基于科学探究体验,发展学生核心素养——记初中科学学术周活动
校园新闻 浏览次数:1064 发布时间:2020-12-30 09:06:03
12月10日下午,初中科学组围绕“基于科学探究体验,发展学生核心素养”这一主题进行了专家讲座和同课异构的活动。教师的教学设计应着眼点于学科的核心素养,才能探索到更美好的课堂风景,才能让孩子进行心智自由地学习。在科学课程的学习中,学生经历与科学家相似的探究过程,能学着像科学家一样思考问题,从而领悟科学方法、体验科学探究的乐趣、养成科学创新的意识,进而能运用科学的手段解决问题——这就是核心素养中科学探究的养成。我们选择能较好体现这一主题的课题《熔化与凝固》,希望上课教师能深挖教材内容,创设有利于培养核心素养的科学探究问题,思考如何利用学生科学探究的体验发展学生的科学核心素养。
1.专家讲座活动
本次活动请到的专家是浙江省教研室初中科学教研员、特级教师王耀村老师。王老师曾在《物理教学》、《物理教师》、《教学月刊》等刊物发表论文多篇,多篇论文被复印报刊资料《中学物理教与学》全文转载,主编科学教学和物理教学等方面专著40余册,对新课程改革有着深厚的研究和独到的见解,积极探索科学本质教学,建构面向核心素养的科学课程,让学生与科学家对话,营造良好的课堂学习环境,促进学生的发展。
王老师给大家作了一个题为“面向核心素养的科学教学”的专题报告,与我们的主题不谋而合。
“核心素养”是近年来的一个教育热词,王老师认为它应该是一个综合概念,是可学、可教、可测量和可迁移的。第一部分内容王老师结合OECD、PISA、北师大的数据和资料,介绍了学科的素养框架、美国的核心素养框架模型、北师大林崇德教授等国内学者对核心素养的观点。围绕“素养是什么?核心素养是什么,学科核心素养是什么?”三个问题展开,层层递进,深入浅出地阐述。科学的核心素养应该是科学观念、科学思维、科学探究、科学态度的整合,王老师从科学的本质出发解读了“会用科学观念认识自然、会用科学思维思考自然、会用科学方法探究自然、会用科学态度对待自然、会用科学语言表达自然”的科学学科核心素养。在第二部分中,王老师建议从指向科学观念、加强实验探究和促进思维发展三个角度安排面向核心素养的科学教学,详细讲解了如何使知识转化为能力,变教师的教为学生的学,使课堂上学生的学能真正发生。王老师在讲座过程中用大量生动典型的案例解答了在科学教学中落实素养的难题。最后,王老师以诺贝尔奖获得者劳厄的一句名言:“教育无非是一切已学过的东西遗忘掉的时候所剩下的东西”来揭示了教育的本质是对人思维方式的改变,所以王老师将其演变成科学教育的本质就是:提升学生的思维能力和解决问题的综合能力,再一次阐述了注重科学核心素养的重要性来结束此次讲座。
王老师的讲座热情洋溢、逻辑清晰,既有理论的高度又有生动案例的支撑。虽然只有短短一个小时,但对在场的老师来说犹如醍醐灌顶、豁然开朗。相信老师们通过会后的消化与吸收,提升自身教学理念的同时,也能不断提高自己的教学实践能力。
2.同课异构活动
杭州外国语学校刘昕老师和翠苑中学沈嘉明老师开展一次题为《熔化与凝固》的同课异构,主要内容是根据不同物质的熔化凝固特征,总结熔化凝固规律,并以此对固体进行分类。
刘昕老师是杭州外国语学校骨干教师,校教坛新秀,曾在“一师一优课,一课一名师”活动中获省级优课,杭州市初中科学实验技能大赛获奖,多次评为校优秀教育工作者、优秀班主任、优秀导师,多次参与省级课题研究,论文在核心期刊如《物理教学》发表,爱岗敬业,受到学生家长的一致好评。
刘昕老师的课以查干湖冬捕导入新课,启发学生思考水的几种状态及状态改变,引入关键词物态变化、熔化与凝固,并展示正在熔化中的蜡烛和冰,引导学生学会运用固液共存、变软变稀等词描述熔化过程中状态的改变。值得一提的是,我们都见过熔化的蜡烛,但把正在熔化的蜡烛放在手上任意形变,让人眼前一亮,也给学生最直观的感受。
接着,刘老师引导学生对熔化与凝固从定性认识到定量的研究。刘老师与学生一起讨论如何使冰、椰子油熔化,并指导学生分组完成实验设计。在学生汇报中,刘老师与孩子一起明确实验方案与注意点,清晰流畅,节奏紧密,体现了刘老师缜密的逻辑思维。接下来学生实验、分工明确、合作完成,记录实验现象与数据,并绘制冰和椰子油的熔化图像,将实验图像展现到黑板上,共同讨论固体熔化的异同,相同点是熔化过程都在持续吸热,冰熔化过程中吸热但温度保持不变,而椰子油熔化过程中变软变稀,温度持续上升。为什么在吸热却温度保持不变,刘老师很好的抓住了这个认知冲突,通过一个视频微观角度很好解释了其中原由。
整节课刘老师以查干湖冬捕引入,以冰水鱼为探究主线,以生活中常见事物为例,解决实际问题,课堂结尾处再次回到了冬捕冰湖腾鱼的场景。以两个问题的形式和学生一起探讨冬捕的奥秘,出水的鱼在低温下快速冷冻,能最大程度的保鲜;寒冬季节,湖水不会全部结冰,鱼儿得以安全越冬,其涉及的主要知识点,就是我们今天所学的凝固放热,减缓了冰层下水的凝固速度。最后的一副对联,既是对情景线的概括,也是对知识线的升华,起到画龙点睛的作用。
来自翠苑中学的沈嘉明老师曾在“一师一优课,一课一名师”活动中获部级优课。西湖区“智慧十五分钟”难点突破一等奖,西湖区优质课一等奖,西湖区骨干教师,多篇论文课题获市区级奖项,爱岗敬业,受到学生家长的一致好评。
沈老师以55度杯为主线,给大家带来了一次奇幻的科学探究之旅。沈老师以神奇杯视频引出思考:为什么在杯中倒入沸水或冰水,都能在短时间内变成可以饮用的温水呢?这其中有何奥秘?为解密这一现象,解释其中的科学原理,围绕这个问题展开教学设计,引发学生关注。 随后,沈老师展示两个自制双层杯,内层放水,外层分别放石蜡和海波,在加热熔化时,用温度传感线,采集温度数据,发现温度随时间图像有很大差异。自然过渡到科学探究的前两个环节:提出问题和建立假设,固体熔化时的温度曲线为什么不同?在设计方案环节,沈老师和同学们一起探讨了加热方法的选择,为避免因受热不均而导致的温度测量偏差,从直接酒精灯加热,改进到水浴加热,再到水浴加热+金属片导热的终极3.0完美方案,让人大开眼界。在讨论过程中,沈老师充分调动学生的积极性,对学生表现赞不绝口,师生互动和谐,课堂氛围轻松,学生探究意愿强烈。
沈老师为学生准备多达6种固体,分组探究熔化规律,指导学生完成科学探究中的重要环节:收集事实和证据,并通过分析数据,得出结论:晶体熔化时持续吸热温度不变,而非晶体熔化时持续吸热温度升高。最后回到55度杯揭秘杯的外层盛放的物质,并追问学生利用所学知识,设计一款保存冰的产品。科学探究能帮助挖掘事实真相,解决实际问题,在科学学习中占有举足轻重的作用。沈老师的课首尾呼应,层层推进,探究意味浓厚,让大家受益匪浅。 两节课后先是由两位老师分别介绍自己的教学设计与课后反思。两位老师都提到在准备这个课时,在实验探究准备中花了大量的时间与经历,为得到较满意的实验图像,尝试了多种物质、多种加热的方式,以及查阅相关文献来验证自己的实验结果。所以老师为呈现良好的课堂效果背后充满了大量的艰辛与尝试,自己课前的备课也是一次真实生动的探究活动。
评课环节:
西湖区科学教研员胡晴霞老师进行了评课。胡老师肯定了两位老师都充满了教育的智慧,在教学设计上实现了创新课堂的三种转型:
⑴用教材教而非教教材。这堂课的难点之一是:实验的设计与材料的选择。在材料选择上两位老师都不局限于教材中的海波和松香,而是别出心裁地采用了冰、椰子油、双层杯等,可以看出老师在背后花的功夫,确实书本中的实验存在不足,需要改进,更好的实验现象更能说明问题。所以实验创新能更好地服务教学,是科学教师必备的能力,因为实验是科学课的灵魂。
⑵课堂模式从解题向解决问题的转型。两节课都是从真实情景进入课堂,学生在真实情景中,根据问题来设计方案,进行探究并最终解释现象,甚至还要用所学知识创造性地设计产品。
⑶从育知识到育思维的转型。两节课呈现了非常典型的观察思维、测量思维、图像思维,培养了学生们观察的全面性、有效性、针对性、深刻性,通过作图让学生认识到图像的直观性,图像能反应事物发展变化的趋势和规律,体现图像价值。
之后,王耀村老师点评了两节课。第一,两位老师在课堂教学中强调情景,基于真实情景,引入需要解决的问题,促进学生学习,这是现在课堂非常好的教学设计。第二,重视实验,教材中的海波是不容易成功的,可是课堂实验却很简单,这其实是老师积极探索的结果。最终,结论都是从实验中获得的,通过探究小组合作讨论得出的,这样的结果才是最理想的。
最后,专家们都提到,在聚焦学习、创新课堂的主题下,可以利用技术的进步来促进课堂,采用投屏等手段让所有学生看到其他分组其他材料的实验探究,让学生更好地学习。
值得一题的是,方健文校长、吴锋刃副校长、李惟峰主任也都前来听课观摩。会后,方校长还特意对两堂课作了细致点评。方校长认为刘昕老师教学经验丰富、教态亲切自然,过渡贴切,善于利用身边的事物帮助学生体悟知识点;沈嘉明老师准备充分、突破教材、敢于创新,以问题引入通过探究流程贯穿课堂。同时,方校长对两位教师能在短短一周时间内积极探索多种物质的熔化规律,合理取材,精心设计实验方案表示赞许。他认为老师们可以通过精简部分素材优化时间安排,以及细化作图要求以培养学生的非文本阅读能力。
3.学术周活动总结与反思
这学期科学组任务较重,从对新教师的培养到共同打磨侯老师参赛的省优质课,以及这次学术周活动,整个学期大家都在一起研究教材、教法,改进实验、听课、评课,活动期间各个精兵强将各司其职、通力合作确保活动顺利举行,真得可以看出初中科学组是个团结、高效、务实的成长型队伍。
“基于科学探究体验,发展学生核心素养”。首先可以以科学探究课型为根基,落实核心素养高效渗透的课程设计理念。在科学课程中,以实验探究为基础的概念课、规律课,是能够向学生较为完整地渗透核心素养的课型。基于这一类课型的重要性,这部分内容通常也是考试考察的重点,导致教师往往更偏向于这类课程知识的落实,而忽视了更核心、更本质的课程本原。学生只有切身经历科学探究的过程,并最终内化为基础科学素养,才会从真正意义上解决自身学习、生活、工作和社会决策中遇到的问题,为学生的终身发展奠定基础。
其次,在探究课中要注意“验证性实验”不等同于“实验操作课”。正如王老师在讲座中提到如何能走向深层次的科学探究。探究水平分成0~3级,教师应尽可能地选择更高层次的探究,给予学生自主设计并实施探究方案以及进行科学解释的机会,有助于学生真正掌握科学的思维方式。从这点来看本次的课堂还有很大的提升空间。初中阶段的学生所经历的实验探究,都是在已知结果的基础上进行的验证性实验,但这并不等同于实验操作课,教师应该通过情景的设置来营造探究的氛围,引领学生经历与科学家相似的探究过程,逐步培养学生的科学探究能力,让学生成为学习的主动探索者。
最后要突出“分析数据”的培养以完善科学探究的过程。很多时候教师往往侧重在如何设计实验以及实验实施的过程,而会忽略对实验所得数据的分析讨论。而《熔化与凝固》这课中对实验数据的分析处理也是非常重要的内容,可喜的是教师都进行了相应的设计。有小组之间的数据交流与合作,通过六组实验的数据分析比较不同物质熔化过程中呈现的温度与状态的不同。也有对数据处理的方法:图像法的介绍与应用,通过图像法对数据处理,能够更直观地表示物理量间的变化关系。整个科学探究过程更加完善,更能将科学方法渗透于教学之中,使学生逐步具有科学探究的学科素养。
核心素养是彼岸,课程是渡船,科学教育工作者都是摆渡人。如何将科学课程中的科学探究做到“去伪存真”呢?不管怎样,相信只要是符合学生认知需求、心理特点、能促进学生可持续发展的科学探究都将被传承下去。





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