（课程与教学论专业论文）科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索.pdf

科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 摘 要 第三次全国教育工作会议以来教育中创新精神和实践能力的培养已成为广大 教育工作者普遍关心的并努力探索的热门课题笔者从教育创新的观念把 创造还给学生让学生在创造性的学习中提高创新意识培养创新精神着手在 科学教育中将转变学生的学习方式与开展研究性学习相结合努力探索实施创造性 教育的可能性并在实践中探讨实施创造性教育的原则方法和途径 本论文主要分为三个部分 论文的第一部分探讨了科学教育的基本理念和研究性学习的基础理论而后 通过对科学课程中开展研究性学习的必要性与心理学基础分析提出笔者的主张和 认识研究性学习将彻底改变学生学习科学的方式 论文的第二部分在基本理论的指导下初步勾画了科学课中的课题探究模式 并通过对该模式中各关键要素较为详细的论述进一步探讨了在科学课中开展研究 性学习的指导策略 论文的第三部分展示了湖州市第十二中学初一年级进行研究性学习的实践通 过对具体案例的初步解析使我们对在科学课中开展研究性学习的基本理论和模式 有更为深入的理解为工作在教学第一线的教师了解理论深化实践提供借鉴 笔者认为理论是勾画模式的基础和前提模式是理论应用于 教学实践的中介实践是对模式的实施和验证通过实践能反映出理 论的指导性模式的可行性因此这三方面在逻辑上有着密切的联系其构 成的统一体使本文既有理论性又具有一定的应用性这也就是本论文的价值所在 了 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 abstract since the third national education conference, cultivating the spirit of innovation and the ability of practice has been the hot topic that the most educators concerned and try their best to explore. the author will start with the conception of education innovation-“return the creation to students, let students improve their sense of innovation in creative study, training their spirit of innovation”, in science education, combine the idea of changing students study mode with carrying out “project-based learning”, try to explore the possibility of carrying out creative education, furthermore, the author will discuss the principles, ways and routes of carrying out creative education during her practice. the thesis consists of three parts. the first part of the thesis discusses the basic idea of science education and the basic theory of “project-based learning”. then by analyzing the necessity and the psychology theory of applying “project-based learning” in science curriculum, author raise her opinion -“project-based learning” will totally revolutionize the way of student learning science. the second part of the thesis constructs the general pattern of running for project in science curriculum, directed by the basic theory. after that, by expounding in detail key elements in the pattern, the author discuss the guide strategy of apply “project-based learning” in science curriculum. the third part of the thesis will present the practice of “project-based learning” in the first grade of huzhou no.12 junior middle school. then by analyzing tentatively concrete cases, the part makes us understand more about the basic theory and pattern of applying “project-based learning” in science curriculum. meanwhile, the part is convenient for teachers at forefront of teaching and learning to know the theory and intensify their practice. in authors opinion, “the basic theory” is the base and prerequisite to construct “the general pattern”; “the general pattern” is just the medium by which “the basic theory” is applied in teaching practice; “the practice” is certification and application of “the pattern”; the feasibility of the pattern and the basic theory will be proved by “the practice”. therefore, the three aspects are a logically close related union. based on these three aspects, the thesis is endowed with theoretical nature as well as practical nature in order to form a bridge between theory and practice. thats value of this thesis. 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 引 言 当我们迈进新的世纪面临世界范围内日益激烈的国力竞争的时候摆在我们 教育工作者面前的课题是如何改革我们的教育培养适应激烈竞争的全新人才 第三次全国教育工作会议从民族的生存和发展的高度提出了深化教育改革全 面推进素质教育的任务教育在培育民族创新精神和培养创造人才方面肩负着 特殊的使命必须转变那种妨碍学生创新精神和创造能力发展的教育观念教育模 式 在中国课堂中时常可以看到这样的情景只见所有的学生都腰板挺直双手 背后两脚并齐教师讲课的时候学生们鸦雀无声老师提问的时候学生们无 声地举手的姿势都是统一的规范这样的画面犹如到了军营一般在让人感到神圣 威严的同时也让人感到巨大的压抑和束缚我们不难发现这种课堂教学模式严重 压制了学生个性的发展试想这样的封闭式教学如何能适应当今开放式的知识经 济社会如何能培养出具有创新精神和实践能力的新型人才不仅如此学生的课 业负担过重思想压抑这些因素都是学生的创造力受到影响作为新世纪的教育 工作者怎样才能帮助他们冲破思想的牢笼成为有创造活力的人才呢 在新一轮的课程教育改革中提出了要以学生的发展为本培养学生的实践能 力和创新精神研究性学习正是基于这样的理念随着我国的基础教育改革的深入 而提出来的首先上海市提出了研究性学习的新思路并且上海市的一些中学 先后开设了研究型课程进行研究性学习的尝试接着 2000 年 1 月教育部颁发了全 日制普通高级中学课程计划实验修订稿将研究性学习作为综合实践活动课的 重要部分每周必修 3 课时并已于 2000 年秋开始在十个省市的普通高中试行同 时初中和小学开始试点研究性学习纳入必修课这是我国普通高中课程改革的 重要突破然而这门独特与创新的课程怎么上已成为全国普通高中十分关注的 话题2001 年教育部关于印发普通高中研究性学习实施指南试行的通 知使这门课程的实施有了蓝本 研究性学习不承认书本的权威不可挑战驾驶的权威不可动摇知识就 是确定的以及惩罚比启发更为有用等教育上的假设不以实现现成的知识为 目标 1它把学生创新精神的培养放在最重要的位置上 是一种以学生为主体让学 生在创造性的学习中提高创新意识培养创新精神的学习研究性学习是本研究 的基本概念什么是研究性学习作者认为将研究性学习界定为一种学习方式较 为妥当其实施主要有两种方式一是课程形态的即独立设置研究性学习课程 1 陈玉琨 程振响研究性学习概论少年儿童出版社2002.3 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 二是非课程形态的即将它渗透到各个学科之中本文所要研究的就是第二种途径 将研究性学习渗透到科学课程中去自从把研究性学习纳入必修课以来我们 所讨论的焦点都集中在如何开展研究型课程上而较少的关注在学科内开展研究性 学习的情况随着研究性学习开展的深入有不少教师开始关注学科内开展研究性 学习的情况尝试着对学科内进行开展研究性学习的研究但是由于这方面的研究 还不是很深入还存在一些问题有待于我们进一步研究 本文所要研究的问题就是怎样在初中科学课程内开展研究性学习并为在科学 课程内开展研究性学习提供一定理论指导和实践模式本文采用了多种研究方法 1.文献法通过图书馆和网络查阅有关研究性学习的理论及研究报告上海一些学校 已经对研究型课程做了初步的探讨 它们有一些好的经验可以借鉴 相关文献有 上 海市七宝中学开放主体活动课程实施方案等2.调查法问卷调查座谈访谈 通过调查有关老师和同学收集有关科学课程中研究性学习的实践资料3.实验法 我以浙江省湖州市第十二中学的初中一年级为对象在初中科学课中开展了研究性 学习进行实地研究和考察取得了一些第一手的资料形成了在科学教育中开展 研究性学习的理论和实践经验 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 我国新一轮的科学课程改革提出了以学生的发展为本 提高每个学生的科学素养 的总目标 2000 年 1 月教育部颁发了 全日制普通高级中学课程计划 实验修订稿 将研究性学习作为综合实践活动课的重要部分笔者提倡把两者有机地结合起来 在科学教育中开展研究性学习使教学能更高效更科学地促进学生的实践能力和 创新精神在第一部分中笔者将探讨科学教育与研究性学习的相关理论并对在 科学教育中开展研究性学习的必要性进行分析 第一部 科学教育中开展研究性学习的基本理论 1 科学教育的基本理念 1.2 科学的本质 科学一词英语为science”原意为知识学问它源于拉丁语scientia” 英文德文法文的科学也是从拉丁文中衍生出来的明治维新时期日本著 名科学启蒙大师教育家福泽谕吉把science”译成科学并在日本广泛应用 1893 年康有为引进并使用科学二字中国科学启蒙大师翻译家严复在翻译 天演论等科学著作时也用了科学二字以后科学二字在中国得到广 泛流传沿用至今 与文化一样 科学是个难以界定的名词 科学本身在形式和内容上都在不断发展 人们对它的认识也不断深化大部分人更多地是从一个侧面对其本质特征加以揭示 和描述以英国著名科学家 j.d.贝尔纳1901 1971为代表的科学家们认为科学 在不同时期不同场合会有不同意义科学有若干种解释每一种解释都反映出科 学某一方面的本质特征到目前为止也还没有任何一个人能给科学下一个为世人 所公认的并永世不变的定义但我们沿着历史的轨迹把众多的科学定义解释 加以概括可提出能被多数人接受的一些概念来加深我们对科学的理解和认识 1.1.1 科学是人类对客观世界的认识是反映客观事实和规律的知识 人类是如何认识客观世界的呢又是如何获得知识的呢总结历史经验 我们知 道实践出真知人类是靠生产实践生活实践和科学实验得到知识的如果所得到 的知识能反映客观事实和规律那么它就是真知了因此准确掌握科学这个概念 的实质首先要加深对事实和规律的认识首创进化论的著名生物学家达 尔文用 5 年时间遍游四大洲三大洋以后对收集的大量事实进行研究最后发表 了物种起源巨著1888 年他曾以自己的感受给科学下了定义科学就是整理 事实以便从中取得普遍的规律或结论 2 它表达了 19 世纪人们对科学的认识 科学就是发现人们未知的事实如化学家发现的新元素物理学家发现的新的运 动规律等这些都是事实 那么什么是规律呢人类在生产生活实践中发现事物之间有千丝万缕的联系 2转引自宋健主编 现代科学技术基础知识科学出版社中共中央党校出版社1998 年第 2 页 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 这种联系就是规律规律是事物发展过程中事物之间内在的本质的必然的联系 它是在一定条件下可以反复出现是客观的因此规律只能被发现而不能被创造 1.1.2 科学是以多样统一的客观世界为探究对象 反映客观事实和规律的一个可 验证性的开放系统 客观世界不同物质形态之间不同运动形式之间呈现出的是一幅多样又统一的 画面各个系统之间通过物质能量与信息的交换而发生相互作用并相互交织 渗透从而不断地运动变化着 科学理论是通过逻辑推理与实验活动而获得的并经受过经验事实的检验可验 证性是科学与伪科学的重要区别之一科学强调和尊重经验事实对科学理论的检验 但是由于人们认识的局限性在一定的历史条件下人们所获得的关于客观世界 的科学知识只能是相对真理只能在一定的条件下与范围内适用随着客观条件的 发展人们认识能力的提高科学知识也会不断地发展与进步同时科学知识反 映了人们对自然规律即自然本质的认识它对客观世界具有解释与预见功能科 学家的工作就是通过科学推理和实验发现未知的事实或在已知的事实中找出相 互的本质关系和变化规律从而使人们获得反映客观事物及其变化规律的知识加 深人们对客观世界的认识 1.1.3 科学是一项反映客观事实和规律的相关活动的建制也是全社会的事业 第二次世界大以来人们的科学概念有了巨大的变化那种把科学概念仍停留在 20 世纪初认为是反映事实和规律的普遍真理的知识体系的认识已经不够了科学 研究经过 16 世纪伽利略时代的个体活动到 17 世纪牛顿的松散群众组织的皇家学会 时代又到爱迪生的实验工厂的集体研究时代而后是本世纪 40 年代美国实现曼哈 顿计划研制出原子弹的国家规模建制的时代到了今天是国际合作的跨国建制时代 自战后科学活动进入国家规模以来人们已把科学称为大科学认为科学是一种 建制即科学已成为一项国家事业实现了科学家与企业家政治家的结合1991 年我国著名科学家钱学森同志特别强调建立第四产业3科学技术业的重要意义 并作为重大战略决策向政府提出建议这是科学是一种建制的现实表现 科学活动就像是一把双刃剑对社会既有正面作用也有负面影响科学应当成 为促进社会进步的力量用科学的规范来约束也就是科学道德的约束使科学事 业健康有序地发展科学是全人类的特别是科学家探究活动的结果它是人类 智慧和劳动的结晶科学不仅是科学家的事业而且是一项全社会的事业每一个 人都应当关注科学技术的发展特别是在科学技术迅猛发展并渗透到人们的工作 生活乃至思维领域各个方面的今天每个公民都会面临如何去对待和运用科学去 处理各种问题的决策与过程科学的人文内涵就显得尤为重要它与社会息息相关 因此科学活动还必须接受社会道德的约束 1.1.4 科学是注重方法和过程的探究活动 3 钱学森等著 九十年代科学技术与中国现代化1991湖南科技出版社 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 广义的科学不仅是指科学研究的结果而且还应包括探究的过程甚至探究的方 法是一种基本的认识活动科学探究从提出问题制定方案调查试验分析研 究发现规律到验证结果是个统一的不可分割的过程是一种基本的对客观世 界的事实和规律的认识活动 科学探究不仅涉及逻辑推理和实验活动同时还是一个充满创造性思维的过程 所有的科学知识都是科学探究的结果可以说科学探究是科学的本质科学就其 结果来说是反映客观世界的知识体系而就其过程来说它的基本特征与内涵就是 科学探究客观世界只有通过人们的不断探究活动才能透过现象进而揭示其本 质从而形成科学理论 1.2 科学本质下的科学教育和科学素养 我们对于科学教育和科学素养的认识必须要在以上对科学本质认识的基础上进 行新颁布的科学课程标准(7-9 年级)明确提出了科学教育以提高每个学生的科 学素养为总目标笔者认为既然科学就其结果讲是通过探究活动取得的对自然规律 的认识对实践认知进行归纳的能力应当是个重要素养既然科学探究是科学的核 心当然科学探究的方法与能力就成为学习科学者必须具备的素质既然科学活动 应经受科学道德与社会道德的约束自然情感态度与价值观就成为又一素养既 然科学技术是第一生产力是全社会的事业那么对科学技术与社会关系的认识 也就是自然地构成又一不可缺少的素养因此科学素养的内涵应该包括一是科 学知识与技能二是科学过程方法与能力科学探究三是情感态度与价值观 四是对科学技术与社会关系的认识这四个要素 过去人们从对科学的狭义观点出发把科学教育仅仅理解为科学知识的传授把 科学素养仅仅理解为具有一定的科学知识我国的传统教育相应地也就把自然科学 的基础知识与基本技能所谓双基作为科学教育的主要目标显然这种认识是 有局限性的倘若科学教育只强调科学的概念那么学生就会以为科学只是一连串 的概括倘若科学教育只强调科学原理那么学生就会以为科学不包含假设 当今的科学教育试图超越学科的界限统筹设计整体规划强调各学科领域知 识的相互渗透和联系整合它让学生从整体上认识自然和科学根据科学概念原 理和各领域知识之间的联系来建立开放型的知识结构它有助于学生知识的迁移和 学习能力的发展有助于对学生科学探究能力培养的总体安排使学生得到全面的 科学方法的训练有助于学生较为全面地关注和分析与科学技术有关的社会生活问 题获得对科学技术与社会关系的理解 1.3 科学探究在科学教育中的地位与作用 科学教育中的科学探究指的是学生们用类似于科学家探索科学问题的方式以获 取科学知识领悟科学思想学习科学方法形成正确的科学精神而进行的各种活 动 发展学生的科学素养离不开科学的学习过程科学的核心是探究教育的重要目 标是促进学生的发展科学教育应当体现这两者的结合突出科学探究的学习方式 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 强调科学探究的意义在于它对培养学生科学素养有不可替代的作用第一它是 学生自主建构科学概念的一种好形式要使学生保持对自然界的好奇心和探索兴趣 养成科学态度和习惯培养实践意识和创新能力离开科学探究式的学习过程是不 可能的第二科学探究是促进学生学习科学的有效方式这是因为它注重创设学 习科学的情境提供学生自己动手动脑主动去探究自然的条件与机会它能激 发学生的好奇心与求知欲使他们在探究过程中体验学习科学的乐趣从而促进了 对科学的学习第三在科学教育中突出科学探究是培养学生创新思维和实践能力 最有效的途径科学探究往往包括提出科学问题进行猜想和假设制定计划和设 计试验通过观察试验获取事实证据等过程而这个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既要动脑 去思考又要动手去实践由此可见发展学生科学素养离不开科学学习中的探究 式的学习过程 强调科学探究能促使学生学习方式与教师教学行为的根本性的变化 使学习方式 与教学行为由原来偏重教师传授转变为立足学生的发展注重学生的主体性学习 立足学生的发展就使科学教育确实体现了对人的培养的要求它为未来合格公民终 身发展打下基础也就为提高全民族的科学素养作了根本性的奠基工作注重学生 的主体性学习就是把学习的主动权还给学生引导他们通过探究活动去认识自然 学习科学这让我们的科学教育真正符合了体现科学本质真正把学生学习的主体 地位还给了学生 科学探究包括完整的探究活动和部分的探究活动 探究活动的设计应当符合学生 的心理特点注意从学生身边熟悉的事物出发设计学生喜爱的活动可以尝试把 课内与课外室内与室外的探究活动结合起来努力开发并鼓励学生参与开发各种 层次的以小型为主的探究性课题 在科学探究活动中教师应当关注科学探究的思想性和具有普遍意义的技能 使学 生得到作为现代公民创造性地解决与科学相关的各种问题的基础科学训练而不是 仅局限于学科专业性很强的某些知识和技能在科学探究活动中应充分体现学生 的主体地位使学生理解科学探究的完整过程手脑并用地解决各种问题而不是 机械地操作 另外要特别指出的是科学探究是一种让学生理解科学知识的重要学习方式但 不是惟一的方式强调科学探究的过程并不意味着要排斥学生的其他学习方式如 看演示查阅资料等等教师应根据实际情况在教学中要求运用各种教学方式与策 略让学生把从探究中获得的知识与从其他方式获得的知识联系起来奠定可广泛 迁移的科学知识基础 2. 研究性学习的基本理念 2.1 研究性学习的内涵 什么是研究性学习 ?它的内涵是什么这是探讨研究性学习必须首先回答的问 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 题,我国不同的学者对研究性学习的定义有不同的见解如今还没有形成一个公认的 定义但是概括来自各个方面的看法可以总结出研究性学习是一种以问题为载 体 以主动探究为特征的学习活动 ,是学生在教师的指导下在学习和社会生活中自主 地发现问题探究问题获得结论的过程 对于研究性学习的内涵目前有三种不同层次的理解 2.1.1 一种新的课程类型 所谓研究型课程 ,指的是学生在教师指导下 ,根据各自的兴趣爱好和条件 ,选 择不同的研究课题 ,独立自主地开展研究 ,从中培养创新精神和创造能力的一种课 程基础教育课程改革纲要试行明确规定从小学至高中阶段设置综合实践 活动并作为必修课程其内容主要包括信息技术教育研究性学习社区服务与 社会实践以及劳动与技术教育显然从课程类型上说研究性学习是一类综合 实践活动课程它基于学生的直接经验以获取关于探究学习的直接经验发展创 新精神和解决问题的能力为直接目的以个性健全发展为根本目标 目前在教育界广泛讨论的比较多的就是把研究性学习当成一门综合实践活动课 程它不同于常规的类似语文数学等学科课程它们的教学内容主要基于该学科 自身的逻辑体系构建和展开而研究性学习课程的教学目标是要求学生更多地掌握 蕴含在这些学科知识中的间接经验课程的主要内容是密切联系学生的自身生活和 社会生活取得探究的直接经验培养学生的创新精神和解决问题的能力 2.1.2 一种新的学习方式 从学习方式的角度来看研究性学习的性质是对研究性学习内涵的一种拓展它 有利于完整地理解研究性学习有利于更好地促使基础教育教学改革从根本上重 塑学习文化研究性学习在学习方式上的性质包括 研究性学习的学习性 作为一种学习方式 研究性学习的重心在学习而不在研究 就其实质而言研究性学习是学生在教师的指导下自主学习的过程而不是像真正 的学者或科学家那样专门以知识发现或问题解决为己任的过程 研究性学习的研究性作为一种学习方式研究性学习无论在其对象上还是在 其途径上都有其特殊性即学习研究而不是学习知识和在研究中学 习而不是在书本上学习或者更准确地说是在研究中学习研究因此研 究性学习与我们通常所说的接受性学习发现性学习均有不同需要强调指出 的是上述三种学习方式各有各的价值彼此之间具有互补性但不能相互替代 应该根据不同的教学任务灵活地和综合地应用三种不同的学习方式促使学生更 好更快地发展 研究性学习的经验性使学生获得一定的研究经验是研究性学习的基本目的之 一在整个研究性学习过程之中学生要通过实践与反思不断地改组或改造自己的 研究经验从青少年发展角度来说使他们获得一定的研究经验并不断地利用丰 富改造和改组这种经验比直接告知他们一些方法论知识更加重要 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 从广义上讲研究性学习泛指学生探究问题的学习方式可以把它界定为 学生在教师指导下以类似科学研究的方式主动学习在掌握知识内容的同时 让学生体验理解和应用探究问题的方法培养创新精神和实践能力 在这种学 习方式下教师并不把现成的结论告诉学生而是学生在教师指导下自主发现问题 探究问题获得结论它的本质是让学生在再次发现和重新组合知识的过 程中进行学习鲜明地体现出创新和创新学习的特征 2.1.3 一种新的教学理念 作为一种新的教学理念研究性学习在教学过程中强调学习的探究性它一般由 教师根据本学科教学内容设计出相应的问题或由学生提出问题将探究性体现在 创设情境自行探究合作交流动手实验数据分析结论表达和学习评价等各 个环节中 我们必须认识到从倡导和推进研究性学习的本质要求看课堂教学是基础教育 改革至关重要的主阵地只有课堂上的教学方式和学习方式发生了变化才能引起 其他情境下学习方式的变革只有在学科课堂教学中强化了研究的习惯兴趣能 力和氛围学生在综合实践活动中的专题探究才有了基础和条件更重要的是通 过在课堂教学中组织学生进行研究性学习激发学生发现问题提出问题研究问 题解决问题的动机让学生掌握学习策略懂得学什么何时学何处学为什 么学和怎样学的问题才是我们倡导研究性学习的基本宗旨 学科教学中蕴藏着组织学生进行研究性学习的丰富素材 在基础学科中开展研究 性学习有利于充分调动全体教师的积极性有利于解决学生从事研究性学习的教 材载体问题有利于充分利用现有课时解决学生负担过重的问题有利于提高课 题研究的质量更有利于克服基础性课程学习与研究性学习方式相悖的问题在培 养学生研究性学习能力方面具有独特的价值 综上所述研究性学习尽管有课程形式学习方式教学理念等诸多含义的 差别但其核心是旨在改变学生的学习方式结合我们所处的时代和所面临的未来 世界可以清晰地看到我国当前所倡导的研究性学习能培养学生的创新精神 和实践能力促进他们个性的健康发展实现适应时代要求和促进人的发展的有机 统一这也就是研究性学习的时代特征和价值追求 现在学生的学习任务普遍比较繁重 在原来诸多课程中是否有必要再增加一门课 程还值得探讨如果把研究性学习的理念渗透到现有的各门学科课程中是否有事 半功倍的效果呢再者学科课程的课堂教学是学生学习的主要阵地要改变学生 学习方式实现教育目的最终还得落实到学科教学中因此在学科教学中开展研究 性学习的意义就显得十分重要另外教育部关于印发普通高中研究性学习 实施指南试行的通知里也强调指出研究性学习是学生在较为广泛教育 资源背景下所开展的自主的开放的探究式的学习活动它对于改变学生的学 习方式促进教师教学方式的变化培养学生的创新精神和实践能力具有重要的作 用 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 当前在学科教学中开展研究性学习还处于一个比较薄弱的阶段 也正是由于这个 原因一些中小学的教师不太清楚如何指导研究性学习研究性学习的有效性和预 期目标就很难实现因此研究如何把研究性学习渗透到学科教学中去对于提高 研究性学习的质量和效率来说是非常必要和紧迫的 基于以上内容的考虑 笔者提倡把研究性学习的内涵理解为学生的新的学习 方式和教师的新的教学理念所以本文以下要讨论的内容都是基于这两点内涵展开 的 2.2 研究性学习是基础教育改革的亮点 2001 年 6 月教育部颁布基础教育课程改革纲要试行标志着新一 轮课程改革正式全面启动它在深刻分析基础教育存在的弊端和问题的基础上鲜 明地提出了改变课程过于注重知识传授的倾向强调形成积极主动的学习态度 使获得基础知识与基本技能的过程同时成为学会学习和形成正确价值观它对于基 础教育领域全面实施素质教育培养学生创新精神和实践能力以及社会责任感和 健全的人格良好的信息素养和终身学习能力等方面都具有极其重要的现实意义 和历史意义纲要中强调从小学到高中设置综合实践活动并作为必修课程 其内容主要包括信息技术教育研究性学习社区服务与社会实践以及劳动与技 术教育这表明不仅是普通高中而且包括整个基础教育阶段都将呈现一种新的 课程形态综合实践活动意味着从小学到高中每一阶段全体学生都必须进行研 究性学习 就在纲要颁布后不久2001 年 7 月在由数百名专家参与的课程标准 研制工作组在近两年的研究基础上教育部又印发了 18 个学科国家课程标准实验 稿目前已正式进入各实验区开展实验新的国家课程标准取代了沿袭多年的教学 大纲无论从目标要求还是结构体系上都是全新的蕴含着素质教育的理念体现 着鲜明的时代气息在义务教育各科课程标准中我们可以发现几乎所有学科都 在其基本理念或课程目标里着重强调了探究性学习自主合作探 究的学习方式已经成为新课程教学与学习的基本要素例如 语文课程标准在基本理念里提出学生是学习和发展的主体 积极倡导自主合作探究的学习方式教学内容的确定教学方法的选择评价 方法的设计都应有助于这种学习方式的形成并且在语文课程总目标里专 门设立了一个目标能主动进行探究性学习在实践中学习运用语文 数学课程标准提出有效的数学学习活动不能单纯依赖模仿和记忆 动手实践自主探索与合作交流是学生学习数学的重要方法 科学课程标准更是明确地规定科学学习要以探究为核心探究既是 科学学习的目标又是科学学习的方式亲身经历以探究为主的学习活动是学生学 习科学的主要途径 此外在初中物理化学生物地理历史等课程标准中都提出了 类似的基本理念 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 由此可见研究性学习已不仅是综合实践活动课程的主要学习方法也是新的国 家课程标准对所有学科教学改革提出的基本思路之一为建立新的学科教学模式带 来新的理念 我国中小学领域逐步推广的研究性学习 正在而且还将进一步带动基础教育 “教学内容的呈现方式学生的学习方式教师的教学方式和师生互动方式的变革 它已经成为当前基础教育课程改革中的一大亮点 2.3 研究性学习的意义 2.3.1 学生进行研究性学习的意义 (1) 通过转变学习方式在主动积极的学习环境中激发好奇心和创造力 培养分析问题和解决实际问题的能力 (2) 在教师的指导下运用和加深理解已经学到的知识发现不同学科知识之间 的联系并尝试相关知识的综合 (3) 培养与学校生活 职业生活和继续学习有关的能力自主意识 团队工作 资料研究人际交往和掌握现代教育信息工具等 (4) 了解科研的一般过程和方法体验科研的艰辛和快乐 2.3.2 教师指导研究性学习的意义 (1) 通过对学生的指导转变教育观念和教学方式从单纯的知识传递者变为学 生学习的促进者组织者和指导者 (2) 通过与其他教师合作加强学科的交叉和渗透拓展学科知识改善知识结 构树立终身学习的观念 (3) 动态地观察学生了解学生创造轻松的对话环境帮助学生克服困难建 立新型的平等的师生关系 (4) 培养科研能力 2.3.3 学校开设研究性学习的意义 (1) 建立全新的课程理念转变学校的办学思想和办学目标 (2) 通过研究性学习的实施探索该课程的组织形式活动内容管理特点考 核评价支撑条件等逐步完善和重新整合学校课程体系 (3) 通过研究性学习的实施探索学校培训教师的新模式开拓校内外教育教学 资源这表明研究性学习的课程将致力于教师和学生的同步转变一起成长共同 进步 3在科学教育中倡导研究性学习 3.1 科学教育中进行研究性学习的心理学基础 3.1.1 多元智力理论 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 多元智力理论theory of multi-intelligence是美国哈佛大学著名发展心理学家 霍德华加德纳教授提出该理论认为人的智能主要有九种言语/语言智力逻 辑/数理智力视觉/空间智力音乐/节奏智力身体/运动智力人际交往智力自 我反省智力自然观察智力存在智力每个学生都在不同程度上拥有这九种智力 智力之间的不同组合表现出个体间的智力差异教育的起点不在于一个人有多少聪 明而在于怎样变得聪明在哪些方面变聪明加德纳认为智力是个体解决实际生 活中的问题的能力和生产出或创造出社会所需要的有效的产品的能力加德纳承认 九种智力代表每个人的不同潜能这些潜能只有在适当的环境中才能充分地发展出 来 笔者非常认同加德纳教授的观点多元智力理论更人性化更能恰当地反映人类 智能的真实行为它的核心是认真地对待个别差异从理论上说每个人都不可能 在单一的智力方面得到有效的表现从实践上说任何一种相同的教育方法不能照顾 到每个学生的需要为此加德纳提出了个性化教学的设想即强调在可能的范围内 使具有不同智力的学生都能受到同样好的教育老师尽可能地了解每一个学生的兴 趣学习强项等信息从而创造条件让每个学生都发挥他们的潜能 研究性学习就为学生提供了综合所学知识和技能并运用于新的学习任务的条件 体现了学生用不同的学习方式展示其不同的智力强项的机会从而真正实现个性 化教学 3.1.2 建构主义理论 在教育心理学教育技术学人工智能认知神经科学等方面对情境认知学习 共同体等研究的深入以及微电子技术多媒体计算机和网络技术的飞速发展建 构主义观点对学习和教学产生的影响也越来越引人注目作为对传统认识论的一场 革命性的挑战建构主义以多重视点对传统认识论进行了反思其中关于建构主义 的学习观课程观教学观对基础教育改革提供了参考也为研究性学习的开展提 供了坚实的理论基础 (1) 建构主义的学习观 基于问题解决的知识建构是建构主义学习观的核心思想 以建构主义的基本观点 为基础建构主义者从不同的角度提出了许多改革教学的思路和设想而在这些设 想当中有一条被广泛采用的基本思路通过高水平的思维来学习基于问题解决来 建构知识即根据学习内容设计问题或由学生提出问题让学习者通过解决问题 来使他们更主动更广泛更深入地激活自己的原有经验通过积极的分析推论 生成新理解新假设而这些观念的合理性和有效性又在问题解决活动中自然地得 以检验其结果可能是对原有知识经验的丰富充实也可能是对原有知识经验的 调整重构因此在问题解决活动中新旧经验间双向的相互作用得以更充分 更有序地进行这使得学习活动真正切入到学习者的经验世界当中而不只是按照 教学设计者预先确定的框架和路线来生成联系问题解决为新旧经验的同化和顺 应提供了理想的平台 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 (2) 建构主义的课程观 建构主义对学习的重新认识必然会导致课程观念的更新 建构主义的课程观强调 营造问题解决的环境以帮助学生在解决问题的过程中活化知识把知识当成解决 问题的工具它主张用产生于真实背景中的问题启发学生的思维由此促成并鼓励 学生解决问题的学习基于案例的学习拓展性学习与基于项目的学习它还努力 为学生进行探索和建构知识提供大量认知工具以拓展学习时空增强学习能力 它还充分利用超媒体和超文本以便各种类型信息的嵌入利用更新从而跨学科 跨时空面向真实世界的链接总之建构主义的课程观是与基于案例的学习基 于问题的学习以及基于项目的学习密切相关的一种课程设计理念 (3) 建构主义的教学观 在更新学习观课程观的基础上教学应该通过设计一项任务或问题以支撑学习 者积极的学习活动帮助学习者成为学习活动的主体设计真实复杂具有挑战 性的开放的学习环境与问题环境诱发驱动并支撑学习者的探索思考与问题解 决活动并对学习的内容和过程进行反思与调控 3.2 科学教育中进行研究性学习的必要性分析 3.2.1 我国科学教育的现状 (1) 科学教育单纯注重科学知识的教育 在传统的科学教育中学生往往离开了自然事物离开了学习知识的过程教师 仅仅热衷于灌输现成的结论性知识让学生死记硬背了一大堆的知识有一位中学 校长说过有一年他所教的 4 个班级高三年级化学高考平均成绩为 94 分两年后 他用相同的考卷对这些同学进行测试结果平均分数只有 16.3 分而且所得的分数 主要是和化学思维方法有关的内容可见为了应付考试而死背的知识是很容易被 遗忘的而科学方法科学思维等作为过程的知识却不太容易忘记并令人受益终 身我们现行的科学教育却往往只注重了作为结果的知识而放弃了作为过程的知 识 (2) 科学教育成为精英教育 长期以来我国的科学教育活动是围绕着教学大纲教材和考试指挥棒转学校 的教育过分强调向上一级学校输送优秀毕业生因此在中学阶段普遍采用最能够挑 选出各学科优秀学生的分科教学然而我们现在的教育正应该从精英教育走向面 向全体的教育我们需要的不仅是科学家也需要具有科学素养的现代社会的公民 (3) 科学教育对社会和生活的脱离 传统教育下的学生往往会觉得所学的科学知识没用对于学习科学没有兴趣这 和我们的科学教育脱离了现实的社会生活不无关系 科学教育的目标应当是适用于每个学生的体现科学为社会的思想体现科学是 人人参与其中的过程重视对科学技术和社会三者之间关系的理解 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 从当前我国国民的科学素养普遍较低的情况看加强科学教育的改革改变学生 的学习方式势在必行 3.2.2 科学教育改革的重点 中华人民共和国教育部制订的科学79 年级课程标准明确提出科学教育 以提高每个学生的科学素养为总目标标准还规定通过科学课的学习学生将 保持对自然现象较强的好奇心和求知欲养成与自然界和谐相处的生活态度了解 或理解基本的科学知识学会或掌握一定的基本技能并能用它们解释常见的自然 现象解决一些实际问题初步形成对自然界的整体认识和科学的世界观增进对 科学探究的理解初步养成科学探究的习惯培养创新意识和实践能力形成崇尚 科学反对迷信以科学的知识和态度解决个人问题的意识了解科学技术是第一 生产力初步形成可持续发展的观念并能关注科学技术与社会的相互影响而 从我国科学教育的现状来看要达到科学教育的目标还有很远的路要走为切实贯 彻科学教育改革我们可以从以下几个方面来考虑 (1) 培养学生学习科学的兴趣学习兴趣是学习的最大动力从科学教育观点来 看学习科学固然重要培养学生学习科学的兴趣则更为重要如有兴趣而无知识 兴趣将会推动人们去获取知识反之靠死记硬背一些知识而没有兴趣那么人 们在这个知识领域就很难再有所进步了在青少年科学教育中兴趣的层次可以分为 触发式兴趣看到从来没有见过和听过的事物 完全处于好奇 青少年幼稚无知 这种兴趣的触发而且十分广泛但是它的特点是来得快去得快科学教育要善于 抓住并利用青少年兴趣广泛的特点用新奇的现象或事物来引起学生的触发式兴趣 感性式兴趣对于同一领域的事物接触多了必定会产生问题追求答案广泛 的搜集明确的分类有趣的探索因果的领悟彼此交错相互促进是这种兴 趣的萌发积累和深化的过程在理解的基础上对于某个领域的这种兴趣就会增 长持久 理智式兴趣对某个知识领域已具备丰富知识而且在自己掌握之下可以达到 预期的目的这种理智的兴趣是已经奠定牢固基础的兴趣几乎可以促使终身的学 习与探索 兴趣对于科学教育来说 既是出发点 又是归宿点 它是可以培养和可以发展的 兴趣的萌发到牢固持有是一个外在因素向内在因素转化的过程在以上所提及的三 个层次的兴趣中触发式兴趣受外在因素影响很大而感性式理智式相对来说受 外在因素影响较小已经转化为内在因素即知识的积累思维能力的提高等 (2) 重视学习方式的改变从现代科学教育的观点来看如何学比学什么来得 更重要在这个知识爆炸时代知识以惊人的速度成倍递增知识不可能被学完 知识的获得固然重要但是知识如何获得的过程与方法却尤为重要中国有句谚语 授人与鱼不如授人与渔学生懂得了学习的方法又善于运用学习方法的话 就可以随时随地获取知识选择知识验证知识组织知识进一步创造知识 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 (3) 注重科学探究让学生亲自进行科学探究接触具体的事物了解科学 不仅是定理和公式而是一个具有完整结构和规律有序的真实的科学世界在学习 科学的过程中通过老师的指导学生逐步学会正确观察学会提出问题学会寻 找问题答案惊异发问探索实验归纳推理重复证明这就是科学实 践的过程也是科学教育应当经历的过程只有经历这样的过程学生才可能真正 掌握科学的知识掌握科学的方法获得科学的能力 科学教育中开展研究性学习的理论与实践探索 教学模式比理论知识更贴近教学是理论与实践之间的桥梁它的作用是使理 论更好地服务于实践探讨科学教育中研究性学习的模式对科学教育中的研究性 学习更顺利地开展有实际意义 第二部分 科学教育中开展研究性学习的模式与策略探讨 1. 科学课程中研究性学习的基本内容 科学课程中的研究性学习是以知识掌握与思维发展 学科的逻辑与活动的经验以 及科学方法与人文精神培养相统一作为其基本内容的 1.1 知识掌握与思维发展的结合 知识是能力的基础是思维发展的必要载体但是知识并不等于能力知识的 掌握也不一定导致思维的发展笔者所倡导的科学教育中的研究性学习试图把知识 的掌握过程与学生思维发展的过程较完美地结合起来一方面努力巩固学生的基础 知识与基本技能另一方面又积极发展学生的思维比如通过再现某一个定理 的演变过程一方面深化了学生对这定理的理解另一方面又促进了学生科学思维 能力的发展 1.2 学科与活动的结合 学科课程是以科学文化遗产为基础而组织的