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小学科学实验教学中小组合作有效探究的策略研究结题报告沭阳县第二实验小学二0一二年十二月小学科学实验教学中小组合作有效探究的策略研究结题报告宿迁市沭阳县第二实验小学 课题组小学科学课程是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程，培养学生的科学素养就包括“培养儿童的合作意识与合作能力”。因此，小组合作学习是时代赋予科学教学活动的要求。环顾我们目前的科学课，虽然很多科学教师将小组合作学习的方式应用于课堂教学中，但是小组合作学习流于形式的较多，学生的主动探究意识及合作精神得不到很好的发挥，以致于小组合作学习效率低下。为了提高我校小学科学实验教学课堂教学的有效性，促进我校科学教师的专业发展，2009年9月，我校申报了江苏省中小学实验教学研究课题小学科学实验教学中小组合作有效探究的策略研究，并于同年的11月获得了立项。经过一年的前期准备，于2010年11月在省中小学实验教学研究中心的主持下进行了集体开题。从立项至今，该课题已历时三年，三年以来，在省中小学实验教学研究中心专家的引领下，我们课题组成员根据课题研究方案，扎扎实实地开展了一系列的研究活动，也取得了一些阶段性的成果。 一、课题的确立1.课题的提出：科学课实验教材是由一个个科学探究活动组成的,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。在科学实验课教学的过程中，几乎每一节课都需要开展小组合作学习，但在实际操作中,遇到了很多问题不能合作，教师宣布合作开始，但是小组成员，或者无所适从，或者争抢材料，乱哄哄，乱告状；不会合作，没有明确分工，不能取长补短，缺少互相帮助，小组长指挥不动，汇报员缺乏整体意识；不愿合作，好学生独霸一方，差学生无事可做，小组内互相批判，小组间互相攻击,甚至故意找茬,经常弄得课堂上乱糟糟的，因乱受批，因吵闹伤和气。这样，表面看一节课热热闹闹，实际上学生的有效探究不够，深度思考不足。而且，由于合作效益差，常常使教学目标难以完成，教师累，嗓子喊破，身心疲惫，学生却争吵一节少有收获。因此针对这种情况，将小学科学实验研究课型的研究与实施作为重点研究的课题 ，把这种课型研究透彻，找出这种课型的教学规律，设计出适合这种课型的教学行为，在实施过程中注重学生自主学习能力的培养，主动参与科学探究能力的培养，以此来提高学生的科学素养，同时提升教师的专业素养，充分发挥合作学习的优势，优化我们的科学课堂实验教学。2. 国内外研究现状、水平和发展趋势合作学习是20世纪70年代初兴起于美国，并在70年代中期至80年代中期取得实质性进展的一种富有创意和实效的教学理论与策略。由于它在改善课堂内的社会心理气氛，大面积提高学生的学业成绩，促进学生形成良好的非认知品质等方面实效显著，很快引起了世界各国的关注，自20世纪90年代以来，我国部分地区引进了美国的合作学习，并进行了初步的尝试与研究。“九五”期间，国内不少相关课题对合作学习都做了大量的研究，取得了不少的研究成果。北京师范大学博士生导师裴娣娜教授关于发展性教学与学生主体性发展的研究认为：学生的主动参与、师生间及学生间的合作学习关系、学生间的差异、学生体验成功的心情都能促进学生的主体性发展；山东省教育科学研究所王坦教授的专著合作学习的基本理论与实践研究中分析了合作学习的一些基本理论，并提出一些可操作的合作学习模式。虽然，合作学习在国外已有着几十年开发与研究的历史，但在我国仍属新生事物。能否有效地在我国实施合作学习，关键在于我们是否能科学地理解合作学习的基本内涵，把握它的精神实质。二、课题的界定小组合作学习：是指两个或两个以上的学生群体，为了达到共同的目的而在行动上相互配合的过程。：教师以学生学习小组为重要的教学组织手段，通过指导小组成员展开合作，发挥群体的积极功能，提高个体的学习动力和能力，达到完成特定的教学任务的目的。有效探究：是指通过探究活动学生获得的具体的进步或发展。首先，发展就其内涵而言，指的是知识、技能，过程、方法与情感、态度、价值观三者（三维目标）的协调发展。通俗地说探究的有效性是通过探究活动，使学生在活动中有收获，有提高，有进步。具体表现在：学生在认知上，从不懂到懂，从少知到多知，从不会到会；在情感上，从不喜欢到喜欢，从不热爱到热爱，从不感兴趣到感兴趣。而对于“科学探究的有效性有哪些标准？是否有公认的标准”问题，一些专家认为有效性特征可以列举很多，但在做中学中，最核心的一点是看学生是否愿意做、主动做以及怎么做、会不会做。策略研究：指在教学过程中，首先应在合理分析每个学生的语言、逻辑、运觉、节奏、交际、自省等多元智能的基础上充分备课，形成有效教学的准备策略。其次应在以创新为目标，以问题为中心，以自主探究为基调，科学选择教学内容，设计教学过程，形成有效教学的实施策略。最后应围绕学生的多元智能的发展进行多元化教学评价，形成有效教学的评价策略，事实上有效教学就是学生多元智能得到有效发展的教学。小学科学实验教学中小组合作有效探究的策略研究：在小学科学实验教学的小组活动中实施一系列的教学方法，优化我们的科学课堂实验教学。三、课题的研究目标本课题以研究“小学科学实验教学中小组合作有效探究的策略”为目标，以提升实验学校学生的科学素养为宗旨，以促进全校的小学科学教育水平为己任。其具体目标为： 1实现有效探究在学生的科学探究活动中，学生情绪亢奋，但要活而不乱；学生探究时空大了，但要围绕预期目的；学生人人开展探究和亲身体验，但要学会假设、取证；要开展以探究发现为宗旨开展开放性教育活动，实验要有计划，观察要到位，并学会表达和倾听，最终实现有效探究，达到预期目的。2培养科学素养 学生通过亲历科学探究的学习活动，获得亲身体验，产生积极情感，提高发现问题和解决问题的能力，并在学习中学会合作与分享，养成科学态度、科学精神和对社会的责任心。3初步形成小学科学实验教学中小组合作有效探究的策略 通过课题研究，初步形成在小学科学教学中教材处理、目标设定、过程建构、材料准备、组织教学、方法指导等方面促进学生有效探究的策略，构建出小学科学实验课中开展小组合作式学习的教学模式，提高课堂教学效率和学习效果，推进课程改革。三、课题的研究内容1整合适合开展科学实验小组合作学习的探究内容教师对合作学习内容的把握上存在一些问题，有的内容过于浅显，有的内容没有探究的价值，这样的合作只能让学生失去合作的兴趣，成为无意义的合作。因此，教师要针对教材内容，精心选择或设计适合小组合作探究的内容。学生感兴趣的探究内容具有一定难度的探究内容拓展性的探究内容2建立合理的科学实验合作学习小组，实现有效的科学实验小组合作学习目前不少的小学科学实验教学中的合作学习，在考虑小组成员的性格特点、学习能力、合作意识等因素方面，具有很大的随意性。要实现有效的小组合作学习，就需要将班级的学生按照学习水平、能力倾向、个性特征、性别及社会家庭背景等方面的差异组成若干个异质学习小组。每个小组成员都有具体的分工，但角色应该经常轮换，让小组成员有机会担任不同的角色，以此来增强合作意识和责任感，并逐步形成一个有战斗力的群体。3构建科学实验教学中小组合作学习的教学模式确定合作探究内容 ，组建合作学习小组 ，开展合作学习活动 ，交流探究结果。实验教师在实验过程中，可以结合不同的学习内容，构建出更合理、实用的教学模式。四、课题的研究过程 (一)提高课堂教学有效性研究的过程1问卷调查，把握现状。通过对学生、家长、教师的问卷调查等形式，对科学课堂教学有效性的现状、策略使用情况、教师及学生相关素质及其它制约因素情况作详细调查，积累调查信息，调查学生学习的素质状况。发现问题，确定操作变量，制定实验方案。学生因素分析：（1）个体差异过大。合作学习的过程，是学生的知识、经验、情感态度等在原有积累的基础上，相互促进、相互影响的过程。由于学生个体的知识、经验的基础不同，必然造成小组成员在研究中的地位不同。如在一个小组里面，有的学生知识面比较广、学习能力、动手能力都比较强，而又有的学生学习能力、动手能力相对弱势，当这种能力差异比较大时，所呈现出来的小组合作学习就变成了能力强的学生的“天下”，能力弱的学生就变成了“旁观者”。久而久之，小组成员参与合作的程度就会受到影响。知识积累少、实践能力低的学生在合作中的地位，就会退为合作学习的“边缘人”、从“旁观者”成为“无关者”。（2）缺乏合作的意识。小组合作学习本来是通过小组内的几个成员分工合作，共同努力来完成一项学习任务的。它要求小组内的成员既要努力做好自己份内的事，又要通力合作，共同完成学习任务。而做好自己份内事的目的就是合作，也是合作的基础。但是在合作学习中，有些学生认识不到这一点，只顾做好自己的事，而不懂合作，甚至不愿合作，各做各的，各说各的，这样根本就不能完成共同的学习任务。这样的小组合作学习也只是一个形式，根本不叫合作学习。(3)缺少参与的热情。在科学课堂上基本都是按照座位4人或6人进行自然分组，有的学生由于存在对合作者有看法，也直接影响了他们参与合作学习的热情；或者又由于对研究的问题本身不感兴趣，也是造成他们参与热情不高的原因。就自然分组这一成因，我在课堂上，尝试让学生们自主分组，结果学生的合作热情、参与程度就有所提高。就研究问题不感兴趣这一成因，这设计小组合作学习的内容时，教师一定要预先做好预测，根据学生的学习点设计好合作内容，从学生的兴趣出发，自然学生的参与程度就会有显著提高。（4）不够专心，易受干扰。仔细观察一下平时的小组合作学习，我们会发现有些学生不够专心，精力不集中，自制力不强，易受干扰，从而影响了合作学习的效果。如教具、学具的制作好坏，问题的多向性，学生之间的无关话题等等，对学生的学习活动都有影响。教师因素分析：（1）不适宜的合作时机。在新课程的课堂教学中，教师为了追求学习方式的多样化，不根据教学内容的特点和学生实际盲目地采用小组合作学习方式，如：在教学内容过易或过难的地方设计小组讨论，在适合于学生自主探索或动手实践的地方安排小组交流，在适合于全班教学或教师引导的地方组织小组探究，在一节课中安排了多次小组合作学习等。由于这些不当的设计环节，导致小组合作学习收效甚微。（2）缺乏有效的合作任务。教师在设计教学内容的时候，对教学资源、学生兴趣、学生个体差异等方面有没有进行考量，进而合理、有效地设计小组合作学习的任务，是学生顺利开展小组合作学习的前提。任务过难或过易、实验材料的准备是否充分、学习资源具备不具备、学习内容不吸引学生，都容易造成学生在合作学习中缺乏参与热情，导致任务的过于容易完成或根本完成不了而使学生没有积极性。（3）缺少科学的小组分工。在日常的课堂教学中，最常见的小组合作学习形式是按前后座位自然分成四人小组或六人小组，座位的编排往往又是按学生的高矮次序和男女生搭配而成的。这样分组虽然在开展小组活动时简便易行，但是忽略了人员搭配的合理化和科学化，不利于让不同特质、不同层次的学生进行优化组合、优势互补、相互促进。（4）欠缺科学的评价方法。教师的评价往往对学生参与小组合作产生影响。对于小组合作学习的情况，教师的评价主要问题表现在：一是偏重于对学生个体的评价，就代表发言的同学给予了评价而忽略了小组集体的评价；二是偏重于对小组合作学习结果的评价，忽略了对学习过程与方法的评价。教师很少对学生的学习态度、学习习惯、参与程度以及创新意识、实践能力进行评价，特别是很少关注那些平时性格内向、少言寡语的学生。这种不公正、不全面的评价极易挫伤学生参与合作学习的积极性、主动性，更不可能很好地发挥“评价促进发展”的功能。2实践体验，转变观念。科学课程标准的理念是 “以人为本”，这就决定了科学教学的目标指向：适应并促进人的发展。因此，科学教师应以学习者的角色去体验科学学习，从学习者的立场来发现问题、反思问题，进而引发学生 “学会向科学知识提问” 、“学会向科学问题解决提问”。只有这样，教师才能找到最佳的教学方案，从而达到事半功倍的教学效果。 (二)提高课堂教学小组合作有效性的实施策略研究表明，在科学教学中，学生主动参与到教学过程之中时，他们的学习会更有效率，收获更多。1整合适合开展小组合作学习的探究内容教师对合作学习内容的把握上存在一些问题，有的内容过于浅显，有的内容没有探究的价值，这样的合作只能让学生失去合作的兴趣，成为无意义的合作。因此，教师要针对教材内容，精心选择或设计适合小组合作探究的内容。(1)整合适合开展科学实验课中小组合作学习的教学内容(2)探索建立合理的科学实验课中合作学习小组的方法和策略(3)构建科学实验课中小组合作学习的教学模式2建立合理的合作学习小组，实现有效的小组合作学习目前，不少的合作学习在考虑小组成员的性格特点、学习能力、合作意识等因素方面，具有很大的随意性。要实现有效的小组合作学习，就需要将班级的学生按照学习水平、能力倾向、个性特征、性别及社会家庭背景等方面的差异组成若干个异质学习小组。每个小组成员都有具体的分工，但角色应该经常轮换，让小组成员有机会担任不同的角色，以此来增强合作意识和责任感，并逐步形成一个有战斗力的群体。实施小组合作学习时，小组成员在完成小组任务的过程中相互沟通、相互合作是小组合作学习的关键。要实施小组合作学习，教师就要对每个学生的素质进行分析研究，掌握各学生的特性，分组时要考虑每个组成员的组织能力、自学能力和分析问题解决问题的能力等方面的问题，要考虑各学生的层次性。教师要使每个学生认识合作学习的重要性，使他们体验到通过合作学习可以解决很多自己解决不了的问题，合作学习可以提高每个人的能力，能使大家友好相处，从而对小组合作学习产生认同感。3灵活运用各种教学策略，获得最佳的学习效果（1）选择感兴趣问题合作学习兴趣是最好的老师，在发现问题的过程中，大家提出的问题不尽相同，我们让志趣相投的同学重新组合，选择最感兴趣的问题共同讨论，共同研究，以集体的智慧攻克难关。推选自己信得过人担任组织工作，合理分工，高效率的开展工作。以我最近上的维护生平态平衡为例，就其中关于“沙尘暴”的内容，学生担出多个问题，以学生的年龄特征，现有的时间和精力，让他们短时间内承提多个问题的研究，完成的质量可能不佳。与其让学生花很多时间打数口无水的浅井，不如让他们用同样多的时间挖一口井。学生在选择了课题后，几个有着共同兴趣的孩子聚在一起时，心中涌动的情感想必非同一般，中国有句古话，英雄惜英雄，在此时他们可能颇有感受。为了共同的目标，共同的荣誉，学习的责任感同时得到加强，研究更加投入。（2）灵活运用多媒体进行教学利用Internet开发教学资源的教学，可使网络进入了课堂，突破了狭小的教室空间，极大丰富了教材内容，让学生了解到多姿多彩的大自然、社会生活中的现代科技新成果、漫长的科学发展史等知识，拓宽了学生的科普视野，激发了学生的学习兴趣，满足了学生对探究科学奥秘的渴望与追求。如在四年级上册怎样搭配食物一课中，可以先将与科学搭配食物相关的图片、录相、录音、教学课件、教学软件、参考文献，以及网站、网页保存在自己备课收藏夹中，根据上课的内容提供给学生相关的网站网页，然后将学生分成若干个小组，指导他们登陆相关网站，进行在线收集资料，大量的资料丰富了课堂教学内容，学生再将这些信息整理、筛选、归纳，得出科学搭配食物的规律性知识。这样充分利用信息技术既让学生收集到许多有用的信息，更重要的是锻炼了学生的动手能力和自学能力。在老师的指引下，学生们能根据自己的兴趣和能力选择内容进行自主学习和探索，学生不再是单纯地被动地接受知识，而成为信息加工、处理的主体，成为知识的主动构建者，这一点是传统课堂所难以实现的。（3）让多种策略共同走进课堂科学课上让师生意料之外的事常会发生，这些都是课堂教学失控的导火线。对于科学课堂偶发事件，教师应巧妙地化解，可以采取“宽容的策略、转换的策略、幽默的策略、诱导的策略、暗示的策略，冷却的策略、糊涂的策略”等。我们要充分利用评价的激励和导向功能，及时的对学生的课堂表现进行评价，让评价成为促进学生发展的工具。如夸张评价法“这个同学很认真倾听别人的发言，要是针掉在地上，他也能听出来”；赞美评价法“这个同学的想法与众不同，请大家给予掌声鼓励”；榜样评价法“这一组的同学讨论得很热烈，合作得真好，希望其他组同学也能像他们那样”；假设评价法“如果你在这个地方改一下，那就全对了！你能自己改正吗”等等，使学生在老师的赞赏中领略到成功的自豪感。（三）构建小组合作学习的教学模式学生提出科学问题，教师引导学生确定合适的探究内容确定合作探究内容 教师根据学生的基本情况,组建学习小组学生按对探究内容的兴趣,组建学习小组组组建合作学习小组建合作学习小组 学生开展合作学习，教师进行指导开展合作学习活动各组汇报员对本组的探究成果进行汇报交流教师在实验过程中可以结合不同的学习内容、构建出更合理的教学模式。 交流探究结果 （四）营造和谐的氛围，调控学生的探究热情科学课很少存在课堂气氛不够活跃的问题，学生很容易处于兴奋，因为对动手实验很感兴趣，往往课堂气氛太过活跃，活动多、器材多、纪律就显得差，给人的感觉就是课堂有点“乱”。为此，教师可以改变一下教学思路，为学生营造和谐的氛围，建构和谐、有序的课堂，适当调控学生的探热情。1. 增强互动课堂教学设计科学教学应以探究为核心，利用儿童生活中的所见所闻和熟悉的物品、周围的环境、实验仪器、电教媒体材料等，容易激发学生高涨的情绪参与到学习中，并能引导学生收集各种信息资料，带到课堂上来，使课堂上的每个人都作为信息源，让学生在充斥信息的环境中接受多方刺激、发生互动，真正达到主动参与课堂教学。2.有顺序地呈现实验材料教学中学生实验材料的呈现，对一节课中的学生纪律调控有着至关重要的作用。如果材料的呈现及时、到位，学生学习与实验的兴趣高，反之就会分散学生学习的注意力，削弱学生学习兴趣。为了不让学生随意玩器材，可以依次呈现材料，如把材料装在信封中，一个活动一个信封，完成一个便收好一个。同样也可以直截了当地指着桌子上的器材，问：“这么多材料，你可以怎样研究？”这样学生的好奇心也得到了满足。3. 有效地对学生进行调控在学生分小组进行学习讨论或分组实验时当各小组的学习进程出现了差异，如讨论内容离题或实验操作不同步时，尽管学生讨论很投入，气氛很热烈，发现并提出了许多问题，这是教师要从学生的角度出发，考虑学生在做什么，他们的学习进行得怎么样了，他们需要什么，应该怎样引导他们，帮助他们，老师要及时把关注的焦点转移到学生身上，参与各小组的讨论，了解他们的认知情况，对小组的活动进行宏观调控等。六、课题研究成果与分析通过这三年的课题研究，取得了一定的成果。1.学生的科学素养得到了提高（1）激发了学生的探究兴趣“内容合作交流”充分体现了以学生为主体，教师为主导的课堂教学原则。在教学中，学生在积极主动参与探究的过程中获得知识，增强了能力。学生在学习中获得的一次次的成功，使他们兴高采烈，而这反过来又更激发了他们探究的兴趣，“要我学”的被动状态得到了根本的改变。（2）提高了学生各方面的能力随着课题研究的不断深入，实验班与对比班各方面的差异日趋明显。实验班学生发现问题提出问题的能力、设计实验的能力、实验操作能力、收集和整理实验现象的能力都明显高于对比班学生。（3）学生团队精神与合作探究能力得到提高现代社会科技迅猛发展，它要求人们进行激烈竞争的同时，更需要人们进行广泛的合作。“内容合作交流”提倡的学习方式，正是为了让孩子们将来适应合作社会。“内容合作交流”教学方式中，小组的预期目标已经成为小组成员的共同追求，小组成员不仅要努力达到个人的目标，更要达到小组的目标。因此，小组成员之间必须相互了解，彼此信任，互相交流、帮助和支持，建立起一种融洽、友爱的伙伴关系。许多学生在与同伴的交往活动中，学会了如何有效地表达自己的观点，认真地倾听他人的意见，吸收同伴的智慧。团结、合作、互相尊重的优良风气的逐步形成，有力地促进了学生科学素养和科学品质的形成和提高。2课堂效率得到提高小组合作探究避免了集体教学中相当一部分学生因得不到充分参与的机会处于“旁听”的现象，为各个不同层次学生参与学习活动提供了机会，创造了条件。在学习小组中，每一位成员都能自由地表达自己的意见。这种信息的多向交流能促进智力的发展，调动学生主动参与学习活动的欲望，使学习成为学生自身的需要，教学质量相应也得到了提高。3教师的教学、教研能力得到了提高通过这三年的课题研究，逐步树立起新的教育理念，更新了教学方法。教学能力有了不同程度的提高，有多位科学教师在市、县科学优课评选中获奖，在市、县级的科学研讨课中的上课评课与交流活动，撰写的科学论文有多篇在省级刊物上发表或获奖，指导的学生在科学大众杂志上发表和在省级比赛中获奖。4成果一览表：论 文名 称姓名期刊名称、颁奖单位时间获奖情况声音的产生教学预案宋营弟新课程教学案例09年3月 让科学课的生活气息更浓宋营弟科学课09年9月让学生做实验学习的主人宋营弟人教网10年4月让小组合作“活”而“有效”宋营弟长三角教育10年8月做一个生态瓶教学案例宋营弟科学课10年12月让科学课中小组合作更有效宋营弟省教科院11年4月二在小学科学探究中提高学生意识宋营弟省教科院11年4月一让小组合作“活”而“有效”宋营弟省教研室10年2月二利用网络资源开展科学探究宋营弟市人民政府10年12月三和小诺贝尔一起成长宋营弟科学大众11年12月小学科学教学中学生主体意识培养仲子娜省教科院11年4月优秀培养学生的观察能力仲子娜省教研室10年2月三探究式学习搭建小学科学教育舞台邵建荣省教科院11年4月优秀在小学科学课中渗透有效探究性学习万 婧省教科院11年4月优秀小学科学教学学生逻辑思维能力培养梁长周省教科院11年4月优秀小学生科学实验中记录纸的使用赵爱清省电教中心11年5月一小学科学课小组合作宋营弟省科学教育研究所12年5月二优课、讲座、获奖姓名级别时间奖次小学科学青年教师优课仲子娜县级09年7月一开设科学示范课仲子娜县级09年12月小学科学研讨课评课宋营弟县级09年12月市信息技术学科应用梁长周市级09年12月一市课题专家组成员宋营弟市级09年12月科学教师专业竞赛仲子娜县级10年8月二小学科学实验教学课评选委员宋营弟市级10年10月主持市个人课题结题宋营弟市级10年11月让小组合作“活”而“有效”宋营弟市级11年5月市科学网络教研比赛宋营弟、梁长周市级11年5一小学科学优课宋营弟市级11年10月一市电子白板科学优课孙园园市级11年11月二科学技术实验技能比赛仲子娜县级11年11月一市教师网络团队科学教研比赛宋营弟市级12年1月一市教师网络团队科学教研比赛梁长周市级12年1月一市多媒体教学软件比赛课例宋营弟市级12年1月