（教育技术学专业论文）“做中学”小学科学教学模式研究.pdf

摘要 内容摘要：本文在研究国外小学科学教育现状与发展的基础上，首先通过问卷调 查，了解了我国小学生的科学素养现状和小学科学教学现状：然后，依据全日 制义务教育科学( 3 - 6 年级) 课程标准，以“从做中学”教育哲学观点、建构 主义学习理论和教育信息化理论作为指导，探索了小学科学的实景探究教学模式 和虚拟探究教学模式及其教学活动形式，重点探索了虚拟探究教学模式，以期为 如何培养小学生的科学素养寻找一种有效的途径。本研究分为以下5 章： 第1 章介绍了本课题研究的背景，阐述了要研究的问题和本研究的国内外研 究现状，以及本研究所采用的路线、方法和研究的意义。 第2 章在概述小学生科学素养和小学科学教学的基本内涵的基础上，设计了 小学生科学素养调查问卷和小学科学教学现状调查问卷。通过实施问卷调查和对 调查结果的分析，掌握了小学生科学素养现状和小学科学教学的现状。 第3 章分析了“做中学”小学科学教学的理论基础和“做中学”小学科学教 学的条件支持，构思了“做中学”小学科学基本教学模式。 第4 章具体阐述了“做中学”小学科学教学模式的实践操作，并结合具体的 教学案例来说明如何设计实景探究活动和虚拟探究活动。 第5 章探讨了“做中学”小学科学教学的评价方法。 关键词：科学素养；“做中学”；建构主义；活动理论；科学探究；教学模式 a b s t r a c t b a s e do nt h er e s e a r c ho ns t a t u si nq u oa n dd e v e l o p m e n to fs c i e n c et e a c h i n gi n p r i m a r ys c h o o l si nf o r e i g nc o u n t r i e s ，t h i st h e s i se x p l o r e st h es c i e n c et e a c h i n gm o d e l i np r i m a r ys c h o o l s g u i d e db yt h ei d e a so fi n q u i r yl e a m i n g ，a c c o r d i n gt o “s c i e n c e c o u r s ec r i t e r i o n ( k 3 6 ) ”，t h i st h e s i st a k e sa c t i v i t ya si t sf r a m e w o r k ，a n de m p h a s i z e d o nu t i l i z i n gi tt oo p t i m i z es c i e n c et e a c h i n gp r o c e s sa n ds c i e n c el e a r n i n gc o n t e x t w i t h t h eg u i d e l i n eo f “l e a r n i n gb yd o i n g e d u c a t i o n a li d e a sa n dc o n s t m c t i v i s ma n da c t i v i t y t h e o r y ，t h i st h e s i sa l s od i s c u s s e st h em a i ns t r u c t u r eo fs c i e n c et e a c h i n gm o d e la n di t s a p p l i c a t i o nf r o mt w oa s p e c t s ：g e n u i n es c i e n c ei n q u i r ym o d e la n df i c t i t i o u ss c i e n c e i n q u i r ym o d e l w ea r g u et h a t t h i sr e s e a r c ho ns c i e n c et e a c h i n gm o d e lc a nn o to n l y f a c i l i t a t et h ei n t e g r a t i o no fi d e a so fn e wc u r r i c u l u mi n n o v a t i o na n de - e d u c a t i o n b u t a l s oi n t e g r a t ei tw i t hd i s c i p l i n e s m e a n w h i l e ，i ti sh e l p f u lt op r o m o t ep u p i l s s c i e n c e l i t e r a c y ，a n dp u s ho nt h ei m p l e m e n t a t i o no f “l e a r n i n gb yd o i n g ? ，i n q u i r yl e a r n i n g ，i n s c i e n c el e a r n i n g i nt h ef i r s ts e c t i o n ，t h ea u t h o rb r o u g h to u tt h eq u e s t i o n so fd i s c u s s i o n sa n d e x p l a i n e ds o m ei m p o r t a n tc o n c e p t s ，s t a t e dt h es t u d yr e a s o na n dt h es t a t u sq u oi nt h i s d o m a i n ，t h e nm a d eo u tt h es t u d ym e t h o d ，t h es t u d ya i ma n di t st h e o r yb a s i s i nt h es e c o n ds e c t i o n ，t h ea u t h o ru s e dt h el i t e r a t u r em e t h o d ，i nv i e wo ft h e c h a r a c t e r i s t i co fs c i e n c e ，i l l u m i n a t e dt h em e a n i n go fs c i e n c el i t e r a c y t h e nt h ea u t h o r m a d eaq u e s t i o n n a i r ea n di n v e s t i g a t e do n ep r i m a r ys c h 0 0 1 b ya n a l y z i n gt h er e s u l t ， t h ea u t h o rf o u n dt h eg a pb e t w e e nt h ea c t u a la n di d e a lg o a l a f t e rt h e s ei n v e s t i g a t i o na n ds ：d y ，i nt h i r ds e c t i o n ，t h ea u t h o rp u tf o r w a r dt w o c u l t i v a t i o nm o d e lf o ri m p r o v e m e n to fp u p i l s s c i e n c el i t e r a c y ，t h e ya r eg e n u i n e s c i e n c ei n q u i r ym o d e la n df i c t i t i o u ss c i e n c ei n q u i r ym o d e l i nt h ef o u r t hs e c t i o n ，f o rt h ep u r p o s eo fa p p l i c a t i o n ，t h ea u t h o rd i s c u s s e sh o wt o u t i l i z ei tt o o l st oc r e a t es u c c e s s f u li n q u i r yl e a r n i n ge n v i r o n m e n t ，o u t l i n et h em a i n s t e p so fa c t i v i t yi n q u i r ya n dp u tf o r w a r dt h em e t h o d so fc a r r y i n go u tg e n u i n es c i e n c e i n q u i r ya n df i c t i t i o u ss c i e n c ei n q u i r y t h ef i f t hs e c t i o nc o n s t r u c t sam o d e lo fe v a l u a t i o n ，w h i c hc o n t a i n st h r e e d i m e n s i o n s ：s c i e n c ek n o w l e d g e ，s c i e n c es e n s i b i l i t ya n ds c i e n c ei n q u i r ya b i l i t y k e yw o r d s ：s c i e n c el i t e r a c y ；l e a r n i n gb yd o i n g ；c o n s t r u c t i v i s m ；a c t i v i t y t h e o r y ；s c i e n c ei p q u i r y ；t e a c h i n gm o d e l “做中学”小学科学教学模，啪f 究 第1 章引言 1 1 研究的背景 “科学技术是第一生产力”、“科教兴国”，“发展高科技产业”现在，我们 经常会从各种媒体中发现这些有关科技和科教的话题。2 1 世纪是知识经济时代。 经济发展的关键是科技发展，科技发展的关键在教育。为了迎接以知识资源的占有、 配置、生产、分配、使用为最重要因素的经济时代的挑战，世界各国正在以空前的 热忱关心各自的教育，尤其是科学教育的改革与发展。 建国五十多年，我国培养了一大批科学家和工程师，我国的科技事业获得了较 大进步。但至今，我国还没有培养出一个自然科学诺贝尔奖获得者。我国的学生参 加国际奥林匹克竞赛多次取得优异成绩，但是，这是否就意味者我国中小学生整体 的科学素质水平在国际上名列前茅? 1 9 8 8 年初，国际教育成就评价协会发表了关 于s i s s ( 第二次国际科学教育研究) 的研究报告。报告表明，在s i s s 的知识、理 解、应用三类测验中，在参加测试的2 5 个国家( 地区) 中，中国学生理解性得分 位居第三，知识性得分在第十一位，应用性得分则落在第十七位，由此可知我国学 生在科学知识的应用方面十分薄弱，动手能力差。 据中国科协1 9 9 2 年、1 9 9 4 年和1 9 9 6 年三次全国公众科学素养调查结果显示， 我国公众的科学素养水平十年来停滞不前，科学素养水平与发达国家相差很大。中 国科协2 0 0 1 年1 0 月2 3 日公布的2 0 0 1 年中国公众具备的基本科学素养调查结果表 明，2 0 0 1 年中国公众达到基本科学素养水平比例仅为1 4 。中国公众的科学素养亟 待提高。此次调查的对象虽是我国公众，但它却在很大程度上反映了我国中小学科 普教育存在的严重问题。 中国科协于1 9 9 9 年提出了一项为期5 0 年的国民科学素质行动计划全民 科学素质行动计划1 ，即“2 0 4 9 计划”。目标是到2 0 4 9 年使1 8 岁以上全体公民达 到一定的科学素质标准，使全体公民了解必要的科学知识，并学会用科学态度和科 学方法判断及处理各种事务。这包括科学概念及科学知识、科学精神和世界观、科 学探究能力和技术动手能力三个方面。 科学究竟是什么? 什么是科学素养? 科学教育的本质和价值是什么? 科学教 育的目标是培养科技精英还是提高全民的科学素养? 科学研究只是科学家、科技工 作者的事情吗? 怎样开展中小学的科学教育? 如何培养小学生的科学素养? 这一 系列的问题都值得我们思考和探索。 1 中国科学技术掷会全民科学豢质行动计划【r 转0 i 自 h t t p ：w w w 2 0 4 9o r g c n ：8 0 8 0 k x 2 0 4 9 h t m l i n d e x j s p2 0 0 3 9 1 0 “做中学”小学科学教学模式研究 小学生是一个国家潜在的人力资源。小学生科学素养的高低，不但会直接影响 到他们个人生活质量的好坏，影响到社会发展的顺逆，而且也会影响到国家未来科 学技术的兴衰，影响到国家未来的生存与发展。近十几年来，世界各国都加大了科 学课程改革的力度，注重小学生对周围世界与生俱来的探究兴趣和需要，强调用符 合小学生年龄特点的方式学习科学，提倡科学课程贴近小学生的生活。 在我国，由教育部领导的面向2 1 世纪的基础教育课程改革中包括了科学课程 的改革，明确把培养小学生的科学素养列为科学课程的宗旨。新课改推出了科学 ( 3 6 年级) 课程标准( 实验稿) ( 以下简称标准) ，标准明确指出，“科学 课程要面向全体学生；学生是科学学习的主体：科学学习要以探究为核心。”2 “做中学”科学教育理论最早是由2 0 世纪美国最著名的教育家、思想家 杜威提出。杜威的教学论思想的核心是“从做中学”，这种进步教育理论要求教育 要“以儿童为中心，以经验为中心，以活动为中心”。杜威的教育理论，在我国虽 有过风起云涌之势，但从未在教育理论界，也从未在教育实践活动中获得广泛认同。 我国现行的标准所倡导的科学教学理念与杜威的教学论思想在内涵上是一致的。 2 0 0 1 年，我国教育部和科学技术协会共同倡导和发起了“做中学”( l e a r n i n gb y d o i n g ) 科学教育改革实验。“做中学”科学教育坚持面向全体儿童，着眼于全民科 学素养的提高。“做中学”特别强调以面向每个儿童为原则，不是精英教育，不 追求科学精英的培养和选拔，而是着眼于未来全民科学素养的提高，关注科学教育 的平等机遇和基础性，以面向全体儿童基本素养的培养为首要原则。 在国外科学教育的研究与改革中，强调以亲自动手的方式开展科学教育是一个 极其重要的发展方向和趋势。在美国、法国、英国、加拿大等许多国家基础教育阶 段的科学课程改革方案中，科学探究都被列为课程目标和内容体系的最关键和最基 本的要素。与“做中学”相类似的科学教育实验计划如美国的“h a n d s o i l ”( 动 手做) 和法国的“l a m a p ”( l am a i nal ap a t e ，其含义是“动手和面团吧”) ，已 分别经理了十四年和五年的研究摸索，形成了比较成熟的经验。这说明“做中学” 科学教育已经呈现出国际化的发展趋势。 2 0 0 0 年1 1 月6 日，时任教育部部长的陈至立在中小学信息技术教育会议上作 了题为抓住机遇，加快发展，在中小学大力普及信息技术教育的报告3 ，报告 中指出：“我们要抓住机遇，不失时机地大力推进教育现代化进程，以信息化带动 教育现代化。”信息技术和课程整合是实现教育信息化的关键所在。科学课程是基 2 中华人民共和国教育部科学( 3 6 年级) 课程标准( 实验稿) 【m 】北京：北京师范大学版社2 0 0 1 2 3 教育部抓住机遇，加快发展在中小学大力普及情息技术教育【r 】转引自 h t t p ：w w w w l j y c n c m s d a t a h t m l d o c 2 0 0 3 1 0 0 5 2 4 9 2 2 i n d e x h t m l 2 0 0 3 - 1 0 - 9 “做中学”小学科学教学模式研究 础教育课程改革的一部分，探索信息技术与科学课程的整合途径正是符合教育信息 化的要求。 由此，本人选择“做中学小学科学教学模式研究”作为硕士论文，旨在研 究以“做中学”科学教育理论为指导，以信息技术为支持，探索小学科学教学的新 模式，达到培养小学生科学素养的目标。 1 2 问题的阐述 本课题名为“做中学小学科学教学模式研究”，研究关注的是如何培养小学 生的科学素养，旨在探讨的主要问题是： 1 以“做中学”科学教育理论为指导，小学科学教学应该如何进行? “做中学”小学科学教学就是让小学生有机会以符合其年龄特点，符合其认知 需要，符合科学探究规律的方式，亲历探究自然的过程。在观察、提问、设想、动 手实验、表达、交流的探究活动中，体验科学探究的乐趣，建构基础性的科学知识， 获得初步科学探究的能力，培养小学生的科学素养。 标准明确指出，活动探究是小学科学教学的核心：科学探究既是小学科学 的教学内容，也是小学科学的教学方式。因此，本研究的重点就是设计小学生的科 学探究活动。另外，新课改推出的标准并没有包含1 、2 年级的小学生，这不 意味着就不需要对1 、2 年级的小学生进行科学教学，本课题是以标准作为参 照标准来进行研究，研究的实施对象为1 - 6 年级的小学生。 2 信息技术与小学科学课程的整合怎样进行? 标准指出，在一切有条件的地方，科学课程的教学应尽可能地运用以下方 面的现代教育技术：1 ) 各种音像资源；2 ) 计算机软件；3 ) 网络。本课题中的“信 息技术”主要是指以上三个方面中的“网络”，即指以互联网( i n t e m e t ) 、校园网和 主题网站为主的支持平台。本课题将重点探索网络技术与小学科学课程的整合模 式，也就是研究如何利用网络获耿相关的科学教学资源，发布教学成果，进行个 体科学探究或者扔作科学探究的模式。 综合以上两个方面，本课题将要研究运用“做中学”教育哲学观点作为指导， 在信息技术环境中，利用各种科学教学资源，探讨小学科学的实景探究活动形式和 虚拟探究活动形式，并构建出“做中学”小学科学教学的基本模式。 1 3 国内外研究现状 1 3 1 国外 1 美国 “做中学”小学科学教学模式研究 1 9 5 7 年前苏联人造卫星上天，使美国十分震惊。他们认真地比较了两国地差 距，得出地结论是，美国在科学教育上落后于苏联。在1 9 8 5 年哈雷彗星关顾我们 这个星球的时候，美国开始了一项教育计划普及科学美国2 0 6 1 计划4 计 划之所以用“2 0 6 1 ”命名，是因为哈雷彗星再度飞临地球的时间是2 0 6 1 年，能看 到这颗彗星的人是现在刚上学的小学生。“2 0 6 1 ”计划的主要目标是要提高全体美 国人的科学素养。这个计划是一个内容广泛和全面的教育改革计划，为此，美国的 教育界和科技界提出了“面向全体美国人的科学”的响亮的口号。这项计划向传统 的教育观念提出了重大的挑战，引起了全世界教育界和各国政府的极大关注。这是 一场科学和数学教育的改革，其基本观点是要求所有美国人，都应该具有科学、技 术和数学方面的文化水平。该计划提出，教育的最高目标是要使人们能够达到自我 实现和理智地生活。美国物理学家雷翁勒德曼教授最早发起“h a n d so n ”( 做中学”) 项目，并在芝加哥、波士顿和加州地区进行科学扫盲运动。 美国制定了国家科学教育标准5 提出了学校科学教育的目标，就是要培 养学生能够：由于对自然界有所了解和认识而产生充实感和兴奋感；在进行个人决 策之时恰当地运用科学地方法和原理；理智地参与那些就与科学技术有关的各种问 题举行的公众对话和辩论；在自己的本职工作中运用一个具有良好科学素养的人所 应有的知识、认识和各种技能，因而能提高自己的劳动生产效率。 2 日本 为了培养2 1 世纪社会所需人才，日本自1 9 9 6 年开始对中小学教育进行了全面 改革，其中义务教育理科改革的基本方针是：贴近自然：有目的、有意识地观察和 实验；培养科学的探究能力和态度：培养科学的见解和思维方法。 3 法国 1 9 9 2 年，法国物理学家乔治夏尔帕克教授将“做中学”项目引入法国，逐步在 全国推广。1 9 9 5 年“动手做”科学教育改革开始实验时，法国只有1 0 的小学开设 科学课，1 9 9 6 年由4 4 个班开始实验，1 9 9 9 年扩大到4 0 0 0 个班，现已扩大到法国 2 以上的学校。1 9 9 8 年5 月，开通了专门的互联网网站( h t t p ：w w w i n r p f r l a m a p ) 。 为教师建立的这个网站是“动手做”项目的信息网络，资源中心和教师与科学家进行 交流的网络。 从我国教育部对法国的考察来看，法国的科学教育改革在如下方面已取得了效 果：1 ) i 动手做”改革的实施，有效地动员了科技界和社会的力量，大家关心和帮助 叮美】美国科学促进协会中国科学技术协会译面向全体美国人的科学【m 】，科学普及出版社，2 0 0 1 1 美】美国国家研究理事会戢守志等译美国国家科学教育标准【m 】科学技术文献出版社，1 9 9 9 4 “做中学”小学 ；_ = | 学教学梭式研究 教育改革。同时，也有效地调动了教师的积极性。教师能注意提高自己的科技水平， 提高教育质量。这些都给教育注入了新的活力。2 ) 通过科学实践，学生的科技知 识和实验技能得到增强。这使学生有了较好的正确建构的知识和再学习的能力。3 ) 由于强调了科学教育要和语言教育联系在一起，伴随着科学实验，要求学生用尽可 能多的词汇来表达所进行的、真实的客观过程，包括描述、假说、推理、证明、总 结和归纳。这样有利于学生掌握更多的词汇和正确地运用词汇。4 ) 小组在一起实验， 有利于提高学生讨论，交流，表达的能力，有利于培育倾听和尊重别人的意见，合 作进行实验的团队精神。5 ) 增强了学生的好奇心和学习的主动性，改变了教学过 程中学生的行为和态度。这一点，对学习上后进的学生和学校，效果更明显。6 ) 在 课堂里，教师不再是居高临下地向学生传授知识，而是在学生面前说：我不知道， 让我们一起来实验吧。教师成为学生学习的引导者，改变了教师在教学中的行为和 态度。7 ) 科学教育的推行，要求改变课程、班级和教师队伍建设，所以也全面促迸 了学校教学和行政运作的变革。 4 英国 随着科学技术给人类政治、经济和文化等方面带来的巨大影响，自教育改革 法案1 9 8 8 ) ) 实施起6 ，英国设立了统一的课程标准，并确立了信息技术教育的课程。 从上个世纪9 0 年代开始，英国针对信息技术的特殊作用，将科学教学内容引人信 息技术的要求，掀起了基于多媒体、网络等信息技术的科学课程改革浪潮。极高的 电脑网络普及率为英国充分乖j 用网络进行i c t 与课程整合奠定了良好的基础。此 外，多媒体笔记本电脑、掌上电脑、掌上电子书刊、个人数码助手、数据采集系统、 计算机、传感器、各类专用软件和音序器等信息技术也为英国将信息技术融入科学 课程创造了条件。在某些科学实验活动中，例如采集某神材料散发的热量和采集电 池的电流等数据，实验数据的测量非常困难。若采用数字化实验系统不仅可以克服 这些困难，还可以让学生亲自参与数据采集过程，激发学生探究的兴趣，将科学素 养与信息素养的教育很好地结合起来进行。 此外，英国在科学教育中还垮别重视数字化学习资源建设。7 一方面，信息存 储的手段越来越发达，光盘、磁盘等都可以存储大量学习资源信息。另一方面，就 是在网络上建立各种虚拟实验室或模拟，实现资源共享，为学生和教师提供数字化 学习环境。在英国，利用网络链接提供教育信息的方式很普遍。英国物理学网站 ( w w w p h y s i c s o r g ) 就是一个典型的例子。它设置了不同的栏目给访问者提供物理知 颂华、郑彬英盈中小学信息技术与科学课程整台的现状及启示 j 中小学信息技术教育，2 0 0 3 9 7 同上 “做中学”小学科学教学模式 j f 究 识。“p h y s i c sl i f e ”是其中栏目之一。进入“p h y s i c sl i f e ”，所见的是一幅幅熟悉的生 活画面：操场、办公大楼、学校和工厂。每个场景都有超级链接。点击“物体”， 就会呈现相关的物理知识、原理和进一步的链接；每一个链接都是对某一知识的具 体展开。英国较早地重视了信息技术在科学教育过程中的运用，在数字化资源、数 字化学习方式和数字化学习环境等方面做出了深入的研究与实践。 面对国外所取得的成就，我们必须认真对待自身的差距，这一差距今天体现在 学校里，明天就会反映在社会的各个方面。我们要借鉴和引进国外的先进理念和实 践成果，结合我国自身的经验，构建“做中学”科学教育。 1 3 2 国内 1 源起和发展： ( 1 ) 台湾：台湾有完整且分工明确的科学教育组织系统，负责全台的科学教育 工作，规划并推动科学教育有关部门的工作。1 9 6 9 年台湾实施科学教育长期发展 计划，规定了小学和中学的科学教育目标。小学科学教育的目标定为：提高小学科 学课程教师的素质，改进课程教材与教学方法，提供教学实验仪器和科学书刊，启 发儿童学习科学的兴趣。 ( 2 ) 大陆：教育部和科学技术协会于2 0 0 1 年共同倡导、发起和推动的“做中学” ( l e a r n i n gb yd o i n g ) 科学教育改革实验。它是促进我国幼儿园、小学科学教育发 展，实现素质教育目标的一项重大教育改革计划。“做中学”科学教育在国内的研究 尚处在起步阶段。目前，国内部分省市地区相继启动了“做中学”科学教育计划， 并创建了“做中学”科学教育网站。 2 文献资料： 有关小学科学教育的学术论文散见于期刊全球教育展望、科学教育、教 育研究等。有关小学科学教育的著作有：1 上海师范大学的樊琪教授编著的科 学学习心理学科学课程的教与学2 张奇、沈群、韩志伟编著的小学科学教 学心理学3 顾志跃编著的科学教育概论等。 3 网络资源： 2 0 0 3 年9 月，在江西师范大学图书馆树华电子智源中心，访问中国期刊网， 以关键词“科学教育”搜索到学术论文3 4 5 篇。通过g o g g l e 搜索引擎，输入字段 “做中学”+ “科学教育”+ “小学”，搜索到1 9 8 0 个结果。其中的大部分论文都 只是关于小学科学教育的初步探索性成果，关于“做中学”小学科学教学的研究成 果还较少。 有关小学科学教育方面的网站较多，例如：科技教育网h t t p ：d a t a s e d u o r g c n ； 小学科学教学网h t t p ：w w w 1 s r e n c o m y c x ；e 2 1 科学探究网 “做中学”小学科学教学模式研究 h t t r i ：l ( 】( t j e 2 1 e d u c n e 2 1 w e b i n d e x p h p ：大眼睛科技教育网h t t p ：w w w e y e c n c o r n ： 优异研究院h t t p ：w w w u e s t u d y ：c o m i n d e x h t m l 等。 4 研究述评： 通过分析，可以发现有一部分研究是关于国内、国外小学科学教育的对比研究， 关于国外小学科学教育的论述及其对我国的启示意义的文献较多，而有关针对我国 小学实际情况来开展小学科学教学的文献则较少。另一部分则是以新科学课程的实 践与探索为代表的文献，这些文献是实验区的学校在新课程的实践中形成的一些阶 段性研究成果，而关于以科学探究为核心的小学科学教学的理论和实践研究不全 面，因此还有待于进一步的深入。 通过分析，还发现目前各地学校创建的小学科学教学网站提供的资源还比较丰 富。网站既是小学科学教学中资料收集的来源，又是教学、学习成果发布、交流的 场所，但是应该如何利用网络资源来促进小学科学的教学，这项研究也需要加强。 1 4 研究的思路和方法 1 研究的思路和方法 本研究首先要找出现实差距。小学生科学素养现状如何? 小学科学教学现状如 何? 研究将通过开展对实验学校的小学生科学素养现状和科学教学现状调查得出。 然后，以“做中学”教育哲学观点和建构主义理论为基础，借鉴国外的成功经验， 探索适合我国小学教育实际的“做中学”小学科学教学的基本模式和小学科学教学 活动形式。最后，探讨“做中学”小学科学教学的评价方法。 2 研究的方法 本课题研究将主要运用以下研究方法： ( 1 ) 文献研究法：本研究在课题的准备阶段和进行过程中，通过搜集、鉴别、 整理与课题相关的大量文献，了解了课题的国内外研究现状。 ( 2 ) 行动研究法：在研究过程中，根据工作的进展和实际情况做必要的修正。 ( 3 ) 调查研究法：本研究对实验学校的小学生科学素养现状和科学教学现状 进行了问卷调查。被调查的学生来自中央电教馆“十五”课题的子课题“基于信息 技术的小学科学教育”研究的承担学校南昌市北湖小学。选择这所学校开展调 研，是因为：( 1 ) 学校领导高度重视课题的研究工作；( 2 ) 这是一所南昌市的科普 示范学校，学校在科学教育方面有基础，比较有代表性；便于以后开展深入的对比 研究。 ( 4 ) 比较研究法：对国p b d , 学科学教学的情况进行对比分析，以便于“做中 学”小学科学的本土化。 “做中学”小学科学教学模式研究 第2 章小学生科学素养和小学科学教学的概述与现状调查 2 1 科学的本质、小学生科学素养和小学科学教学的概述 1 科学的本质 科学，英文为s c i e n c e 。它源于中世纪拉丁文s c i e n t i a ，后衍生为s c i e n c e ，意为 学问、知识。s c i e n c e 传入我国，被当时的学者称作“格物致知”，即以物为本，推 究事物的道理，解挟实际问题，并在此过程中获得知识。 对于科学，古今中外有着不同的界定。因为科学本身在发展，人们的认识也在 不断变化。随着科学的进步，科学的概念得到了进一步的丰富，在“普及科学 美国2 0 6 1 计划”中，对科学有这样的阐述：“科学首先是科学精神即对科学的好奇 和探索；其次是科学的头脑即独立思考能力；再次是科学方法即熟悉观察、假设、 实验、验证等；最后才是科学概念的理解和掌握”。从中可以看出，当今人们对科 学的认识已经扩展到了科学态度、科学精神、科学价值观等方面。 2 小学生科学素养 一 一一 一 关于科学素养( s c i e n c el i t e r a c y ) ，目前的看法有一些分歧，较被认同的观点认 为：科学素养包括科学知识、科学方法、科学态度和科学精神。科学知识即人类在 实践中积累下来的，对客观事物的本质的认识。某一特定领域的本质认识的沉淀构 成- - 1 i 学科内容框架体系的有关事实、理论、原理和应用等；科学方法是指科学的 思维方法和进行科学研究的方法，它往往因不同的研究领域而有所区别；科学态度 是指通过对科学知识的正确理解和科学发展的整体把握而形成的科学信念和习惯； 科学精神是在对科学真理探索的进程中，在对科学本质的认识不断深化中，孕育起 来的推动科学进步的价值观和心理取向；这四个方面的内容组成了一个人所必备的 关于科学的基本品质结构，是个相互关联，不可分割的整体。所以，完整意义上 的科学教育也应包括以上四个方面的教育，即科学知识、科学方法、科学态度和科 学精神的教育。 标准中，科学素养的培养目标是被分解为三个维度来描述的，即科学探究、 科学知识和情感态度与价值观领域。实质上，这三个维度和前面的四个要索在内涵 上是一致的。小学生的科学素养就是指小学生作为小公民应该具有的科学素养。 3 小学科学教学 按照标准，小学科学教学的目标是培养小学生的科学素养。“做中学”科学 教育的目标是：让所有儿童有机会亲历探究自然奥秘的过程，使他们在观察、提问、 设想、动手实验、表达、交流的探究活动中，体验科学探究的过程、建构基础性的 科学知识、获得初步的科学探究能力，为促进儿童的全面发展，成长为具有良好科 8 “做q ，学”小学科学教学摸，研究 学素养的未来公民打下必要的基础。这两个目标在内涵上也是一致的。 根据标准，小学科学的教学内容具体应体现在科学素养的三个维度上，即 科学探究、科学知识和情感态度与价值观领域。三个维度的内容标准框图8 分别如 图2 1 、图2 2 、图2 - 3 、图2 4 、图2 - 5 所示： ( 1 ) 标准中规定的科学知识涉及生命世界、物质世界和地球与宇宙三大领 域。 图2 1“生命世界”的内容标准框图 图2 - 2“物质世界”的内容标准框图 8 中华人民共和国教育部，科学( 3 6 年级) 谍程标准( 实验稿) m 】北京：北京师范大学 版社2 0 0 i8 1 2 - 2 7 9 “做中学”小学科学教学模研究 图2 - 3“地球与宇宙”的内容标准框图 ( 2 ) 标准中规定的“情感态度与价值观”的内容标准框图如图2 - 4 图2 - 4“情感态度与价值观”的内容标准框 ( 3 ) 标准中规定的“科学探究”的内容标准框图如图2 - 5 图2 - 5“科学探究”的内容标准框图 i o “做中学”小 生兰翟堂丛= ! ：! ；鲨丝 2 2 小学生科学素养现状调查 为了了解当前小学生的科学素养状”，我们决定在课题研究开始前，进行一次 科学素养的问卷调查。 1 ，问卷的编制 我们按科学素养的四大要素，依据科学( 3 。6 年级) 课程标准( 实验稿) 并参照小学生科学素养调查问卷( 国家教育部 研制组) 及 公众科学素养调查表等，设计了评价工具小学生科学素养调查问卷( 见附录1 ) 。 问卷由两部分组成，第一部分是受测查人的基本信息，包括性别、年龄( 周岁) 、 民族；第二部分由3 8 道题目( 其中3 2 道客观题、6 邀主观题) 构成，分为判断题与 选择题两大类。判断题共1 0 题，用于测查物质科学、生命科学、地球与宇宙科学 等学科领域的科学概念，其中有9 题选自国际通用测试题；选择题共2 8 题，分别 测查学生的科学兴趣、科学方法( 包括科学活动特点和动手能力) 、科学知识、科学 态度和科学精神。 2 问卷的实施 本次调查的对象为实验学校实验班的学生。即一( 2 ) 班、三( 1 ) 班、四( 3 ) 班、五( 2 ) 班的学生。本次调查的时问为2 0 0 3 年9 月，共发放问卷2 0 6 份，回收 问卷2 0 6 份，有效问卷2 0 6 份。 3 ，调查结果的分析 对获得的数据进行统计分析。得到以下结果： ( 1 ) 小学生科学素养的总体情况 表2 i 科学素养总体情况一览表 从上表可知1 ，实验班学生的刊学素养的总体水平很不理想，测查合格率除了四 ( 3 ) 班和三( 1 ) 班以外，其他班级都不到半数。 ( 2 ) 科学概念的掌握程度 “做巾学”小学科学教学模式研究 样本总体在科学概念测查题“电子比原子小”和“抗生素能够杀死病毒”上的正 确率最低，分别只有1 1 6 和1 9 7 。这蜕明小学生对于比较抽象而又无法亲身体 验的科学概念，接受起来相对困难。因此，在我们的科学课中要充分重视这类概念 的教学方法，进一步加快科学概念的普及。 ( 3 ) 科学精神的投射分析 对科学精神的投射测试发现样本总体的合格率仅为1 8 3 。其中，三( 1 ) 班 和四( 3 ) 班较高，分别为3 0 5 和2 6 8 ，五( 2 ) 班为2 2 1 ，一( 2 ) 班为7 9 。由此可见，小学生的科学精神相当薄弱。科学精神是科学素养的核心因素，缺 乏科学精神、不敢质疑或不会探究和验证的人，是无法真正领悟科学的。因此，大 力倡导探究式学习，对于陶冶小学生的科学精神是非常必要的。 ( 4 ) 科学兴趣与科学活动特点 小学生的科学兴趣表现在：f 1 ) 喜欢参观科技馆、动物园、植物园等地方的达 9 5 9 ；( 2 ) 喜欢阅读科普读物的达9 2 ：( 3 ) 喜欢进行小发明、小创造、小制作的 达9 3 2 。 小学生的科学活动频度为：( 1 ) 经常参观科技馆、博物馆等地方的只有2 0 6 ； ( 2 ) 经常阅读科普读物的只有4 6 3 ；( 3 ) 曾经有过小发明、小创作、小制作的则有 6 8 2 。 科学兴趣是一种积极的心理倾向，科学活动则是带有实践性质的科学行为。从 上述数据来看，小学生的科学兴趣是极其浓厚的；他们的科学活动频度也大大超过 了普通成人。但是他们的科学兴趣和科学活动频度之间存在着这么大的差距，使我 们必须对学生目前所能参与的科学实践进行反思。一方面，我们要认识到小学生在 科学学习方面的巨大潜力，他们拥有兴趣这位最好的老师；另一方面，我们要积极 帮助学生把科学兴趣转化为科学活动，使学生能够真正体会到科学所能赋予4 9 l f j 的 力量以及科学所能带给他们的欢乐。教师可以多组织一些参观科技馆、博物馆之类 的活动，也可以因地制宜地开展种植和养殖活动，特别是像阅读科普读物这样的活 动，这些都是比较容易开展的，关键在于引导。 ( 5 ) 科学方法掌握程度分析 对于科学方法的掌握程度，样本总体的合格率为3 3 5 ，不合格率为5 0 8 。 其中，五( 2 ) 班的合格率为3 7 2 ，不合格率为3 4 8 ；四( 3 ) 班的合格率为 3 6 4 ，不合格率为4 6 ；三( 1 ) 班的合格率为4 8 2 ，不合格率为4 5 5 ；一( 2 ) 班的合格率为9 8 ，不合格率为9 0 2 。 由此可见，小学生对于科学方法的掌握相当欠缺。这罩除了要考虑小学生的年 龄特点之外，我们也应反思 在科学课堂上，教师多以讲授为主，学生能够真正投 “做中学”小学科学教学模式w f 究 身实践的机会很少，从而缺少了对事物的直接接触和动手操作，这样就难以真正掌 握认识客观事物的基本过程、关联程序以及各个步骤，就难以举一反三、触类旁通、 发展解决问题的正确的思路和技能。因此，我们必须充分重视对小学生科学方法的 培养。 此次小学生科学素养的调查结果表明，小学生科学素养的总体水平不容乐观。 虽然小学生的科学兴趣极其浓厚，他们对世界、对具体事物、对学习过程都充满了 好奇，但是他们的科学活动实践实在太少；虽然他们对科学概念的掌握程度优于我 国普通公众，也可以说优于他们的父母长辈，但是他们与国际水平相比还有一定的 差距，需要迎头赶上；尤其是他们的科学精神和科学方法，亟待充实提高。另外， 1 9 9 6 年和2 0 0 0 年我国普通公众的科学素养调查显示成年女性的科学素养水平普遍 低于成年男性，而我们的调查显示小学生在科学素养的总体水平上没有明显的性别 差异。 2 3 小学科学教学现状调查 为了了解当前小学生的科学素养状况，我们决定在课题研究开始前，进行一次 科学教学现状的问卷调查。 1 问卷的编制 我们依据本课题的研究方案和国内现行小学科学( 3 “年级) 课程标准( 实 验稿) ，设计了评价工具小学科学教学现状调查问卷( 见附录2 ) 。 问卷由两部分组成，第一部分是受测查人的基本信息，包括班级；第二部分由 1 3 道题目构成，全部为判断题。将测查科学课的设置、学生对科学课的态度、教 师的教学方法、科学课的评价方法、信息技术在科学课中的运用情况、学生对于科 学课上运用信息技术的态度以及学校的科学教学资源建设等几个方面。 2 问卷的实施 本次调查的对象为四个课题实验班的学生。包括一( 2 ) 班、三( 1 ) 班、四( 3 ) 班和五( 2 ) 班的学生。本次调查的时间为2 0 0 3 年1 0 月，总共发放调查问卷2 0 6 份，回收问卷2 0 6 份，有效问卷2 0 6 。 3 问卷的分析 分析学生对各个题目的回答情况，如下： ( 1 ) 科学课的设置 关于科学课时：有5 8 的学生选择“每周两节课”，1 9 的学生选择“每周一 节课”，2 3 的学生选择“虽然开设，但课时不能保证，常被其他课程或活动取代”。 这说明科学课在小学的被重视程度还不高，每周两节课的可是有时候也不能保证。 3 ：堂皇兰：尘堂兰! 兰塾兰堡垫! 垄 ( 2 ) 学生对科学课的态度 关于学生对科学课的喜好：有8 7 的选择是“很喜欢”和“比较喜欢”，1 0 的选择是“说不上来”，3 的选择是“不太喜欢”和“根本不喜欢”。绝大多数学 生都很喜欢科学课，说明学生对科学是非常感兴趣的。但是也存在不喜欢科学课的 学生，对于这种情况，科学教师应该在上课的时候注意到学生的个性差异，要针对 不同学生的特点，因材施教。 关于多数学生喜欢科学课的原因：“与别的课相比，科学课更有意思”，“在科 学课上，我们可以向老师提问”，“在科学课上，我们可以亲自动手做实验研究”， “在科学课上，我学到了观察、研究世界的科学方法”，“在科学课上，老师会让我 和其他同学一起讨论问题”，“科学老师会让我们走出教室，进行有关科学的研究活 动”，都有不同比例的选择。 关于少数学生不喜欢科学课的原因：“科学课没有语文、数学重要”，“科学课 没有什么意思”，“科学课上光老师讲，我们听，太没劲了”，“科学老师让我们做实 验，搞研究，我没兴趣”，“其他原因”，也都有不同比例的选择。 学生喜欢科学课的原因表现在教师的教学方法上主要是在科学课上，教师会让 学生动手做实验，做研究；学生可以提问并讨论问题等。这说明学生喜欢以探究的 方式来学习科学。 ( 3 ) 教师的教学方法 关于科学教师的教学方法：5 3 的学生选择“老师会在课堂上做演示实验，我 们看”，1 0 的学生选择“老师会让我们亲自动手操作，共同参与研究”。 关于教师在课堂上是否会让学生动手做实验，则1 1 的学生选择“经常会”， 6 7 的学生选择“有时候会”。教师除了课堂教学以外，还会让学生进行的课外科 学活动形式有：2 0 的学生选择“走出教室，在校园内做研究”，2 1 的学生选择“回 家和爸妈一起做研究”，1 9 的学生选择“参加一些科技竞赛活动”，2 的学生选择 “昕科技方面的讲座”，1 5 的学生选择“在课余搜集