农村初中科学课程开放作业设计的实践和研究.doc

农村初中科学课程开放性作业设计的实践和研究摘要与说明：该课题为2004年浙江省教育科学规划年度研究课题农村初中各学科开放性作业的系列设计与研究（编号：SC132）的科学子课题。本文对农村初中如何开展科学课程的开放性作业的设计进行了一定的实践和研究，主要从开放性作业与几个教学因素的关系、科学课程开放性的设计思路和方向、开放性作业如何布置、作业成果如何体现，实践研究过程中的一些难点进行了阐述和探讨。关键词：初中科学 开放性作业一、问题的提出作为科学课程的学习主体的初中学生，对于纷繁复杂的科学世界，光有书本上的知识和情景是远远不够的，必须置身于广阔的生活环境之中，多联系生产实践，从家庭、社会、大自然以及现代化的网络和各种现代的学习媒体中开放性地进行学习，从课内延伸到课外，从单向延伸到多向进行学习和成长，这样更有利于学生的全面发展，创造性地发展及知识的体系性地发展。 初中新课程的目标归纳起来有四个方面的基本要求：即知识、能力、方法和情感。如何真正实现这四个方面的要求，开放性作业是一个很好的途径。我们教师要设计好科学课程的开放性作业，才能更好地落实新科学课程的核心问题探究，才能把课堂教学和课外教学有机地联结起来，才能推动学生在无形之中，对科学的学习产生进一步的学习激情和兴趣。，才能有利于发展和提高学生的自身科学素质，使学生不断地体会科学和创新之间的深刻内涵。虽然现在有许多学校和教师也进行了开放性作业设计的实践和研究，但是每一所学校所处的环境不同，所面对的学生不同，每所学校或每个教师对开放性作业的研究侧面也有所不同，我校就以一所农村初中及学生和新课程为对象，从自己的侧面对开放性作业的设计进行了再一次的实践和研究。二、设计科学开放性作业应该处理好的几个关系：开放性作业与教学目标的关系：开放性作业不能脱离学生现在的学习内容，要紧扣教学内容，但又不能局限于教材。要以科学教材的标准为基础，通过形式的变换，方法的变化对所学内容进行延伸和拓展。教师在设计开放性作业时应考虑到学生就近所学习的科学内容或科学方法，让学生在作业过程中体会所学科学知识的价值。开放性作业与学生现有能力的关系：在设计开放性作业时，我们要考虑到学生的现有知识水平和能力水平。开放性作业同样有一个度和量的问题，在开始阶段，很多老师对这个问题很难把握。笔者在实践中体会到：初中生的思维能力应不大于两个转折（不能转两个以上的弯），一个开放性作业中尽量不要超过两种现学的科学方法，所用的知识不要超过两个以上科学原理的综合。当然，初一和初三学生的能力差别是较大的，可以有所区别。开放性作业与当时当地的社会实情的关系：每个地区的实际情况是不相同的，我校的学生来自全市不同的小镇和农村，不同的乡镇有不同的工农业发展现况；不同的时间，不同的季节，会有不同的自然现象。不同的学生有不同的家庭情况，有些家长在化工厂，有些家长在电力部门，有些家长是各种专业户等。科学教师要善于挖掘相关的各种素材，以供我们进行开放生作业的设计，拓展我们的视野，从生活生产实践中的来的作业更能够激起学生的学习兴趣，同时社会的教学资源也能够得到充分的利用。从学生角度来看，也有一定的感性认识，有些作业的材料也容易得到，实施开放性作业也更容易进行。开放性作业与学生的学习情感的关系：学习情感是新课程标准所强调的四大教学目标之一。每一个老师都有深该的体会，学生的学习情感对学习的效果影响是很大的，是非智力因素中的重要组成部分。学生在体验开放性作业的过程中，要让他们充分体会科学的价值，学习的价值，做人的价值，培养他们的社会责任感，进一步培养学生的良好的科学素养。笔者在教学中有过这样一个体会：先问同学有几个人长大以后想当农民的？同学们大都沉默。布置开放性作业：要求同学业余去参观乾潭生态农业示范园（省重点科技项目，老总为浙江大学博士生）和某同学家的大型养殖场，听取介绍，回校交流。同学们懂得什么是现代的农民而非传统的“脸朝黄土背朝天”的农民，要做一个现代型的农民不是你想做就能做的，而需要丰富的科学知识才能“经营”好农业这门大的科学。然后我问：有几位同学愿意成为现代型农民的？这时有二十多位同学举起了手。因此开放型作业必须与学习情感相结合，除了要有科学知识目标、科学方法目标、能力目标外要有一个明确的情感目标。三、开放性作业设计的思路和方向在教研组的活动中对作业的分类进行了多次的讨论，开放性的作业很难用一个完整的体系进行科学的分类，基本形式有如下的几类：1实验型的开放性作业：课本中的好多拓展知识可以放到课外去自己进行，将课堂的学习延伸到课外。利用学生易找的材料自己动手做实验，如厨房化学。或者教师提供部分简单的材料让学生进行一些拓展的实验，这些实验在初中科学的物理、化学、生物等验证性的和应用性的实验有许多可以挖掘和深化的。有些是不适合课堂做却时常适合学生课外自己去做的，如解剖并观察一只鸡或鸭等。利用家里现成的东西做实验。如利用家里的电表和某种家电、时钟测量某家电的功率。利用玻璃杯、筷子、碗、激光小手电等做一些光学实验等。笔者在关于声音的三要素内容的教学时，讲到了音调的高低是由频率决定的，进一步引导物体的振动频率可能与哪些因素有关？让学生回家自己做实验，有些学生是用不同水量的碗来探究，有些学生用拉到不同长度的橡皮筋来探究，有些学生还用家里的乐器来探究，体会深刻。2制作型的开放性作业：国外的小学生的手工课可以制作出一个实用的小方凳，而我们所面临的初中学生在动手能力方面却普遍缺少训练。初中学生的实际动手操作能力的培养是每一个教师应该重视的。我们在课题研究中利用所学的科学原理进行一些科学小制作尝试，得到了许多体会。如学习了简单电路后，让学生自己找材料制作一个小手电；学习了光学基础知识后，让学生制作潜望镜、望远镜，甚至可以小组合作利用许多小方镜（玻璃店废料）制作一个较大的太阳灶；学习了家庭电路以后可以制作一个简单的双控开关，声控电路等，看谁的选材好，做工精细，结构合理等。有一个重要的体会是可乐瓶和易拉罐在科学小制作中是有很大用途的，取材方便，成本又低，是挖掘制作型开放性作业的重要材料。3探究型的开放性作业：科学教材上好多知识点是前人总结出来的，一个知识小点组合起来的，如果我们把其中的一个条件适当地改变，往往会出现另一现象，我们可以引导学生去进行这方面的探究。例如：CO2的制取是个重点又是难点，可以在课堂中或课后让学生完成如下开放性作业。 为什么要选用盐酸而不能选用硫酸？因为石灰石与盐酸反应产生的CaCl2易溶于水，而石灰石与硫酸反应产生的CaSO4微溶于水，很快在石灰石表面形成保护膜，阻止了硫酸与石灰石的进一步反应。实验演示证明只有开始时有零星的几个小气泡，而后便不再反应。盐酸的浓度是大一些好还是稀一点好？盐酸浓度太大，易产生酸雾，浓度太低，原料不够一会儿就反应完。为什么要选用块状的石灰石而不选用粉末状的纯碱？反应太快，来不及收集。为什么用粉末状的纯碱与盐酸反应速度会太快？粉末状纯碱与盐酸液体接触充分。如果把石灰石研成粉末状,是否可以加快反应速度? 实验证明可行。纯碱与盐酸反应速度太快,有什么用途吗？酸碱式灭火器。如果实验室只有盐酸和纯碱，要制取并收集少量CO2有什么办法？改进装置，将长颈漏斗换成分液漏斗，用以控制酸液的加入速度。本实验可让学生直接参与设计和讨论，通过这个探索过程，学生对反应的原理及其中的科学思想有了透彻掌握，同时告诉学生，发明创造和科学创新就在一个个不断提出的问题和解决过程之中。4社会调查型的开放性作业：这种开放型的作业是能够培养学生的多方面的能力，比如数学统计知识的应用，科学和社会的联系，人与人的关系处理，社会责任感的培养等。笔者就曾指导学生作过口香糖与环境的调查报告。学生通过调查，实验，总结等几个环节，最后写出了一遍4000多字的结构完整的内容比较全面的调查报告。同样我们可以让学生调查塑料袋与我们的生活及环保方面的调查报告。以村里的人口情况的为内容进行调查，可以从出生率、死亡率、人的平均寿命与生活条件医疗条件的关系、家庭人口数与人均生活水平的关系等多方面入手，要做好这方面的开放性作业，让学生学习调查的常模如何设立，每项常模的制定目的，从哪些角度去调查，怎么调查，怎么整理和分析调查数据等。5科学写作型的开放性作业：这里主要指的是引导学生学习科技小论文、科技说明文、调查报告、科学小研究的研究报告、实验报告等文本的写作学习。科学技术的进步关键不但要善于发现，还要善于总结。在课题研究中发现：初中学生在老师的指导下是可以写出一定质量的科技小文章的，而学生缺少的也就是教师的细心指导。比如一篇介绍某种动物或植物的说明文，如果不作指导，学生无从下手，这时我们可以引导他们从生物的外部特征、内部结构、生活习性、繁殖规律以及他们与其它生物之间的关系、与我们人类的关系等几个方面着手，分几个小标题，分块说明，一篇完整的说明文就不难完成。6阅读型的开放性作业：包括文字读物、音像读物等。指导学生阅读科学发展史，物理发展史，化学发展史，科学家的传记等方面的书籍，拓展知识面，并可以写读书体会加深对科学的理解。少儿百科全书、祖国上下五千年、我们爱科学、十万个为什么等都是很好的书籍，还有观看天下、探索奥秘、人与自然、动物世界等电视科普节目也能开阔学生的科学视野。让学生到“大课本”中去获取知识，提高科学素养。学习了生态系统相关知识以后，再去看人与自然节目，感觉就是不一样。7竞赛型的开放性作业：通过各种科学制作的竞赛。如制作各种航模比赛，科学知识应用的比赛，科学征文比赛，实验操作的竞赛小动植物培养的竞赛等，我们都可以选择。8观察型的开放性作业：通过观察来完成的作业，如种子的萌发过程，一般来说整个过程要十天半月，在教室里根本无法实施，这就可以让学生在家里做，每天测量根的长度，每天的种子平均质量有什么变化，并画出以时间为横坐标，以质量或根的长度为纵坐标的曲线，学习用图表来说明问题。又例：定量观察某一天气温变化，每一时段测一次并记录数据同样可以用图表来说明问题。科学课程从小学到初中的一个重要变化是很多东西要求从定性转到定量，要求更高一层。也可用观察日记的形式，竺可桢的物候学、国内外的许多教育学家的成长日记就是这样写出来的。9查阅型的开放性作业：可以利用工具书，科技书，及网络，多媒体等对科学知识的某一点开放型作业进行深化，延伸。通过这类开放型作业，让学生学会查找资料，有哪些书可以查，到哪里查，有哪些相关网站，怎么尽快地查。教师要引导学生去认识，去熟悉。科学发展到现在，还有大量前人总结出来的经验和知识有待于我们去转化为生产力。从发现科学现象并总结科学知识固然很重要，把现有的科学知识转化为生产力更能体现人类社会的进步。10发散思维型的开放性作业：指一题多解，自圆其说的习题。大的可以到课外完成，小的可以课内或习题中渗透。如给学生一些实验器材，让学生自行设计目标、原理、方法来验证某一科学原理。一种现象也可以是从各个不同的侧面，用不同的科学原理来说明的，如分析老虎钳的结构特点，可以用哪些所学的科学原理或知识来解释说明。还有自己发现问题自己去探究解释，如笔者的某学生在解剖家禽时就发现的其胃内膜的瓦楞形和胃内的小石子，并对其进行了分析和研究，合理地解释了它们结构与功能的关系。要完成某项探究实验，要设计几种对比方案等。四、开放性作业的布置形式和方法：在设计和布置开放性作业时，不同的开放性作业可以不同的布置方法，从学生主体角度来看可以用以下的方法进行实施：统一布置的开放性作业：这种作业一般要求作业量相对要小，能在较短的时间内完成，像有些是在课堂内就能完成的，或都在课外比较容易完成的，不需要做大量的辅助性准备工作的。分层布置的开放性作业：一个班级的学生知识水平和能力水平及家长的重视程度总是参差不齐的。有些学生思维敏捷，有些学生动手能力很强，有些学生对开放性作业兴趣极高有些则不愿意动手；有些学生的家长积极配合协助有些家长不闻不问；分组布置的开放性作业：有些作业一个学生不一定能完成的，可能分小组布置，分工协作。如调查作业，可以一个人调查某一方面，然后汇总。一篇生物的科学小论文可以一个人写一个方面，你写生活习性、我写生理结构、他写该生物与人类的关系，然后另一人统稿。另外从完成作业的时间上看，可以说是一个开放型作业的周期，可以是课内完成的，当天课外完成的，一周内利用周末完成的，利用长假期来进行的等等。五、开放性作业的成果展示开放性作业的成果展示可以分两个部分，一是学生方面，体现在学生的学习成果展示，二是教师方面，教师研究成果的体现。1开放型作业的学生方面的成果展示：可采用普通的批阅法，这种方法适用于统一布置的较易完成的开放性作业，学生完成作业以后，教师可以用批作业一样，进行评价并提出进一步的作业。这是传统作业与开放性作业的结合应用，优点是教师的效率高，短时间内可以批阅大量的开放性作业。讨论会交流 这也是新课程标准所提倡的小组学习、共同探究的新理念。开放性作业体现在开放两个字上，学生的作业成果或结论或许会多种多样，通过讨论交流，可以相互完整，共同提高，在交流过程中，学生发现了各自思维的片面性和个人思维的局限性。学生会进一步懂得，条条道路通罗马，一种自然现象从不同的侧面观察，有不同的解释，有不同的思路，有不同的解释。宣传栏张贴和投寄发表 这种展示方法适用于以文字形式出现的作业，教师可以挑选其中有代表性的作业在班内的墙报，校内的宣传栏展出，既可以增强学生的学习成功感（成功教育）又可以让班内同学或校内同学相互学习。还有以对有价值的开放性在校内定期出刊，还可以在学校的网站上发表。比赛获奖和作品展示 学校或年段不定期地展出学生的开放性作业成果。2课题研究小组（教师方面）的成果呈现：对于学校和教师来说，通过课题的实践和研究，形成学校的教学特色，进一步提高学校的品味，整合教师的教学风格，提高教师的教学艺术和教师的自身素质。此外，还从两个方面来体现：一是编著一套较有体系的从初一到初三的新科学课程开放性作业习题集，选题要结合学生所学的知识范围，要结合学校的实际情况，学生的实际素质情况，社会实际情况等，体现出新教材的教学标准，这就是怎样去量身定做的问题，我们的实践体会是第一次吃螃蟹不知道怎么吃，随着该课题设计与研究的深入，可以整合出一整套的有系统的学科开放性作业。二是在科学开放性作业课题研究的过程中，教师以课题论文的形式来展示自己的科研成果。六、课题研究和实践中所遇到的难点：1、现在正处于新旧教材的交接时期，许多老师对整个初中阶段的新教材知识体系结构尚不完全清楚。后续的实施计划制定有一定的困难。需要时间来进行后续的研究，才能形成开放性作业的系列设计。2、新科学课程的中的许多实验材料，有时难以配备。老师要求学生查阅某方面的资料，却由于学校的图书馆开放不了或资料不全，或没法上网络，不知道去哪里找这方面的书籍，或上哪个网站查阅，对学生来说是一个难题。有很多开放性作业达不到预期的目标。解决这一难题的方法是教师在设计开放性作业时要充分考虑现实情况,量体裁衣，还要对学生进行学法的指导。3、学生由于受到应试教育的影响，现在的初中学生的动手能力普遍较差。比如要求学生制作一个小手电，可能学生能想到用较合理的材料，或更精细的材料，但却找不到，或不知到去哪里找，制作的成品比较粗糙。而国外的小学生通过一定教学方法却可以做出像样的作品。从研究中体会到，提高学生的动手制作能力应当成为初中阶段教育教学的一个重点。4、学生完成开放性作业的时间限制，教师在指导学生时又受教学时间的限制。作业时间如何合理安排，开放性作业的的度和量需要我们加以把握。5、开放性作业的完成地点限制：有好多开放性作业须到教室以外的场地实施，但是