“小学科学主题探究式学习的实践研究”成果报告.doc

“小学科学主题探究式学习的实践研究”研究报告 中山市石岐杨仙逸小学 黄丽仪 陈树德一、问题的提出（一）研究背景1.这是实施“科教兴国”战略，全面推进素质教育的需要。当前，各国间综合实力的竞争，归根到底是科学技术水平的竞争。因此世界各国都更加重视和加强公民科学素养的培养。1995年月日颁布的中共中央国务院关于加速科学技术进步的决定，首次提出在全国实施科教兴国的战略。2010年3月5日，国务院总理温家宝在十一届全国人大三次会议上作政府工作报告时强调，要全面实施科教兴国战略和人才强国战略。而要实现这一目标，学校教育负有不可推卸的责任，“要努力发挥教育在科普工作中的主渠道作用，结合中小学教育改革，多形式、多渠道地为青少年提供科普活动阵地，培养他们的思维能力、动手能力和创造能力，帮助他们树立正确的科学观、人生观和世界观。”因此，无论从当今社会的需要看，还是面向未来的竞争挑战，学校必须更新教育观念，充分认识提高学生科学素养，培养学生创新能力在基础教育中的地位和作用。目前，我国小学科学教学仍然停留在知识本位、教材本位的基础上，很少有超越课堂，走出校园让学生通过实践活动探究主动获取科学知识之壮举。因此，与发达国家相比，我国学生普遍存在着科学素养较差，技术能力、创造能力和实践动手能力较弱的弊端。全面推行素质教育是基础教育的重要任务，提高学生科学素养和创新能力是基础教育改革的重大措施。“主题探究式学习”的研究就是要通过科技实践活动的形式，将科技教育、人文教育、道德教育有机结合，把科学知识、科学方法、科学精神、科学能力等综合素质的提高作为培养目标，这不仅对于充分发掘学生聪明才智，培养实践创新能力，发展个性特长有明显效果，而且对于全面提高学生素质，推进学校素质教育有着积极的作用。2.这是推进新课程改革，解决实际教学中遇到的困惑的需要。小学科学课程标准要求：“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。”新课程实施以来，广大一线科学教师积极将“探究”活动引入课堂教学，使课堂教学呈现一片生机勃勃的局面。然而，在一节节热热闹闹的科学探究活动课的背后，教师却面临着“探究”带来的种种矛盾和困惑：（1）探究内容局限性的困惑。“教学内容听教材的，探究步骤听老师的”。这是现今小学科学探究活动的真实写照。即在实际教学中，一线科学教师基本上都是照搬教材，所谓的探究就是围绕科学书编排好的内容，按照老师设计好的步骤去一步步的实施，这样学生固然获取了新课标所要求的基本知识，但是这一切都是按照老师预设的道路前进。当发现有孩子脱离了预设的轨道，向教师提出“为什么”的时候，教师急忙通过所谓的“主导”把他们拉回到正轨上来，粗暴的扼杀了学生的一切灵感和创意。这是一种“必然性、程序化的探究”，是“牵着牛鼻子”的探究，没有真正落实学生的主体地位。“兴趣是最好的老师”，然而学感兴趣的未必书上有，书上有的学生未必感兴趣。下雨时蚯蚓为什么要钻出地面？为什么中午炖的汤晚上就变味不能喝了？我们能否让这些学生感兴趣，而且是看得到、摸得着，能够尝试的科学探究活动也能走进课堂？又该如何让它们与教材上的现有教学内容融合到一起，形成互相促进、互为补充的探究体系？（2）探究经验严重不足的困惑。科学探究是逻辑性非常强的研究活动，要求研究者思路清晰、思维缜密。小学阶段的学生是刚刚接触科学课程，连生活经验都严重不足。因此，在面对需要探究的科学问题时往往没有方向，不知从何处着手。而科学探究基本方法的指导恰恰是小学科学教学的重要缺失，以至于有的学生在学了4年科学（六年级的学生），开展了若干个科学探究活动之后，遇到一个新的问题仍然是“狗咬刺猬无处下口”的窘态。在具体的实验操作、数据分析、成果交流的过程中，同样因经验的缺乏而深受影响。因此，怎样引导学生有效积累科学探究的经验，掌握研究科学问题的一般方法，也是摆在我们一线教师面前的重要问题。（3）课堂探究时间不够的困惑。引入了探究，就意味着要给足时间和空间让学生去观察、思考、分析、交流，从而发现、分析、解决问题。“静待花开”是令人向往的，但“时间不够”也是残酷的现实。课堂上前面探究的甘畅淋漓，后面却没有时间很好地归纳、小结和巩固，虽说可以增加课时进行，但每个内容都遇到类似情况，教学必然无法按进度完成。于是，为了保障后面的内容完成，自主探究与合作交流只得蜻蜓点水、草草收场。这是一种走过场的探究，仅仅停留在探究的表面，很难有实质性的效果。（4）探究时空受限制的困惑。小学科学教学内容按照新课程标准的分类方法，可以分为“生命科学”、“物质世界”、“地球与空间”三个领域，其实包涵了以后还要再次系统学习的地理、生物、物理、化学等多个学科的内容，范围非常广泛。不是所有的科学探究都能在教室或实验室里完成的，如有关天气的“刮风了”、“下雨了”、“小小气象员”等内容，需要学生到室外去观察天气的变化。也不是所有科学探究都能在40分钟内完成探究的，如种子的发芽、植物的种植、生物的养殖等，需要几个月甚至更长时间的实验和观察。遇到这种情景，老师们往往简化为“教师提供资料（图片、影像等），学生分析交流”。这是一种打折扣的、脱离实际的探究。在这些问题的困扰下，科学探究似乎总停留在表面的热闹上，失去了实效，一线教师面临着“理想很美好，现实很残酷”的两难局面。于是近几年，对有效教学和有效探究的呼唤愈来愈高。虽然已经有一些研究文章和课题对我们受到的困惑进行了剖析，但往往将教学低效的原因归于教师组织能力不够或归于课堂探究方案的设计失当，基本上没有正视探究性学习在实施过程中所面临的真正矛盾，没有找到根本的解决办法。（二）已有研究述评1.国外：目前，欧美等发达国家和部分发展中国家，正在积极推广学生“小课题探究（研究）” 的教学模式。美国的教育相来比较注重实践探究（动手操作）与创造性能力的培养。例如，美国的劳伦斯中学，从1985年开始，一直开设一门“自主研究”的课程，要求学生在教师的帮助下独立或合作进行某一个小课题的研究。学生必须自己突出问题，设计研究方案，收集资料，撰写报告。日本从1998年开始提出在全日本小学新设“综合性学习时间”（每周2课时），旨在通过学生对小课题的探究，培养他们的发现问题、自主学习思考、更好地解决问题的能力。印度正在竭力将科学技术引人中小学正规课程，希望通过进行综合实践活动的研究，来提高学生的科学素养，进而提高广大公众的科学素养。美国2061计划提出的“面向全体美国人的科学”，就强调“适用于提高所有国民的科学素质，不论这些国民的社会环境和生平抱负如何”。 2.国内： 20世纪90年代末期，沿海地区教育发展和教育改革前沿的部分省市为适应素质教育的要求，变革学生学习方式，借鉴国外发达国家的经验和做法，开展了一些“研究性学习”、“小课题研究”等综合实践活动。这些课程和研究虽然名称各异，结构、内容有所不同，但基本价值取向有共同之处。即通过特定活动载体（实践活动）来提高学生的科学素养、实践能力、创新精神等等。综合上述调查，我们认为尽管国内外都有类似于“主题探究式学习”的研究，但是都是就某一个问题或知识进行的单列探究，并没有把这种学习方式作为小学科学教学的常规教学方式加以系统研究和分析。（三）课题的界定及理论依据1、“主题探究式学习”是指学生在教师的指导下，综合运用已有的知识和经验，以类似科学课题研究的方法，通过自主探索和合作交流，实现了解某一方面的知识，解释某一项现象或解决某一实际问题的学习方式。它是一种积极的学习过程，着眼于培养主动探究和创新实践的精神，给学生终身受用的知识和能力。2、建构主义认为“知识不是通过教师传授得到的，而是学习者在一定的情景即社会文化背景下，借助其他人（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的”。也就是说学习实质是主体对客观积极建构意义的过程，而这个学习过程是学习者参与实践活动与情景互动的过程。建构主义倡导的教学模式和教学方法为：“以学生为中心，在整个教学过程中由教师起组织者、指导者、帮助者和促进者的作用，利用情境、协作、会话等学习环境要素充分发挥学生的主动性、积极性和首创精神，最终达到使学生有效地实现对当前所学知识的意义建构的目的。”在这种模式中，学生是知识意义的主动建构者；教师是教学过程的组织者、指导者、意义建构的帮助者、促进者；教材所提供的知识不再是教师传授的内容，而是学生主动建构意义的对象；媒体也不再是帮助教师传授知识的手段、方法，而是用来创设情境、进行协作学习和会话交流，即作为学生主动学习、协作式探索的认知工具。显然，在这种场合，教师、学生、教材和媒体等四要素与传统教学相比，各自有完全不同的作用，彼此之间有完全不同的关系。但是这些作用与关系也是非常清楚、非常明确的，因而成为教学活动进程的另外一种稳定结构形式，即建构主义学习环境下的教学模式。3、“主题探究式学习”正是在建构主义指引下，以开放的现实生活情景为背景，以要探究的实际问题为指向，以个人或小组合作为方式, 以类似科学课题研究的方法，主动运用所学知识，获取所需的信息，最终去解释或解决所碰到的问题的学习方式。它是一种积极的学习过程，让学生在主体性、开放性实践性活动中自主建构知识，着眼于培养主动探究和创新实践的精神，给学生终身受用的知识和能力。（四）本研究的意义本课题的研究，试图从探究内容的选择、探究方法的积累、探究时间的保障、探究空间的拓展等方面整体考虑，通过实践与研究，探索出一种有效的小学科学探究式学习新思路，从根本上解决新课程小学科学教学实践所面临的困惑问题。二、研究设计（一）研究目标1.提高小学生的科学素养和创新能力。通过实践研究对学生进行系统的科普教育，使学生体会到科学技术在不断的发展，引导他们树立科学思想、科学态度；培养他们对科学技术的兴趣爱好；提高他们的创新精神和实践能力；帮助逐步了解和掌握探究科学的基本方法，使他们爱科学、学科学的基础上用科学、探究科学。2.探索小学科学“主题探究式学习”的操作策略和方法，尝试解决小学科学教学中遇到的困惑。探索出一套行之有效的开展“主题探究式学习”的策略和方法，探寻解决“探究内容局限、探究经验不足、探究时间不够、探究空间受限”的途径，提高小学科学教学效果。为本校科学教学水平的提高，为兄弟学校有效提高学生科学素养和创新能力，在内容、形式和方法上提供可资借鉴的经验与操作模式。3.开发校本课程。通过课题的实践研究，开展一系列“主题探究式学习”实践活动，经过2-3年的开发和积累，最终开发出一套适宜于本地区实施的小学科学主题探究式学习的校本课程。4.推动教师的专业成长。通过培训和实践，提高科学教师组织开展各种科技教育活动的能力，促使教师的自我业务素质的提升。5.促进学校特色的形成。逐步促进学校“科技创新”特色的形成，使“创新”成为仙小“飞的精神”中一个重要的组成部分。（二）研究内容1.“小学科学主题探究式学习”教学策略和方法的研究。2.“小学科学主题探究式学习”校本课程的开发与研究。3.“小学科学主题探究式学习”教师教学的评价方法与研究。4.“小学科学主题探究式学习”学生学习的评价方法与研究。（三）研究原则1.科学性原则。每项研究的进行，都必须有科学的依据，运用科学的方法，本课题研究也不例外。它要求研究的内容的确定，研究方法的选择，研究过程的实施都有一定的科学性。2.实践性原则。不管是科学知识的获得，还是科学态度和情感的培养，都离不开实践。所以在探究过程中要多给学生动手的机会，发表意见的机会，多给学生亲身体验的机会，并让学生在实践中不断反思。 3.发展性原则。科学是不断发展的，学生能力也是在不断发展的，我们的研究立足于学生的终身发展，为学生的可持续发展奠定基础。4.主体性原则。探究活动的开展，要充分发挥学生的主动性和积极性。特别注意学生学习的反馈意见和信息，以根据学生的需要不断优化探究型活动课程。（四）研究方法本课题研究主要采取行动研究、案例分析、调查研究等方法，以获取课题研究在内容、形式和方法上的经验与操作范式。三、研究过程（二）研究阶段与时间安排1、课题调研阶段（2010年4月2010年7月）（1）成立课题组。（2）学习、收集、有关资料，分析现状，确定课题。（3）课题方案的讨论、制订、申报。2、课题实施阶段一（2010年9月2011年2月）（1）进行相关的前测。（2）经常性召开课题组会议，交流研究情况。（3）课题第一阶段小结。（2011年2月）（4）分析阶段性经验、修正方案。（2007年4月）3、课题实施阶段二（2011年3月2011年12月）（1）继续进行相关研究。（2）课题中期总结。（2011年12月）（3）继续进行研究。4、结题阶段（2012年3月2012年5月）（1）整理、分析资料，课题成果汇编。（2012年5月）（2）撰写研究报告。（2012年5月）（3）对课题进行结题评估。二、研究的进度按照原来的计划，本课题预计用时3年，也就是2010年11月-2013年11月。从开题，也就是2010年12月到现在刚好是2年时间，还剩1年时间，我们的课题研究到了中期总结，阶段性分析、修正方案，改进方案的阶段。因此，今天的中期评估非常及时，有利于我们总结经验，改进工作，使得下一阶段的科研工作更有效。我们计划明年上半年继续研究，6-11月进行收集、整理、分析资料，撰写研究报告，申请结题评估。三、我们做法及收获（一）整合科学和综合实践活动两门课程1、做法：根据开题时候，陈春艳主任及两位冯部长的指导，我们整合科学和综合实践活动课程，让科学课在实践活动中开展，学生自主建构科学知识；让综合实践活动课内容更丰富，形式更多样，活动内涵更有科技含金量。2、成效：举个例子，五（2）班最近开展的“蔬菜营养的调查”，这既是科学方面的知识，也是综合实践活动课程中要开展的一项活动，把它们结合在一起，一是有利于科学探究，因为时间更充足了，二是使得综合实践活动的知识性，科学性更强了，我们把收集到的材料，通过整理、分析、交流，收获了丰富的科学知识。实现了学生科学素养和实践能力的双提高。（二）开展了一系列“主题探究式学习”的活动1、做法：小学科学“主题探究式学习”到底能不能有效地提高小学生的科学素养和创新能力？为了检验它的可行性，我们从2010年的下半年开始，最开始由综合实践活动科目的梁凤英、刘敏丽、石承华几位老师与科学教师何一兰一起试探着开展了几次活动。到2011年春季，学校一半的班级都开始尝试，到今年的秋季，3-6年级是全面铺开。2、成果：截止到目前，先后共开展了几十个“主题探究式学习”项目。有些项目已经完成了，摆在前面的就有一些，还有很多项目正在实施中。为课题的研究提供了丰富的案例和素材。(三)研究“主题探究式学习”对提高学生科学素养的有效性。1、做法：采取座谈学生、访谈家长、调查问卷等形式对参与“主题探究式学习”的兴趣、表现、能力等方面进行跟踪记录，以了解这项学习活动对孩子带来的变化。2、效果：实践证明，“主题探究式学习”的开展，解决了科学课堂教学中的很多不足，如时间的限制，空间的限制，互动的限制、资源的限制等等。所以教学效果非常明显，学生科学素养得到了显著的提升：一是学生的科学探究兴趣明显提升。二是学生收集信息、处理信息、分析信息等方面的能力得到明显的提升。围绕某一主题，他们在老师的指导下可以用上网、看书、问人、调查、采访等各种方式去进行探究，他们还学会了收集、整理和分析资料，学会了撰写观察日记、研究报告。三是学生开展实验、动手操作的能力得到了提升。四是学生与人交往、沟通交流、语言表达能力得到了提升。五是学生收获了大量的科学知识。六是学生亲身体验了探究科学的全过程，收获了科学研究的基本方法。七是学生学会了合作、包容和分享，学会了思考问题、克服困难。例如我们刚刚毕业的六（1）班，在梁凤英老师的带领下，从2010年搞了一项活动-“小学生学习三棋（围棋、中国象棋、国际象棋）的调查研究”，到2011年的“中山市校舍加固工程的调查研究”和“中山市小学生视力的调查研究”，3个项目都获得了中山市科技创新大赛中的，科技实践活动项目的一等奖。到今年上半年，她们班的孩子已经不需要老师创设情境去确定主题了，而是自己根据身边的事情自主选择有价值的主题开展探究；也不需要老师在方法上的指导了，而是自己邀请伙伴、制定计划、合理分工，有步骤的完整的开展探究活动了。大家看，这就是她们自己选择主题进行探究的成果，共有十几个主题。有回南天的秘密，有-，还有刘敏丽、石承华等等老师，他们也是指导学生开展了多个主题的活动，所以他们班孩子的能力也是全面得到提升。（四）探寻指导学生开展“主题探究式学习”的策略1、创设情境，提出问题-选择主题的策略。（1）学生遇到的困难：探究的主题至关重要，他直接影响到研究的成功与否。所谓主题，其实就是有待于学生进行探究的有价值的问题，它一般具有科学性、先进性、可行性和实用性四个特点。问题可以是教材内容的拓宽和延伸，也可以是对自然界和社会现象的探索；可以是纯思辩的，也可以是实践操作类的；可以是已经证明的结论，也可以是未知的知识领域；让学生对平时最感兴趣的问题多问几个为什么？一个好的探究主题就出来了。但是，说起来容易，做起来难，一个合适的主题往往要经过认真的思考和反复的推敲。（2）教师指导的策略：做到“三个结合”，一是学生的“异想天开”和教师的“有的放矢”相结合，学生的想法往往会很多很多，但是究竟有没有价值？可行不可行？需要老师的指导；二是要与学科教学内容、科学思想、教学方法相结合，做到源于课本但又高于课本；三是要与学生的现实生活密切结合，要充分考虑学生年龄特点及生活空间。选题要以学生为本，重在参与实践和体验。应以“近、小、实”为宜。“近”就是贴近学生生活的事物和现象。“小”就是范围小、问题小、切口小。“实”就是可操作、可实验，看得见，摸得着。做到不空谈，不贪心，选准某一个点，这样的探究效果往往比较好。（3）研究成果：我们通过实践，发现现行的小学科学教材既是教育专家在国家课程标准的指导下，根据学发展规律编制的教材，始终是最具权威的指导性文本，也是我们日常教学必须完成的任务，如果放弃这么好的资源，远离科学课堂，我们的探究是很难进行的，肯定也是低效的。所以最好就是与教材相结合，与课堂相结合。因此，我们以现行科学教材为基础，选择合适的内容，设计一些适合于学生探究的主题，为主题探究式学习提供素材，供老师和同学们选用，当然你也可以选择其他的，这只是供大家参考。这是我们以现行的科学教材为基础，开发的探究性学习的主题，3-6年级，每一册我们都根据教学内容精心设计了10-12个探究性主题。每个主题又分为：探究-发现-感受-评价四步，探究有很多形式，有小实验（木炭是一种常见的燃料，如果想让它烧得更旺，有什么办法？）、小设计（不同物质混合以后都能重新分离吗？试试看）、小调查（我和家人长得像吗）、小观察（种子的发芽）、小查阅、小制作等等，评价又分为自我评价、同学评价、家长评价和老师评价四部分。这些探究主题的设计，有的是基于教材的主要学习内容，让学生去在上课前进行探究，然后用课堂时间进行整理、分析、交流。有的是根据课堂学习的内容进行课后探究，把探究引向深入。2、设计方案、小组分工-制订计划的策略周密可行的活动方案是有效探究重要前提。确立了探究的主题，就要设计方案，进行分工。（1）学生遇到的困难：学生的思维没有大人那么周密，所以制订的方案往往不够全面，不是这个方面不清楚，就是那个方面没有考虑到。还有不切合实际的情况出现，原因是社会经验不够。这就需要老师的指导。（2）教师指导的策略：在质疑中予以帮助。设计好方案后，由各小组向指导老师汇报，指导老师提出质疑，予以指导。有的时候要经过多次质疑、多次修改，直到合理为止。注意方案中的几个关键点：目的要明确、时间要合理（尤其是外出活动）、路线要清晰、采访对象提前联系、分工要全面（不要漏了细节，如记录、照相、录音等等）、安全保障有预设（邀请老师或家长陪同）。分工要扬长避短，活动要利用有效资源。课题组成员根据自己的兴趣爱好、个性特长和研究能力或家庭情况等有利条件进行分工。学生、老师、家长以及其他可以利用的有效资源。3、实施探究，收集资料-开展活动的策略明确了分工和任务后，就围绕着主题主动去寻找途径，主动地融人社会进行观察、调查、搜集信息并加工处理信息。在这个过程中，当然要应用课堂上所学的知识与技能，去解决实际问题。这是一项富有创造性的工作。学生不再把探究当作负担，而是全身心投人到学习研究之中去。（1）学生遇到的困难：一是安全意识不够，孩子都是天真的，不知道社会的复杂性，所以往往只考虑到好的方面，而忽视了安全问题。二是收集资料的方法不够熟悉。（2）教师指导的策略：上方法指导课。活动前多上几节方法指导课，指导学生学会上网搜索、阅读查阅、走访调查、问卷调查、简单的科学试验（包括实验报告的记录）、整理资料、统计数据、制作图表等等。由易到难，由小到大，由校内到校外，循序渐进，先在校内开展探究项目，在掌握了一些基本的方法和技巧后，再慢慢放开。要密切关注，及时指导。教师要做到心中有数，时时刻刻清楚的知道学生在做什么，要让学生少走弯路，特别是在学生遇到困难或有畏难情绪时，不仅要热情鼓励，还要多出好点子，帮助学生寻找解决困难的途径；教师的角色要从“主导者”、“支配者”转变为“支援者”、“参与者”。同时，提倡组内同学互相帮助、各组之间可以相互交流共同探讨。4、交流分析，得出结论-分析、交流和评价的策略在探究学习过程中，不断进行分阶段地组织讨论，组内和各组之间交流学习情况，一方面可提高探究的质量，另一方面交流本身也是一种学习。（1）学生遇到的困难：在分析问题本质上不够客观和科学。由于学生的认知水平和社会经验有限，在很多问题上可能会得出不太客观和科学的结论。教师指导策略：教师可以让学生提前做好交流汇报的稿子或PPT，与学生先进行沟通和交流，给学生提供科学知识和社会知识方面的帮助。在分析和交流过程中，学生往往抓不住重点，他们就是简单的罗列所有资料。教师指导策略：交流之前，指导学生按照方案的目标进行分析，是不是关于我们要研究的这个方面的资料？其中最重要的，最有说服力的又是哪些资料？在交流评价中，学生常常把注意力集中在汇报人的语言、动作、作品、课件等方面，忽视了活动的过程和所收集到的信息。教师指导策略：提醒学生汇报表达固然重要，但对活动的过程和收集到的资料更要关注，因为这才是我们开展活动进行探究要解决的问题。在交流期间，教师还可以及时表彰典型任务和事例，让好的典型上讲台报告自己探究的进展情况或现场谈心得体会，可以激励感染和启发他人。教师要从创新精神、科学思维方法和研究方法等角度帮助他们总结经验，并引导全体同学主动学习、引伸，以加快提高过程。评价的维度有三个方面，一是探究的内容；二是探究的形式；三是探究的过程。通过交流与评价，再让学生深入各自领域作进一步的学习研究，最后完成成果作品或写出成果报告(包括小论文)。通过交流与研讨，学生共同分享研究成果，学会欣赏和发现他人的优点，学会理解和宽容，学会客观地分析和辩证地思考，学会敢于和善于表达和申辩等等，是一个感悟和升华的过程。5、学以致用，拓展延伸-提炼成果、促进再研究的策略开展“主题探究式“学习后，一般以作品（手抄报、观察日记、实验报告等等）、研究报告或小论文等形式反映其研究成果。学生遇到的困难：因此学生遇到的最大困难是撰写成果报告。因为学生的写作能力有限。教师的指导策略：提供范例，供学生模仿；进行方法指导；提供合适的资料供学生参考；指导学生自己修改。三、问题与分析：两年来，我们在总结经验的同时，也在不断反思，发现许多问题，在以后的科研工作中继续寻求解决的有效途径。（1）一是教师的理论研究水平以及科研能力有待提高，也希望得到专家的指导和帮助。（2）二是由于参与教师中有很多不是科学专职教师，因此还要加强科学知识的学习。在课题研究的过程中，充分调动各方面（如家长、社区）因素还需加强。（1）以现行科学教材为基础，选择合适的内容，让学生进行“主题探究式学习”，通过自主探究、合作交流，主动掌握知识，为课题的研究提供丰富的案例。（2）整合科学和综合实践活动课程，让科学课在实践活动中开展，学生自主建构科学知识；让综合实践活动课内容更丰富，形式更多样，活动内涵更有科技含金量。（3）在具体的实践活动中，不断提升科学教学效果，在丰富的案例分析中寻找“小学科学主题探究式学习”的规律、策略与方法。（4）在课题研究过程中积累有效的活动案例和资料，逐步形成我校特有的校本教学资源。1. 探究内容的创新。“主题探究式学习”以现行科学教材为主（规定动作），以身边的科学现象为辅（自选动作），大大丰富了学生探究内容的多样性和灵活性。探究的主题可以是教材上的教学内容，可以是基于教材教学内容的拓展和延伸，可以是具有地域特色的科学知识，还可以是学生自己发现并感兴趣的科学现象。学生探究的内容不再局限于科学教材，充分尊重学生的主体地位，同时也增加了学生留心生活，勇于探究科学奥秘的信心和欲望。2. 探究形式的创新。一般的科学探究都是围绕所要研究的问题，根据教材或教师设计好的流程去研究。“主题探究式学习”则不同，它是用类似于科学家做科学研究的方式进行探究。确定了探究主题后，让学生自己去猜想、制定方案、开展研究、整理信息、分析交流、解决问题。在开展研究的过程中，获取信息的方式也是开放的，可以动手实验，上网搜索、查阅资料、咨询专家、社会调查等等，有时还是多种探究方式的综合运用，这些探究方式的运用有利于学生综合科学素养的提高。当“用科学家的思维思考问题，用科学家的方法研究问题”成为一种习惯，学生的创新精神和创新能力是不可估量的。3. 探究时空的创新。小学科学主题探究式学习不再仅仅局限于科学课堂，而是整合了与科学探究关系紧密的综合实践活动课程，整合了课内外的有效时空。由于探究活动不再局限于室内，不再局限于40分钟，可以让学生（或小组）独立在家进行，不必再受课堂上的统一时间和空间的限制，学生有了充分探究的时间和空间。学生可以在无压力、宽松的氛围中充分探究、独立思考和感悟，加上没有他人的干扰，探究学习的结果往往比课堂上探究的结果更加丰富、更有个性。4. 探究结构的创新。主题探究式学习根据探究内容的不同，能在课堂解决的在课堂解决，课堂无法解决的根据探究内容的不同，有的选择课前前置性探究，有的是选择课后拓展探究。由于学生个体（或小组）的探究活动不再占用课堂的时间，课堂教学的重点是合作交流。使得课堂上的交流参与面更广、交流更有效。在合作交流中，学生个体在生生、师生之间的交流中进行二次感悟,并完成对知识的及时总结和巩固练习。教学环节变得紧凑，课堂教学效率提高，课堂知识得以及时巩固。5. 指导方式的创新。“授人以鱼，不如授人以渔”。主题探究式学习重视对学生探究科学的方法的指导，引导学生尝试、体验研究科学的一般程序和研究步骤（发现问题、提出猜想、制定方案、开展研究、分析信息、得出结论等），学习并积累研究科学的常用方法（小观察、小实验、小种植、小饲养、小调查等等），这些指导方式的实施有力促进了学生研究经验的积累，为学生探究科学扫清了障碍。教师对学生的辅导也根据学生个体的不同而更有正对性，对学困生的的帮扶也更有成效。6. 评价维度的创新。对学生的评价由自我评价、同学评价、家长评价、教师评价四个维度组成，充分反映了学生在自主探究、合作交流、家庭学习、社会实践等各个方面的表现情况。使得对学生的评价更全面、更客观、更有激发性，有利于学生增强探究科学信心和欲望。7. 反思主体的创新。在小学科学主题探究式学习中，学生在师生、生生的交流中，在多维度的评价中，要不断地进行反思，反思独立探究的发现，反思合作交流的收获，反思出现差错的原因，反思解决问题的方法。学生在学习反思中，看到自身的进步，体验成功的喜悦，激发学习的热情，学生学习科学的兴趣明显提高。四、研究成果四、研究的成果（一）验证了小学科学“主题探究式”学习的可行性。 1.主题探究式学习的实施有效促进了学生科学素养的提高。新课程标准指出：小学科学是以培养科学素养为宗旨的科学启蒙课程。这句话包含了两层意思，一是小学科学是以培养科学素养为宗旨的，科学教学有效否要看学生的科学素养是否得到了提高。二是小学科学是科学启蒙课程，重在从看、玩、做、想中学到知识，培养兴趣，练习方法，为以后的学习打好基础。目前，人们对科学素养的理解主要包括：科学知识（概念、定律、理论等），技能，科学方法、科学过程、过程技能与思维方法，价值观，解决社会及日常问题的决策，创新能力，科学、技术、社会及其相互关系，科学精神，科学态度，科学伦理与情感。在此，我们借鉴科学（3-6年级）课程标准解读一书在问卷调查全国中小学生科学素养状况时所提取的四个核心因素（科学兴趣、科学精神、科学概念、科学方法）作为衡量指标来分析课题研究的效果。（1） 学习兴趣：由于“主题探究式”学习在原有教材的基础上增加了学生感兴趣的，由他们自己选择的探究主题，所以他们主动性更强。加上这些探究的“主题”就在他们身边，有利于他们去探究。所以随着探究活动的开展，他们的兴趣越来越浓。（2） 科学精神：“科学精神指对科学技术具有正确的价值判断、形成负责的学习态度，既勇于探究新知又能够实事求是、既敢于独立思考又乐于互助合作”。“主题探究式学习”的实施，使得学生参与科学学习的状态全面改观：一是课堂活跃了，学生们由以前的“沉闷不语”变成了“激烈争论”；二是在遇到新问题的时候，能积极提出问题；三是对别人的见解敢于质疑，对自己的猜想勇于通过实践和探究去进行验证。下面用一个班开展“主题探究式学习”实践以来的变化为例，说明学生在学习兴趣和科学精神两个方面的效果。案例四：“三棋班”的成长。“三棋班”是我们课题组成员梁凤英老师任教和指导的班级（见成果材料），他们班是中山市的特色班集体，其特色就是三棋教育。在四年级的时候，他们第一次开展的主题探究式学习选择的主题就是“棋乐融融-关于三棋对青少年健康成长的影响的调查研究”，其实就是对自己班和平行班进行问卷调查，通过统计和分析，研究开展三棋教育对学生学习的影响。当时这个班的孩子对于制定探究方案、外出问卷调查、进行数据分析那是一塌糊涂，全部都要老师一手一脚地指导和帮助，一项调查做了整整1年才算完成。到了五年级的时候，我们学校被确定为“中山市保护学生视力试点学校”，梁老师又引导学生抓住机遇，选择了“杨仙逸小学近视与预防情况的调查与研究”，同样是调查，但有了上次的经验，他们已经能在老师的指导下，通过小组合作的方式制定方案、开展探究了。下学期，刚好中山市全面推进校舍加固工程，他们又开展了“关于中山市校舍加固工程的的调查研究”，他们用了3个月就完成了全部的探究任务。在六年的时候，尽管即将面临升学，但是孩子们还是合作研究了“蔬菜与健康”的主题探究。除此外，他们还自己选择主题，自发地开展研究，有的探究“回南天的秘密”、“食物为什么会发霉？”、“寻找身边的物质变化”等十几项科学探究，而且基本上都是以个体为单位开展的活动，由此可见学生的兴趣和探究能力得到了有效的提升。在上面的案例中，该班的探究由最开始的四年级一年完成一个主题的探究，到五年级一年探究两个主题，到六年级一年探究十几个主题，学生探究科学问题的欲望、敢于提问和勇于探究的精神，都明显得到了提升。（3） 科学概念：指对自然事物、自然现象和科学技术知识的理解，包括对具体的事实、概念、原理或规则的理解。小学五年级学生实验操作考核是由中山市教育局教研室组织开展的科学技能考核活动，能较为客观、科学地反应各所学校的学生对科学概念和综合实验能力的掌握情况。下面是近几年我校学生参与活动的情况。图一：我校近几年学生在市实验操作考核中获得优秀率的统计图操作考核优秀率（%）83.188.694,577.2学年度从上面的统计图中不难看出，我校五年级学生在实验操作考核中一届比一届好，进步显著，这是我校学生兴趣更高，学习效果更好的有力证明。（4） 科学方法：指对于认识客观事物的过程和程序能够了解或把握，知道如何运用科学技术知识去尝试解决手头身边的问题，会提出假设或猜想，会搜集有关的信息或证据，会进行判断、推理和决策，会同他人交往，并且能与他人共同合作、一起来解决难题。“主题探究式学习”创造性地让学生“像科学家那样去探究问题”，同时把研究方法的指导提到重要的位置，注重让学生在经历探究的过程中积累探究的经验。所以开展课题研究以来，学生对于研究问题的程序从“一无所知”到“习惯成自然”，当遇到新的问题时，能思路清晰地“提出猜想、制定方案、开展研究、分析信息、得出结论”。随着方法指导课的教学和学生的反复实践，学生也逐步掌握观察、实验、种植、饲养、调查等常用的科学研究的方法了。学生的探究能力、合作能力明显得到提高。案例五：下面是五年级同学在“关于小学生近视及预防的调查和研究”主题探究时，设计的调查问卷、绘制的扇形统计图以及所做的数据分析（特别说明：扇形统计图是六年级才学习的）。杨仙逸小学学生近视情况调查结果的统计与分析近视调查问卷小组对学校近视的学生进行问卷抽样调查，目的是想了解同学们近视的成因。回收的问卷共327份，其中无效问卷25份。近视探究小组将调查问卷中所涉及到的各种数据，相应的制成了统计图，如下：一、调查问卷的设计：杨仙逸小学近视情况调查表年级： 姓名：1、你的近视到了哪个阶段？（ ）A、100度以下 B、100度-200度之间 C、200度-300度之间 D、300度以上2、造成你近视的原因是什么？（ ）A、打游戏时间过长 B、看电视时间过长 C、看课外书时间过长D、学习做功课时间过长 E、读写姿势不正确3、近视对你的学习、生活影响如何？（ ）A、影响不大 B、很不方便 C、没所谓4、你什么时候开始近视的？（ ）A、先天性 B、幼儿园 C、小学一、二年级D、小学三四年级 E、小学五六年级5、你平时用眼40分钟后会不会休息？（ ）A、会 B、不会 C、偶尔会6、你看书、看电视、玩电脑、打游戏时会连续多长时间？（ ）A、1小时以下 B、1-2小时 C、3-5小时7、你的睡眠时间保证有8小时以上吗？（ ）A、有 B、基本上有 C、没有二、调查问卷的数据统计及分析：问题1：你的近视到了哪个阶段？（ ）由上图我们可以了解到在近视的同学中，轻度近视（小于300度）的百分比是最高的，占81%。300度以上的尽管只占19%，但我们也不能忽视它。因为随着时间的推移，高度近视似乎是大部分近视的青少年所要达到的程度，这似乎成了近视青少年的归宿。所以，为了改变这一“特定程序”，不论是近视还是非近视，我们都要好好爱护眼睛 。问题2：造成你近视的原因是什么？（ ）由上图我们可以了解到造成近视的大多数原因是因为读写姿势不正确，其次是看书、看电视的时间过长。实际上随着同学们的学习压力越来越大，以及许多家长望子成龙的心理（他们生怕我们太多时间玩，）所以我们经常不是被要求学习就是看书，或者家长没空在家时我们就放纵一下，于是就毫无节制地看电视、玩电脑。参加体育锻炼的时间、亲近大自然的机会越来越少了，所以要预防近视，我们还应该多参加户外活动。（问题3-问题7的统计图详见成果材料）从上面的案例中我们不难看出学生通过几次探究式学习，已经掌握了调查问卷的设计能力、资料的整理能力、数据的分析能力，获取了开展问卷、绘制统计图、进行数据比较等常用的研究手段和方法。2.解决了科学探究时间和空间受限制的矛盾，使得探究更充分，活动更有效。以陈树德老师指导的“代代相传的特征”主题探究活动为例说说交流的效果。这个活动选择的主要探究方式是小调查，针对自己的亲属进行调查和观察，进而发现问题，展开探究。调查的环节安排在课前，有的学生探究到了“大拇指和爸爸的一样翘”的特征（见图三），有的发现了“我和爸爸的脸型长得像”、“冯巩的脸长得很像他妈妈”（见图四），有人发现“我、爸爸、爷爷的发际长得一个样儿”，有的同学关注到了其它生物的遗传，如母猫和小猫、母狗和小狗等等（见图五），还有的同学通过查阅书籍和网络搜索，学习了“生物遗传学”的知识（见图六）。图三：大拇指一样翘 图四：我像爸爸，冯巩像他妈妈 图五：动物的遗传 图六：生物遗传的原因手抄报每个同学都有自己的发现，课堂中都有东西贡献给他人分享。每个同学侧重的角度都不同，但对其它的特点即使没有总结到，在探究中也会有所感悟。3.促进了学生的合作能力和合作意识，缩小了学生之间的差异，给了后进生足够的探究时空和充分交流的机会。“主题探究式学习”绝大部分都是以小组合作的形式开展的，这就需要大家合理分工，各展所长。经过几次的磨合，学生之间的合作意识得到了增强，配合得原来越默契了。学困生也因为有了可以在课余时间继续探究，赶上同学的节奏，当老师提出交流分享的要求时，他们不必再担心自己没有做完，虽然他们的发现可能不如别人深入，但再小的发现也是他们自己努力的结果，改变了以前只能充当“观众”的状况。在学困生进行探究有困难的时候，教师也可以在课前给学困生以辅导，这比以前在学生课堂掌握不了的情况下再去补课要好得多。（二）探索到了开展“小学科学主题探究式学习”的基本步骤和基本方法。1.科学探究的基本步骤：就是用科学家的眼光去看世界，发现问题、提出问题、大胆猜想，然后踊跃设计探究方案、开展科学探究、收集探究信息、作出科学分析、得出正确结论，从而验证自己的猜想对不对。2.科学探究的基本方法：用科学家研究科学的方法去研究问题。根据研究内容的需要，灵活采取观察、实验、调查、参观、咨询、网络搜索、查阅资料等各种不同的手段、方法、途径去收集研究主题的信息，再在交流中碰撞思维，分享收获，解决问题，获取知识和技能。（三）积累了如何指导学生开展“主题探究式学习”的策略和方法1.创设情境，提出问题-选择主题的策略。（1）学生遇到的困难：探究的主题至关重要，他直接影响到研究的成功与否。探究主题可以是教材内容的拓宽和延伸，也可以是对自然界和社会现象的探索；可以是纯思辩的，也可以是实践操作类的；可以是已经证明的结论，也可以是未知的知识领域。让学生对平时最感兴趣的问题多问几个为什么？一个好的探究主题就出来了。但是，说起来容易，做起来难，一个合适的主题往往要经过认真的思考和反复的推敲。（2）教师指导的策略：做到“三个结合”，一是学生的“异想天开”和教师的“有的放矢”相结合，学生的想法往往会很多很多，但是究竟有没有价值？可行不可行？需要老师的指导；二是要与学科教学内容、科学思想、教学方法相结合，做到源于课本但又高于课本；三是要与学生的现实生活密切结合，要充分考虑学生年龄特点及生活空间。选题要以学生为本，重在参与实践和体验。应以“近、小、实”为宜。“近”就是贴近学生生活的事物和现象。“小”就是范围小、问题小、切口小。“实”就是可操作、可实验，看得见，摸得着。做到不空谈，不贪心，选准某一个点，这样的探究效果往往比较好。2.设计方案、小组分工-制订计划的策略周密可行的活动方案是有效探究重要前提。确立了探究的主题，就要设计方案，进行分工。（1）学生遇到的困难：学生的思维没有大人那么周密，所以制订的方案往往不够全面，不是这个方面不清楚，就是那个方面没有考虑到。还有不切合实际的情况出现，原因是社会经验不够。这就需要老师的指导。（2）教师指导的策略：在质疑中予以帮助。设计好方案后，由各小组向指导老师汇报，指导老师提出质疑，予以指导。有的时候要经过多次质疑、多次修改，直到合理为止。注意方案中的几个关键点：目的要明确、时间要合理（尤其是外出活动）、路线要清晰、采访对象提前联系、分工要全面（不要漏了细节，如记录、照相、录音等等）、安全保障有预设（邀请老师或家长陪同）。分工要扬长避短，活动要利用有效资源。课题组成员根据自己的兴趣爱好、个性特长和研究能力或家庭情况等有利条件进行分工。学生、老师、家长以及其他可以利用的有效资源。3.实施探究，收集资料-开展活动的策略明确了分工和任务后，就围绕着主题主动去寻找途径，主动地融人社会进行观察、调查、搜集信息并加工处理信息。在这个过程中，当然要应用课堂上所学的知识与技能，去解决实际问题。这是一项富有创造性的工作。学生不再把探究当作负担，而是全身心投人到学习研究之中去。（1）学生遇到的困难：一是安全意识不够，孩子都是天真的，不知道社会的复杂性，所以往往只考虑到好的方面，而忽视了安全问题。二是收集资料的方法不够熟悉。（2）教师指导的策略：上方法指导课。活动前多上几节方法指导课，指导学生学会上网搜索、阅读查阅、走访调查、问卷调查、简单的科学试验（包括实验报告的记录）、整理资料、统计数据、制作图表等等。由易到难，由小到大，由校内到校外，循序渐进，先在校内开展探究项目，在掌握了一些基本的方法和技巧后，再慢慢放开。要密切关注，及时指导。教师要做到心中有数，时时刻刻清楚的知道学生在做什么，要让学生少走弯路，特别是在学生遇到困难或有畏难情绪时，不仅要热情鼓励，还要多出好点子，帮助学生寻找解决困难的途径；教师的角色要从“主导者”、“支配者”转变为“支援者”、“参与者”。同时，提倡组内同学互相帮助、各组之间可以相互交流共同探讨。4.交流分析，得出结论-分析、交流和评价的策略在探究学习过程中，不断进行分阶段地组织讨论，组内和各组之间交流学习情况，一方面可提高探究的质量，另一方面交流本身也是一种学习。（1）学生遇到的困难：在分析问题本质上不够客观和科学。由于学生的认知水平和社会经验有限，在很多问题上可能会得出不太客观和科学的结论。教师指导策略：教师可以让学生提前做好交流汇报的稿子或PPT，与学生先进行沟通和交流，给学生提供科学知识和社会知识方面的帮助。在分析和交流过程中，学生往往抓不住重点，他们就是简单的罗列所有资料。教师指导策略：交流之前，指导学生按照方案的目标进