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程序性知识初中科学论文探讨

2019/07/30 阅读:

摘要:程序性知识是初中科学知识的核心组成部分,程序性知识的教学是将知识与实践联结在一起的桥梁。但是初中生处于具体运算阶段,而程序性知识具有抽象性,因此,程序性知识的教学成了初中科学教学的难点。文章从程序性知识的本质出发,浅谈程序性知识的教学在初中科学教学中的应用。

关键词:程序性知识教学;初中科学教学;应用

根据知识的表征方式不同,现代知识观将知识分为陈述性知识和程序性知识。陈述性知识是孤立静止的,必须与程序性知识相互融合才能发挥其应有的作用。对于初中科学教学,在“应试教育”影响下,“重理论而轻实践”。新课程提倡“素质教育”,程序性知识对培养学生的综合素质极其重要。因此,加强程序性知识的教学是提高初中科学教学质量的关键。

一、初中科学课程的程序性知识

1.程序性知识的特点。程序性知识包括具体学科的技能和算法的知识;具体学科的技术和方法的知识;确定包括解决问题的具体操作步骤,是用来回答“怎么做”的方法论。[1]程序性知识的教学讲究学以致用,活学活用,将书本上所学的知识应用到实际生活中。(1)实践性。传统意义上初中科学教学,是一种“填鸭式教学”。中考成为学校教学的“指挥棒”,课堂教学注重陈述性知识的讲授而忽视程序性知识的作用,学生失去动手实践的机会,成为“实践的侏儒”。“纸上得来终觉浅,绝知此事要躬行”,应加强程序性知识的教学,使学生在教师的指导下亲身实践,从而获得知识。(2)实用性。程序性知识的教学的目的,不仅仅是要求学生掌握相应的知识,更加关注学生用所学知识去解决问题时的思维方式。而这种思维方式可以在解决其他问题时得以迁移,这样的学习便具有了实用性。

2.初中科学程序性知识教学的意义。《初中科学课程标准》(2011年版)将初中科学的课程目标分为四个子目标:“科学探究”;“科学知识与技能”;“科学态度、情感与价值观”;“科学、技术、社会、环境”。[2]其中“科学探究”和“科学知识与技能”这两个子目标都涉及了初中科学程序性知识的教学。初中科学的程序性知识主要包括两类:“实验”和“计算”。通过程序性知识的教学,学生可以体验知识形成的过程,体会科学探究的方式方法,并内化为自身的能力,从而更好地提升自身的核心素养。由此可见,程序性知识的教学对实现初中科学的课程目标具有重要的作用。

二、程序性知识教学在初中科学教学中的应用

1.程序性知识教学的理论。根据皮亚杰的建构主义理论:学生是在与外界环境的相互作用中,通过主动适应外部环境,逐步形成相应的知识,从而使自身的原有的认知结构得到发展。[3]程序性知识的教学通过学生亲身实践,将知识内化为自己的技能,从而使自身得到发展。

2.程序性知识教学的过程。程序性知识的教学主要分为三个阶段:认知阶段、联系阶段以及自动化阶段。认知阶段:主要是帮助学生学会对某一程序进行陈述性的描述。即在学生已有的知识的基础上,将关于技能的知识以陈述性知识的形式进行表征,通过“言传”的方式进行讲授,帮助学生形成相应的命题网络,将其储存在认知结构中,以便在需要时及时调取。联系阶段:使学生明白在特定的情况下命题网络可以转化为以“产生式”为表征的程序性知识,通过一定的模仿和变式训练,加深对程序性知识的学习。自动化阶段:通过大量的练习,学生可以根据实际的问题,灵活调取“产生式”,顺利进行迁移,从而使得问题得以解决。对于程序性知识教学的这三个阶段,其中前两个阶段,是让学生学会在特定的条件下,可以运用技能去产生行动,但不一定要行动,是获得一种实践理论。而第三阶段,是将静态的理论化为动态的行动,通过变式练习,运用技能去强化程序性知识更好地理解和吸收,从而使“产生式”自动化。在初中科学教学中,有关于“压强”计算的教学中,首先要使学生认知有关“压强”的计算公式及其应用的条件的“技能性知识”;其次,教师帮助学生将“技能性知识”与不同问题情境建立联系,产生“产生式”;最后,使“产生式”自动化,顺利迁移。

3.程序性知识教学的策略。(1)程序性知识教学的前提:掌握以陈述性知识表征的程序性知识。根据程序性知识教学的三个阶段,我们不难发现:程序性知识的前身是陈述性知识,它包括程序所必需的条件、步骤方法等等。在初中科学教学中,学生首先习得的是程序性知识的陈述形式及“技能性知识”。例如,对于初中科学(浙教版)八年级《浮力》一节,《初中科学课程标准》(2011年版)明确课程目标为:通过实验的方法认识阿基米德原理以及物体沉浮的条件,并解释生活中的现象。要使得学生学会解释原因,教学中首先要告诉学生有关“浮力”的原理、条件以及实验的步骤等等。这些都是明确的“规则”,它可以告诉学生“怎么做”。(2)程序性知识教学的关键:实现程序性知识与陈述性知识之间的相互转化。初中科学程序性知识的教学目标:学生在适当的条件下实现“学以致用”,将书本上的理论知识与实践相结合,解决日常生活中的实际问题。这涉及三个相互转化的过程:一是在认知阶段,学生为了更好地记忆“技能性知识”,将程序性知识以陈述的形式保留在自身的认知结构中。二是在联系阶段,学生通过大量的变式练习,在已有的认知结构中,将静态的知识与动态的技能相联系。教师从提供与已学的情境相似的问题情境逐步过渡到与原先学习情境完全不同的情境,让学生在这些情境中体会“规则”适用的条件,在大脑中形成相应的“产生式”,即实现了陈述性知识到程序性知识的转化。三是自动化阶段,程序性知识需要再一次转化为陈述性知识。学生需要将反复模仿和变式练习的问题情境以及所形成的技能以陈述性知识的形式保留下来,今后遇到类似的问题,可以进行“迁移”,直接利用现成的“产生式”。

4.程序性知识教学的方法。(1)项目式教学。项目式教学,是建立在杜威的实用主义教育理论和布鲁纳的发现学习理论基础之上的一种探究性学习模式。将它应用到初中学科程序性知识教学,可以克服传统教学中知识和技能相脱节的形式主义倾向;可以更好地促进陈述性知识与程序性知识之间的相互转化;促进程序性知识的学习。本文以初中科学“探究水的组成”为例,进行项目式教学。项目式教学中注重活动探究。活动探究是程序性知识教学的一种有效的办法:如果学生仅仅记住了概念和原理,没有体验过探究的过程,就无法得知结论从何而来。(2)支架式教学。程序性知识主要是指解决问题的规则和技能,是一种方法论。对于初中的学生,程序性知识往往跨度大、难度大,学生很难接受。采用支架建构程序性知识,可以分解知识的跨度与难度,学生能顺利跨过最近发展区,从而获得程序性知识。支架式教学,它是在心理学家维果斯基的“社会架构主义”和“最近发展区”等理论的基础之上发展而来的。这种模式以学生为中心,旨在为其搭建有效的学习支持,从而实现教学目标。本文以初中科学“安培力方向的探究”的实验学习为例,来阐述支架式教学在初中科学程序性知识教学中的应用。

三、总结

陶行知先生曾经说过:教师的任务不能满足于“教”,更重要的是“教学”,教会学生学习,即教学的目的不是传授给学生已有的知识,而是教给学生学习的方法,帮助学生掌握在未来社会中应该具备的素质能力(问题解决能力、任务规划、团队协作、自我管理、积极创新等等),从而“为完满生活做准备”。程序性知识的教学是一个漫长的过程。教师在教学过程中要不断总结相关的思想方法,进行针对性的变式训练,促进学生对程序性知识的理解,使其学会利用程序性知识触类旁通,解决生产生活中的实际问题。

参考文献:

[1]姚娟娟,王世存,王红梅.2017年全国高考理综化学试题分析———基于布卢姆的教育目标分类学[J].化学教育,2018,(5):1.

[2]中华人民共和国教育部.初中科学课程标准[S].北京师范大学出版社,2011:10-12.

[3]邱红霞,鲁婷.皮亚杰发生认识论原理对教育的启示[J].传承,2009,(4):82-83.

作者:卢芳芳 单位:杭州师范大学材料与化学化工学院

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