借“教材開發(fā)”之玉，攻“核心素養(yǎng)”之門
——基于核心素養(yǎng)下的初中科學教材實驗“二次開發(fā)”實踐研究

高陽 蕭山區(qū)黨灣鎮(zhèn)初級中學 浙江杭州 311221

一、研 究 源 起

目前，筆者在初中科學實驗教學中，看到科學教材實驗存在“泡沫”過多，形式大于內(nèi)容的現(xiàn)象。包括筆者在內(nèi)，很多的學生實驗并沒有得到及時有效的開展，有時候對待教材實驗缺乏個性化處理，按部就班，導致學生實驗的參與率大幅降低，導致學生逐漸失去學習科學的興趣。經(jīng)過多次反省深思，認為其問題主要在于：

第一，對新課程標準中對科學實驗的執(zhí)行要求和理解有誤，特別是對學生實驗的理解有誤，缺乏對教材實驗的合理開發(fā)，導致課堂花架子多，學生參與到科學實驗的機會減少。

第二，照本宣科嚴重，成為了教材實驗的奴隸，不僅不敢增刪教材實驗，沒有創(chuàng)新，甚至迷信教材上的實驗方法。導致教材實驗在執(zhí)行過程中出現(xiàn)“僵化、呆板”現(xiàn)象。

第三，實驗目的設計缺乏針對性，完全參照參考書或教材規(guī)定好的目的，不來源于自己對學生學情的分析，這樣的實驗設計是缺少針對性的，是敷衍的。

教材中涉及的教材實驗和學生認知距離有近也有遠，若老師能抓住這一契機進行拓展或調(diào)整，對已有教材實驗進行“二次開發(fā)”，則能取得意想不到的效果。教材實驗的二次開發(fā)是面向學生的全面發(fā)展的，無論是課程本身，還是實驗內(nèi)容、實驗材料、實驗方法的處理都致力于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)。結合本學科的特點，學生科學精神和實踐創(chuàng)新能力的培養(yǎng)值得關注。對科學的學習興趣和探究能力的提高，很大程度上依賴于教師對教材實驗的處理，能利用身邊簡單易得的實驗器材，做過程高效、現(xiàn)象明顯、結論可靠的科學實驗，無疑對于學生的核心素養(yǎng)的培養(yǎng)有極大的好處。

二、謀 求 出 路

1 教材“二次開發(fā)”的原則

1.1 基于教材本身，適時調(diào)整拓展

教材實驗汲取了先進的教育理念和研究成果，其編寫是在課程和教學專家、學者的科學、嚴謹?shù)墓ぷ飨峦瓿傻?，其基礎性、系統(tǒng)性和典型性、普適性是其他任何教學資源都不能比擬的。它是學生獲取科學信息、習得知識的最直接的來源，也是先進實驗方法和模式的體現(xiàn)。任何脫離教材的 “二次開發(fā)”都是不可取的、不科學的、也是不嚴謹?shù)?。因此，我們的“二次開發(fā)”主導思想可以是“基于教材，高于教材”，把適合學情需要的有關教學實驗補充到教材中來，或者把教材中的不合時宜的內(nèi)容做以調(diào)整和替換，延伸和拓展教材實驗的資源性功能。

1.2 遵守計劃框架，把控學業(yè)負擔

國家制定國家課程在各個教育階段中的課程結構、學習領域、科目數(shù)量、總課時數(shù)、周課時數(shù)以及課時分配結構，嚴格控制學生的活動時間和基本學業(yè)負擔。教材實驗“二次開發(fā)”不能超越這個界限，整個開發(fā)的行為和工作不能違反國家關于“課程結構、學習領域、科目數(shù)量、總課時數(shù)、周課時數(shù)、課業(yè)負擔和活動時間”等的政策規(guī)定。任何改變課程結構，減少和增加授課時數(shù)，加重學生學業(yè)負擔的做法都將視為“違規(guī)行為”。所以，筆者對教材實驗的“二次開發(fā)”是慎之又慎。

1.3 尊重學生意見，尋求互動參與

從教材實驗的簡單實施者到教材實驗的“二次開發(fā)”者，教師不是簡單的適應既定的教材實驗，而是積極的理解、領會實驗設計者的主旨和意圖，對教材實驗進行個性化的演繹。然而，如果不能正確析出教材實驗的意圖，設計符合學生思維水平的實驗活動，有時，這種演繹會顯得淺俗而低效。因為，學生是學習的主體，課程的真正價值是教師和學生在教與學的互動中創(chuàng)生出來的，教材實驗的“二次開發(fā)”只有在學生的參與下，才顯得有實際意義和教學價值。如果沒有以學生為主體出發(fā)，教材實驗“二次開發(fā)”只能是盲目的、無效的和主觀臆造的行為。從而也就失去了教材實驗“二次開發(fā)”的真正意義。教材實驗“二次開發(fā)”的最終目的不是為了“教師的教”而是為了“學生的學”，其核心價值指向是教學目標，是學生學習過后的行為變化和心理變化。

綜上所述，在教材實驗和教學實驗之間，實際上存在著一片待開發(fā)的開闊地，這為教師的創(chuàng)造性教學提供了發(fā)展的空間。新課改要求教師從單一的教材執(zhí)行者變成課程資源的開發(fā)者，提倡教師用教材教而不是教教材。教材實驗只是課堂教學的藍本，教師一定要通過對教材實驗的二次開發(fā)，使實驗成為課堂演出的劇本。

2 教材“二次開發(fā)”的策略

科學教師應該依據(jù)課程標準、具體的教學情境和學生學習的需要以及自身的教學能力，對教材實驗進行個性化演繹和創(chuàng)造，合理地開發(fā)和組織教學實驗，逐步從“教教材”走向“用教材教”。以下，筆者從教材內(nèi)容的角度對“二次開發(fā)”的策略進行舉例闡述。

2.1 必要、空白的內(nèi)容——補充

【前有所想】教材實驗的“二次開發(fā)”強調(diào)一定的拓展性。其包括兩個方面，一是對重點、難點問題進行適當延伸，提高學生認知水平；二是對跳躍性問題和難度較高的問題進行適當補充，給學生搭好支架，降低學生理解難度。

【教材呈現(xiàn)】浙教版初中科學新教材八年級上冊第一章第三節(jié)《水的浮力》中，涉及到了固定在水底的橋墩、或者是與水底緊密接觸的物體是否收到浮力？這個問題也是經(jīng)常在練習和考試中出現(xiàn)，可教材中并沒有相關的描述。

【教材處理】我在上課時給學生呈現(xiàn)了這樣一個情景：1874年8 月的一天，在大西洋的西南方，一艘深?？疾鞚撏В谙蛏钐幭聺?。由于下潛速度過大，船體猛然撞到海底，陷入海底的沉積物中了。船員把潛艇水艙中的水全部排出，企圖上浮。奇怪的是，潛艇絲毫不動，像被海底“吸”住一樣。這是為什么？難道浮力真的消失了嗎？怎么辦？我們來做一個小實驗來證明一下。

（1）將一個空的塑料瓶剪去底部，擰緊瓶蓋后裝入適量的水，并把乒乓球放入其中，這個時候我們發(fā)現(xiàn)乒乓球是漂浮在水面上的，試著用手按下去馬上又浮起來了。

（2）接著我們把瓶蓋移除以后，把乒乓球放入瓶中再加水使之浸沒，發(fā)現(xiàn)乒乓球被牢牢地“摁”在水底并沒有浮起來（如圖A 所示）。

（3）最后我們把瓶蓋蓋上后乒乓球馬上就上浮了，實驗現(xiàn)象非常明顯（如圖B 所示）。

這個小實驗很好的解釋了浮力產(chǎn)生的原因，讓學生能夠更加直接地感受到浮力的存在，筆者認為很有必要補充這個小實驗。

【后有所思】一般來說，教材實驗的選擇和設計都是經(jīng)過專家依據(jù)課程標準認真篩選和制定的，因此，總體上是科學合理的。但是，任何優(yōu)秀的教材在編寫過程中，總難免會出現(xiàn)一些無法回避的問題。學習科學，如果能選擇一些“貼近生活、貼近社會”的內(nèi)容來解釋學習中的難點，是十分必要的。教師需要在備課過程中豐富、調(diào)整教學內(nèi)容，對部分內(nèi)容進行適當補充，通過這種對教學實驗的“二次開發(fā)”，增加學生的直觀體驗，解決實際問題。

2.2 難懂、抽象的內(nèi)容——改編

【前有所想】課堂有一定的預設性，但更多的是生成性的。教師應根據(jù)學生的課堂表現(xiàn)和知識掌握情況適時調(diào)整教學進度、難度，更加關注學生的學。遇到難以理解的，抽象的內(nèi)容，教師往往需要借助更有說服力的證據(jù)來簡化，這里就可以借助DIS力傳感器來改編傳統(tǒng)的摩擦力實驗，提升學生的科學思維。

【教材呈現(xiàn)】浙教版初中科學新教材七年級下冊第三章第六節(jié)的內(nèi)容涉及到摩擦力的大小跟哪些因素有關？書本給出了影響摩擦力大小因素的研究實驗。做過這個實驗的老師都知道，想要用彈簧測力計拉動木塊在木板上做勻速直線運動，并且較為準確的讀出彈簧測力計的示數(shù)，是比較困難的，更別說加了棉布以后了。

2.3 有趣、重要的內(nèi)容——拓展

【前有所想】科學源于生活，但又高于生活?？茖W需要學生參與，需要學生體驗。

但很多情況下學校的實驗器材準備不足，課堂時間有限，要讓每個學生都能動腦動眼動手動筆，就顯得捉襟見肘。教師應該盡可能地設計學生實驗，使之更具切合實際，更符合學生的最近發(fā)現(xiàn)區(qū)，更有利于學生獲得完整的學習體驗。

【教材呈現(xiàn)】浙教版初中科學新教材八年級上冊第一章第三節(jié)《水的浮力》中，有一個關于熱氣球的閱讀材料。

【教材處理】

1783 年，蒙戈爾費埃兄弟制造了一個能夠升空的大袋子，同學們想不想親手制作這個大袋子呀？老師這里有：垃圾袋、吸管、細鐵絲、蠟燭、雙面膠、酒精棉等材料，請你選擇合適的器材，設計出熱氣球的草圖，再根據(jù)草圖制作熱氣球并試著讓它飛起來。

【后有所思】這是筆者在參加教研活動時看到的一堂公開課中的活動。本以為這樣的實驗肯定很難成功，用網(wǎng)上購買的孔明燈不就直接可以達到目的了嗎？用易燃的塑料袋，肯定不容易飛起來。但當8 個小組中有3 個小組的同學成功制作并升空時的歡呼雀躍，我想我的這些想法都是多余的。教師應當把思考和想象的權利還給學生，讓他們充分地去實踐、去體驗、去失敗。哪怕失敗了也能從失敗中汲取很多的經(jīng)驗，爭取下一次成功。教育學家認為學生的學習能力是能夠不斷得到提高的，尤其是當他失敗的時候。學生掌握從復雜的信息中提取有用的信息，具備一定的動手操作能力，達到解決問題的目的。

2.4 驗證、經(jīng)典的內(nèi)容——探究

【前有所想】科學教材中有很多經(jīng)典的結論，牛頓的第一運動定律就是其中之一。牛一定律的得出經(jīng)歷了伽利略、笛卡爾、牛頓等諸多科學家的辛勤鉆研，他們不斷推翻又不斷改進，才有今天較為完善的牛一定律。

【教材呈現(xiàn)】浙教版初中科學新教材七年級下冊第三章第4節(jié)為《牛頓第一定律》，教材中采用的方法是：先用實驗探究受不同阻力對物體運動的影響，然后再推測出物理不受力作用時將做什么運動。探究方案如下：

【教材處理】傳統(tǒng)的牛頓第一定律的教學，通常是按教材編排順序。但這樣的效果往往不太理想，學生在處理新情境中的問題時還是有困難。

三、且行且思

3.1 學生的學習目標需要明確細化

教材實驗只是為教學實驗提供一般的思路或設計，不可能完全符合每個學生的具體學習情況，這就需要教師依據(jù)課程標準的要求，對教材實驗進行整合，設計貼近學生實際的教學實驗方案。教材實驗的“二次開發(fā)”必須指向：能否讓學生明確學習的目標；能否告知學生沒有達到的學習目標；能否以目標為驅動，讓學生對自己的學習有正確的認識；能否能增強學生下一階段學習課程的興趣與信心，能否為學生的后續(xù)學習提供智能支持。

3.2 教師的教材觀念需要強化優(yōu)化

教師要轉變自己對教材實驗的觀念，作為對教材實驗的價值、作用、評價標準和處置方式的基本看法，教材觀從根本上影響著教師的教學方式。一個對教材實驗持執(zhí)迷態(tài)度的教師，不敢增刪教材實驗，甚至迷信教材上的教學方法；一個持開放式教材觀的教師則往往以懷疑的精神對待教材實驗，對“教什么”和“如何教”都試圖找到自己的獨到見解。不同的教材觀將引導教師在教學實踐中構建完全不同的教學實驗，達到不同的教學效果。所以說，教材實驗的“二次開發(fā)”在賦予教師決策權的同時，也對我們的專業(yè)水平提出了挑戰(zhàn)。

3.3 教材實驗的“二次開發(fā)”需要精誠合作

教材實驗“二次開發(fā)”是課程與教學理論與實踐發(fā)展過程中的新產(chǎn)物，教材實驗的“二次開發(fā)”對于培養(yǎng)學生的核心素養(yǎng)有著深遠的意義。因此，這項活動必須要依靠教師們的集體智慧，這樣才能夠深度挖掘教材的可開發(fā)資源，通過補充、改變、拓展、探究等各個角度，實現(xiàn)教材實驗的“二次開發(fā)”。所以，教師作為教材實驗開發(fā)的主體，就必須加強與各方面的合作，通過教研組或科研組老師們的群策群力，以及有關專家學者的指導，把教材實驗“二次開發(fā)”的工作科學的、理智的、有程序的做好。