初中《科学》课程资源开发与利用的研究.doc

江山市2009年度一般级规划课题 课题编号：JY10047初中科学课程资源开发与利用的研究课题组负责人陈爱花主报告执笔陈爱花课题组其他成员叶宗昌 周洪波 李小龙承担单位 江山市何家山初中立项时间 2009年07月09日结题时间 2010年10月10日初中科学课程资源开发与利用的研究结题报告何家山初中科学课题组【摘要】课程资源的开发和利用，是保证新课程实施的基本条件。科学（79年级）课程标准明确指出：“科学课程的实施，需要特定的课程资源。”在新课程的实施过程中课程资源的开发和利用越显得它的重要性，而课程资源的开发和利用可以有多种途径、多种方式。本文主要从科学教科书资源的开发与利用、科学实验室资源的开发与利用、网络资源的开发与利用等方面分别进行了积极的探索与实践。通过研究改变了教师的教学理念，强化了教师课程资源开发与利用的意识，提高了学生的科学素养，推动了学生学习方式的转变，全面提高了学生的科学素养。关键词初中科学；课程资源；开发与利用一课题的现实背景及意义（一）课题的现实背景课标指出：为了使学生的科学学习具有广阔的智力背景，科学教育不能局限于传统意义上的教材，必须开发利用多种多样的课程资源。并强调：各级教育主管部门要充分调动教师、家长、学生和其它社区成员的积极性，并根据学校特定的自然环境和人文环境，以多种途径、多种方式开发和利用丰富的课程资源，共同促进学生科学素养的全面提高。可是，长期以来，大多数教师对科学课程的理解相对来说比较狭隘，基本上局限于“教学大纲”“教学参考书”和“教科书”，教师的教学行为也往往只是遵循“教学大纲”，执行“教学计划”，教授“教科书”。所以，一个很重要的问题是对于课程资源的地位和作用重视不够，一方面是课程资源严重不足，另一方面却是由于课程资源意识的淡薄造成许多有价值的课程资源被闲置与浪费。一些中小学甚至把教科书当成唯一的课程资源，课程资源的概念意识十分狭隘。现在看来，老观念和老做法已不能适应科学教育改革和发展的需要。新课程背景下，要想全面提高学生科学能力和综合素质，开发利用科学课内外课程资源，必将成为不容忽视的重要举措。（二）课题研究的意义新课程背景下的课程资源观，是一种开放的、动态的、不断生成的课程资源观。科学教师完全依赖于现有的课程资源是不利于搞好科学教学的，这就要求科学教师在实际的教学中能积极主动地进行可行的课程资源的开发，把沉睡在广袤的生活土壤里关于科学的一些资源激活起来。如果把课堂教学比喻成一个函数，课程资源相当于影响变量的各种因素。它们能影响课堂的方方面面。按经济学上的效率递减规律，并不是说一节课中使用的资源越多越好，应是应用得恰如其分，就如好钢用在刀刃上一样。然而，仅仅利用课本上现有的资源是不够的，课程资源的开发与利用对于转变课程功能和学习方式具有重要意义，它可以超越狭隘的教学内容，让师生的生活和经验进入教学过程，也可以改变学生在教学中的地位，还可以开阔教师的教育视野，转变教师的教学观念，在课程改革的背景下，课程资源的作用比以往任何时候都重要。二国内外关于同类课题的研究综述世纪伊始，我国基础教育课程改革逐步展开，在若干教改实验区内，新的科学课程（包括各理科分科课程）标准正在试行。科学课程标准有着全新的理念，它要求面向全体学生、立足学生的发展、体现科学的本质、突出科学探究，并反映当代的科学成果。从课程目标上看，新课程要求全面提高学生的科学素养；从课程内容上看，它要求从封闭走向开放；从学生的学习方式上看，它要求变被动接受为主动探究；从评价上看，它要求改变过分强调甄别和选拔功能,建立起评价主体多元、评价内容全面、评价方式多样的评价体系。所有这些新课程的理念和目标，没有科学课程资源的支持是不可能实现的。新课程实施以来，人们对教材、教学方式、教学评价和相应教学理论的研究较为重视，而对课程资源的研究却还十分薄弱。长期以来，我国科学教育的资源实际上被有形无形的限制于教材、教参和学生用书，而其中相当大的部分又以“应试”为目标。实验设备和器材作为一种重要的实践资源，未能受到应有的重视，虽然国家在配备政策上有明确的要求，但很不平衡，实际应用的效果不理想。近年来，许多经济比较发达的地区或条件较好的学校，很关注现代教育技术设备建设，计算机、多媒体技术和网络设备建设发展很快，但从观念到应用都还比较盲目。过去，我们比较强调学生自学能力的培养，但偏重自学课本和弄懂知识，而忽视了从接近真实生活的情境中发现问题并进行探究性的学习；比较注重用实验验证知识和培养技能，而忽视了实验作为科学探究重要途径的整体功能，也忽视了用探究来激发学生的内部动机；比较强调培养学生的独立能力，但却忽视了学生协作意识和能力的培养；比较强调为学生提供现成资源，但却忽视了让学生自己去寻找资源，特别是活的资源。三课题实施过程(一)初中科学教师课程资源开发与利用的现状调查与分析。课题组用问卷调查方法，使用自编课题调查问卷(见附表)，调查对象：何家山初中、碗窑初中、清湖初中、三所联谊初中的科学教师共29人发放29份，回收29份。结果显示：1、 初中科学教师课程资源识别能力调查课程资源类型 中学高级教师（%） 中学一级教师（%） 中学二级教师（%）课程资源总识别率 90.47 85.99 80.23显性课程资源识别率 92.96 80.64 85.68隐性课程资源识别率 82.96 86.66 80.212、初中科学教师课程资源利用能力调查课程资源类型 经常利用（%） 很少利用（%） 从不利用（%）中学高级教师 50.6 32.46 16.94中学一级教师 47.10 35.32 17.58中学二级教师 41.74 37.03 21.23由此可知，按照实施新课程的标准要求，虽然科学教师具备较强的课程资源识别、判断能力，但课程资源的开发意识不强,对课程资源利用能力普遍较低，社区中的隐性课程资源几乎被完全闲置。目前初中中青年科学教师占绝大多数，他们的课程资源开发和利用能力特别薄弱，要确保新课程的顺利实施，必须针对发现的问题，采用一些行之有效的策略，强化他们的课程资源意识，提高他们的课程资源开发与利用的能力和水平。（二）初中科学课程资源开发和利用的策略1、科学教科书资源的开发与利用 科学教科书是最基本的科学课程资源。它是由课程专家、学科专家和优秀科学教师共同编写的，是科学教师教学的基本立足点，也是学生自学的主要对象。但是已经习惯了老教材的教师在实施过程中发现，课程的编排以及呈现方式似乎有着许多的不同之处，原来老教材知识点交代的清清楚楚，而新教材探究性实验比比皆是，教学过程中简化了实验过程和理论分析，要求学生自己提问、自己设计和自己归纳得出结论。实际教学中，教师有时为了完成教学探究任务而弱化了知识点落实，一堂课下来学生都道不清我们得出了什么结论；或者是不经过探究而直接把答案硬塞给了学生，学生接受知识被动，印象不深，容易遗忘。所以教科书这一具有核心地位的课程资源，它的优化利用还是需要经历一个适应的过程。在平时教学中笔者发现有一本与新教材配套的科学实验活动册常被许多老师谈化甚至遗忘，一学期下来，除了零星的几个实验，学生动过一些笔墨外，其它还是崭新的，它所起的作用还不如老教材配套的薄薄一本实验手册。而本书却是以教育部颁发的全日制义务教育科学（79年级）课程标准（实验稿）为准绳根据浙教版科学内容安排编制的实验活动用书。其中要从事“实验”、“调查”和“制作”“技能训练”等科学研究活动，而每一项活动中的“情景”“目标”“器材”“步骤和记录”“讨论”“进一步的研究”将带领我们体验科学研究的过程，理解科学知识的真正含义。多好的一本书！而且它紧扣书本，好些实验教科书上简单提及，但在这儿却有详尽的步骤和说明，正好补充说明教材中交代不清的地方。将这本科学实验活动手册与书本巧妙结合使用，是一份难能可贵的现成的课程资源。【案例一】耳与听觉的教学片段教科书中就“为什么要用两只耳朵听”设计了一个探究实验按照课本首先提出问题，然后建立假设（学生除书上所给的三个假设，一般很难提出其它假设）、设计实验方案（设计困难，尤其是要控制哪些变量）、得出结论（因为实验开展困难，很难得出正确结论），课堂气氛冷清，基本是老师一个人对白，学生难以参与。老师先借助于科学实验活动手册中两实验：听觉测试和听觉方位测试游戏做铺垫，然后再来完成“为什么要用两只耳朵听”的探究题。【反思】学生从听觉测试实验中有了听力距离的概念，在听觉方位测试中，学生又建立起听觉的方位感，有了这两个概念，学生就能比较轻松联想到用两只耳朵听与它们的关系。然后进行猜测和设计实验时有了方向感和可靠性，实验的目的就容易达成。学生一旦参与了知识形成的过程，就容易接受，并产生浓厚兴趣。这仅仅是一个事例而已，七年级到九年级六本教材，六册配套的科学实验活动手册，而且详尽的答案（连进一步研究都有提示），科学的阐述，丰富了我们的眼界，也理顺了我们的思路，同时也是课标对教学过程提出的要求，我们千万不能把它束之高阁，浪费了这宝贵的课程资源。2、科学实验室资源的开发与利用科学实验室也是一种基本的科学课程资源，科学教师要最大限度地利用实验室现有的药品、器材，充分挖掘其实验功能，做到一物多用、废物利用。【案例二】压强教学片段老师采用先安排男女学生进行按钉子比赛，赛前已对男生的钉子经过处理，把钉子的尖端剪短，使其变钝。赛前男生信心百倍，而女生觉得老师安排这个实验是有意让她们出丑，但比赛的结果出人意料，女生轻易赢了男生。双方学生惊奇之余发现是老师做了手脚，于是情趣盎然轻易得出压力作用效果与压力大小和受力面积大小有关。那成怎样的关系呢？学生一起讨论用控制变量法进行研究。先确定受力面积研究压力作用效果与压力大小的关系，利用讲台桌上所放的仪器，请学生设计实验，许多学生举手一试，随着桌面所加的砝码越多，凹陷越深，得出结论当受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显，再请学生用身边的事例证实，有拿书本用不同的力让它变形的，有拿出笔用不同力在纸上画的，也有拿出尺子使其变形，学生的思维很活跃；接着再探究压力一定，压力作用效果与受力面积的关系，一学生把小桌反放，比较与正放时的凹陷程度，得出结论，再请学生利用身边器材验证结果，有拿出矿泉水瓶正放和反放，有拿出铅笔作笔尖和笔尾的比较，有举例书包宽带和细带的比较。【反思】改进后的教学方法，对教科书进行了挖掘和再创造，充分利用了实验室和身边的课程资源，几颗钉子的改造，一个有趣实验的安排，出乎意料的结果，引发学生的思维碰撞。除了课本提供的实验，再要求利用身边的物品设计实验，用实验结果来解释现象，只有让学生充分思考、实验、讨论、并通过探究，才会真正认同和理解。而学生亲自建构影响压力作用效果的知识后，有了很大的成就感，并且利用身边的事例来说明，体现了“从生活走向科学”的课程理念。实验室的课程资源开发和利用，有它很大的提升空间。较多一线老师是想做实验了才去实验室准备实验器材，而且通常是填好了实验单子请实验老师帮助准备，对实验室目前到底有多少资源可被利用不是很清楚。其实我们现在的实验室它的前身是原物理、化学、生物实验室，老教材的实验器材没有遗弃，现在还保存在柜子里，新教材的实验器具好些还没配齐，本阶段属于一个青黄不接时期。老师要现成的，拿不出，就拼命喊，教材改了，实验器材却更不上。但假如老师有空多去实验室转转，把实验室当成第二个办公室，多发现，多思考；没有现成，可以拿旧物品来移花接木，动手制作，大胆创新，渐渐地想必你眼中会有更多的器材可用，课堂中的实验物品肯定也会更丰富多彩。3、身边实验资源的开发和利用原有分科实验室的课程资源满足不了科学课程数量众多、形式多样的探究活动的需求，必须发挥广大师生的创造力，利用各种途径来不断充实科学探究所需的课程资源。利用日常器具做实验不仅是实验教学改革的一个方向，也是常态下促进学生自主学习，自主探究的一个平台。同时这样做还有两个重要原因，一是给学生亲切感，拉近科学和生活的距离；二是对教师自身的创造能力也是一个挑战。实验设计者的创造性能对学生产生潜移默化的影响。本课题组在这个方面做了探究，并取得了良好的效果。【案例三】力学复习片段教师事先布置回家作业，请仔细观察自行车，提出自行车中相关力学知识的问题五个以上，能解答或不能解答的均可，要求应用不同的科学知识，第二天课堂上讨论。课堂上一辆自行车放在讲台桌旁，一场精彩的问答赛即将拉开序幕。在众多举手的学生中选一位上台提出他所准备的几个问题，下面同学解答，面对着自行车他们对自己的提问和回答更充满了自信。教师在旁稍作引导，或帮助同学提出正确完整的问题，解答正确答案。当一个同学提问完后，很快另外的同学接着提，接着抢答，通过一番热闹的场景，同学们非常主动踊跃的把自行车上应用力学知识较完整在一堂课中搬了出来。大致内容有：凳面及胎内气压的大小，复习到了压强和受力面积之间的关系；手柄、脚踏板凹凸不平的花纹，复习到了影响摩擦力的几个因素；轴承、刹车，复习到增大和减小摩擦力的方法；把手、脚踏板复习到杠杆原理；有同学想到自行车的速度以及路程时间关系式、运动和力的关系、动势能的相互转化、物体振动发出声音等，在此基础上学生再接受相关练习。【反思】新课程的基本特点之一：从学生生活经验出发，激发学生学习的积极性。心理学研究表明“当学习内容和学生熟悉的生活背景越贴近，学生自觉接纳知识的程度就越高”。自行车是学生最“铁”的哥们了，用它来充当课程资源，学生一定倍感亲切和有趣，他们对自行车最有发言权，他们也最想表达对自己“爱车”的观点和问题，因此，借助自行车来复习相关的力学知识，把零碎的知识点用一辆自行车串联起来，让课堂改变了一贯的复习模式，把被动场景变为主动，复习的效果明显提高。生活丰富多彩，生活中的课程资源无穷无尽，大的像电冰箱小的不起眼的像一只废弃的可乐瓶都可以成为很好的帮手。课题组教师准备了一个专用的大盒子来装各种收集到的探究材料，将日常生活中许多司空见惯的东西都收集起来作为探究活动的材料。例如：塑料瓶、胶卷盒、纸板、电池，气球、牛奶瓶要收集的材料是无穷无尽的。巧妙地利用这些收集的材料，你会发现身边的课程资源其实是很丰富的。许多材料只要稍稍改变一下，就会成为很好的探究材料。科学课的老师，就要做有心人，做到“瓶瓶罐罐做仪器，拼拼凑凑做实验”,课程资源会因为你的积累变得丰富多彩。4、网络资源的开发与利用信息技术的发展为科学教育提供了前所未有的崭新平台。随着网络和多媒体技术的飞速发展，教材概念的内涵和外延大大扩展，形成了以教科书为中心的系列课程信息资源。多媒体技术集成了文本、声音、图像、动画、视频等多种信息优势，提供给学生大量丰富多彩的感性素材，极大地激发了学生的学习兴趣，并按照学生的认知特点进行动态的意义建构。同时充分地利用网络信息资源，对于培养学生的信息素养、信息检索、信息收集、分析、处理的能力以及信息意识的能力方面有着不可替代的作用。根据初中学生的特点本课题组主要采取三个措施使网上资源得到充分的利用，一是教师的备课系统，提供教师与各种资源的链接，实现教师与教师间的交互；二是开发和筛选引进各种多媒体教学课件，利用多媒体课件辅助课堂教学；三是老师设定内容让学生上网查找相关的知识。【案例四】月球和月相教学片断教师在讲授时借助多媒体课件将地球、月球、太阳的动态运动变化过程生动的呈现出来，同学们能很逼真的看到月相的整个形成过程。另外还适时地通过视频和多媒体技术手段补充了我国“载人航天工程”和“嫦娥工程”，当“神六”飞船成功升空的画面再次出现在银幕时，学生们情不自禁地起立热烈鼓掌，课堂氛围异常热烈。这不仅可以培养学生学习科学的兴趣，还可以提升学生的爱国热情等。【反思】现代教育技术手段有其独特的技术优势。在物质的微观结构领域、抽象的知识部分，或宇宙天体这部分内容。单靠语言和文字描述很难使学生充分理解，但如果借助现代教育技术手段，设计、编制成质量较高的科学课件，将有助于学生把抽象的问题形象化，使科学教学过程更具直观性和活泼性。不仅大大丰富了学生的感性素材，而且极大地激发了学生的学习兴趣，是其它课程资源无法比拟的。另外，在利用现代信息资源时，教师应当提醒学生注意分析信息的权威性和可靠性，提高学生信息评价的意识和能力，这对于学生的终身发展是非常有益的。5、乡土课程资源开发与利用 乡土课程资源开发与利用就是淡化课程资源的统一性，结合本地的实际，贴近学生的生活，扬长避短，发挥优势，启发他们善于用科学的眼光去关注生活,关心农业生产，把地域资源局限变成区域资源开发、特色资源开发，拓展为课程资源，使课程、生活与当地经济形成紧密的结合。如在二氧化碳性质与用途学习时，制取常用盐酸和大理石（或石灰石），而我们这里有的是众多石灰石资源，完全可以当作替代品。不但可以节约学校有限的资金，还可以让学生发现科学就在身边，增强对知识探究的兴趣与热情。另外我们教师还联系教材开发了对当地经济发展很有帮助的课程资源；学习了大气污染后，根据学校所在地附近有一水泥厂，可能对学校产生一些污染，可以引导学生开展空气中可吸入颗粒物检测实践活动，设计了“水泥厂对学校造成粉尘污染的调查”。这一课题确定后，立即激发了学生研究的兴趣，同时也增强了学生的主人翁的思想。乡土课程资源的开发，能激发学生学习科学的兴趣和探究欲望，使他们认识到生活中充满科学，科学就在身边，从而引导学生学会用科学的眼光去关心家乡的建设，激发学生热爱家乡的情感。6、生成性资源的开发与利用科学课堂教学中的“意外”，也是一种不容忽视的科学课程资源。新课程标准认为，教学过程是开放的，不是封闭的；是生成的，不是预设的。一堂课无论课前设计得多么完善，准备的多么充分，在实施过程中，都可能会出现“意外”。学生的提问、插嘴、质疑，问题回答的错误，实验的失败等都可能打扰你原先的教学预设。面对这些“意外”，科学教师应心平气和，并紧紧抓住这稍纵即逝的契机，充分挖掘其中的合理因素，灵活巧妙地加以利用，使其成为新的科学课程资源。如在学习浙教版科学七年级第二册“探究种子萌发条件”这部分内容时，一个学生突然问：种子如果没有种皮能不能萌发？根据科学教学参考书的要求，只需让学生探究出种子萌发的外界条件（水分、空气、适宜的温度）即可，所以备课时也没有设计这个问题。怎么办？是搪塞过去，还是置之不理？可这毕竟是培养学生科学探究能力的好机会，想到这里，我放弃原有的教学设计，坦然地告诉大家我暂时不能解决这个问题，让我们一起用实验证明吧。在这个实验过程，学生考虑得非常细致，不仅把种子萌发的内部条件种子具有活的完整的胚，种子萌发的外界条件（水分、空气、适宜的温度）探究出来，而且还扩展到“土壤、光对种子萌发的影响”，同时也解决了“没有种皮，种子很难萌发”这一科学教科书上没有的知识。课堂教学是一个动态的不断发展推进的过程。科学教师只有对课堂上这些生成性资源的巧妙把握，合理的开发与利用，才能使得课堂充满活力，让学生的灵性得到释放、潜能得到开发。四研究的初步成效经过一年的课题研究实践，初中科学课程资源的开发与利用的研究已取得了阶段性的进展，并获得了良好的成效。主要表现在以下几个方面：（一）学生方面1、学生的学习兴趣得到了培养。苏霍姆林斯基说：“所有的智力方面的工作，都要依赖于兴趣。”开发教材课程资源，给学生多方面的信息刺激，调动学生多种感官参与活动，使学生身临其境，在愉悦中增长知识，培养能力，陶冶情操，大大激发了学生的学习兴趣，这是传统教科书所无法代替的。2、学生的科学素养得到了提升。科学课程的一个显著特点就是“探究”，开发教材课程资源，补充了学校仪器室教学仪器的不足，有利于学生开展科学探究的学习方式，让学生体验科学探究的过程和方法，使学生的科学探究能力得到了发展，科学素养得到提升。3、学生的科学视野得到拓宽。 网络课程资源的开发利用，科学教师可引导学生通过网络开展自主探究学习，利用不断优化的网络环境与其他媒介开展更大范围的科学讨论、资源共享与交流、科学探究协作等活动，拓宽了学生的科学视野。4、使学生的潜能得到开发。教师对课堂上生成性资源的巧妙把握，合理的开发与利用，使得课堂充满活力，学生在探究中能自主建构知识，课堂上学生敢于提出问题，善于思考，勇于发表自己的见解，懂得倾听他人的意见和建议，积极参与评价，并能自觉进行反思，学习方法得到改变，思维得到训练，学生的个性得到张扬，能力得到提高。（二）教师方面1、促进了教师自觉转变观念，不断学习更新知识。通过实践科学教师树立正确的课程资源观，强化课程资源的开发与利用意识，科学教师要根据科学（79年级）课程标准的要求和本社区、本校的实际情况、学生的发展需要以及社会发展形势等，对科学教科书内容进行科学的调整和重组，包括对原有内容的增删、补充、引申、拓展等，也包括对教学进度的调整、课后练习的优化和创造性地制作教学用具、课件等，因地制宜地开发和利用各种科学课程资源，迫使教师自觉转变观念，不断学习更新知识。2、提高教师课程资源的识别、开发和利用能力。 教师是课程实施的组织者和促进者，也是课程资源开发和利用的主体。教师依据自己的能力开发和利用校内外资源，扩充备课内容，从深挖教材，到了解学生，到开发教材外资源，教师课程资源开发利用的技能得训练，教师课程资源的识别、开发和利用能力得到提高。3、拓宽科学课程的教育教学渠道。通过本课题组的研究，探寻到一条适合初中科学课程资源开发利用的途径，充分挖