应学生发展需要而采用的具体措施。中学《科学》教学的基本策略举例（1）创设“问题”情境的策略（2）萨奇曼探究模式下的资料收集策略（3）有效组织小组讨论与交流的策略（1）创设“问题”情境的策略什么是“问题”情境？研究表明：某个问题有两个或两个以上的可能性可供选择时即形成情境，如情境与学生过去已经获得的知识不一致而发生冲突，就产生了“问题”情境，也就是矛盾是产生“问题”情境的条件。因此，“问题情境”是一种特殊的学习情境，情境中的问题既适合学生已有的知识水平、能力又需经一翻努力才能解决，从而使学生形成对未知事物进行探究的心向。问题教学的理论与实践所依托的是苏联著名心理学家鲁宾斯坦有关思维本性的研究成果。马秋斯金继承和发展了鲁宾斯坦的思想，提出问题是思维的起始；教育与教学过程的本质特征表现为——在“问题”情境中，师生合作进行探索与发现未知事物的活动。目前，国际科学教育领域有观点认为：创设学生认为值得思考的“问题”情境是最符合建构主义认知过程和科学推理特征的教学策略。这种策略包括以下一些观念：[1]“问题情境”具有相对性、主观性甚至个别性。“问题”情境的这些特性不仅体现在认知水平、技能水平差异上，也与学生的生活背景、情感、态度有关。因此问题教学必须结合学生的实际经验，提高直觉观感。如城市学生对植物的经验就远不如农村学生。如果不考虑学生的实际领悟能力，创设的情境就起不到应有的作用，甚至弱化了科学规律的探究过程。[2]在科学教育中，问题情境与科学规律之间是特殊和普遍的关系。以情境作为教学手段时，不应注重其特殊性，而要引导学生从特殊性过渡到普遍性，并在各种情境中运用科学规律，表现出知识的一致性的建构，如此才构成完整的科学教育，达到了教学的目的。[3]问题提出要明确，认识任务表达要清晰。问题提出得越明确，认识任务表达得越清晰，对问题的探究过程也就越具有目的性和组织性。对问题的探究一般以定性研究为主。学生在教师的引导下，对问题进行科学处理，包括创造概念和形成假设。[4]教学环境民主、和谐。教师在教学过程中建立起师生和生生合作、信任、互尊互爱、宽松和谐的交往环境，鼓励综合活动和对探究成果的详细阐述，获得共同的情感体验。构成“问题”情境的基本成分①新的、未知的知识——“问题”情境的核心成分②主体的认知需要——它以矛盾冲突为基础，反映了学生思维的动机驱动③主体认知的可能性——这种可能性越大，学生通过探究对科学概念概括程度就越高，获得科学规律的可能性就越大。在科学教育中创设“问题”情境的基本方式：①分组或演示实验的方法；②叙述或再现科学史中的事实；介绍历史上或当代伟人、学者等对同一问题的不同观点；③借助实物、图片、模型等直观手段或应用信息技术，显示与科学概念冲突的日常生活概念；④提出学生依靠现有知识难以正确完成的作业；⑤引导学生观察各种矛盾的事实；⑥利用教材内容中隐藏着的矛盾事实；⑦引导学生发现现象自身的矛盾；⑧利用学生讨论中对某一问题发表的不同观点；⑨在教学中，通过引导学生提出假设、检验假设的方法，激化矛盾；⑩对学生的典型错误进行分析，既揭示其知识中的不足，也表明学生潜在的发展可能性。（2）萨奇曼探究模式下的资料收集策略：美国伊利诺大学萨奇曼（Suchman）提出的探究训练模式突出了过程、方法和能力目标，学生在作出解释的过程中，学会把资料和假设联系起来，并且在资料收集的基础上对假设进行分析。萨奇曼探究模式率先被用于科学教育，其结构可以用下图表示在科学教育中萨奇曼探究模式适用于人口、进化论、生态系统、食物链、密度、浮力等很多领域的教学，但它对教师的专业要求更高了。在实际教学中，有时我们可以引入师师合作的课堂教学模式，一个课堂中有2--3名教师，在探究的过程中进一步培养教师课堂实录解析创设问题情境许多年前，在西南部的山里有许多鹿，他们的数量一直变化不大。山里还有狼。从城镇来的某些人曾目睹狼群咬倒了鹿群里的两只小鹿，人们非常震惊，结果发动了一场灭狼运动。使人们惊奇的