在教中修炼 在研中提升

2014-07-19 02:04王孝德薛力展
新校园·中旬刊 2014年2期
关键词:教学建议新课标教材

王孝德+薛力展

摘 要:随着基础教育课程改革的不断深入,课程标准又进行了重新修订,依照课程标准的变化,浙教版《科学》教材也进行了新的改版。作为一线教师,我们应该成为研究者,应该在教学中应认真研读课程标准,吃透改革精神,用好教材,研究教学方法,把握教学方向,在课堂教学中,引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,教学生学会学习、学会创造。本文以浙教版科学2013版八年级下册教材为载体,谈谈教材分析与教学建议。

关键词:教学建议;教材;新课标

新课程理念只有落实到课堂教学的层面,才能给学生带来现实的影响,才意味着改革愿望的达成。在科学教学中,教师要引导学生主动参与、乐于探究、勤于动手,教会学生学会学习、学会创造,这对教师的教育理念、教学方式、教学规范等形成极大的冲击。作为一线教师,我们应该成为研究者,应该在教学中认真研读课程标准,吃透改革精神,用好教材,研究教学方法,把握教学方向。教师只有在教学过程中以研究者的心态置身于教学情境之中,审视和分析教学理论与教学实践中的各种问题,并对出现的问题进行探究,对积累的经验进行总结,才能对教育教学形成规律性的认识,进而改进自己的教学。下面以浙教版2013版八年级下册教材为载体,谈谈教材分析与教学建议。

一、加强知识编排的逻辑性和系统性,紧扣本册主题“结构与功能”开展教学

按照本册主题“结构与功能”,教科书对内容进行了整合,使学生从整体上认识自然和理解科学,但不是刻意追求不同学科知识的综合程度,而是力图超越学科界限,保留带有结构性的基本内容,注重不同学科领域知识与技能之间的融通与连接。本册在进行“结构与功能”主题的编排同时,也涉及“相互作用”“运动与变化”主题的学习,这样的内容编排体现了科学教科书以统一的科学概念与原理对学习内容进行整合的特点,也形成了各册学习内容之间的逻辑结构,符合学生的认知发展规律。

“电和磁”中以磁场为主线,主要介绍电与磁的基本知识,包括磁体的磁场、电流的磁场、电磁铁及其应用、磁场对电流的作用和电动机、电磁感应和交流发电机、家庭电路和电的安全使用等,重点是让学生探索电与磁的相互联系及相互作用。

“物质的微观粒子模型”,教科书用直观的分子模型和生动活泼的比拟方法,向学生介绍了种类繁多的物质的分子是由不同的原子组成的,原子组成分子的结构不同,物质的种类也不同。因此,本节内容已从前面的“分子由原子构成”深化到“不同种类和不同数量的原子构成各种不同的分子”,也即将微观组成结果与宏观物质性质联系起来,这就是化学研究中的“结构—性质”关系的雏形。先学习原子的结构、化学符号、化合价、化学式、然后学习空气(主要是氧气和二氧化碳)对生命活动的意义。“空气与生命”围绕着“空气是生命之源,是生命产生和存在的必要条件之一。空气中有哪些物质?这些物质有什么样的性质?这些物质又是怎样和生命联系在一起的?”这一主线展开。

“植物与土壤”所属的主题有“土壤”和“绿色开花植物的物质和能量转换”,主要包括土壤的组成和类型,植物的根、茎、叶的结构及其功能,保护土壤等三个专题的内容。按照课程标准,有关“绿色开花植物的物质和能量转换”是属于“生命科学”中主题2“生物体内的物质和能量转换”的,而“土壤”则属于“地球和宇宙”中主题2“人类生存的地球”,但是植物与土壤的关系又息息相关,也就是结构与功能相适应的关系。教科书强调了“适应性”的学习,教学内容中隐含着这样的科学观念,在客观存在的物质世界中,形态结构往往和它的功能相适应,生物体和它所生存的环境总是相适应的。如在土壤的结构和性状的关系,在植物生长与土壤的关系中,根、茎、叶的结构和植物体吸收、运输、利用物质的关系中,都强调了这种“适应性”。因此,在教学过程中建议多采用比较的方法展开。

二、认真研读课标,在课标指导下开展教学

科学教育从精英教育向大众教育的转化带来了科学课程模式的变革。2011年,我国又公布了新修订的《义务教育初中科学课程标准(2011年版)》,这是在我国十年课程改革实践经验的基础上对《科学课程标准(7-9年级)(实验稿)》的修改与完善,它对推进我国科学教育的改革必将产生深远的影响。

根据这样的课程标准,2013版教科书将“二氧化碳”从2006版的第5节“光合作用”中独立出来,编成一节内容,同时增加了实验“二氧化碳的制取和性质研究”,使二氧化碳与氧气具有同等地位。

根据课程标准中对化学反应的能量变化、化学能与内能转化的相关要求,2013版在“氧化和燃烧”增加了“化学反应中的能量变化”这一内容,主要介绍化学反应与热能之间的相互转化,简略地提出了化学能与电能、光能之间的相互转化,增加了镁与盐酸反应、氢氧化钡与氯化铵反应。但是这两个活动中,并不需要让学生明白其中反应的原理,只需要让学生了解发生了化学变化,并发生了能量的变化即可。为了打破只有燃烧才能放出热量这一思维定式,教科书中利用镁和盐酸反应作为放热反应的例子。

删去“植物根系的分布与地下水位高低的关系”的探究活动,课程标准未作要求。该探究方案涉及到了“野外调查”“野外栽培”和“实验室栽培”等方案的实施和比较,实验时间长(至少约1个月),且涉及到野外活动的安全问题,很难实施,实验室栽培实验也难于成功,因为地下水位高低的控制较难在现有实验室条件下开展。

新增探究:产生电磁感应现象的条件和规律。一则课标中有明确要求“通过实验了解导体在磁场中运动时产生感应电流的条件。”二则在科学教育中,科学方法的教育将是提高继续学习能力的关键。本册的科学方法培养主要在“科学实验、分析方法和数学方法”方面,所以教科书让学生追寻着法拉第的脚步,一起来探究电磁感应现象。正如科学教育中所说的,科学探究是指学生经历与科学家相似的探究过程,为获取知识、领悟科学的思想观念、学习和掌握方法而进行的各种活动。该探究活动让学生学会逆向思维:根据奥斯特实验,“电”能生“磁”,通电的导体在磁场中受到力的作用而运动,那么如何利用磁场获得电流呢?运动的导体在磁场中是否会产生电流呢?引导学生将探究“电磁感应现象的条件和规律”实验的问题具体化,转化为研究“如何通过‘在磁场中运动的导体和‘运动的磁体来产生电?”实验中观察到了什么?用自己的语言来描述,并写在设计的表格中,描述必须包括所观察到的每一种具体的情形。分析现象,归纳出产生感应电流的条件,只有当导体运动方向跟磁场方向不一致时,灵敏电流表指针才会发生偏转,才有电流产生。在教学中,一方面要尽量增加学生动手实验的机会,培养学生的实践能力,亲身感受科学探索的过程;另一方面要注重训练学生对实验现象的观察能力,以及从实验事实中概况和归纳科学概念和科学规律的能力。

三、从学生感兴趣并与他们生活相关的课题中开展教学

对于磁体,学生通过小学科学的学习,已经知道磁体和磁极的概念。因此,教科书基于学生的学习基础,让学生回顾所学的知识,以进一步加深对磁体和磁极概念的认识。注意学生可能出现的错误,学生可能会说磁体会吸引金属、有正负极等观点。教学建议:让学生充分展示已有认识,基于学生的原有认识开展教学。

元素周期表是元素周期性规律的具体表现,它是学习化学的重要工具,对科学研究具有重要的指导作用。教科书以学生熟悉的日历为例,通过对比分析,初步展示了元素周期表的结构。

呼吸作用的过程十分复杂,包含了多个化学反应,呼吸作用是一种缓慢氧化。鉴于初中学生的知识水平和认知能力,教科书通过类比的方法进行。汽车行驶需要燃烧汽油来提供能量。在发动机内进行着汽油燃烧这一氧化过程,它消耗氧气和有机燃料,产生能量和二氧化碳。生命的一切活动也需要能量来维持,生命活动需要的能量主要通过细胞呼吸来提供。在本质上与汽油燃烧相同。通过类比,学生就能想象和推断呼吸作用中物质和能量的转换过程。

在课后练习的选择中,也体现了这一点,如第2章第4节“组成物质的元素”的课后练习,第1题请学生将自己所知道的几种元素的情况填入表中。

第3题寻找常见的食品包装袋,了解该食品中主要含有哪些元素。

教科书注意从学生日常生活中熟悉的事物出发,联系学生已有的知识,以促进学生的学习和理解,再回到科学在生活和社会的应用中去。

又如:在“测定空气中氧气含量的实验”后,2006版的思考为:“利用身边的材料,你能设计一个简单的实验来测定空气中氧气的含量吗?”2013版改为:“分析实验中为什么气体减少的体积往往少于1/5?”这样的实验出现的异常现象分析,更贴近教学实际,也降低了学习难度。测定空气中氧气含量的实验原理是:利用可燃物的燃烧,使广口瓶内压强减小,导致水在大气压作用下进入瓶内,根据试管中水面上升的位置,就可测出空气中氧气的体积分数。由实验原理可知,水进入管内的多少取决于管内压强减小的程度,而影响压强的因素有:装置气密性、消耗氧气的量和实验时的温度。如果测出的结果与1/5相差较大,可以从上述因素中找原因。

四、加强对学生实验与探究活动中的方法指导

通常意义上的科学探究指的是,科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得证据、提出种种解释的多种不同途径。科学教育中所说的科学探究则是指学生经历与科学家相似的探究过程,为获取知识、领悟科学的思想观念、学习和掌握方法而进行的各种活动。我们的科学教科书把科学探究的过程、方法和能力与科学知识放在同等重要的地位,在整套教科书中循序渐进地进行安排,并在课文中呈现出来。在教科书中,许多概念和规律是以探究的方式呈现的,也有单独设立的探究活动,注意从学生身边熟悉的事物出发,符合学生的心理特征,是学生都喜爱的。同时,教科书中的科学探究既包括前人的探究,也包括学生探究;既有完整的探究环节,也有部分的探究过程。另外,还设置了“思考与讨论”等栏目,以加强学生的自主学习,也使学生参与到科学探究的开发中去。科学探究不但是一个逻辑的实证过程,同时还是一个充满创造性思维的过程,是一个发挥潜能、克服困难、艰辛探索、不断实践的过程。因此,在科学教育中突出科学探究是科学本质与教育本质结合的体现。

在八下第3章第2节“氧气和燃烧”中,燃烧是可燃物质跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。要发生燃烧,必需满足一定的条件。教科书中通过活动来探究可然物燃烧的条件,但与2006版教科书相比,更换了探究物质燃烧条件的实验。

2013版:1.点燃一支蜡烛,观察它在空气中燃烧的现象。然后将一个杯口涂凡士林的玻璃杯倒扣在蜡烛上,如图所示,观察此时蜡烛燃烧的现象。通过这个实验,说明燃烧的条件之一是 。2.将一根火柴折断,分成火车头和火柴梗两部分,如图所示放在铜片上,用酒精灯加热铜片,火柴头和火柴梗分别要加热多久后才能开始燃烧?通过这个实验,说明燃烧的条件之一是 。

2006版:1.取一只铁质啤酒瓶盖固定在一水槽中,瓶盖中装入一小粒白磷,立即用钟罩罩住,你发现 。2.用一根弯曲的玻璃导管从钟罩下部伸入罩内,通入氧气,你发现。3.小心地向水槽中加60℃~80℃左右的热水,你发现 。

这样改动的原因是原教科书中实验不能得出燃烧需要氧气这一重要结论,修改后的活动能较好地探究燃烧需要氧气及温度需要达到着火点这两个必要条件,而且对空气污染小,对操作人员伤害也小。具体教学时,让学生进行自学、讨论、实验。如先提出以下问题,指导学生讨论:1.硫、木炭在空气中燃烧与在氧气中燃烧的剧烈程度为什么不同?2.氧气本身能不能燃烧?3.把木柴、煤、酒精等可燃物放在空气中,这些物质并不燃烧,这是为什么?4.为什么酒精、汽油等物质比较容易着火,而煤、木柴等不如上述物质容易着火?讨论了这些问题后再进行实验探索,及时总结出燃烧的三个条件。

新增探究“茎运输水分和无机盐的部位”首先是课标中有相关要求“探究茎的运输作用”;其次活动实验器材简单,“新鲜带叶的木本植物枝条若干、烧杯(或矿泉水瓶)、红墨水、清水、刀片、放大镜等”;实验周期短(约半小时,可课前实施,课中观察),实验成功率高。本实验成功的关键是要处理好实验组的枝条。B组剥去下半部树皮后,要用刀片轻刮木质部表面,将韧皮部尽量剔除干净;C组枝条的处理难度较大,建议将下部的树皮先用小刀纵剖成两个半圆形,慢慢剥出两个半片树皮,用小刀轻刮树皮内侧可能留存的木质部,再将露出的木质部截断去除。该活动改编自原教科书的验证性实验,突出了实验方案的设计、实验结果的解释评价等能力指导。

五、关注生活变化,关注科技新发展,突出STSE

STSE教育思想是对STS的延伸,因为由于在发展科技、生产的同时,保护人类赖以生存的环境已成为当今社会可持续发展的重大课题,环境(Environment)教育是公民科学素养教育的重要组成方面。由科学、技术、社会和环境构成的STSE教育强调科学、技术与社会、环境的相互关系,重视科学技术在社会生产、生活环境和社会发展中的作用,是指导和实施学科教育的新理念。

科学技术的迅速发展在为人类创造高度物质文明的同时,也带来了能源、资源、材料、环境、健康等问题,并严重威胁着人类的生存和发展,而这些问题的解决都与科学研究有关。为了让学生更好地用科学的思维理解、解释科学现象与身边的科技产品,学习像科学家那样去思考,在第一章第5节“磁生电”结束时安排了“电与磁的发展历程”这一“科学、技术、社会、环境”栏目,主要为了达到课程标准所提出的“调查电磁知识在技术中的应用和电磁学发展史中的典型事例,认识电磁感应现象的发展对社会发展的作用”这一课程目标。教学时,可以让学生事先查找相关史料,然后在课堂上进行交流。

第二章第三节“原子结构的模型”的最后安排“利用碳-14(碳的一种同位素)测定年代”让学生体会学科学的意义,同时也让学生把看不见摸不着的微观世界与生活实际联系起来,增加学习的兴趣。特别是现在全国性的雾霾天气,持续时间长、范围广、危害大。教材第三章第8节“空气污染与保护”安排了“PM2.5与人体健康”。为了让公众及时了解空气的质量状况,增强环境保护意识,提高人们的生活质量,从2012年11月起,环保部门实时发布空气质量指数(AQI)。专家指出,导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。在一些地区,尤其是大城市,工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散,导致空气质量明显下降。专家介绍,PM2.5是比PM10更小的细颗粒物,它的一次生成,基本来源于工业排放和面源污染。建设项目增多,也是造成PM2.5浓度居高不下的原因。由于目前二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等污染物排放总量依旧巨大,加上空气氧化性不断增强,导致污染因子活性增加,许多污染物发生复杂的化学反应生成二次PM2.5,这样危害更大。

总之,在新的教育理念的指导下,新版教材的设置都力图体现时代性,结合学生的特点,在对原有的简单概括的陈述型文字进行改变的基础上,关注学生心理,开拓学生思维,帮助学生提高学习兴趣。而我们教师是用教材教,而不是教教材,这需要教师对教材有足够的认识,能够实现对教材的再加工,敢于创新,用新颖恰当的方式使用教材。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.义务教育《初中科学课程标准》(2011版)[M].北京:北京师范大学出版社,2011.

[2]袁运开,蔡铁权,主编.科学课程与教学论[M].杭州:浙江教育出版社,2003.

呼吸作用的过程十分复杂,包含了多个化学反应,呼吸作用是一种缓慢氧化。鉴于初中学生的知识水平和认知能力,教科书通过类比的方法进行。汽车行驶需要燃烧汽油来提供能量。在发动机内进行着汽油燃烧这一氧化过程,它消耗氧气和有机燃料,产生能量和二氧化碳。生命的一切活动也需要能量来维持,生命活动需要的能量主要通过细胞呼吸来提供。在本质上与汽油燃烧相同。通过类比,学生就能想象和推断呼吸作用中物质和能量的转换过程。

在课后练习的选择中,也体现了这一点,如第2章第4节“组成物质的元素”的课后练习,第1题请学生将自己所知道的几种元素的情况填入表中。

第3题寻找常见的食品包装袋,了解该食品中主要含有哪些元素。

教科书注意从学生日常生活中熟悉的事物出发,联系学生已有的知识,以促进学生的学习和理解,再回到科学在生活和社会的应用中去。

又如:在“测定空气中氧气含量的实验”后,2006版的思考为:“利用身边的材料,你能设计一个简单的实验来测定空气中氧气的含量吗?”2013版改为:“分析实验中为什么气体减少的体积往往少于1/5?”这样的实验出现的异常现象分析,更贴近教学实际,也降低了学习难度。测定空气中氧气含量的实验原理是:利用可燃物的燃烧,使广口瓶内压强减小,导致水在大气压作用下进入瓶内,根据试管中水面上升的位置,就可测出空气中氧气的体积分数。由实验原理可知,水进入管内的多少取决于管内压强减小的程度,而影响压强的因素有:装置气密性、消耗氧气的量和实验时的温度。如果测出的结果与1/5相差较大,可以从上述因素中找原因。

四、加强对学生实验与探究活动中的方法指导

通常意义上的科学探究指的是,科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得证据、提出种种解释的多种不同途径。科学教育中所说的科学探究则是指学生经历与科学家相似的探究过程,为获取知识、领悟科学的思想观念、学习和掌握方法而进行的各种活动。我们的科学教科书把科学探究的过程、方法和能力与科学知识放在同等重要的地位,在整套教科书中循序渐进地进行安排,并在课文中呈现出来。在教科书中,许多概念和规律是以探究的方式呈现的,也有单独设立的探究活动,注意从学生身边熟悉的事物出发,符合学生的心理特征,是学生都喜爱的。同时,教科书中的科学探究既包括前人的探究,也包括学生探究;既有完整的探究环节,也有部分的探究过程。另外,还设置了“思考与讨论”等栏目,以加强学生的自主学习,也使学生参与到科学探究的开发中去。科学探究不但是一个逻辑的实证过程,同时还是一个充满创造性思维的过程,是一个发挥潜能、克服困难、艰辛探索、不断实践的过程。因此,在科学教育中突出科学探究是科学本质与教育本质结合的体现。

在八下第3章第2节“氧气和燃烧”中,燃烧是可燃物质跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。要发生燃烧,必需满足一定的条件。教科书中通过活动来探究可然物燃烧的条件,但与2006版教科书相比,更换了探究物质燃烧条件的实验。

2013版:1.点燃一支蜡烛,观察它在空气中燃烧的现象。然后将一个杯口涂凡士林的玻璃杯倒扣在蜡烛上,如图所示,观察此时蜡烛燃烧的现象。通过这个实验,说明燃烧的条件之一是 。2.将一根火柴折断,分成火车头和火柴梗两部分,如图所示放在铜片上,用酒精灯加热铜片,火柴头和火柴梗分别要加热多久后才能开始燃烧?通过这个实验,说明燃烧的条件之一是 。

2006版:1.取一只铁质啤酒瓶盖固定在一水槽中,瓶盖中装入一小粒白磷,立即用钟罩罩住,你发现 。2.用一根弯曲的玻璃导管从钟罩下部伸入罩内,通入氧气,你发现。3.小心地向水槽中加60℃~80℃左右的热水,你发现 。

这样改动的原因是原教科书中实验不能得出燃烧需要氧气这一重要结论,修改后的活动能较好地探究燃烧需要氧气及温度需要达到着火点这两个必要条件,而且对空气污染小,对操作人员伤害也小。具体教学时,让学生进行自学、讨论、实验。如先提出以下问题,指导学生讨论:1.硫、木炭在空气中燃烧与在氧气中燃烧的剧烈程度为什么不同?2.氧气本身能不能燃烧?3.把木柴、煤、酒精等可燃物放在空气中,这些物质并不燃烧,这是为什么?4.为什么酒精、汽油等物质比较容易着火,而煤、木柴等不如上述物质容易着火?讨论了这些问题后再进行实验探索,及时总结出燃烧的三个条件。

新增探究“茎运输水分和无机盐的部位”首先是课标中有相关要求“探究茎的运输作用”;其次活动实验器材简单,“新鲜带叶的木本植物枝条若干、烧杯(或矿泉水瓶)、红墨水、清水、刀片、放大镜等”;实验周期短(约半小时,可课前实施,课中观察),实验成功率高。本实验成功的关键是要处理好实验组的枝条。B组剥去下半部树皮后,要用刀片轻刮木质部表面,将韧皮部尽量剔除干净;C组枝条的处理难度较大,建议将下部的树皮先用小刀纵剖成两个半圆形,慢慢剥出两个半片树皮,用小刀轻刮树皮内侧可能留存的木质部,再将露出的木质部截断去除。该活动改编自原教科书的验证性实验,突出了实验方案的设计、实验结果的解释评价等能力指导。

五、关注生活变化,关注科技新发展,突出STSE

STSE教育思想是对STS的延伸,因为由于在发展科技、生产的同时,保护人类赖以生存的环境已成为当今社会可持续发展的重大课题,环境(Environment)教育是公民科学素养教育的重要组成方面。由科学、技术、社会和环境构成的STSE教育强调科学、技术与社会、环境的相互关系,重视科学技术在社会生产、生活环境和社会发展中的作用,是指导和实施学科教育的新理念。

科学技术的迅速发展在为人类创造高度物质文明的同时,也带来了能源、资源、材料、环境、健康等问题,并严重威胁着人类的生存和发展,而这些问题的解决都与科学研究有关。为了让学生更好地用科学的思维理解、解释科学现象与身边的科技产品,学习像科学家那样去思考,在第一章第5节“磁生电”结束时安排了“电与磁的发展历程”这一“科学、技术、社会、环境”栏目,主要为了达到课程标准所提出的“调查电磁知识在技术中的应用和电磁学发展史中的典型事例,认识电磁感应现象的发展对社会发展的作用”这一课程目标。教学时,可以让学生事先查找相关史料,然后在课堂上进行交流。

第二章第三节“原子结构的模型”的最后安排“利用碳-14(碳的一种同位素)测定年代”让学生体会学科学的意义,同时也让学生把看不见摸不着的微观世界与生活实际联系起来,增加学习的兴趣。特别是现在全国性的雾霾天气,持续时间长、范围广、危害大。教材第三章第8节“空气污染与保护”安排了“PM2.5与人体健康”。为了让公众及时了解空气的质量状况,增强环境保护意识,提高人们的生活质量,从2012年11月起,环保部门实时发布空气质量指数(AQI)。专家指出,导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。在一些地区,尤其是大城市,工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散,导致空气质量明显下降。专家介绍,PM2.5是比PM10更小的细颗粒物,它的一次生成,基本来源于工业排放和面源污染。建设项目增多,也是造成PM2.5浓度居高不下的原因。由于目前二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等污染物排放总量依旧巨大,加上空气氧化性不断增强,导致污染因子活性增加,许多污染物发生复杂的化学反应生成二次PM2.5,这样危害更大。

总之,在新的教育理念的指导下,新版教材的设置都力图体现时代性,结合学生的特点,在对原有的简单概括的陈述型文字进行改变的基础上,关注学生心理,开拓学生思维,帮助学生提高学习兴趣。而我们教师是用教材教,而不是教教材,这需要教师对教材有足够的认识,能够实现对教材的再加工,敢于创新,用新颖恰当的方式使用教材。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.义务教育《初中科学课程标准》(2011版)[M].北京:北京师范大学出版社,2011.

[2]袁运开,蔡铁权,主编.科学课程与教学论[M].杭州:浙江教育出版社,2003.

呼吸作用的过程十分复杂,包含了多个化学反应,呼吸作用是一种缓慢氧化。鉴于初中学生的知识水平和认知能力,教科书通过类比的方法进行。汽车行驶需要燃烧汽油来提供能量。在发动机内进行着汽油燃烧这一氧化过程,它消耗氧气和有机燃料,产生能量和二氧化碳。生命的一切活动也需要能量来维持,生命活动需要的能量主要通过细胞呼吸来提供。在本质上与汽油燃烧相同。通过类比,学生就能想象和推断呼吸作用中物质和能量的转换过程。

在课后练习的选择中,也体现了这一点,如第2章第4节“组成物质的元素”的课后练习,第1题请学生将自己所知道的几种元素的情况填入表中。

第3题寻找常见的食品包装袋,了解该食品中主要含有哪些元素。

教科书注意从学生日常生活中熟悉的事物出发,联系学生已有的知识,以促进学生的学习和理解,再回到科学在生活和社会的应用中去。

又如:在“测定空气中氧气含量的实验”后,2006版的思考为:“利用身边的材料,你能设计一个简单的实验来测定空气中氧气的含量吗?”2013版改为:“分析实验中为什么气体减少的体积往往少于1/5?”这样的实验出现的异常现象分析,更贴近教学实际,也降低了学习难度。测定空气中氧气含量的实验原理是:利用可燃物的燃烧,使广口瓶内压强减小,导致水在大气压作用下进入瓶内,根据试管中水面上升的位置,就可测出空气中氧气的体积分数。由实验原理可知,水进入管内的多少取决于管内压强减小的程度,而影响压强的因素有:装置气密性、消耗氧气的量和实验时的温度。如果测出的结果与1/5相差较大,可以从上述因素中找原因。

四、加强对学生实验与探究活动中的方法指导

通常意义上的科学探究指的是,科学家们用以研究自然界并基于此种研究获得证据、提出种种解释的多种不同途径。科学教育中所说的科学探究则是指学生经历与科学家相似的探究过程,为获取知识、领悟科学的思想观念、学习和掌握方法而进行的各种活动。我们的科学教科书把科学探究的过程、方法和能力与科学知识放在同等重要的地位,在整套教科书中循序渐进地进行安排,并在课文中呈现出来。在教科书中,许多概念和规律是以探究的方式呈现的,也有单独设立的探究活动,注意从学生身边熟悉的事物出发,符合学生的心理特征,是学生都喜爱的。同时,教科书中的科学探究既包括前人的探究,也包括学生探究;既有完整的探究环节,也有部分的探究过程。另外,还设置了“思考与讨论”等栏目,以加强学生的自主学习,也使学生参与到科学探究的开发中去。科学探究不但是一个逻辑的实证过程,同时还是一个充满创造性思维的过程,是一个发挥潜能、克服困难、艰辛探索、不断实践的过程。因此,在科学教育中突出科学探究是科学本质与教育本质结合的体现。

在八下第3章第2节“氧气和燃烧”中,燃烧是可燃物质跟氧气发生的一种发光、发热、剧烈的氧化反应。要发生燃烧,必需满足一定的条件。教科书中通过活动来探究可然物燃烧的条件,但与2006版教科书相比,更换了探究物质燃烧条件的实验。

2013版:1.点燃一支蜡烛,观察它在空气中燃烧的现象。然后将一个杯口涂凡士林的玻璃杯倒扣在蜡烛上,如图所示,观察此时蜡烛燃烧的现象。通过这个实验,说明燃烧的条件之一是 。2.将一根火柴折断,分成火车头和火柴梗两部分,如图所示放在铜片上,用酒精灯加热铜片,火柴头和火柴梗分别要加热多久后才能开始燃烧?通过这个实验,说明燃烧的条件之一是 。

2006版:1.取一只铁质啤酒瓶盖固定在一水槽中,瓶盖中装入一小粒白磷,立即用钟罩罩住,你发现 。2.用一根弯曲的玻璃导管从钟罩下部伸入罩内,通入氧气,你发现。3.小心地向水槽中加60℃~80℃左右的热水,你发现 。

这样改动的原因是原教科书中实验不能得出燃烧需要氧气这一重要结论,修改后的活动能较好地探究燃烧需要氧气及温度需要达到着火点这两个必要条件,而且对空气污染小,对操作人员伤害也小。具体教学时,让学生进行自学、讨论、实验。如先提出以下问题,指导学生讨论:1.硫、木炭在空气中燃烧与在氧气中燃烧的剧烈程度为什么不同?2.氧气本身能不能燃烧?3.把木柴、煤、酒精等可燃物放在空气中,这些物质并不燃烧,这是为什么?4.为什么酒精、汽油等物质比较容易着火,而煤、木柴等不如上述物质容易着火?讨论了这些问题后再进行实验探索,及时总结出燃烧的三个条件。

新增探究“茎运输水分和无机盐的部位”首先是课标中有相关要求“探究茎的运输作用”;其次活动实验器材简单,“新鲜带叶的木本植物枝条若干、烧杯(或矿泉水瓶)、红墨水、清水、刀片、放大镜等”;实验周期短(约半小时,可课前实施,课中观察),实验成功率高。本实验成功的关键是要处理好实验组的枝条。B组剥去下半部树皮后,要用刀片轻刮木质部表面,将韧皮部尽量剔除干净;C组枝条的处理难度较大,建议将下部的树皮先用小刀纵剖成两个半圆形,慢慢剥出两个半片树皮,用小刀轻刮树皮内侧可能留存的木质部,再将露出的木质部截断去除。该活动改编自原教科书的验证性实验,突出了实验方案的设计、实验结果的解释评价等能力指导。

五、关注生活变化,关注科技新发展,突出STSE

STSE教育思想是对STS的延伸,因为由于在发展科技、生产的同时,保护人类赖以生存的环境已成为当今社会可持续发展的重大课题,环境(Environment)教育是公民科学素养教育的重要组成方面。由科学、技术、社会和环境构成的STSE教育强调科学、技术与社会、环境的相互关系,重视科学技术在社会生产、生活环境和社会发展中的作用,是指导和实施学科教育的新理念。

科学技术的迅速发展在为人类创造高度物质文明的同时,也带来了能源、资源、材料、环境、健康等问题,并严重威胁着人类的生存和发展,而这些问题的解决都与科学研究有关。为了让学生更好地用科学的思维理解、解释科学现象与身边的科技产品,学习像科学家那样去思考,在第一章第5节“磁生电”结束时安排了“电与磁的发展历程”这一“科学、技术、社会、环境”栏目,主要为了达到课程标准所提出的“调查电磁知识在技术中的应用和电磁学发展史中的典型事例,认识电磁感应现象的发展对社会发展的作用”这一课程目标。教学时,可以让学生事先查找相关史料,然后在课堂上进行交流。

第二章第三节“原子结构的模型”的最后安排“利用碳-14(碳的一种同位素)测定年代”让学生体会学科学的意义,同时也让学生把看不见摸不着的微观世界与生活实际联系起来,增加学习的兴趣。特别是现在全国性的雾霾天气,持续时间长、范围广、危害大。教材第三章第8节“空气污染与保护”安排了“PM2.5与人体健康”。为了让公众及时了解空气的质量状况,增强环境保护意识,提高人们的生活质量,从2012年11月起,环保部门实时发布空气质量指数(AQI)。专家指出,导致空气质量下降的污染物有二氧化硫、二氧化氮、一氧化碳、可吸入颗粒物、臭氧等。在一些地区,尤其是大城市,工业生产、机动车尾气、建筑施工、冬季取暖烧煤等排放的有害物质难以扩散,导致空气质量明显下降。专家介绍,PM2.5是比PM10更小的细颗粒物,它的一次生成,基本来源于工业排放和面源污染。建设项目增多,也是造成PM2.5浓度居高不下的原因。由于目前二氧化硫、氮氧化物、挥发性有机物等污染物排放总量依旧巨大,加上空气氧化性不断增强,导致污染因子活性增加,许多污染物发生复杂的化学反应生成二次PM2.5,这样危害更大。

总之,在新的教育理念的指导下,新版教材的设置都力图体现时代性,结合学生的特点,在对原有的简单概括的陈述型文字进行改变的基础上,关注学生心理,开拓学生思维,帮助学生提高学习兴趣。而我们教师是用教材教,而不是教教材,这需要教师对教材有足够的认识,能够实现对教材的再加工,敢于创新,用新颖恰当的方式使用教材。

参考文献:

[1]中华人民共和国教育部.义务教育《初中科学课程标准》(2011版)[M].北京:北京师范大学出版社,2011.

[2]袁运开,蔡铁权,主编.科学课程与教学论[M].杭州:浙江教育出版社,2003.

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