专题学习【完整版】

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下面是小编为大家整理的专题学习【完整版】,供大家参考。

专题学习【完整版】

 

 专题学习

 科学探究式教学与科学过程技能

  第 一讲 科学 探究 式 教学

 在我国 目 前的 科学 教育课程改革中 , 提倡 运用 探究 式 科学 教学 方法学 习 科学 , 为 了 有效地 贯 彻和 落实 探究 式 科学 教学 的 理念, 本讲从三个角 度 谈了 对探究式 教学 的 认识:

 什么 是探究 、 探究 的 核 心 要素有哪 些、 怎 样进行探究 。

 期 望能 够对有效实 施新课程所提倡 的 探究 式 科学 教学 有更深入的 思 考, 并提高我们 的 科学教学 质量。

  一、 什么 是探究

  探究 不仅指 科学 家 们 用 以 研究 自 然 并基于此 种 研究 获得的 证据 提出 种 种解释的 多 种 不同 途径。

 也 指 学 生用 以 获取知 识、 领悟科学 的 概念、 领悟科学 家们 研究 自 然 界所用 的 方法而进行的 各种 活动 。

 科学 教育中 , 关于“ 探究 ” 争论问题:

 探究 是帮 助 学 生学 习 科学 的 方法还是科学 课程的 目 标?

  教育部《 课程标准》 明 确 指 出 :

 探究 既 是科学 学 习 的 目 的 , 又是科学 学 习的 方式 。

 给我们 的 启 示:

 在小 学 科学 教学 中 既要学 习 探究 过程, 又要学 习 科学 知识和 概念。

 科学 探究 的 基石是活动 的 设计:

 误区 :

 只 会动 手做、 不会动 脑想 。

 课堂热 热 闹 闹 , 却 陷 入了 教学 的 浅薄与贫乏 。

  二、 探究 的 核 心 要素

 在我国 目 前义务教育课程改革的 科学( 3~6 年级 )

 ( 以 下 称 为 小 学 科学 )

 、科学( 7~9 年级 )

 ( 以 下 称 为 中 学 科学 )

 、 物理、 化 学 、 生物的 五个课程标准中都提到 了 科学 探究 , 并对科学 探究 的 过程规 定 了 如 下的 环节, 详细 参考表 1。

 表 1 我国 义 务教育的 科学 课程标准对科学 探究 环 节 的 界定

 环节

 小 学 科学

 中 学 科学

 物理 化 学

 生物 1 提出 问 题 提出 科学 问 题 提出 问 题 提出 问 题 提出 问 题 2 猜想 与 假设 进行猜想 和 假设 猜想 与 假设 猜想 与 假设 作出 假设 3 制 定 计划

 制 定 计划 ,

  设计实 验制定 计划 与 设计实 验 制 定 计划

 制 定 计划

 4 观 察、 实 验、

 制 作

 观 察与 实 验,

 获取事实 与 证据

 进行实 验与 收集证据

 进行实 验 实 施计划

 5 搜集整理信息

 检验与 评价 分析与 论证 收集证据

 得出 结论 6 思 考与 结 论 表达与 交流

 评估 解释与 结论 表达、 交流7 表达与 交流

 交流 与 合作 反思 与 评价

  8

  表达与 交流

  从表 1 可以 看出 , 在以 上五个课程标准中 对于科学 探究 的 环节虽 然 不是完全相 同 , 但都在 6-8 个环节之内 , 对其中 的“ 提出 问 题” 、

 “ 作出 假设” 、

 “ 制定 计划 ” 、

 “ 实 施计划 ” 、

 “ 表达与 交流 ” 这五个环节是这五个课程标准中共同 提到 的 。

 其中 多 数也 提到 “ 得出 结 论” 这个环节。

  在小 学 科学 教学 实 践 基础上, 我们 把 科学 探究 的 过程梳理为 以 下 8 个环节,界定 为 本文的 探究 式 科学 教学 的 环节。

 即 1、 提出 问 题; 2、 作出 假设; 3、 制定计划 ; 4、 实 施计划 ; 5、 记 录结 果 ; 6、 得出 结 论; 7、 表达与 交流 ; 8、 完 善结论。

  对于上述探究 式 科学 教学 过程的 8 个环节中 , “ 提出 问 题” 、

 “ 作出 假设” 、 “ 制 定 计划 ” 、 “ 实 施计划 ” 、 “ 得出 结论” 、 “ 表达与 交流 ” 的 6 个环节在我国 的 有关科学 课程标准中 都是提到 过的 , 所以 , 应该是没有异 议的 。

 至于为 什么 要增 设“ 记 录结 果” 和 “ 完 善结 论” 这两个环节? 其理由 为 :

  对于“ 记 录结 果” 环节, 可以 说 是等同 于上述提到 的 “ 收集资 料或证据、整理信息 、 分析数据 ” 的 环节, 但是, 又略有不同 。

 增 设“ 记 录结果 ” 环节, 目的 是强 调 结 果与 结 论的 不同 , 不要混 淆二者。

  在探究 式 科学 教学 活动 ( 观 察、 实 验或收集信息 )

 中 , 在结果 和 结 论的 环节上, 首先 , 一定 要事实 求实 地 记 录观 察或搜集到 的 信息 、 证据 或实 验数据 , 避免 只 是片 面地 收集支持假设方面的 信息 或证据 。

 其次, 在“ 记 录结 果” 基础之上,通过“ 整理信息 、 分析数据 ” , 再根据个人的 经验、 经历 及认知 结构 等, 得出 符合个人所能 理解的 结论。

 结 果应该是真实 的 、 客观 的 、 可以 再现 的 。

 结果 可能 是

 支持假设的 , 也 可能 是否 定 假设的 。

 结果直接影 响 结 论的 得出 。

 而结论是带 有 “ 主观 ” 意识的( 与 个人的 经验、 经历 、 认知 结 构 有关系 的 )

 、 抽 象的 。

 结论是在 整理、 分析结 果的 基础之上得出 的 。

  在参与 科学 教学 实 践 中 , 发现 有的 情况 是学 生记 录的 结 果 是正确 的 , 结论是不完 整的 或不正确 的 。

 还有很多 情况 是学 生把 结果 当 做成 结论, 没有注 意到 二者的 区 别 , 有时甚至教师也 没有意识到 这一点 。

  我们 认为 “ 整理信息 、 分析数据” 是为 了 从“ 记 录结果 ” 中 得出 结 论, 应该属 于“ 得出 结论” 这个环节, 也 就是“ 记 录结 果” 环节, 与“ 收集资 料或证据、整理信息 、 分析数据 ” 环节的 略有不同 之处。

 这也 就是增 加“ 记 录结果 ” 环节 的理由 。

  所以 , 在探究 活动 中 , 结 果和 结论是不同 的 , 是需 要区 分清楚的 。

 因 此 ,有必 要单独另 设“ 记 录结果 ” 这个环节。

 它 是探究 式 教学 中 不可缺少 的 环节之一。

  对于“ 完 善结 论” 环节, “ 完 善结论” 就是对“ 得出 结 论” 的 评价、 反思和 修改, 并且需 要通过“ 表达与 交流 ” 的 方式 来进行。

 在“ 表达与 交流 ” 中 , 表达自 己 总 结 的 结 论的 同 时, 还能 够了 解到 他 人总 结的 结 论, 通过自 己 与 他 人的 比较、 对照 , 其结 果 可能 是坚定 了 自 己 总 结的 结 论, 也 可能 是借鉴了 他 人的 结论,修改了 自 己 总 结 的 结论或是改变了 自 己 总 结 的 结论等。

 增 设“ 完 善结论” 环节的目 的 就是通过“ 交流 与 表达” 来检验、 评价、 反 思 自 己 得出 的 结 论, 同 时, 使“ 表达与 交流 ” 更有意义, 也 使探究 活动 有一个“ 完 整” 的 结局 。

  在表 1 中 我国 的 五个课程标准中 都涉及到 了 “ 结论” 、 “ 表达与 交流 ” 环节, 并以“ 表达与 交流 ” 为 探究 活动 的 最后 一个环节。

 与 日 本和 美国 的 科学 教科书 中 提到 的 相 同 。

 在中 国 的 中 学 科学 、 物理和 化 学 三个课程标准中 虽 然 分别 提到了 “ 检验与 评价” 、 “ 评估” 和“ 反思 与 评价” 环节, 但是, 都是设置在“ 表达与 交流 ” 环节之前。

 与“ 完 善结 论” 略有不同 。

 笔者认为 设置在“ 表达与 交流 ”之后 , 才能 使交流 更具有目 的 性, 使评价、 反思 更具有针对性。

 这样才能 使探究式 科学 教学 的 各个环节紧密 相 连, 环环相 扣 , 使学 生能 够经历 、 体验到 一个完 整的 探究 活动 过程。

  以 上 8 个环节是本文对探究 式 科学 教学 的 一种 “ 界定 ” 。

 下面, 将按 照 上述“ 界定 ” 的 探究 式 科学 教学 的 8 个环节对具体的 单元 教学 案例 进行具体、 详细分析。

  三、 怎 样进行探究

  案例 分析:

 美国 FOSS“ 生命的 结构 ” 单元 的 探究 活动 设计

 美国 FOSS( Full Option Science System, FOSS)

 是在美国 国 家 科学 基金会的 资 助 下 , 由 美国 加 州 大学 劳伦斯科学 馆 ( Lawrence Hall of Science)

 依 据《 美国 国 家 科学 教育标准( NSES)

 编 制 的 一套科学 课程体系 [1] 。

 其核心 理念是在“ 活动 ” 中 建构 科学 概念。

 FOSS 科学 课程体系 在小 学 阶段( 小 学 科学 )

 共设计了 22 个主题单元 , 包 括了“ 杠杆与 滑 轮” 、 “ 混 合物与 溶液” 、 “ 地 球物质” 、

 “ 生命的 结 构 ” 、 “ 食物与 营 养” 、 “ 人体” 等。

 每个主题单元 的 内 容涵 盖了 本单元 的 主要内 容、 教师必 备的 科学 知 识、 学 生需 要掌 握的 一些重要概念以 及思 维发展要求、 学 生组织以 及空 间 安 排等建议、 教学 过程建议、

 材料的 组织建议以及如 何为 本单元 的 教学 做好准备等。

  每个主题单元 由 3—6 个探究 活动 构 成 , 每个活动 中 , 分别 有教学 目 标、概述、 供教师使用 的 背 景信息 、 学 生概念的 形 成 与 发展等, 然 后 是将活动 分成 若干环节来具体展开。

 通过这些活动

 , 可以 激发学 生学 习 科学 的 兴趣和 好奇心 ,培养他 们 的 科学 思 维技能 , 并掌握重要的 科学 概念。

  “ 生命的 结 构 ” 是小 学 3 年级 的 一个主题单元 , 通过五个探究 活动 ——寻找种 子、 种 子的 生长、 相 识小 龙虾、 观 察蜗牛 、 甲 壳 虫 贝 丝 , 学 生直接观 察这些动 植物并培育这些动 植物, 从中 发现 不同 的 动 植物个体具有怎 样的 不同 结构 , 这些不同 的 结 构 又怎 样为 它 们 的 生长、 发育、 繁殖提供支撑 。

 学 生们 通过系 统的 探究 活动 可以 逐步理解生物体的 结构 特征和 生命周 期 。

 表 2 是“ 生命的 结 构 ” 单元中 “ 相 识小 龙虾” 的 设计概要:

 表 2 “ 相 识小 龙虾” 设计概要

 探究 活动 提要

 科学 概念

 思 维过程 扩展 FOSS 科学 故事 技术、 社会相 识小 龙虾

  通过与 活的 小 龙虾直接接触, 认识小 龙虾的 结构 。

 建造小龙虾的 居 住 地 ,学 习 在教室里照顾 和 饲养小 龙虾。

 建立一种 用于长期 研究 小 龙虾行为 的 观 察和记 录系 统。

  小 龙虾有明 显的结 构 , 比 如 , 腿、眼睛、 触角 、 外壳 、 游水足、 螯等; 小 龙虾对生活环境有特殊的要求; 有些动 物要求属 于自 己的 , 能 保护 自 己的 领地 ; 每种 生物都有自 己 独特的 结构 , 动 物的结 构 与 其生活环境相 适应。

  观 察和 记 录小龙虾的 结 构 。通过观 察在有水的 透明 容器中 的 小 龙虾,来研究 它 们 的行为 。

 建立一种 用 于长期 研究 小 龙虾领地行为 的 观 察和记 录系 统。

 研究 小 龙虾对食物的喜好。

  调查小 龙虾生活环境的 变化 。小 龙虾的 生命周 期

  比 较小 龙虾和 昆 虫 的 结构 , 讨论这些结 构 如 何帮 助 动 物们存活。

  科学 教学 的 目 的 是让学 生能 够科学 地 认识自 然 事物和 现 象, 并能 够从中 发现 它 们 之间 的 联系 和 规 律, 然 后 , 才能 按照 规 律与 自 然 和 谐 相 处。

 通过探究 活动 ,能 够更好地 实 现 上述目 的 。

 学 生在探究 活动 的 过程中 , 只 有自 己 亲身 经历 了 , 自

 己 总 结 出 规 律, 使学 生能 够真正懂得、 理解、 明 白 其中 的 道理, 才能 使学 生的 认知 发生转变。

 才能 使学 生能 够把 学 到 的 东 西真正地 整合到 自 己 的 认知 结构 体系 当中 , 能 够把 日 常 生活中 的 认识转化 、 提升为 科学 的 认识。

 才能 使学 生的 认知 结构得到 发展。

 探究 活动 的 过程就是学 生思 维发展的 过程。

 学 生的 思 维没有参与 到 探究 活动 中 来, 探究 活动 就将失去 它 的 价值。

  需 要说 明 的 是, 探究 式 科学 教学 不是科学 学 习 的 唯一方式 , 本文所界定 的探究 式 教学 的 8 个环节也 不是探究 式 科学 教学 的 唯一方法, 但是, 适合本文所界定 的 8 个环节的 探究 式 教学 的 教学 内 容应该是具有一定 范 围 的 。

 这一点 也 是值得我们 今后 需 要更加 深入研究 的 问 题。

  第 二 讲 科学 过程技能

  什么 是科学 过程技能 呢 ?

  我们 先 给它 一个比 较明 确 的 定 义, 科学 过程技能 就是科学 工作者在科学 研究 过程中 必 须具备的 一些最基本的 思 维方法和 操作技能 。

 这个定 义中 涵 盖了 两个核 心 词 , 这两个核心 词 分别 是基本的 思 维方法、 基本的 操作技能 , 也 就是说 在科学 探究 的 过程中 , 我们 要培养学 生这两种 能 力 。

 那 它 们 两者的 关系 是什么 呢 ? 基本的 思 维方法又有哪 些? 基本的 操作技能又有哪 些呢 ? 基本的 操作技能 一般来说 包 括以 下 10 个技能 :

 观 察、 分类、 测 量、 推断与 预测 、 交流 与 表达、 识别 与控制 变量、 制 作图 表、 形 成 与 验证假设、 实 验实 施和 结 果分析以 及建立模型。

  除了 技能 以 外 还有思 维方法的 培养, 在小 学 阶段我们 到 底 要培养学 生哪 些思 维方法呢 ? 我觉 得主要有这样几 种 思 维方法:

 一个是分析, 也 就是说 在大量事实 的 基础上我们 怎 么 进行分析, 在分析的 过程中 我们 肯定 要进行综合, 然 后 还有比 较, 这些实 质上都是思 维方法, 除了 这些思 维方法以 外 , 大家看, 还有抽 象、概括、 归 纳 、 演 绎, 这些是比 较高级 的 一些方法。

 关于这些方法, 怎 样在操做的过程中 来培养, 我们 会通过一个案例 的 分析, 大家就会对此 有一个比 较明 确 的 认识。

  为 什么 要强 调 思 维方法的 培养, 原 因 在于, 科学 过程技能 的 核 心 应该是在操作的 过程中 学 会思 变。

 否 则 的 话, 教学 可能 会陷 入误区 , 即 学 生只 会动 手做,不会动 脑想 , 课堂热 热 闹 闹 , 却 陷 入了 教学 的 浅薄与 贫乏 。

  下 面对 10 个科学 过程技能 进行注 释。

 第 一个技能 就是...

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