《小学生前科学概念的调查及正误对策的研究》结题报告.doc

小学生前科学概念的调查及正误对策的研究结题报告一、课题的提出儿童生来具有强烈的好奇心和学习科学的巨大潜力，但儿童在自然状态的学习中会形成一些对科学概念的错误理解或模糊认识即前科学概念。对512岁的儿童进行探究式科学教育，不仅可以保护和激发儿童的好奇心，帮助儿童建立正确的科学概念，发展探究能力，而且有利于儿童情绪能力、语言能力等方面的培养，它既让儿童有一个愉快的学习经历，又为他们的终身学习和发展打下了重要的基础。由于长期以来，由于我们的小学科学教育存在重知识、轻能力；重结果、轻过程；重间接经验传授、轻亲身体验获得的偏向，造成学生动手操作能力和综合解决问题的能力严重不足。据中国科协1992年、1994年、1996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差距很大，亟待提高。在新一轮国家基础教育课程改革实践中我们发现“探究式科学教育”的基本理念和倡导的准则有利于克服这些方面的弊端，促进儿童自身全面发展，成长为具有良好科学素养的未来公民打下必要基础。但是在实施“探究式科学教育”过程中常常遇到“前科学概念”问题，而这一问题已成为有效开展“探究式科学教育”的瓶颈。因此，我们认为有必要对“小学生前科学概念”进行调查研究，以提高“探究式科学教育”的有效性。二、课题的界定（一）前科学概念：关于“前科学概念”界定，国内外教育界对此都有所研究。我们学习国内外相关文献，对北京师范大学生命科学学院李高峰、刘恩山所撰写的“前科学概念的术语和定义的综述”一文中对“前科学概念”的界定表示认同。他们的观点是：在理论上，前科学概念指的是学习者将科学概念的内涵增加、减少或替换，导致外延扩大、缩小或移位的概念。在教育研究和实践中，前科学概念指的是学习者拥有的与科学概念的涵义不相一致甚至相反的概念，是学习者形成某一科学概念之前所拥有的概念形态。按照前科学概念产生的时间，可将其分为原发性前科学概念（在进入正规的科学课堂之前所形成的前科学概念）和继发性前科学概念（是个体在教师的教授下开始学习科学之后所形成的前科学概念）；按其状态来分，可分为空壳概念（学习者知道某一概念的名称，但并不知道其内涵）、不完整概念（学习者把一个概念的某些特性忽略掉了，或者对一概念所包括的下位概念涵盖不全）、异质性概念（学习者将一概念的内涵增加，将某些特性强加于其中，导致其本质特征发生变化）、条件缺失概念（学习者对某一事物及其属性的判断，忽略了其存在的前提条件）、绝对化概念（忽略了特例和反例的科学命题，称为绝对化概念）。（二）错误概念：指和科学概念明显冲突的观念，因而是错误的，属前科学概念的下位。（三）相异概念：指和科学概念既不明显冲突，又不明显一致的想法，但有其自己涵义(value)，因此不一定是错误的，属前科学概念的下位。三、理论依据（一）社会建构理论苏联教育心理学家维果茨基强调：由于儿童有效地学习要通过一定社会环境下的互动来实现,所以在课程设计中要强调学习者和学习任务之间的互动。在成人适当地帮助下，儿童常常可以完成他独自无法完成的任务，所以要经常根据儿童的水平提供灵活的“脚手架”来帮助儿童。“脚手架”并不仅仅是为了产生直接的效果，更是为了慢慢地培养儿童未来独立解决问题的能力。（二）脑和认知科学认知科学的进展告诉我们：专家们所以能较好的学习和解决问题是因为在他们的脑中建立了一些概念和模型。概念也是建构儿童认知的基石，幼儿园和小学的学生已经有能力建立一些认知结构，在科学教育中教师搭建一些“脚手架”，帮助学生建立一些概念和认知模型会提高学生科学探究的效率。但是，建立这些概念和认知结构需要从儿童原有的概念出发，通过探究式教学来进行。（三）建构主义学习理论建构主义认为，知识不是通过教师传授得到，而是学习者在一定的情境即社会文化背景下，借助学习是获取知识的过程其他人（包括教师和学习伙伴）的帮助，利用必要的学习资料，通过意义建构的方式而获得。由于学习是在一定的情境即社会文化背景下，借助其他人的帮助即通过人际间的协作活动而实现的意义建构过程，因此建构主义学习理论认为“情境”、“协作”、“会话”和“意义建构”是学习环境中的四大要素或四大属性。（四）概念转变理论1波斯纳等人（posener et al,1982）在1982年提出了概念转变模型（conceptual change model,ccm），这个理论是在皮亚杰的认知建构主义理论基础上，参照（kuhn，1970）的科学史与科学哲学对知识的“范式更替”的观点提出来的。这一理论提出了概念转变的条件，即为了促使学生进行概念转变必须提供四个条件：（1）必须引发学习者对当前的概念产生不满。（2）必须使学习者意识到新概念的可理解性。（3）必须显示新概念的合理性。（4）必须使学习者意识到新概念的有效性。波斯纳等人认为影响学生学习还有其他更复杂的背景因素，他们把影响概念发展的个体的经验背景称为“概念生态”。认为概念生态为学生提供了一个概念转变的环境，在该环境中的各个因素都影响着学生概念转变的进行。提出概念生态包含的七个组成因子：（1）认识论信念。（2）原有知识。（3）学习的本质。（4）概念的本质。（5）问题解决得策略。（6）情意领域。（7）科学的本质。2泰森等（tyson et al.,1997）在考察同时代人研究成果的基础上，提出了按概念转变水平不同进行分类的两分法模式，该模式首先按已有认知结构的改变方式将概念转变分为二种：充实和重建。最一般的概念转变类型称之为“充实”（enrichment）。指在现存的概念结构中概念的增加或删除。另一种是重建。“重建”（restructuring）意味着创造新结构，这种新结构的建构或者为了解释旧的信息，或者为了说明新信息。3杜伊特根据建构主义思想，将概念转变学习分为两种途径，即连续途径和不连续途径。连续途径试图避开在不连续途径中的基本的重建的需要，其概念转变开始于同科学概念一致的学生原有概念结构或是对已有概念的重新解释。连续途径不需要重建科学概念结构，它只是在原有概念基础上的扩展或重新解释。不连续途径的显著特点是学生已有的概念与科学概念是完全不同的。在不连续途径中，认知冲突（cognitive conflict）策略起关键作用。4戴克斯特拉等人1992年的观点：相异概念不同于错误概念。学生持有的相异概念往往具有一定的理性基础，即学生是在对周围世界经验的理性认识基础上建构相异概念的。尽管学生关于世界如何运行的知识与物理学家不同，但他们所持有的相异概念却有助于他们作为一个普通人去解决他们所面对的日常生活中的种种问题。显然，所谓相异概念应该是针对具体领域专家所持有的科学概念、理论概念而言的。5概念转变学习观：近年西方概念转变学习观认为，学习就是学生原有概念的改变、发展和重建的过程，就是学习者的前概念向科学概念的转化过程。这种转变有两种不同的途径：一是充实途径。“充实”（enrichment）所涉及的是现存的概念结构中概念的增加或删除。二是重建途径。“重建”（restructuring）这里意味着创造新结构，创造新结构或者为了解释、说明老的信息。心理学家又把重建分为弱势与强势的重建和全局性重建。6概念转变机制：概念转变机制类似于1985年皮亚杰提出的关于认知结构建构和转变的基本观点，即同化（assilmilation）、顺应（accommodation）的认知建构过程和平衡不平衡新的平衡认知发展是相互统一的。同化与顺应是人们与外界环境相互作用是内部心理发生的两个基本过程。同化是指个体把外部刺激所提供的信息整合到原有认知结构的过程，同化的结果是认知结构量上的扩展。顺应是指个体认知结构的质的变化，从形成新的认知结构。这样，主体通过同化和顺应两种机制，达到与环境的平衡。四、课题研究的目标与内容（一）研究目标1了解中小学生的前科学概念状况。2形成概念转变的有效教学策略。3提高“探究式科学教育”的有效性。（二）研究内容1研制小学科学课程标准中所涉及的部分科学概念进行前科学概念调查问卷。2对调查问卷进行统计并根据“概念转变理论”分析，形成调查报告。3归纳、整理调查结情况，在实践中形成前科学概念正误对策。五、课题研究的方法（一）文献研究法在我们进行本课题研究之初和研究过程中，理论界基于西方科学教育工作者关于前概念的研究所产生的概念转变学习理论已经有了一部分研究成果，特别是美国的泰森和杜伊特的研究已经形成了比较成熟的经验。面对这些文献资料，我们组织课题组成员认真学习，细致分析，在相互交流中我们对一些各种不同的关于“前概念”的表述产生了困惑。这时我们有幸得到南师大教育中心何善亮博士的指导，同时给我们提供了中外教育界关于“前科学概念”研究的大量文献，并对我们的困惑给了方向性指导，对课题的顺利开展的各阶段提供了充分的理论储备，并使我们研究小组的理论学习得以提升，获得了进一步研究的宝贵财富。（二）行动研究法在本课题研究中，我们采用行动研究的方式，实验教师运用自己掌握的教育理论和教学经验，通过对各种情况的调查和分析，制定前科学概念调查问卷，抽样调查，统计分析，并通过实践去探索正误前概念的有效策略，不断反复验证，提高策略的实用和推广价值。（三）经验总结法本课题研究中，教师调查，统计后，依托教师自己已有的实践的经验，再针对前科学概念调查情况，学习相关理论、在理论指导下进行分析，逐步总结出一般性正误前概念的策略。六、 课题研究的实践与探索（一）架构系统根据课题研究目标、研究内容，以及所拟定的研究策略，我们首先成立了课题研究小组。包括课题领导小组、课题指导小组、科学家咨询小组、实验教师团队等。1课题领导小组：市、区教研室的领导及课题负责人。负责课题实施的组织、协调和领导。2课题指导小组：市教研室徐志伟老师、市教研室徐燕老师、南师大何善亮博士、区教科室范爱平主任、蔡方老师组成。3科学家咨询小组：只要依靠东南大学学习科学中心的叶善专教授（新课标修订组主要成员）、叶兆宁主任等担任。4研究教师团队：我们首先选定了素质优良的教师为课题研究教师，其中南京市优秀青年教师2名，区学科带头人1名，区青优1名，小学高级教师12名。优秀的研究教师团队为课题的顺利实施奠定了基础。（二）学习研讨根据课题研究进展，采取分散与集中相结合，文本与网络相结合，个体、小组与团队相结合的形式适时学习有关文献，及时梳理存在的问题，有针对性的开展交流、研讨活动主要内容如下：1对国内外文献资料的学习：课题组所有成员阅读了新课程系列丛书、袁维新的科学教育理论、韦钰院士的探究式科学教育、国际科学教育导论、科学教育哲学新小学科学教育等书籍。2对国内外现有资料的实践学习：借鉴国内外一些相关资料，开展调查问卷的研究。通过反复研讨、实践制定出较为科学的调查问卷。3反思调查中出现的问题，及时进行交流，研讨，挖掘个性化的研究课题。七、课题研究的成果（一）提升了科学教育教学理论水平1蒙昧时期在新课程改革初期，我们接受了大量的关于新课程理念的学习，在学习中对于专家们常常提起“前概念”一词产生了兴趣。一是在解读如何开展“探究式科学教育”中，专家们所例举的“前概念”案例也正是我们在教学实践中感到非常困惑的问题，我们找到了解决科学课堂教学问题的切入点。二是回到我们的课堂，我们又不知不觉地回到了以“教”为中心的传统教学行为中去了。这是为什么呢？反思我们的教学行为，发现虽然我们接受了新课程的“洗礼”，触动了我们对科学课堂教学的思考，但是，这种填鸭式的“洗礼”与我们填鸭式的教学一样，并没有使新课程观念在我们身上得到转化。为此，我们产生了在研究中去体验的愿望。三是作为教师虽然都知道教育教学理论的重要，但是，在繁忙的教学中很少去学习教育教学理论，尤其是科学教育不被重视的今天。而课题研究给我们戴上了“紧箍咒”使得我们在自觉和不自觉中开始关注教育理论的学习。2探索时期课题立项前期我们带着“如何界定前概念”这个问题阅读了一些相关教育教学理论文献中，对什么是“前概念”有了初步了解，认为前概念是指小学生对尚未学习的科学概念的错误概念。随着调查工作的开展，在研究调查问卷中又遇到了问题，即对学生“前概念”的调查究竟是对学生学习状况的检测，还是了解学生对科学概念的初始想法，研究小组成员产生了分歧。这时我们学习了袁维新关于西方科学教学中概念转变学习理论的形成与发展、唐小俊科学教学中相异概念及其转变策略研究一文，在进一步的学习研讨中我们对“前概念”的界定有了进一步认识，大家一致认为将“前概念”表述为“前科学概念”更为确切，认为“前科学概念”应该是指学生对科学概念的原始认知或想法，这些“前科学概念”有的是错误的，有的是模糊认识，还有的是正确的。应该对“前科学概念”的水平进行划分。3提升时期虽然我们阅读了一些相关文献，但依然存在一些说不清道不明的问题。为此，我们向南师大博士何善亮老师进行请教，何善亮老师就我们在研究中遇到的问题，如对“前概念”众说纷纭的表述方式“教学前概念”(pre-instruction conception)“前概念”(pre conception)“直觉概念”(intuitive conception)、“迷思概念或错误概念”(misconception)、“儿童科学”(childrens conception)、“儿童朴素理论”(nave theory)、“相异框架”(alternative framework)等等进行了解读；对“概念”与“观念”的分析等一系列问题给予了解答，并结合我们在教学实践中的问题对建构主义学习理论、概念转变理论的渊源进行了分析，使我们豁然开朗。在进一步的学习研讨后，研究小组对北京师范大学生命科学学院李高峰、刘恩山所撰写的“前科学概念”的术语和定义的综述一文中对“前科学概念”的界定表示认同。回顾研究历程，我们体验到教师教学行为的转变如同学生“前科学概念”的转变，是一个需要亲历的过程，而不是一两填鸭式的“洗礼”所能实现的。（二）内化了“前科学概念”对探究式科学课堂教学作用的认识“前科学概念”是探究式科学教学中不可或缺的重要部分。学生是主动的学习者，在这个学习过程中学生对知识的建构是一个从“前科学概念”到“科学概念”的建构过程。与此同时，学生在独立、合作学习中，克服学习过程中的困难，逐渐调节自身的学习，逐渐意识到自身的思维过程和学习的策略与方法，成为一个具有终身学习能力的学习者。在其中，教师是学习过程的组织者和引导者，学习环境的提供者。在近三年的研究过程中，我们进一步提升了“前科学概念”对小学科学探究式课堂的有效性的认识：1面向每一个儿童，尊重儿童间的“前科学概念”水平的差异；在实施小学科学探究式教学中，我们发现老师们写在备课本上的教育理念，在实际课堂教学中常常得不到体现，而表现出以“教”替“学”的现象。通过教师间的相互研讨，老师感受到之所以走上讲台就变味的主要原因是缺乏对学生的了解，具体来说就是缺乏对学生前科学概念的认识，缺乏对学生思维发展的了解。由于缺乏对教育对象全面的了解，因此以“教”替“学”的现象也就不足为奇了。通过对学生前科学概念的认识，我们认为只有面向每一个儿童，尊重儿童间的“前科学概念”水平的差异，才能切身理解学生的思维发展的不均衡性，才能在有效的促进教师教学行为的转变。2为儿童终身的学习，更为儿童学会生活奠定基础；在应试教育为主流的今天，考试学科成为学校、家庭的宠儿，而一些小学科则成为装点学校门面的“蕾丝花边”。由于教育环境的影响，使得教师在应试的洪流中自然或不自然体现出以“教”替“学”的教学行为，忽视了教学的目的是为了儿童终身学习，为了儿童学会生活奠定基础，潜在的功利性导致教师教学行为背离了新课程倡导的教育理念。通过对前科学概念的研究，大量的数据以及调查中的一些现象触动了教师的思想，使他们不得不面对学生做出思考，探究式教学的有效性究竟体现在哪里？这种来自教师自身的需求的思考才能有效地触动教师教学行为的转变。3挖掘生活中的教育资源，从学生生活周围取材，创设“前科学概念”场景；在开展学生前科学概念调查中，我们发现学生前科学概念的形成主要来自生活经验。正如专家们所指出的，在教育研究和实践中，前科学概念指的是学习者拥有的与科学概念的涵义不相一致甚至相反的概念，是学习者形成某一科学概念之前所拥有的概念形态。按照前科学概念产生的时间，可将其分为原发性前科学概念（在进入正规的科学课堂之前所形成的前科学概念）和继发性前科学概念（是个体在教师的教授下开始学习科学之后所形成的前科学概念）；按其状态来分，可分为空壳概念（学习者知道某一概念的名称，但并不知道其内涵）、不完整概念（学习者把一个概念的某些特性忽略掉了，或者对一概念所包括的下位概念涵盖不全）、异质性概念（学习者将一概念的内涵增加，将某些特性强加于其中，导致其本质特征发生变化）、条件缺失概念（学习者对某一事物及其属性的判断，忽略了其存在的前提条件）、绝对化概念（忽略了特例和反例的科学命题，称为绝对化概念）。这些不同类别的前科学概念的产生都离不开学生的日常生活。因此，我们立足挖掘生活中的教育资源，从学生生活周围取材，创设“前科学概念”场景。4创造“概念转变”场景，引导儿童主动探究、亲历发现过程；波斯纳等人（posener et al，1982）在1982年提出了概念转变模型（conceptual change model,ccm），这个理论是建立在皮亚杰的认知建构主义理论基础上，参照（kuhn，1970）的科学史与科学哲学对知识的“范式更替”的观点提出来的。这一理论提出了概念转变的条件，即为了促使学生进行概念转变必须提供四个条件：（1）必须引发学习者对当前的概念产生不满。（2）必须使学习者意识到新概念的可理解性。（3）必须显示新概念的合理性。（4）必须使学习者意识到新概念的有效性。正如专家们所指出的，我们在开展学生前科学概念的调查中发现一些学生错误概念非常顽固，如“声音是由于物体间的碰撞而产生的”，分析其原因，我们发现学生这个错误概念的顽固性主要来自于生活经验，而促进其转变的有效方法是创造“概念转变”场景，引导儿童主动探究、亲历发现过程。而“探究”的脚手架必须从概念转变的四个条件思考，努力从教师的教学行为上体现出教师是儿童主动学习科学的支持者和引导者的探究式教学理念。5把科学教育与科技活动进行有机整合，为学生搭建展示平台。波斯纳等人认为影响学生学习还有其他更复杂的背景因素，他们把影响概念发展的个体的经验背景称为“概念生态”。认为概念生态为学生提供了一个概念转变的环境，在该环境中的各个因素都影响着学生概念转变的进行。提出概念生态包含的七个组成因子：（1）认识论信念。（2）原有知识。（3）学习的本质。（4）概念的本质。（5）问题解决得策略。（6）情意领域。（7）科学的本质。从概念生态包含的七个组成因子中我们理解科学教育不能只是单纯的课堂科学概念的教学，还应考虑其他形式的科学教育活动，以此，让学生的科学探究活动更为丰富，使得学生乐于探究。（三）掌握了有效证据1调查范围和对象范围：我们面向本区西片的迈皋桥小学、幕府山庄小学、八卦洲小学；中片区实验小学；东片炼油厂小学、花园小学、长江小学进行了调查。覆盖面达70%以上。对象：我们抽取了参与调查学校的三六年级学生中每个年级一个班，每个班20名（男、女各半）学生作为调查对象，共计23620人次。2调查了一般性科学概念我们依据小学科学课程标准对“物质世界”“生命世界”两大领域中的一般性科学概念进行的调查，所调查的科学概念共计47个，例如：物质世界：（1）关于声音的产生。37.5%的学生认为是摩擦引起了声音，25%的学生回答声音的原因是振动，25%的学生认为是碰撞。还有8.3%的学生回答是用力引起，4.2%学生认为是敲打引起。（2）关于杠杆平衡；100%的学生回答正确，因为这些学生已经学过了杠杆这课。（3）关于光源。35%的学生错误地认为月亮能发光，另有10%不知道月亮能否发光；45%的学生不知道金星能否发光，另有35%的学生认为金星能发光；15%的学生不知道人能否发光。（4）关于镜子的成像。有正确认识的有95人%；认识不正确的有5%。（5）关于热传递。10%的学生回答正确，40%的学生回答不知道，其他50%的学生回答提到因为有布包着锅。（6）关于水的水、冰、水蒸气的三态变化。认为水、冰、水蒸气三者，一样22%；不一样55%；不知道23%；有关系45%；不知道的有25%；表达不清楚的有30%。（7）关于空气有质量。83.3%的同学选择：a、空气没有重量；4.2%的同学选择：b、空气能装入塑料袋中，不能装入没有盖子的杯子中；12.5%的同学没有选择。生命世界：（1）关于呼吸的气体。15%的学生回答不知道；35%的学生回答完全正确；50%的学生回答不一样，但没有答出怎么不一样。（2）关于人体的呼吸器官。无人答对，35%的人回答不知道；65% 的人都画出了管子，其中40%的学生知道空气从鼻腔进入，其余25%的学生误认为空气主要从口腔进入，或者从喉咙进入。（3）关于肺。45%的学生没听过或不知道“肺活量”这个词；有25%的学生能解释正确的。其余的学生有的回答憋气，有的答“肺活动的力量”。（4）关于人耳的构造。37.5%的学生提到了耳膜和耳蜗，其他的学生没有提到任何器官；25%的学生画了通道，其中8%的学生提到了声音最后传送到脑，其余的学生只画了耳廓；还有17%的学生回答不知道。（5）关于植物的无性繁殖。63.2%的同学选择：根44.7%的同学选择：茎15.8%的同学选择：叶7.9%的同学选择：花2.6%的同学选择：或者用：花粉；97.4%的同学认为不只是种子繁殖。根据调查统计，我们发现儿童“前科学概念”现象是普遍存在的，而影响儿童“前科学概念”的主要因素有：a. 日常生活现象的影响。b. 认知能力水平的限制。c. 机械的学习方式。d. 生活经验的误解。我们还发现，在我们所调查的一般性科学概念中，我区儿童的“前科学概念”水平存在一定差异，主要表现在：a. 社区环境的差异。b. 家庭环境的差异 。c. 早期受教育的差异。（四）探索形成了有效策略1创设教学情景，引发认知冲突，激发学生的学习兴趣。“创设教学情景”这一策略在新课程改革前就有提出，但是，随着我们对学生前科学概念的认识的不断深入，对此策略的理解也有了进一步的提升。我们立足从学生的认知心理出发，瞄准使学生产生解决认知冲突获得心理平衡的动机为突破点创设情境。这就要求教师应该首先探知并充分利用学生的前科学概念，采取多种教学手段使前概念与科学概念之间产生类比，创设适当的教学情景，引发学生的认知冲突，从而激发起学生的学习兴趣，使学生积极主动的去解决这种冲突。（1）联系实际，引发认知冲突，促进概念转变。通过对学生前科学概念的调查与分析，我们发现日常生活是学生形成前科学概念的主要途径，因此，教师在搭建脚手架的过程中，应该更多的关注日常生活，让探究活动更加贴近生活，从生活中寻找产生认知冲突的契机，从而促进前概念的转变。（2）实验验证，引发认知冲突，促进概念转变。“实验验证”就是让事实来引发认知冲突，以影响学生。但是，在实际教学中常常呈现的状态只是走走形式而已，学生对实验活动期待的是“可以玩一玩了”而对于实验的目的的思考比较少，如学生改写实验前的预测等行为。我们发现由于教师不了解学生的前科学概念，而对实验的目的性产生了认识上的偏差。因此，如何提高实验的有效性成为教师思考的焦点。（3）提出质疑，引发认知冲突，促进概念转变。“质疑”是有效进行探究活动必不可少的，而抓中学生前科学概念，引导学生对实验、验证过程进行思考，以引发学生的认知冲突。例如，学生做出的预测中呈现的前科学概念与实验结果之间的矛盾等都是教师组织学生开展有效的质疑所必须的。这就要求教师倾听学生的讨论，及时抓住有效教育机制，促进概念转变。2围绕核心概念，搭建“脚手架”促进前概念的转变。建立核心概念是科学教学的目的之一。因此，教师首先要能掌握核心概念，才能引导学生的思维朝着核心概念发展。而掌握了核心概念还不够，还需要教师能巧妙的实施一些方法，为促进学生概念的转变搭建“脚手架”。（1）小组合作学习，促进生生互动。小组合作学习能有效地挖掘学生的前科学概念，而同伴之间的有效互动，更能激发学生的思考从而达到促进感念转变的目的。（2）提供有结构材料，促进思维发展。有结构的材料是开展探究式教学不可缺少的。那么，给学生提供哪些材料？这些材料之间有何关系？呈现材料的时机如何把握？等等都对促进前科学概念的转变有着非常重要的作用。（3）设计挑战性任务，促进探究欲望。学生有需求，才会形成学习动机。在实践中，我们发现设计一些有挑战性的任务能有效地激发学生好奇心，有利于学生在活动中树立自信心，主动寻求解决问题的方法，把学生置于矛盾冲突中，使学生主动的面对矛盾冲突。（五）教师研究成果论文获奖类时间题目作者学校作者姓名获奖级别等次2005促进观念转变 完善课堂教学功能栖进校省级一等奖2006小学科学学科发展性课堂教学评价初探栖进校省级一等奖2007小学科学观察教学的有效性研究栖进校市级一等奖2007形状对气流的影响南京外国语学校仙林分校省二等奖2007从“形似”走向“神似”南京外国语学校仙林分校市二等奖2005放飞思想翅膀 探索科学教学栖霞区江南小学省级二等奖2006重视探究过程 增强探究能力栖霞区江南小学省级二等奖2007关注学生的科学探究能力培养的途径栖霞区江南小学省级二等奖2008开放的科学教学栖霞区江南小学省级一等奖2006小议科学教学中如何提高探究效果幕府山庄小学省二等奖2007小议“做中学”课堂中培养孩子的问题意识幕府山庄小学市二等奖2005我在科学课中实施探究性学习的方法南京炼油厂小学区三等奖2006优化课堂教学结构培养学生学习兴趣南京炼油厂小学省三等奖2007学生前概念对建立科学概念的影响南京炼油厂小学市一等奖2008纠正小学生错误前概念建立科学概念的几点尝试南京炼油厂小学省三等奖2006学生前概念的调查方法与分析迈小市三等奖区二等奖2007小学生科学探究活动中有关物理知识前概念的研究迈小市三等奖2005培养小学生的科学素养方法浅谈幕府山庄小学区二等奖2005以心交心、以心教心幕府山庄小学省三等奖2008浅谈材料使用对学生概念转变的帮助幕府山庄小学区一等奖2008纠正学生错误前概念的有效措施尝试炼油厂小学中国教育教学研究会二等奖2008现代教学手段在小学科学教学中的运用炼油厂小学中国教育学会三等奖2008小学科学课程改革中的实践与体会炼油厂小学中国教育学会三等奖2007多媒体课件在小学科学课堂教学中呈现最佳时机的研究炼油厂小学南京市教育学会三等奖2006合理运用现代教学手段切实提高课堂教学效率炼油厂小学省教师培训中心二等奖2006让学生有兴趣地参加科学探究活动花园小学省三等奖论文发表类时间题目作者学校作者姓名发表刊物及刊期2007小学科学观察教学的有效性研究栖进校科学大众2007第11期2009在探究中精耕细作栖进校科学大众2009第4期赛课类时间课题执教者学校级别等第2007设计一只小船南京外国语学校仙林分校市一等奖2008搭三角形南京外国语学校仙林分校市一等奖2008物体的沉浮南京外国语学校仙林分校区二等奖2007简单电路幕府山庄小学市一等奖2007会动的玩具幕府山庄小学市二等奖2005研究磁铁南京炼油厂小学区一等奖2006摆南京炼油厂小学区一等奖2006研究摆南京炼油厂小学市一等奖2005声音的产生幕府山庄小学区一等奖2006力的运动幕府山庄小学区一等奖2008年简易日食和月食现象投影片炼油厂小学南京市二等奖2006年使用新教材优质课评比炼油厂小学栖霞区二等奖荣誉称号类时间姓名称号颁发单位2007优秀青少年科技辅导员金钥匙科技竞赛主委会2008栖霞区青年优秀教师区教育局2008青蓝工程区教育工会联合会2008优秀青少年科技辅导员省教育厅、科协2005省优秀青少年科技辅导员省教育厅、省科技厅、省科协2008区青年优秀教师区进修学校2008青蓝工程先进个人栖霞区教育工会联合会2006探索杯科学探究活动教师组一等奖栖霞区教育局等2008区“探索杯”优秀辅导教师区级2008优秀青少年科技辅导员教育厅，科协2009科创大赛二等奖市技装办公开课类时间讲座题目姓名范围人数2005凸透镜全市1302005小车的运动全区202006研究透镜全市692007空气的性质全市1002007动物怎样繁殖后代全区232008研究纸全市1002005我们吃什么全市1002005食物的营养全区682006拓展全区232008大脑全区122008声音是怎样产生的全区392005摩擦力全区182006排序全市1502006物体形状发生改变以后全区232006探测暗盒里的电路长三角地区2002007加热和冷却全