让科学课堂成为生命流淌之地 ——新课程背景下构建初中科学生态课堂的策略研究

一、初中科学课堂的现状研究

由于受到应试教育的影响，学生在被动状态下学习，学习效率不高，这一现象也存在于初中科学课堂中。只有全面了解初中科学课堂的教学现状，才能针对其中存在的问题制定有针对性的改进措施，改善学生的学习效果。

笔者从学校三个年级各抽出50名同学作为调查对象，共150人参加了“初中科学学习现状”调查研究。将调查结果统计如下：

学生用一句话概括出自己对科学课堂的看法主要归纳为两个方面：

第一，从科学课堂中学到很多知识，提高了能力。如“帮助自己打下坚实的科学基础”、“培养了自主学习能力”、“提高了对科学的学习兴趣”、“科学课堂中学到的知识对我的生活产生了很大的指导”等。

第二，提出了改善科学课堂的建议。如“科学知识最好与生活联系起来”、“学习形式应该更加多样，提高课堂效率”、“希望增加课堂实验”等。

二、课题研究的理论基础

(一)概念界定

1、生态：生态由学生素质全面发展、养成学习习惯、体现生命价值以及培养自我性格几部分组成，它是生命的一种存在状态，有助于个体突出自己独特的生命力。

2、生态课堂：生态课堂是从生态角度重构课堂教学元素，并以此为基础打造而成的新型课堂。课堂的生态元素由教师、学生、环境、课程以及技术等组成，这些生态元素共同组成课堂生态系统。（如下图）

 

从生态角度分析生态科学课堂，它是一个由多种生态元素组成的和谐微观系统，该系统内的各生态元素都有自身成长规律，彼此联系密切，共同处于动态化平衡状态。生态科学课堂强调以人为本，关注师生交流，散发着生命的活力。

（二）科学生态课堂的特征

科学生态课堂的特征是主动、和谐、自由、发展，使学生在和谐、自然的环境氛围中积极思考，主动探寻问题的答案，最终获得新知识，并且提高学生多方面能力，形成正确的态度价值观。

三、构建初中科学生态课堂的策略

（一）转变教学理念，重构师生关系

举例来说，陶行知先生曾经提过过著名的“六解放”原则，即解放儿童的头脑、双手、眼睛、嘴巴、时间、空间。笔者以此原则为基础，概括出课堂教学六巧法：

一是巧问，针对教学内容有针对性地提出问题，引导学生积极思考；二是巧引，引导学生积极参与到课堂活动中；三是巧疑，巧妙地提出问题，使学生通过讨论提出结论；四是巧停，讲解过程中巧妙停顿，激发学生兴趣，主动思考；五是巧例，选取有代表性的例子，培养学生举一反三的能力；六是巧设，针对教学内容为学生布置开放式作业。

案例： 九下《遗传与变异》教学片段 

师：对任何一种生物体来说，细胞中染色体数目固定 。

 

问：一个细胞如何分裂成两个具有相同遗传物质的细胞呢？ 

染色体首先要加倍         染色体怎么加倍？        加倍后染色体怎么分开？

 怎么确保平均分配到两个细胞        要形成两个细胞，细胞质又是怎么分配的？

【感悟】学生具有良好的求知欲，因此教师要为学生提出具有连续性的问题，逐步引导学生展开深入思考，并主动探寻问题的答案。

（二）深挖课堂功能，创新实践方式

1.让初中科学课堂成为一间阅览室

初中科学课堂要关注阅读教学，培养学生自主学习能力，这样才能更好地实现素质教育目标。传统科学课堂中的教师并不重视学生的阅读，一般在布置作业时才会让学生打开课本，学生阅读能力普遍较差，而且思考能力不高。科学课堂不仅要发展学生智力，培养学生能力，而且要通过阅读帮助学生构建科学的语言体系。

案例：八上《动物的行为》教学片断

师：同学们认真阅读课本P109-P112，总结出自己已经弄懂的知识和不懂的知识，通过看书学到哪些新的认识？（学生自学课本）

师：通过阅读你们了解了哪些内容，哪位同学发言？

生1：我认识到动物的行为包括“先天性行为”和“后天学习行为”两种。

师：你能分别列举出先天性行为和后天性行为的例子吗?

生1：雌、雄性动物间进入到繁殖期后，会表现出求偶行为，属于先天性行为；后天学习行为包括人学习语言和文字，并能利用语言和文字对刺激作出反应。

生2：我了解到动物的神经系统的反射活动和激素分泌活动共同协调完成先天性行为和后天学习行为。

生3：我知道了先天性行为和后天学习的差异。

师：同学们已经通过阅读掌握了今天要学的知识，你们的自学能力真强！你们还有没有不太明白的地方？

生4：老师，先天性行为和后天学习行为之间是否有相同之处吗？

生5：老师，我在睡觉时把蚊子拍打死了是属于哪种行为呢？

……

【感悟】学生将来步入社会之后，难免需要利用已学到的知识解决实际问题，因此教师要培养学生的阅读能力和思考能力，引导学生独立解决问题，培养学生的自主学习能力，如此一来，学生将来在社会中也一定会主动学习。

2.让科学课堂成为一个游戏场

每一个孩子都会对游戏感兴趣，初中生自然也是如此。实际上，科学就是一种带有真实性和客观性的游戏，因此教师在课堂上要注意引入游戏教学形式，将游戏与知识结合在一起，促进学生的全面发展。

案例：九上《人的消化系统》教学片段

教师先为学生介绍游戏规则：

1、将学生划为四个小组，每组派出7名同学进行表演，表演者分别扮演消化器官之一。

2、主持人从事先准备好的题目中抽取试题，表演者不仅要表演器官的形状，而且还要说出该器官的特点和功能。

3、各组分别选出一名评委，在坚持公平公正原则的基础上为各组打分。

4、哪一个小组所获得的分数最高，哪个小组获胜，获胜小组可以得到一定的奖励。    

【感悟】科学课程中的三维目标应体现在课堂游戏中，学生在游戏中获得知识和能力，培养正确的情感态度和价值观。学生通过游戏，不仅提高了表演能力，而且又锻炼了自己的思维，这样的课堂不仅趣味十足，而且也包含着浓浓的教学成分。

3.让科学课堂成为一个讨论吧

培养学生的学习能力，首先要培养学生提问能力，为探寻问题的答案奠定基础。传统科学课堂中的问题尽管经过老师的精心设计，可是并不利于学生围绕问题展开积极思考和讨论，所以不利于培养学生思维，也不利于培养学生的自主学习能力。基于此，笔者必须转变学生的学习状态，引导学生学会提出问题，热烈讨论问题，努力解决问题。

案例：如鼓励学生观看科普类电视节目，如《走近科学》等，学会描述科学事件，还可以组织学生针对热点新闻展开讨论。

由学生看到一则《超级细菌蔓延全球 10年内无药可治》的新闻报道：一名比利时人死于一种具有超强抗药性的超强细菌，几乎所有的抗生素对这种细菌都无能为力，英、美、澳、荷等国家的个别居民感染了这种细菌。一些专家提出，这种细菌在未来十年不会遇到有效抗生素，因此全世界要团结起来，一起阻断超级细菌的传播。

学生针对这一话题展开热烈讨论：

1、导致超级细菌出现的根源是什么？

2、抗生素对付细菌的原理是什么

3、如何应对超级细菌？

师：同学们提出的问题非常有价值，我们可以在课堂上解决部分问题；还有些问题需要我们课下查阅资料去探索答案。相信大家通过积极思考，一定会学到很多知识。

【感悟】学生对学习内容感兴趣，思维被打开，提出了很多问题。显然，学生由于拥有不同的知识能力水平，因而他们所提出的问题各不相同，教师要为学生提供自由提出问题的空间，激发学生思维，引导学生逐步提高解决问题的能力。

4．让科学课堂成为一个揭秘园

教师鼓励学生在特定情境下将学习活动与实际问题联系在一起，学生认识到科学并不仅仅出现在实验室中，而是可以出现在人们的生活中，人们也可以对此自由展开讨论。学生在游戏中学习科学知识，并在玩中积极思考，一定会有所收获。

案例：“魔术与科学”

学生欣赏叫做《钢筋穿透玻璃》的魔术，并试图利用细小的钢针穿透玻璃。教师引导学生对钢针穿透玻璃的现象展开深入剖析。

1、钢铁与玻璃，谁的硬度高？

有些人认为钢铁更硬，理由是玻璃一敲就碎，钢铁却摔不碎。但事实并非如此，其实钢铁的硬度低于玻璃，如果用钢铁划玻璃，玻璃上不会留下任何痕迹，可是钢铁却有玻璃的痕迹，说明玻璃的硬度更高。玻璃容易摔碎的原因应该从玻璃质地来考虑。玻璃尽管坚硬，可是却很脆，一旦遇到强大的冲击力，很容易成为碎片。

2、钢针如何穿透玻璃？

当玻璃遇到钢铁强大的冲击力时，就会成为碎片，这要求钢铁质量必须达到一定程度。魔术中的细小的钢针质量很小，很难单纯通过自身质量将玻璃击碎。教师要引导学生思考两方面的问题：

首先是压强与受力面积的问题。当压力相等时，物体的受力面积与作用效果之间成反比，即受力面积越小，作用效果越明显。如图钉的制作便应用了这一原理，钢针穿透玻璃也同样如此。钢针的针尖端极为细小，具备了它穿透玻璃的可能性。

可是玻璃的硬度很大，因此需要研究动能与速度之间的关系。物体的质量以及运动速度能够影响到动能大小，因而钢针能否穿透玻璃的关键在于钢针的运行速度。物体的运行速度与动能之间呈正比关系，运行速度越高，动能越大，如飞鸟能击穿运行中的飞机的钢板便是这一道理。

总结：钢针穿透玻璃需要具备以上两个条件，因此表演者不仅要使钢针与玻璃垂直接触，而且还要使钢针保持极高的运行速度。

【感悟】教师要培养学生观察生活的能力，使学生学会发现生活中科学知识，进而研究其中的科学原理。尽管初中生由于知识水平有限，很难将生活中的各种科学现象利用科学原理解释出来，但他们一旦形成良好的自主学习能力，就一定会在未来取得好成绩。

5. 让科学课堂成为一个研究院

《初中新课程标准》规定，初中科学要提高学生的参与积极性，培养学生自主探究能力，信息收集和处理能力以及分析问题、解决问题的能力等，因此教师可以尝试鼓励学生开展课题研究。

案例：我来做课题

要求：

1、确定合作者，明确研究角度，从教师提供的课题中选出自己想要研究的课题。

2、整理归纳与课题相关的研究成果，并做好记录工作，并分享给其他同学和教师。

附：课题超市

我来做课题——成语民谚中的科学知识

日常生活中很多谚语、俗语以及成语都体现了一定的科学道理。我们如果仔细思考，就可以使科学知识在日常生活中得到更好的应用，用于指导生活实践，反过来讲，这也有助于学生加深对科学知识的认识。现将民谚、成语中的科学知识归纳为以下几个方面：

一是声学方面。1）弦外之音：指的是不包括在人可以听到的频率范围之内的声音，如超声或次声等。2）长啸一声，山谷回应：指的是声音经山谷反射后形成的回声。3）曲高和寡：声波频率高，音调高，所以很少人能够随之一起唱。二是光学方面。1）坐进观天：蕴含着光直射原理，只能看见很少的一部分天。2）海市蜃楼：体现了光的折射原理，空气密度不相同，因而出现全反射现象。3）玉不琢不成器：研磨之前的玉石表面不平整，容易发生漫反射现象；研磨之后的玉石表面平滑得像镜子一样，由此出现镜面反射。三是运动和力学方面。1）坐地日行八万里：地球半径约6400千米，因此地球每自转一圈，相当于人在地球上行走了4万千米。这句话明确阐述了运动与静止之间的关系。2）快刀斩乱麻：刀刃厚度与压强之间呈正比关系，因此刀刃越薄，压强越大，越锋利。四是热学方面。1）墙内开花墙外香：分子做无规则运动，并且这种运动永不停息。2）与其扬汤止沸，不如釜底抽薪：当液体达到沸点之后继续吸收热量，液体就会沸腾。将水向空中高高扬起，热量散向空中，可是由于木柴源源不断提供热量，因而水还是会继续沸腾，只有将燃烧的木柴抽走，无法为水继续提供热量，水才能停止沸腾。 

【感悟】教师引导学生从研究者角色发现问题，找到解决问题的办法。如此一来，学生可以将学习、研究以及解决问题融为一体，而学生的知识和能力都可能得到提升，这不仅有助于培养学生的创新能力精神，也有助于提升学生的综合能力。

6.让科学课堂成为一条旅游线。

课堂教学过程如同去往未来旅行的过程，处处有意外，处处有风景，如果旅行线路提前设计好，那么游客就不会充分享受美丽的风景。教师如果是这趟旅行中的导游，那么学生就只会跟在后边倾听讲解，同时步履匆匆，不会观赏到沿途的美好景色，也无法获得切身体验。

案例：九上《探究PH对酶的催化效率》教学片段

为了发现PH因素能否对唾液淀粉酶产生催化作用，特意设计如下实验：

首先，为3支同样大小的试管编上序号，并分别加上1%的淀粉液，容量为1毫升；第二，将具有不同PH值的3毫升盐酸溶液分别滴入3支试管，1号试管PH为3.0，而2号和3号试管PH分别为4.5和6.0；第三，将1滴碘液分别滴入试管，轻轻摇晃均匀；第四，将1毫升稀释唾液加入试管中，摇匀，放入37%的水中保持3分钟；第五，观察3支试管内溶液的颜色变化情况。学生提出如下几种问题：

生1：我感觉实验顺序不正确，老师！

师：你觉得哪里不正确：

生1：我觉得应该换一下第三步和第四步的顺序，如果先在试管中滴入碘液，碘液可能干扰酶的催化过程。

生2：我觉得第二步设计得不好。

师：同学们针对这一问题展开了积极的思考，甚至敢向权威提出挑战，非常不错！哪位同学将自己的实验步骤讲给我们听一听：

生3：将PH不同的3毫升溶液分别加入3支试管，使试管溶液的PH保持在3.0、7.0 和11.0，必须体现溶液酸碱度的显著差别。

师：我觉得同学的实验步骤更合理，更规范，说服力更强。

【感悟】科学课堂要体现学生的主体地位，以学生为本，教学设计要符合学生实际，不能绝对一成不变地执行教案，否则可能会影响课堂效果。教师要想方设法挖掘课堂资源，打造最有生命力的课堂，同时教师还要注意培养学生的创新思维。

四、成效与反思

（一）显著成效

学生在科学生态课堂中提高了学习兴趣，主动参与课堂活动，学习效果得到明显改善；对教师来说，教学能力大大提升，综合素养也显著提高。

1.培养了学生良好的科学素养

学生逐渐认识到科学的重要性，并尝试从新的角度出发去分析问题、解决问题，学着将生活与科学结合在一起，主动学习，因此他们的综合素养得到全面提升。

2.调动了学生学习的积极性

充满趣味性的科学课堂对学生具有很大的吸引力，因此教师既要为学生传授知识和技能，还要设法使科学知识内化为学生的品质能力，帮助学生形成健康的人格。学生之所以提高科学成绩，主要原因在于学生提高了学习科学的兴趣。

笔者调查了学生“对科学课的兴趣度”，结果如下：

 

3.提高了学生的课堂效率

在传统的科学课堂中，学生被动学习，在生态科学课堂中，学生转变了学习态度，开始主动学习。

笔者统计分析，结果如下：

 

4．促进了教师教学业务水平

教师应在课前精心准备，为师生共同成长创建良好的环境，引导学生主动投身于多样化教学形式中，并及时反思，调整教学策略，长此以往，教师的教学能力有了明显提升，自然也改善了教学效果。

（二）反思展望

第一，赋予学生自主选择权。教师引导学生自主选择适合自己的学习方式，并及时做出调整。第二，为学生布置自主完成的任务。学生在生态科学课堂，可以灵活表达自己对知识的认识，还可以展现自己的才华。第三，为学生布置自主探究的问题。学生在生态科学课堂中形成自主探究学习能力，创新思维得到发展。

打造科学生态课堂当前仍然存在一些不足，如怎样才能引导学生投身于体验性学习中，怎样使学生在体验性学习中形成良好的合作关系？如何创新生态课堂教学模式等。这些问题需要在将来的研究中一点一点去解决。

教师在打造科学生态课堂中要减少对学生的苛责，多鼓励学生，相信我们的科学课堂将来一定会大放异彩。

参考文献

[1]《让课堂教学焕发生命的活力》叶澜 教育研究，1997，(9).

[2]《教育生态学》吴鼎福著.南京:江苏教育出版社,2000.8.

[3]《初中科学新课程标准解读》 浙江教育出版社，2008.11.

[4]《实施诱思探究　提高课堂实效》白冰海著 中国教研交流,2010.8（8).