基于觀念建構的科學學科德育教學路徑探微

戴祥林 王飛娜

摘要 基于觀念建構的初中科學學科德育研究旨在通過德育目標的分層次呈現(xiàn)，將抽象的情感態(tài)度與價值觀、過程與方法目標具體化。教學應凸顯情意類觀念建構，統(tǒng)領科學育德方向;以驅(qū)動性任務環(huán)境激發(fā)學生深層次的思維活動，促進深層次的認知參與和積極的情感體驗;以融合式思維重構學習流程，幫助學生在建構系統(tǒng)化知識的過程中，建立科學的世界觀、人生觀，提升科學知識學習內(nèi)涵。

關鍵詞 初中科學;學科德育;觀念建構

基于觀念建構的初中科學學科德育的核心在于以科學基本觀念的提煉，實現(xiàn)科學課程德育目標與三維目標的有機融合。[1]它通過德育目標的分層次呈現(xiàn)，將抽象的情感態(tài)度與價值觀、過程與方法目標具體化，為教師展開科學學科德育教學提供了具體路徑。即基于科學基本觀念的建構，展開正確價值觀引領下的教學設計，力求激發(fā)學生深層次的思維活動，引領其經(jīng)歷正確的價值觀指導下的“過程和方法”，獲得必要的“知識與技能”，從而實現(xiàn)學科德育應有的價值。這將有助于教師走出“學科滲透”“學科教學+德育”等誤區(qū)，以科學學科德育目標統(tǒng)領教學過程。由此，我們進行了探索。

一、凸顯情意類觀念建構，統(tǒng)領科學課堂育德方向

諸如科學價值觀、科學本質(zhì)觀和可持續(xù)發(fā)展觀等基本情意類觀念，統(tǒng)領著科學學習的育德方向。而此類觀念的建構正是在每一次科學觀察，每一個實驗探究，每一個科學問題解決過程中逐漸建立和培養(yǎng)的。如果我們能夠恰如其分地激發(fā)學生內(nèi)在的學習態(tài)度與情感，讓學科知識與師生生命和情感經(jīng)驗相聯(lián)系而活起來[2]，將是一次悄無聲息的德育過程，從而引領學生在學科知識教學中構建情意類觀念，逐步樹立正確的世界觀、價值觀。

1.設計“情緒化”問題，觸發(fā)積極的科學態(tài)度

問題是教與學的關鍵驅(qū)動力?；谟^念建構的科學學科德育需要教師找準學生需求與學科德育的“鏈接點”，以高質(zhì)量的問題激發(fā)學生深度浸入學習活動的積極情緒和態(tài)度，從而在科學探究中實現(xiàn)價值理解。

以“磁生電”一課（八年級下冊）為例，教師將培養(yǎng)科學態(tài)度和科學精神作為重要的德育目標，在教學中引入了瑞士物理學家科拉頓的實驗經(jīng)歷，深化學生對科學本質(zhì)的認識和理解。1825年，科拉頓將一個靈敏電流表、導線、螺旋線圈串聯(lián)組成電路，并將螺旋線圈和電流表分別放置在兩個相連的房間，然后將一個條形磁鐵插入螺旋線圈內(nèi)，再飛奔到另外一個房間，觀察電流表的指針是否偏轉。經(jīng)過多次實驗，他始終沒有發(fā)現(xiàn)電流表指針發(fā)生偏轉。以此為載體，設置問題情境：科拉頓的實驗中有產(chǎn)生感應電流嗎？實驗為什么會失??？

學生經(jīng)過討論，確認實驗過程中已經(jīng)產(chǎn)生了感應電流，由此，開始為科拉頓未能取得實驗成功而抱憾：他當時怎么不請一個助手？怎么不把墻打通？學生激動不已，恨不得幫助科拉頓重做實驗。由此，學生深刻體驗到科學家在發(fā)現(xiàn)“磁生電”過程中遭遇的挫折和堅持不懈的科學精神。此時，學生強烈渴望“磁生電”的發(fā)現(xiàn)這種情緒狀態(tài)，不正是科學教育所希望達成的育人目標，即探索世界、發(fā)現(xiàn)世界的科學態(tài)度？

2.追溯科學實驗原型，激發(fā)好奇心與求知欲

科學學科教學所注重的科學探究正是希望學生經(jīng)歷與科學家相似的探究過程，從中獲取知識、領悟科學的思想觀念、學習和掌握科學方法。而科學實驗原型作為科學家最初展開研究實驗時的基本設計，原生態(tài)地反映了科學家的好奇心和求知欲，極具感染力。

在基于觀念建構的科學學科德育教學中，我們將追溯實驗原型作為激發(fā)學生好奇心和求知欲的重要方法，讓學生帶著科學探究的熱情深度浸入科學課堂，從而實現(xiàn)價值理解和認同。

在“空氣與氧氣”（八年級下冊）一課教學中，教師帶領學生追溯空氣中氧氣含量測定的實驗原型——拉瓦錫實驗。在這一科學實驗中，拉瓦錫嘗試用金屬汞在密封裝置內(nèi)測定氧氣含量，從而研究空氣的成分。汞有毒，學生對此已有常識性認識，從而對這一實驗產(chǎn)生了探究欲望。通過分析實驗原理，學生發(fā)現(xiàn)汞的沸點較低，在加熱條件下只與氧氣反應，汞蒸氣與氧氣反應比較充分，幾乎能耗盡密閉裝置內(nèi)空氣中的氧氣;液態(tài)汞又能起到液封的作用，可直接用來測量反應器內(nèi)空氣體積的變化;氧化汞的密度小于汞，且不溶于汞，因此易與汞分離。通過實驗，拉瓦錫得出了空氣由氧氣和氮氣組成的結論。在此基礎上，教師提出我們是否可以使用其他無毒的物質(zhì)完成這一實驗？這激發(fā)了學生的好奇心和求知欲，通過討論，師生一起總結了代替汞的可燃物必須具備的特點和相關實驗注意事項，帶領學生展開實驗探究。由此，學生找到了這一實驗的核心原理即氣壓差，這正是很多物質(zhì)不適合代替汞的原因。

二、搭建驅(qū)動性任務環(huán)境，深化科學思維過程體驗

基于觀念建構的科學學科德育，要讓學生經(jīng)歷正確的價值觀指導下的“過程與方法”，從而獲得必要的“知識與技能”，方能彰顯科學應有的“真”“善”“美”價值。這要求教師設計有體驗、有感悟、有探究價值的結構化活動，激發(fā)學生深層次的思維活動，使其在經(jīng)歷科學探究的過程中，實現(xiàn)深層次的認知參與，獲得積極的情感體驗。

我們在實踐中結合具體的學習內(nèi)容，將對具體事實和核心概念的理解轉化為啟發(fā)性、開放性、綜合性、建構性的驅(qū)動性學習任務，通過探究情境的創(chuàng)設，刺激與激發(fā)學生思維。借此，讓學生充分實踐體驗科學知識的形成與發(fā)展過程，感悟蘊含在知識背后的思想、方法與觀念，從而在建構科學基本觀念的過程中形成正確的知識觀和科學思維。

以“氧化與燃燒”（八年級下冊）一課為例，我們基于科學基本觀念的建構，剖析這一學習內(nèi)容，明確了教學的德育目標（見下表）。其中，“燃燒條件”是本課學習的核心知識。

2.通過明顯的可見的現(xiàn)象，展示邏輯思維能力。

3.通過一體化的設計解決污染問題，增強節(jié)能，環(huán)保意識。

在此目標統(tǒng)領下，針對“燃燒條件”這一學習內(nèi)容，我們創(chuàng)設了一系列驅(qū)動性任務，和學生一起經(jīng)歷實驗和修改完善實驗設計的全過程，深化學生對科學本質(zhì)的理解，增進其對科學技術與環(huán)境的關系的認識。

任務一：設計控制實驗變量的實驗，讓白磷實現(xiàn)“燒”或者“不燒”兩個過程。任務二：設計控制與氧氣的接觸的方法，讓學生見到白磷自己“燒”起來的過程。任務三：創(chuàng)造“一體化”尾氣處理裝置，讓實驗效果明顯，操作環(huán)保又可行。

在任務一中，學生可通過多種方法進行氧氣、可燃物溫度等變量的控制，這需要進行反復討論和實驗驗證，從而讓學生充分經(jīng)歷和體驗實驗過程，建立實驗觀;任務二則更具挑戰(zhàn)性，學生“玩”出了新高度，他們設計了這樣的方案：將橡皮管套在玻璃管外面，由于橡皮管具有伸縮性，既不影響高度的調(diào)節(jié)，又能使實驗在封閉系統(tǒng)下進行，從而成功完成了實驗任務。這一實驗方法的成功更激發(fā)了學生的創(chuàng)新思維，并讓學生建立獲取證據(jù)的意識。在任務一的基礎上學生腦洞大開，大大提升了實驗觀念。

隨著兩個任務的循序漸進，學生終于看到白磷從熱水到空氣中，不用點燃就“燒”了起來，燃燒條件——空氣的加入變得可視化，從而對物質(zhì)變化觀有了感性認知。在此基礎上，教師引導學生從環(huán)保的視角設計與完善實驗。白磷燃燒時的劇烈反應喚起了學生的環(huán)保意識，立足任務一和任務二的實驗基礎，學生最終設計了“一體化”裝置：以三個并排的錐形瓶分別作為氣體發(fā)生裝置、氣體燃燒裝置、氣體尾氣裝置（盛放氫氧化鈉溶液），使實驗能夠在一體化密封的環(huán)境中進行，既保證了氧氣濃度，又保證實驗所產(chǎn)生的尾氣能得以及時處理。

三、重構融合式思維線索，提升科學知識學習內(nèi)涵

基于觀念建構的科學學科德育要求教學以科學基本觀念為主線建構學習內(nèi)容，將分散的學科知識統(tǒng)整為完整的知識結構，使學生經(jīng)歷習得知識、掌握學科方法和認同學科思想的過程，最終內(nèi)化為自身的情感態(tài)度與價值觀。這對教學的邏輯線索提出了更高的要求，尤其是復習課，涉及多類、多個科學基本觀念和科學子觀念的建構，學習內(nèi)容高度凝練，更強調(diào)教學邏輯主線的設計，以提升科學知識學習的內(nèi)涵與價值。

我們在教學實踐中，嘗試以明暗線交織的融合式思維重構學習流程。以八年級下冊第二章“微粒的模型與符號”第4到7節(jié)復習課為例，它包括“組成物質(zhì)的元素”“表示元素的符號”“表示物質(zhì)的符號”“元素符號表示的量”等學習內(nèi)容。通過系統(tǒng)的復習，可借助從元素符號到化學式表示物質(zhì)也是一種從符號到建構模型的過程，幫助學生建立物質(zhì)構成模型。這一復習內(nèi)容涉及物質(zhì)觀、元素觀、微粒觀、促進物質(zhì)的變化觀、分類觀等化學基本觀念。這些觀念的建構有助于學生學會認識世界的方法，并能夠?qū)⒂^念遷移到物理、數(shù)學等學科學習和生活領域，樹立科學的世界觀和人生觀，培育其人文精神。

具體而言，我們以新型融雪劑為載體，將其組成、結構、性質(zhì)、變化等相關知識作為明線，沿著研究物質(zhì)的一般思路，幫助學生建構有關化學式表達物質(zhì)的知識網(wǎng)絡;采用小組討論、任務、實驗活動等方式，實現(xiàn)物質(zhì)觀、元素觀、微粒觀、促進物質(zhì)的變化觀、分類觀等化學觀念的建構（暗線）。教學從融雪劑的作業(yè)場景導入，引發(fā)學生對融雪劑是什么物質(zhì)的思考，激發(fā)學生探究其構成和化學式的興趣;之后，通過完成分子、原子、離子概念圖和融雪劑的元素構成表兩個任務，讓學生推測融雪劑的物質(zhì)構成;進而指導學生展開實驗，將融雪劑樣品溶于水，并在試管中滴入硝酸銀，進一步確認融雪劑中含有的物質(zhì);最終，學生通過計算確定了融雪劑的成分。

這一復習過程明暗線交織，將化學學科知識和生活問題緊密結合，引導學生通過建構與模型、實驗驗證推理等，從微觀視角認識和思考宏觀的化學現(xiàn)象和化學變化的本質(zhì)，建立起系統(tǒng)的知識體系;同時，培養(yǎng)學生從化學視角觀察與分析問題、解決問題的能力，感受化學巨大的社會價值，深化學生對科學本質(zhì)的認識，提升科學素養(yǎng)。由此，我們形成了科學學科德育復習課的基本流程（見圖1）。

這一復習課流程通過觀念建構的思想將分散的學科知識點逐步完善、整合為系統(tǒng)的知識結構，使學生在學習知識過程中融會貫通地運用學科方法，逐步形成學科思想和學科方法，并通過情境體驗內(nèi)化，形成自身的價值觀、世界觀，從而更好地實現(xiàn)科學學科德育目標。

學科教師的“德育自覺”，需要從教育目標、教育內(nèi)容、教育方法等多個維度加以落實，它是一個系統(tǒng)的工作，而不是一項簡單易行的任務。[3]基于觀念建構的科學學科德育教學，也需要建立科學的思想和方法，回應時代發(fā)展和學生成長需求，不斷探索新的教學路徑，我們將繼續(xù)努力。

參考文獻：

[1]翁慶雙.基于觀念建構的初中科學學科德育實踐探索[J].中小學德育，2017（12）：42-45.

[2]朱小蔓.從情感教育視角看教師如何育人[J].中國教育學刊，2018（03）：83-88.

[3]葉飛.從"德育忽視"走向"德育自覺"：學科教師的教育使命[J].教育導刊，2011（07）：15-17.

責任編輯? ?毛偉娜