中学科学教学研究

自然科学教学与学生学习方式转变的研究,一、什么是学习方式,目前学术界对它的解释并不完全一样，大多数学者认为学习方式指学生在完成学习任务过程时基本的行为和认知的取向。学习方式不是指具体的学习策略和方法，而是学生在自主性、探索性和合作性方面的基本特征。自主性（主动性）、探究性和合作性是学习方式的三个维度，研究者可以从自主性、探究性与合作性三个方面对教与学的特征作出判断。,学习方式较之于学习方法是更上位的东西，两者类似战略与战术的关系，学习方式相对稳定，学习方法相对灵活，学习方式不仅包括相对的学习方法及其关系，而且涉及学习习惯、学习意识、学习态度、学习品质等心理因素和心灵力量。所以，学习方式的转变对促进学生发展更具有战略性的意义。,学习方式具有以下几个特点：第一：学习方式是教学过程中的基本变量；第二：学习方式是一个组合概念；第三：学习方式反映了学生在完成认知任务时的思维水平。,二、为什么必须转变学生的学习方式,1、转变学习方式是学生促进发展的需要，是培养创造人才的需要,社会和经济发展的信息化和全球化趋势，对人的创新精神培养和创造型人才的成长，提出了前所未有的紧迫要求。学校教育中培养学生的创新精神和实践能力的突破口在于改变封闭的、脱离现实生活和偏重于知识传授的倾向，构建一种有助于学生投入社会生活、亲历实践过程的课堂与教学体系，使学生形成一种对知识主动探求，并重视实际问题解决的积极学习方式。,2、几个调查、统计数据引起的反思,诺贝尔奖设立百年来，共有近500位科学家领走了物理、化学、生理/医学等诺贝尔自然科学三大奖，其中仅美国哈佛大学、德国马普学会、美国哥伦比亚大学、美国斯坦福大学、英国剑桥大学、美国加州理工学院和英国伦敦大学等7个机构每家获奖都在10人次以上，占了获奖总数的22%。诺贝尔自然科学奖的获奖者为何如此地集中？其中可有规律可循？,诺贝尔奖获得情况,从1901年至1925年，诺贝尔自然科学奖的得主多集中在德、法、英等国家，这三国共获奖34次，表明当时世界的科学中心集中在欧洲。从1951年起至1979年，科学中心已完成了向美国的全面转移。1951年至1979年，美国人获奖75次，德、法、英三国获奖42次，1976年至1999年美国人获奖达95次，而德、法、英三国获奖仅25次。,科学中心为何移向美国?,重视基础研究鼓励原始创新充裕的经费优越的研究条件吸引和凝聚世界优秀创新人才相应的文化与环境氛围,获奖者为何高度集中,创新氛围和基地建设创新氛围主要指两个方面，一是高素质优秀科技人才的大量聚集形成的以高知识密集度和高目标创新活动为特点的环境；二是为优秀科技人才所提供的跨学科自由、宽松的学术思想交流、碰撞，以及竞争和合作兼容的环境。,在诺贝尔自然科学奖中：物理学奖获奖者的创造高峰期约在25岁至45岁之间，年龄跨度在21岁至58岁之间，平均年龄为36.1岁；化学奖获奖者的创造高峰期约在25岁至50岁之间，年龄跨度在21岁至58岁之间，平均年龄为38.7岁；生理医学奖获奖者的创造高峰期约在30岁至45岁之间，年龄跨度在23岁至58岁之间，平均年龄38.9岁。这一统计结果表明，科学家的创造高峰期一般在25岁至50岁之间。,中青年是科学家创造的高峰期,中国科学界应关注10大问题:,自然科学的重大理论突破，需要善于发现已有理论与实际的矛盾，需要勇于挑战传统理论的自信与勇气；重大理论的创建和形成，往往经历长时间的争论以至非难，在得到反复验证后才被承认。原始性重大发现多源于对实验事实敏锐的观察和独具创意的实验。新的科学仪器和装置的发明，往往打开一扇新的科学之门。重大科学发现和技术与方法的发明，往往对人类健康、社会与经济的进步产生巨大的推动作用和深远的影响。,良好的科学基础和前沿性、交叉性的研究也可能偶发重大的科学发现，偶然中寓必然。数学与计算机工具创造性的应用，也可能带来自然科学、工程技术、经济与管理科学方法与理论的突破。对已有知识的科学整理与发掘，也可能有新的重大发现与理论创新。良好的创新氛围和高水平的创新基地是产生高水平的创新成果的温床。创新意识、原始性创新思想与创新战略比经费与设备更具有决定意义。科技创新突破及其推广应用，需要相应的创新体制和科学管理机制作为保证。,国际性竞赛结果,来自大学生的呼声,社会对大学生的评价,三、国外中学自然教材、课堂教学及学生学习方式介绍,四、有关理论简述,通过教与学理论的深层次分析，当代社会对人材素质的要求，指出自然科学课堂教学的“着眼点”应在于学生的发展。,1、作为成功的以学生发展为“着眼点”课堂教学，至少应符合以下两大要求,自然课堂教学应该更富有“学科味”,课堂教学更应该具有“教学味”,2、课堂教学体现“着眼于学生发展”应具备：,重视过程,注意学生认知发展顺序、规律,积极运用直观教学手段,准确把握好教学目标与中考能力要求,五、转变学习方式存在的困惑,1、转变学习方式会不会跟中学教育的基础性有矛盾,3、课时少，能够组织探究学习吗？,2、“转变学习方式”也适应于非重点中学、农村中学吗？,六、转变学习方式的具体措施,两类现行的不同教学结构,(1)以教师为中心教学结构的特点是：教师是知识的传授者，是主动的施教者，并且监控整个教学活动的进程；学生是知识传授对象，是外部刺激的被动接受者；教学媒体是辅助教师教的演示工具；教材是学生的唯一学习内容，是学生知识的主要来源。,1、摒弃传授式教学，确立学生自主学习,(2)以学生为中心教学结构的特点是：学生是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者；教师是课堂教学的组织者、指导者，是学生建构意义的帮者、促进者；教学媒体是促进学生自主学习的认知工具；教材不是学生的主要学习内容，通过自主学习，学生主要从其它途径（例如图书馆、资料室及网络）获取大量知识。,学生为中心教学结构的理论基础:,建构主义的学习理论与教学理论,以教师为中心教学结构的理论基础:,以教师为中心教学结构在学习理论方面的基础主要是：行为主义,以教师为中心教学结构在教学理论方面的基础主要是：,奥苏贝尔的教学理论,奥苏贝尔的教学理论内容很丰富，主要涉及三个方面：“有意义接受学习”理论、“先行组织者”教学策略和“动机理论”。,（3）两种理论的互补性与“主导主体”教学结构,2、打破封闭式教学，实施开放型学习,3、改变规范式教学，探索研究性学习,4、转换实验教学机制，实现学生创新性学习,七、应该提倡什么样的学习方式,1、关于研究性（探究性）学习,什么是研究性学习,研究性学习是由学生在一定情境中发现问题、选择课题、设计方案，通过主体性的探索、研究求得问题解决，从而体验和了解科学探索过程，养成自主探究、创新的意识和习惯，形成和提高创造能力，增长知识、积累和丰富直接经验的活动过程，又称探究性学习。,概念界定：,三个基本要素：某种实际情境学生的主体性研究（探究）活动问题解决过程,理论基础：建构主义,研究性学习的类型,研究性学习的功能研究性学习的结果主要是：了解科学探究过程获得探究体验养成自主探究、创新的意识和习惯形成和发展创新能力、独立获取知识的能力、信息搜集和加工、应用等能力解决问题，获得跟课题有关的知识,2、合作学习合作学习是针对教学条件下学习的组织形式而言的，相对的是“个体学习”。合作学习是指学生在小组或团队中为了完成共同的任务，有明确的责任分工的互助性学习。,3、问题解决4、情境教学5、开放教学6、实践教学7、自主教学,八、如何在课堂中落实自主学习、合作学习与探究学习,1、要明确教师的职责教师在教学中有如下几个方面的职责：帮助学生检视和反思自我，明了自已想要学习什么和获得什么帮助学生寻找、搜集和利用学习资源；帮助学生设计恰当的学习活动；帮助学生发现他们所学东西的个人意义；帮助学生营造和维持学习过程中积极的心理氛围；帮助学生对学习过程和结果进行评价，并促进评价的内在化,2、要开发和提供充分的课程资源,当学生有兴趣时，他们学得最好；当学生的身心处于最佳状态时，他们学得最好；当教学内容能够用多种形式来呈现时，他们学得最好；当学生遭遇到理智的挑战时，他们学得最好；当学生发现知识的个人意义时，他们学得最好；当学生能自由参与探索与创新时，他们学得最好；当学生被鼓舞和被信任能做重要的事情时，他们学得最好；当学生有更高的自我期待时，他们学得最好；当学生能够学以致用时，他们学得最好。当学生对教师充