黃國銳 翁小東

摘要 立足科學(xué)教材內(nèi)容分析，在系統(tǒng)化整理科學(xué)史素材的基礎(chǔ)上創(chuàng)設(shè)問題或任務(wù)驅(qū)動情境，引領(lǐng)學(xué)生展開剖析式探究;聯(lián)系日常生活整合STSE欄目素材，從而將其轉(zhuǎn)換為實驗活動，激發(fā)學(xué)生的實驗熱情;整合不同學(xué)段同主題學(xué)習(xí)資源，以整體性教學(xué)設(shè)計激發(fā)聯(lián)系與遷移學(xué)習(xí)體驗。以此實現(xiàn)科學(xué)學(xué)科德育資源的開發(fā)與使用路徑拓展，幫助學(xué)生涵養(yǎng)科學(xué)道德信念，引領(lǐng)其踐行科學(xué)道德行為，形成科學(xué)世界觀。

關(guān)鍵詞 初中科學(xué);學(xué)科德育;觀念建構(gòu);資源開發(fā)與使用

學(xué)科德育是實施全員德育、全科德育的重要陣地，但在實際實施中存在“德育滲透”的觀念誤區(qū)，以及資源開發(fā)不足、形式單一等問題。如何有效開發(fā)與使用學(xué)科德育資源，真正實現(xiàn)德育與知識教學(xué)的融合，是實現(xiàn)長效學(xué)科德育的關(guān)鍵所在。在“基于觀念建構(gòu)的初中科學(xué)學(xué)科德育研究”實踐中，我們立足《科學(xué)》教材（浙教版）內(nèi)容分析，從“科學(xué)史”和“科學(xué) 技術(shù) 社會 環(huán)境”（STSE）欄目等相對顯性的德育素材入手，探索德育與知識的融合路徑;進而以科學(xué)基本觀念為主線，整合不同學(xué)段的相關(guān)資源，嘗試提煉基于觀念建構(gòu)的學(xué)科德育資源開發(fā)與使用策略，以更好地實施科學(xué)學(xué)科德育。

一、系統(tǒng)化整理與剖析式呈現(xiàn)：在史實探究中涵養(yǎng)科學(xué)道德信念

科學(xué)史無疑是天然的學(xué)科德育資源，它實事求是地將不同時期的社會發(fā)展?fàn)顟B(tài)和科學(xué)家的人格特質(zhì)寓于學(xué)科發(fā)展之中。學(xué)者吳國盛認為“科學(xué)史”有兩個層次的意思，第一層次指的是對過去實際發(fā)生的事情的述說;第二層次則是對這種述說背后起支配作用的觀念進行反思和解釋。[1]其中蘊含的過程和方法，科學(xué)研究態(tài)度和精神等，不僅有利于學(xué)生理解科學(xué)概念，更能讓學(xué)生感悟科學(xué)所內(nèi)蘊的真善美特質(zhì)。

在《科學(xué)》教材中，有關(guān)科學(xué)史的內(nèi)容多以文字或文字加圖片的形式呈現(xiàn)，其存在是顯性的，相關(guān)內(nèi)容無需贅述。但這些素材蘊含的德育要素則是隱性的，需要通過挖掘、補充等，整理成系統(tǒng)性的學(xué)習(xí)素材;且其開發(fā)和利用的關(guān)鍵在于呈現(xiàn)方式。教師要創(chuàng)設(shè)科學(xué)史問題情境，引導(dǎo)學(xué)生展開層層“剖析”，不僅學(xué)會科學(xué)知識與方法，更形成科學(xué)態(tài)度與精神，建立科學(xué)價值觀。

以“質(zhì)量守恒定律”（八年級下冊）一課為例，教材以實驗現(xiàn)象為問題情境，以實驗現(xiàn)象的分析為知識習(xí)得途徑，用模型解釋微觀本質(zhì)，突出知識內(nèi)容的解釋。基于科學(xué)基本觀念建構(gòu)的分析，我們認為這一學(xué)習(xí)內(nèi)容觀照“微粒觀”（知識類）、“實驗觀”（方法類）、“科學(xué)價值觀”（情意類）三類基本觀念，應(yīng)從基本科學(xué)知識的學(xué)習(xí)與探究入手，引領(lǐng)學(xué)生學(xué)會“透過現(xiàn)象看本質(zhì)”，形成尊重證據(jù)、實事求是的科學(xué)精神;尤其需要通過質(zhì)量守恒定律的科學(xué)發(fā)展歷程，感悟科學(xué)規(guī)律的獲得之不易，從而形成持之以恒的科學(xué)態(tài)度。由于氧化燃燒學(xué)說的建立和質(zhì)量守恒定律的提出是相伴相生的，氧化燃燒學(xué)說及質(zhì)量守恒定律的建立都是定量研究的產(chǎn)物。為了幫助學(xué)生更好地理解質(zhì)量守恒定律，激活質(zhì)量守恒定律發(fā)展過程中的科學(xué)德育要素，我們需要豐富相關(guān)科學(xué)史內(nèi)容。具體包括：燃素說的內(nèi)容與發(fā)展;波義爾在敞口容器中加熱金屬實驗;拉瓦錫“十二天實驗”。如此，完整呈現(xiàn)人類認識質(zhì)量守恒定律的發(fā)展歷程。

在科學(xué)史教學(xué)中，僅僅展示豐富的史實是不夠的，重要的通過問題或任務(wù)驅(qū)動設(shè)計，串起科學(xué)史與知識教學(xué)，幫助學(xué)生在“剖析”中體悟其本質(zhì)，在解決問題中習(xí)得知識，感悟精神。為此，我們設(shè)計了以下問題鏈：①燃素說有何不科學(xué)的地方？②對比波義爾與拉瓦錫實驗，請思考：兩位學(xué)者在金屬與金屬灰質(zhì)量關(guān)系的研究中，結(jié)果有何差異？為何有此差異？③根據(jù)科學(xué)家實驗設(shè)計的原理，請分析課本中驗證“質(zhì)量守恒定律”實驗設(shè)計的科學(xué)性。

問題1需要學(xué)生聯(lián)系第二節(jié)燃燒的知識進行解答，有助于培養(yǎng)學(xué)生的思辨能力，發(fā)展其敢于質(zhì)疑的科學(xué)精神。問題2需要學(xué)生通過對比兩位科學(xué)家實驗裝置的不同來獲得答案，是否在密閉系統(tǒng)中進行實驗，以及實驗過程中是否有氣體參與或生成，都將影響觀察到的現(xiàn)象。這為學(xué)生自主設(shè)計實驗方案，驗證質(zhì)量守恒定律提供了方法啟示，同時，讓學(xué)生感悟科學(xué)研究所具有的繼承與發(fā)展的科學(xué)精神。問題3則是引發(fā)學(xué)生對教材實驗的設(shè)備原理的思考與分析，從中領(lǐng)悟科學(xué)實驗的嚴謹和科學(xué)性，有助于學(xué)生養(yǎng)成良好的科學(xué)學(xué)習(xí)習(xí)慣。由此，讓學(xué)生在科學(xué)史學(xué)習(xí)中習(xí)得知識，領(lǐng)悟科學(xué)本質(zhì)，感悟科學(xué)精神。這將有助于學(xué)生逐漸建立自己的學(xué)科價值體系，堅定科學(xué)道德信念。

二、生活化整合與實驗轉(zhuǎn)換：在動手動腦中引領(lǐng)科學(xué)道德行為

學(xué)生是需要走向生活的人，知識只有應(yīng)用于生活，才能具有德性。生活化情境使學(xué)生能夠在實際生活境遇中感受學(xué)科知識的價值及其中蘊藏的人性光輝，獲得學(xué)科思想的理解與應(yīng)用，從而主動參與道德生活的實踐，實現(xiàn)道德問題的解決。

科學(xué)教材中設(shè)置的“科學(xué)技術(shù)社會環(huán)境”（STSE）欄目（58個）涉及科技與社會發(fā)展、生物科技與社會責(zé)任、科技與環(huán)保等內(nèi)容，旨在讓學(xué)生感受科學(xué)與生活、生產(chǎn)的密切關(guān)系，能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)科學(xué)知識的興趣，是幫助學(xué)生形成正確的科學(xué)價值觀，引領(lǐng)其道德行為的重要載體。這些內(nèi)容不僅可作為閱讀材料，幫助學(xué)生感受科學(xué)知識與生活的密切關(guān)系;其素材還可轉(zhuǎn)化為實驗素材，讓學(xué)生在動手實驗中感受科技對生活的影響，感悟科學(xué)學(xué)科知識的兩面性，從而形成辯證看待事物的科學(xué)態(tài)度。

以“電路基礎(chǔ)”（八年級上冊第四單元）為例，教材設(shè)計了3個STSE欄目：靜電除塵;干擾電流療法;敏感電阻。電在生活中非常常見且應(yīng)用廣泛，但電流不可見，電路分析非常抽象。我們在單元復(fù)習(xí)時，依托日常生活整合三個內(nèi)容，以靜電和電流在生活中的應(yīng)用為情境，將3個STSE欄目轉(zhuǎn)換為實驗活動（見圖1）。

實驗一：靜電除塵?；顒樱河渺o電將氣球固定在墻上;閱讀：了解靜電的科學(xué)史和應(yīng)用;思考：舉例說明靜電的利與弊。讓學(xué)生體驗靜電的作用和存在的弊端，從而領(lǐng)悟事物辯證統(tǒng)一的哲學(xué)觀。實驗二：干擾電流療法。活動：讓燈點亮并能改變亮度;思考：電路中是否有電流通過。引領(lǐng)學(xué)生將不可見的電流顯現(xiàn)為燈的點亮，體驗科學(xué)實驗對認識未知（不可見）事物的重要作用，激發(fā)其科學(xué)興趣。實驗三：敏感電阻?；顒樱豪霉饷綦娮鑼崿F(xiàn)燈亮暗的自動調(diào)整;閱讀：敏感電阻在生活生產(chǎn)中應(yīng)用。從閱讀了解敏感電阻材料到動手制作自動控制電路，探討測量儀和體重計的使用，讓學(xué)生感知電的應(yīng)用方便生活，科技產(chǎn)品提高生活品質(zhì)。由此，領(lǐng)悟科技與生活的密切關(guān)聯(lián)，形成可持續(xù)發(fā)展觀。

這一過程需要學(xué)生綜合應(yīng)用電學(xué)基本物理量等系列知識，進行電路設(shè)計和方案改進，建構(gòu)電路模型。由此，完整呈現(xiàn)電路和元件對生活和生產(chǎn)帶來的利弊影響，讓學(xué)生切身體會科技對生活的改變，正確認識科技與生活的關(guān)系。借此，激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)的情感和辯證的科學(xué)態(tài)度，引導(dǎo)其關(guān)注科學(xué)知識在實際生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生面對現(xiàn)實問題時的價值理解與判斷能力，引領(lǐng)其道德行為。

三、跨學(xué)段整合與整體教學(xué)：在知識遷移中建構(gòu)科學(xué)世界觀

“科學(xué)史”和“科學(xué) 技術(shù) 社會 環(huán)境”（STSE）欄目素材的開發(fā)與使用實踐，深化了我們對基于觀念建構(gòu)的科學(xué)學(xué)科德育的理解和把握。這一學(xué)科德育方式注重以科學(xué)知識為載體，引導(dǎo)學(xué)生在具體知識的學(xué)習(xí)和遷移應(yīng)用中建構(gòu)基本的科學(xué)學(xué)科觀念，從而實現(xiàn)學(xué)科德育目標(biāo)。這要求教師整體性地把握和重構(gòu)學(xué)習(xí)素材，以科學(xué)基本觀念為主線使學(xué)習(xí)內(nèi)容情境化。這樣的教學(xué)必然要求我們綜合分析與梳理不同學(xué)段相同主題的學(xué)習(xí)內(nèi)容，進行整體性教學(xué)設(shè)計。

1.以觀念建構(gòu)引領(lǐng)跨學(xué)段資源整合

知識類和方法類基本觀念與學(xué)科知識關(guān)系密切，蘊含著豐富的德育元素，是實現(xiàn)科學(xué)觀念建構(gòu)的重要載體。以“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”觀念為例，它是初中科學(xué)課程生命科學(xué)的重要觀念，包含兩層含義：一是有一定的結(jié)構(gòu)就必然有與之相對應(yīng)的功能的存在;二是任何功能都需要一定的結(jié)構(gòu)來完成。[2]我們對教材相關(guān)內(nèi)容進行梳理，進而確定了具體的學(xué)科德育目標(biāo)：

結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一 七上 細胞、組織的形態(tài)結(jié)構(gòu);植物的分類;動物的分類 方法論：通過對具體結(jié)構(gòu)特征的分析，可以知道并預(yù)測該結(jié)構(gòu)的功能，認識到世界萬物是普遍聯(lián)系的。

認識觀：建構(gòu)“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的觀點，能讓學(xué)生形成對紛繁的事物能抓住事物本身的結(jié)構(gòu)特征來正確認識事物，形成透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力。

由上表可知，“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”觀念涉及初中三年6個學(xué)段18個內(nèi)容。其屬于方法類觀念，通過該觀念引領(lǐng)，讓學(xué)生在面對未知事物、新的科學(xué)知識學(xué)習(xí)時，能夠從已知結(jié)構(gòu)特點推測相應(yīng)功能，或從相應(yīng)的功能分析中得出其具有的結(jié)構(gòu)特點。在這一學(xué)科基本觀念統(tǒng)領(lǐng)下，不同學(xué)段可采用相似的教學(xué)方法，實現(xiàn)知識和德育目標(biāo)螺旋上升，幫助學(xué)生形成“世界萬物是普遍聯(lián)系的”這一樸素唯物哲學(xué)觀，養(yǎng)成透過現(xiàn)象看本質(zhì)的能力。

2.以聯(lián)系遷移引領(lǐng)世界觀建構(gòu)

觀念的形成需要聯(lián)系不同學(xué)段多種知識，不斷積累、強化，由“個”到“類”，實現(xiàn)由知識形態(tài)的科學(xué)觀念向個人形態(tài)的科學(xué)觀念、世界觀與方法論的轉(zhuǎn)變。“個”即具體事例，“類”是一系列具有共同特征的事例。以“食物的消化和吸收”一課為例，本課消化系統(tǒng)的各個器官都有一定的結(jié)構(gòu)和相應(yīng)功能，每個器官（“個”）的學(xué)習(xí)都有助于學(xué)生理解并形成“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的觀念。因此，我們將口腔、胃、小腸等重要消化器官作為整體進行教學(xué)設(shè)計（圖2）。

觀念的形成是一個持續(xù)的行為，學(xué)生需要從在基礎(chǔ)的、基本的、典型的眾多個例中總結(jié)歸納規(guī)律。由于這些知識分布在不同學(xué)段，需要前后聯(lián)系才能促進學(xué)生觀念的建構(gòu)。在學(xué)生根據(jù)小腸功能畫小腸模型，創(chuàng)新建模的基礎(chǔ)上，我們設(shè)計了兩個練習(xí)活動。

練習(xí)1：腎臟的基本結(jié)構(gòu)和功能單位是腎單位，其負責(zé)重吸收作用的是腎小管。請根據(jù)“結(jié)構(gòu)與功能相統(tǒng)一”的觀念，判斷a、b、c中哪個是腎小管？練習(xí)2：2013年TED（科技、娛樂、設(shè)計）大會上，年僅15歲的少年杰克安德拉卡借助網(wǎng)絡(luò)利用四年時間發(fā)明了早期胰腺癌探測儀而獲得表彰。你認為杰克安德拉卡為了完成這一發(fā)明需要查閱哪些資料？你對這一事件有什么看法？

學(xué)生已學(xué)習(xí)過“呼吸系統(tǒng)中肺部的結(jié)構(gòu)與功能、植物營養(yǎng)器官根尖的結(jié)構(gòu)與功能”，而泌尿系統(tǒng)中腎小管的結(jié)構(gòu)與功能則是九年級的學(xué)習(xí)內(nèi)容（未學(xué)習(xí)過），這些器官（結(jié)構(gòu)）都有相近的功能——物質(zhì)的交換（吸收）。在此，畫出小腸結(jié)構(gòu)模型的活動作為“中介”，成為引導(dǎo)學(xué)生聯(lián)系與遷移應(yīng)用已有知識，解決未知問題的“腳手架”。學(xué)生由此認識到萬物是普遍聯(lián)系的，體會到自然是存在規(guī)律的;進而通過對癌癥探測儀的分析感知科學(xué)與技術(shù)的關(guān)系，增強用科學(xué)解決問題的信心，這有助于學(xué)生樹立科學(xué)的世界觀。

基于觀念建構(gòu)的學(xué)科德育不是簡單地傳授某一方面的知識或體系，而是在知識、技能習(xí)得的過程中，實現(xiàn)價值觀念的建立，形成正確的道德信念和行為方式。由此，學(xué)科德育不再是空中樓閣，而是每個學(xué)科教師都能做到的，長效的德育教學(xué)路徑。

參考文獻：

[1]吳國盛.科學(xué)史筆記[M].廣州：廣東人民出版社，2019：4.

[2]中華人民共和國教育部.義務(wù)教育初中科學(xué)課程標(biāo)準(zhǔn)（2011年版）[S].北京：北京師范大學(xué)出版社，2012：15.

責(zé)任編輯? ?毛偉娜