1、1优化环节，强化理解摘要：本文试以案例的形式分析在教学设计过程中如何“优化环节，强化理解” ，如何从学生的实际出发，创设研究问题的情境，激发学生好奇心与求知欲，主动探究问题，并使学生在探究活动过程中体验学习科学的乐趣。 关键词：初中科学 优化环节 地球 宇宙和空间科学 我们在教学实践中发现学生学习“地球、宇宙和空间科学知识” （简称地学知识，下同）有相当的难度，主要表现在：一、学生学习方法不良。学生不了解地学知识的特点，常常是重记忆、轻理解，不能从原理或空间关系或运动关系来理解问题。不注重思考和推理，只死记书中的条条款款，更不认真看图。如：知道地球是自西向东旋转，可在图中画不出自转的方向，原因
2、是“自西向东”的空间表达图景是不理解的。知道北半球的夏天昼长夜短，但不能在图上表达其原因。二、教师过度地依赖多媒体，造成学生更多地关注漂亮的动画而不是知识内容本身，导致教学成效不好。 在教学中如何设计简明有效的活动，引导学生在课堂自主活动的过程中掌握良好的学习方法，从而提高科学中地学内容的学习的成效，这是我们必须面对和解决的实际问题。 一、第一次案例设计和反思 【案例】 2昼夜长短变化是浙教版科学七年级下册第四章第 3 节地球的绕日运动中的一部分内容。 以下是笔者通过活动帮助学生理解地球上昼夜长短变化的设计过程：第 1 步：复习地球的自转 请一位同学上讲台，将地球仪正确地 放置于讲台上，并演示
3、地球自转，如图 1。 第 2 步：复习地球公转 以学生的眼睛作为太阳，以教室“讲 台学生左手边的窗台教室后的课桌学生右手边的窗台”围成的圆为地球公转轨道，请学生根据对上节课学习的地球公转的掌握程度，用 4 个地球仪表示地球公转轨道上对应的四个特殊的节气所在的位置，学生分别指出“春分日” 、 “夏至日” 、 “秋分日” 、 “冬至日”所对应的四个地球仪。 第 3 步：引导学生俯视观察地球在夏至日时的昼夜情况 为了方便大家一起观察和分析，请 两位同学将地球仪和代表太阳的乒乓球 固定在黑板上。说出此图的节气名称， 并在图中找出晨昏圈，用纸圈表示（如 图 2） ，判断昼夜半球。 第 4 步：昼夜长短变
4、化的直观图解选择接近北极圈的某一城市（用蓝笔描点） ，让地球自转，描下该城市随地球自转时在地球仪上的轨迹，3用红线表示，如图 2。 教师演示夏至日该城市的昼夜长短观察：地球自转一周是 24 小时，该城市一昼夜的时间也是 24 小时，即红线一圈表示一天 24 小时（如图2） ，观察图 2，学生可以很直观地发现该城市在夏至日这一天中昼长夜短。同理理解北半球其他城市的昼夜长短以及北极圈内的极昼现象，南半球则反之。 其余 3 个节气时地球上昼夜长短及其变化就由学生自主活动获得。 第 5 步：概括地球上昼夜长短的变化规 律地球公转有一幅简笔图，能比较直观 地理解太阳直射点的南北移动，地球上各 地昼夜长短
5、变化规律也可以用类似的简笔 图来直观地表达，如图 3。图中，中心大 红点表示太阳，虚线表示地球公转轨道， 蓝色小圈表示北半球任何一个城市随地球自转一周的时间 24 小时，每球上的直线表示晨昏线，阴影部分表示夜半球，亮部分表示昼半球。随着地球的自转，昼夜的长短，就是被晨昏圈分割的两圆弧的长短。 值得注意的是：由于地球自转轴是倾斜（即自转轴与公转轨道面成66.5角）的，因此大圆和小圆并不是同心圆。 第 6 步：引导学生添加极昼极夜圈 观察图 2，关于昼夜长短还有什么 发现？学生结合已有知识，可以发现极 昼和极夜现象。我们能在图 3 的基础上 4完善一下，不仅能体现昼夜长短的变化 规律，同时也能体现
6、极昼极夜现象？学生讨论添加，如图 4 黑圈。 分析学生已有的知识水平和活动能力，课堂再设计后， 学生在探究地球公转活动中，寻找昼夜长短变化的规律时显得更加积极主动，活动开展井然有序，成效很好。 【案例思考】 前 3 步的设计，不仅复习了上几节课的公转知识，又活跃课堂的气氛、激发学生积极主动活动的欲望。 虽然之前已经学习了太阳高度、太阳直射点和地球的公转，但在本课开始没有明确点明，因此学生在之后的整个理解过程出现了种种“卡带”现象，学生始终没有明白这样的活动是为了解决什么问题。 尽管 4、5 步自我感觉设计得很好，能比较直观地反映地球上昼夜长短变化的现象，但第 4 步到第 5 步跳跃得太快太高，
7、有些突兀，学生的思维没能完全理清，学生理解还存在一定困难。这样的探究活动虽热闹，但能体现能力吗？能强化对知识的理解么？是否存在一个更简洁更利于学生理解的环节？ 证明教学活动的有效性是核心问题，上述设计中缺少了课堂反馈的环节，因此不能验证每一个环节的效果。 在教学活动中，教师的任务不是简单地将知识传授给学生，而是以知识内容为载体，采用一定的教学策略和教学艺术，通过教学活动来培养学生的能力，提升学生的素质。在教学过程中，将复杂问题进行抽象概括，突出教学设计简洁明晰的理念，能够降低认知的台阶，便与学生5进行认知迁移，以利知识的理解和掌握。 二、优化环节，强化理解，案例二次设计 鉴于以上对案例的分析和
8、思考，为解决地学知识教学的核心问题，需优化环节，强化理解，突出学法指导，现将案例进行二次设计改进如下。 教学过程 教 学 设 计 学生活动 教学意图 第 1 步：复习准备 请一位同学上讲台，将地球仪正确地放置于讲台上，并演示地球自转，如图 1。 以学生的眼睛作为太阳， “讲台学生左手边的窗台教室后的课桌学生右手边的窗台”围成的圆为地球公转轨道，请学生将 4个地球仪分别放置在以上四个位置，并指出“春分日” 、 “夏至日” 、 “秋分日”和“冬至日” ，说出你的依据，并完成下表。 学生通过自主合作的学习，进一步理解地球公转造成太阳直射点的南北移动，最终引起地球上昼夜长度的变化。 通过完整的模拟过程
9、分析，帮助学生完整地理解地球的公转，归纳出昼夜长度变化的原因和规律。 检验学生是否掌握学习地学知识的方法和学习效果。起到总结和反馈作用。 三、再反思 教学再设计，充分考虑学生的实际学情，创设研究问题的情境，激发学生好奇心与求知欲；设置递进式探究活动，使学生主动探究；探究6过程教师全程跟踪指导；探究结果有反馈，在整个探究活动过程中学生不断体验学习科学的乐趣。 1、创设情境，兴趣学 案例中的模拟实验的设置，结合多媒体，突显“地球上昼夜长短变化”的直观性，刺激学生的多种感官，增强了学生的学习兴趣。 “教人未见意趣，必不乐学” 。因此，应将提高兴趣作为科学教学的切入点。学习兴趣产生于学习的需要。教师要
10、将所教的基础知识与生活实际结合，并运用此知识对生活现象进行分析，使学生感到自己现在所学的基础理论知识能够解决遇到的实际问题，从而激发其学习兴趣。 2、活动展示，做中学 杜威的教学理论指出：教学不应该直截了当地注入知识，应该诱导儿童在活动中得到经验和知识，这就是做中学。 “从做中学”实际上就是“从活动中学” ， “从经验中学” 。在他看来，如果能使儿童从那些真正有意义和兴趣的活动中进行学习，也许是标志着对于儿童一生有益的一个转折点。杜威强 调说， “我们必须站在儿童的立场上，并且以儿童为自己的出发点。” 美国国家实验室得出的“学习金字塔”理论强调指出学生学习内容平均留存率：只听讲 5%，自己阅读
11、 10%，视听结合 20%，教师演示 30%，小组讨论 50%，自己实践练习 75%，学生互助、实践 90%。 “听讲、阅读、视听和演示”都被称为是被动学习，被动学习的内容能被学生接受并记住的最高只有 30%， “讨论、实践和教授给他人”为主动学习，无论哪种7主动学习方式，学生能接受并记住的学习内容都超过 50%。很显然，只有学生自主参与的活动才是高效的，互助、实践是高效的前提。 因此， “案例再设计”中每一步学生活动的设计更多地考虑引起学生积极参与的因素，引导学生积极主动地去获得知识，培养能力。教学环节更优化，帮助学生强化了理解。 3、设计台阶，递进学 建构主义理论认为，教师必须创设一种良好
12、的学习环境，学生在这种环境中可以通过实验、独立探究、合作学习等方式来展开他们的学习。教师必须保证学习活动和学习内容保持平衡。教师必须提供学生元认知工具和心理测量工具，培养学生评判性的认知加工策略，以及自己建构知识和理解的心理模式。教师应认识教学目标包括认知目标和情感目标。教学是逐步减少外部控制、增加学生自我控制学习的过程。教师要成为学生建构知识的积极帮助者和引导者，激发学生的学习兴趣，引发和保持学生的学习动机。通过创设符合教学内容要求的情景和提示新旧知识之间联系的线索，帮助学生建构当前所学知识的意义。为使学生的意义建构更为有效，教师尽可能组织协作学习，展开讨论和交流，并对协作学习过程进行引导，
13、使之朝有利于意义建构的方向发展。 “二次设计”中，重学生的认知水平，将复杂的抽象的地学知识分解成若干小细节，层层递进，引导学生全面认识夏至日地球上昼夜长短的现象；接着引导学生自己探索“从夏至日到秋分日”这一过程中地球上昼夜长短变化的规律；最后理解春夏秋冬地球上昼夜长短变化的规律。这样从状态分析到过程分析，逐步归纳出地球上一年昼夜长短变化的规8律，引导学生建构自己的知识结构。 4、学法指导，迁移学 迁移理论的研究者指出，教学过程中要十分重视新旧知识之间的联系。要提高学习者的学习效率，教学者必须根据学习者已有的知识和学习能力，精心设计新旧问题之间的相似性程度。一般来说，学习者的学习能力强，可以设计
14、相似性程度低的问题。当然，学习能力本身依存于学习者已有的知识结构。 事实上，我们课堂上的提问大多是一环扣一环的迁移性的问题，因为教师没有处理好前后问题之间的差异或相似性程度而出现了学生被动听讲的局面。因此，教师的课堂问题涉及应该是根据学生原有的认知水平或认知结构来设计新的问题，而新的问题与旧的问题之间的差异的大小（实际上是迁移的远近）也要根据学生的能力来设定。问题设计的差异性太大，会出现学生回答问题“不积极”的现象，这实际上使学生产生挫折感；设计的问题梯度或差异性太小，则会出现“齐声回答”的现象，看起来热闹，其实没有思维量。这两种现象都不利于调动学生的积极性和主动性，不利于培养学生的思维了能力
15、。学习方法是影响学习者学习效率的重要因素，产生有效迁移的方法即是好的学习方法。比如，“案例再设计”中，教师重点帮助学生学会“夏至日太阳直射点及昼夜长短”的观察，学生能独立完成秋分日、冬至日和春分日的相应观察；教师重点帮助学生学会“夏至日到冬至日地球上昼夜长短变化”的观察，学生能独立完成“冬至日到夏至日地球上昼夜长短变化”的观察，从而寻找出全年昼夜长短变化的原因和规律。 9地学知识的学习，重点不在于活动设置的多少，而在于活动设置的功效。一个好的活动应该是有利于学生更好理解核心问题或本质问题，因此， “案例的再次设计”充分考虑了学生的学情和教材，充分体现了地学知识学习的学习方法指导。 5、及时归纳
16、，反馈学 认知学习理论强调知识结构在学习上的作用、能动性和整体性。美国当代著名认知心理学家的代表人物布鲁纳提出“发现学习” ，十分强调知识结构的重要性。认为要学习事物的结构，就要理解事物是怎样联系的。知识的基本结构是由很多概念所组成的，概念之间都互相联系，材料呈现的方式应该是由特殊到一般，学习是认知结构的组织与重新组织。地球上昼夜长短变化的再设计，从“截图分析” ，到“状态分析” ，到最后的“过程分析” ，层层递进，尤其在“过程分析”这一环节中，设计了“总结地球上全年昼夜长短变化的规律”的表格，很好地体现了课堂教学的反馈效果，能及时了解学生的掌握程度和学生还存在的问题。 四、结束语 综上所述，我们在教学过程中要不断地优化教学环节，设置利于学生探究、学生乐于探究、学生能探究的活动内容，激发学生的好奇心和求知欲，充分发挥学生的主体作用，引导他们养成良好的思维习惯，激发学生思考的积极性，使学生真正做到主动学习，落实科学知识，提高课堂教学效果。
