小学科学课程课堂教学行为研究

1、小学科学课程课堂教学行为研究 研究报告 一、问题的提出1.在21世纪，世界教育发展的主要趋势是，教育将成为一种面向全体的全民教育，贯穿一生的终身教育，促进人全面发展的素质教育，突出个性的创新教育。国际21世纪教育委员会向联合国教科文组织提交的教育财富蕴藏其中这一份教育报告中，最引人注目的是提出了21世纪教育的四大支柱。面对未来社会的发展，该报告认为教育必须围绕四种基本的学习能力来重新设计、重新组织，即学会认知、学会做事、学会共同生活、学会生存。学会认知也可以说就是学会学习，值得注意的是该报告特别指出：“每个儿童无论他在哪里，都应使他能够以恰当的方式学习科学而且终生成为科学之

2、友。”可见优化科学课堂教学，培养学生的学习能力，为学生的终身学习与可持续发展奠基已成为当今世界各国教育领域研究的热点之一。2.我国新课程标准的实施，引起了全社会的广泛关注。而学习方式的转变是这次课程改革的显著特征。改变原有的单一、被动的学习方式，建立和形成旨在充分调动、发挥学生主体性的多样化学习方式，促进学生在教师的指导下主动、富有个性地学习，是这场教学改革的核心任务。新课程体现了先进的教育思想和教育理念，它通过对教学本质、教学规律的重新认识，确立以人的发展为价值取向，进而构建起一个新的教育、教学体系。这一体系为教学行为的转变、教学模式的创新指明了方向。3.我们也应该清醒地认识到：由于缺乏与新

3、课程相对应的实践操作体系的直接指导，不少教师的课堂教学行为中仍带有浓郁的经验传承气息和一定的随意性根据经验和个人感受组织课堂教学，从而在很大程度上影响着学生科学素养的提高，影响着教育质量的提高，影响着新课程改革的深入实施。而不少教师在教学实践中仍存在着片面追求教学形式的转变而忽视其真正效果的现象，“主动参与，乐于探究，交流与合作”的新型学习方式热闹非凡，但学生实际的学习效果却无明显的提高，教师教学的方式得到了转变却还有待于进一步整合与优化。教师课堂教学行为研究对此无疑有着举足轻重的影响，但教学研究者在这方面的研究还不够广泛深入，取得的成果也不多见，因此本课题有着极其重要的研究价值。二、国内外对

4、本课题及相关领域的研究现状综述1.国外研究情况20世纪90年代以来，世界各国课程改革都把转变学习方式作为一大目标和重点。许多国家纷纷倡导“主题探究”和“设计学习”，如法国开展“做中学”活动，美国实施“动手做”（hands-on）方案，日本则在新课程体系中专设“综合学习时间”等。这时的教学研究者已经把注意力从教师的身上移向学生以及学生的学习上，但有一点必须指出，那就是在关注学生学习的同时，并没有否定教师的作用，相反对教师的教学提出更高的要求。但研究者对教师课堂教学行为与学生学习方式转变的关系较为关注，而对教师课堂教学行为与学生学习方式的优化的关系却没有引起足够的重视。2.国内研究情况进入21世纪

5、，我国开始启动新一轮基础教育课程改革，转变学生的学习方式，倡导以“主动参与，乐于探究，交流与合作”为主要特征的学习方式，被视为本次课程改革的核心任务和成功与否的重要标志。上海等地学校正在开展的“研究性学习”已取得初步成果，台湾教育界现正热衷于实行“开放教育”，有许多观点可资借鉴。华东师大的皮连生在学与教的心理学一书中对学生学习方式的分类及其心理学依据作了论述。这些理论成果与实践经验，都为本课题的有效实施与深入开展提供了研究基础。但与此同时，我们也应该清醒地认识到：由于缺乏与新课程相对应的实践操作体系的直接指导，不少教师的课堂教学行为中仍带有浓郁的经验传承气息和一定的随意性根据经验和个人感受组织

6、课堂教学，从而在很大程度上影响着学生学习方式的优化，影响着教育质量的提高，影响着新课程改革的深入实施。而不少教师在教学实践中仍存在着片面追求学习方式的转变而忽视其真正效果的现象，“主动参与，乐于探究，交流与合作”的新型学习方式热闹非凡，但学生实际的学习效果却无明显的提高，学生的学习方式得到了转变却还有待于进一步整合与优化。教师课堂教学行为对此无疑有着举足轻重的影响，但教学研究者在这方面的研究还不够广泛深入，取得的成果也不多见。综合国内外的研究，其共同特点是努力转变学生的学习方式，让学生成为学习活动的的主人，转变教师的角色，让教师成为组织者、引导者、合作者。与以往松散或独立的研究比较，头痛医头，

7、脚痛医脚的单打独斗式的教学行为研究方法，那些方法也许能够解决某一方面的问题，但对教师形成系统认识，统筹规划其教学行为没有发挥更好的作用。如何站在教学规划的宏观角度，同时站在教学实施的微观层面，高屋建瓴地对教师教学行为给予指导，统筹规划其教学行为，这方面的研究天地还十分广阔，因此本课题有着极其重要的研究价值。三、研究目标、内容、方法，主要过程、活动简述本课题研究基于教师教材解读行为、教学设计行为、教学操作行为、教学评价行为、和教学开发行为案例研究基础上，既站在教学规划的宏观角度，也站在教学实施的微观层面，分别从单元教学内容组织、具体探究活动开展、探究活动细节操作等三个层面，高屋建瓴地对教师教学行

8、为给予指导，统筹规划其教学行为。“小学科学课程课堂教学行为研究”专题，围绕建立小学科学课堂教学行为模型，制作并整理与教师课堂教学前期、中期和后期有关的诸多教学实施环节案例，通过文本、光盘、网络等形式表达研究成果，并将其作为学校校本培训的资源。本课题研究采用行动研究、经验总结、案例研究等方法进行研究，在自然的条件下进行实践，并对实践不断进行反思，通过计划、实践、观察和反思四个步骤展开。教师在班级教学的动态环境中，在实践中具体研究教学行为。在本课题研究中，及时地通过分析、反思，不断地总结经验，并将经验在一定范围内共享并反复地实践，以促进经验向理论发展。2006.22006.7进行需求调查。通过查阅

9、相关的文献资料，针对从事科学学科教学论专家、教学系统设计专家、教师教育和培训专家、一线小学科学教师、小学生等不同人群进行访谈和调查，收集目前在小学科学教育中教师和学生面临的实际问题。2006.92008.7进行资源制作。在分析访谈和调查结果的基础上，结合科学教育课程改革的精神和课程标准，筛选和聚焦具有普适性的有关科学教育教法的重要热点话题，针对这些问题，采集和制作各种媒材的教学案例。2008.92008.12进行课程建设。在这一阶段主要是开发和建设文本、光盘和网络课程三位一体的网络课程。2008.102009.3 进行课题结题前的准备。这一阶段主要是对研究案例进行建模提炼，形成研究报

10、告，同时进行网络的试运行，在试运行的基础上进一步完善网络的建设，准备课题的结题和验收。四、主要观点小学科学课堂教学行为无论是从宏观上进行大单元的架构来审视，还是从探究活动的局部设计来考察，或是从微观上安排孩子们的表达和操作来分析，都应体现出层层递进、周而复始、螺旋上升的味道。本课题研究从教师单元结构的组织、探究任务的设计、活动细节的安排等方面来剖析小学科学课堂教学行为。由于小学科学教师其行为都体现了层层递进、周而复始、螺旋上升的味道，这就像我们剥开一层层的笋衣，一步步把竹笋从下往上依次剥开的过程一样。因此，我们用“剥竹笋”一词来表达小学科学教师课堂教学行为的特点。(一) 教师设置单元

11、活动内容结构上层层递进，学生科学探究沿着概念箭头前进。小学科学教师在制定教学内容时，可以引导学生沿着概念的箭头，循序渐进地、螺旋上升地开展科学探究，其教学内容安排可以是一种递进关系，并在这一过程中用建构主义学习周期理论所提出的“聚焦探究反思应用”的形式，组织起一个系统的概念形成过程。我们认为，科学教师进行单元结构的组织，以及围绕引领学生沿着概念箭头前进的行为核心策略有三条：第一，教师巧妙地设计从宏观到微观的教学过程载体。在单元教学过程中，教师可以依据学习周期理论所述的“聚焦探究反思应用”的活动过程组织教学。通过这种宏观教学过程设计使学生有机会增进对重要的科学概念的理解，形成正确的科学态度。在每

12、一具体的探究活动中，依然可以遵循“聚焦探究反思应用”的活动过程，使学生经历一个科学的认知发展过程。第二，引导学生在科学技能发展上可以采用整体的层级推进策略。学生“探究过程技能”这方面的素养从观察、测量、分类、推理、预测、猜想与假设、识别与控制变量、建立模型等技能由易到难一共8个。以声音单元教学为例，教师培养目标先显现的是“观察”，即指导学生做声音产生的实验，而后出现的是推理、预测的能力，如利用已有物体发声经验推测未知物体发声的高低；最后教师组织了一个类似建立模型的活动：“设计新的发声装置”。在这里8种探究过程技能之间，教师安排了从易到难的顺序，同样，每一种过程技能本身也会有从低到高的顺序。如“

13、观察”水平，教师在声音单元内就有从培养单一观察能力到对比观察能力提升的梯级发展。第三，突破概念纵轴，能力横轴的三维空间发展。纵观科学教师进行单元活动设计的行为，从教学活动到拓展活动，它显现出一个重要特点，可以用“开放”两个字概括。不仅着眼于学科内的教学活动内容，在拓展活动中还融入语言、数学、艺术等相关活动组织学生完成。目的就在于让孩子有能力并乐于主动开展探知未知世界的活动，为鼓励创新人才的展现铺垫了浓厚的学科文化背景。（二）安排循环往复探究任务，让学生科学探究能力随思维发展而逐级升华如果说，在宏观上科学教师在组织教学内容上沿着概念的发展箭头，引导学生亲历从未知到已知，从已知到明知，系统地认识一

14、个概念体系，那么，从局部的探究活动来看，科学教师的教学行为同样应显现出层层剥竹笋的特点，显现出螺旋上升的意味。在这里，我们主要围绕局部探究活动的形式和与之相关的导向式问题设计两个密切相关的话题，来举证说明科学教师教学行为在活动组织上的特点。如果说科学教师用“统一的概念和过程”把一个个散落的探究活动编织成一串完美的珍珠项链的话，那么这些各具特色的探究活动的珍珠，大致分为我们所熟悉的三类：即引导式探究、挑战式探究、和开放性探究。而科学教师教学行为策略的巧妙在于，它适时、适度地将这些类别的探究活动组织到相应的活动环节中，显现出探究活动的形式逐渐升级的特色，也显现了科学教学引导学生发展在教学策略上由扶

15、到放的渐进过程。首先，看看可以让每个孩子都成功的引导式探究。菜单式的引导探究，是科学教师教学行为给我们印象最深刻也是运用最广泛的探究形式。在开展探究的活动中教师细化到每一步做什么、怎么做都全盘告诉学生，引导他们完成相应探究活动。尽管看山去十分不起眼，但在科学课大多数想阐明一种特定的现象或是传授一种特殊的技能时，这是经常用到的教学形式。“照单进行”成为科学课教师大多数教学行为的一个主要特色。而挑战式探究，在科学教学活动中也异常凸显。它有一连串的挑战性探究活动，每一个挑战性的选项都没有固定的达成模式，需要借助学习者已有的经验去尝试完成。尽管这也许会成为制造失败者懊恼的活动，但他在孩子们中间的吸引力

16、是最大的，似乎没有一个孩子会顾及失败的烦恼，全部的孩子都会全身心地投入挑战性活动之中。在小学科学课里，教师可以把这类活动有机地安排在最容易调动孩子们积极性的学习阶段：一个是在单元教学开始时，这个时候挑战性活动是一种激发学生兴趣的好方法；一个是到单元教学（或某个教学阶段）结束时，此时运用还可以用挑战性活动来评价学生应用知识的能力。开放式探究需要在更坚固的探究能力基础上才能“建构”起来，教师也只有在学生能熟练进行实验操作并懂得自我确定探究目标的情况下，适时地引入开放式探究，才能够取得很好的效果。开放式探究实质上就是七个字：“你的探究你做主”，教师只需要给出一个研究方向，至于什么研究内容、怎样的研究

17、方法都由学生自己去完成。科学教师行为的良苦用心在于，开放式探究的设置巧妙地借助于引导式探究的基础，着眼于挑战式探究的发展。科学教师在组织探究活动时，可以通过引导式活动为开放式探究奠定基础，最后用挑战性活动来评价学生的学习，重要的是，科学教师把活动的特点与要求学生达到的学习目标有机地结合起来了。无论是引导式探究、挑战式探究还是开放式探究，尽管它们都具有一定程度的探究性，但他们都不足以阐明完整的科学探究。毕竟科学探究还须建立在更高层次的思维上，而在这一点上通过我们的研究发现，科学教师可以做得同样出色。科学教师在安排各类探究活动的同时，可以设置好与探究活动密切相关的不同性质的问题，不仅让孩子“做中学

18、”，更让孩子“思中学”，让亲历探究的孩子真正聪明起来。我们认为，作为科学的思维，它应该引导孩子更多地关注事实证据，以及证据之间所包含的联系、反映的规律，而作为引导其科学思维的向导，就应该是那些活动中设置的有结构、有系统、有利于反映或揭示事物本质的问题。在探究活动相关的问题设置中，科学教师在引导学生进行科学探究时所思考的问题大致可以分为三类：实用性问题、分析性问题和创造性问题。这是三种不同性质的问题，这里我们重点关注的不是问题的类型，而是问题之间的关系。当孩子们收集完探究实验中所有的数据后，如何建立起证据和概念之间的联系？教师可以从实用性问题过渡到分析性的问题，把学生的思维逐渐理清，得出相应的结

19、论。并建立起相应的概念认识。而创造性的问题，我们认为既是对前面科学认识的一个深化或巩固，又可以有意识地培养学生的洞察力，引导其善于留心生活、留心细节、留心他人不易观察到的事物。可以想象，在科学教师这样的教学行为指导下，长期这样下来，孩子能不变得聪明吗？（三）科学教师应注重活动细节重复强化，学生在历经磨砺的科学探究中获得发展。如果说科学教师设计的层级发展的探究活动和与之联系的结构化问题让孩子变得越来越智慧，那么更为精妙有趣的是，科学教师可以在微观具体活动细节的组织设计上也体现出层层剥笋带来的由量变到质变的重复意味。重复出现的活动场景给培养所有的孩子变得聪明提供了有力的物质保障。如果用几个成语词汇

20、来概括科学教师活动的设计共性的话，我们可以画下面这样一个线段链条：投石问路à小试牛刀à披荆斩棘à继往开来。从形式上看，它不仅带来了科学教育系统的整体美，更凸显出了科学课程区别于其他课程活动组织的特有形态；从内容上看，教师设计的富有故事性和情节化的探究活动，披上了一层更贴近于孩子的人文面纱，让孩子乐于探究。在细节上科学教师可以通过孩子脑子里想的问题、手头上做的事情、嘴巴里说的语言进行重复的表达和操作，同样达到了让孩子变得伶俐的目的。科学教师在教学实践中可以通过细节上的重复，达到 “打基础、勤巩固、助成功、促发展、学创造”的效果，这十五个字也是我们对科学教师教学行为细

21、节上做法的目的、方法、意义和成果进行的概括。 围绕科学探究活动组织的有效性，我们发现了科学教师教学行为三个不同层级的策略：宏观上，科学教师以概念箭头发展为线索，建构统一的概念和过程的体系，并组织起了单元内容，帮助孩子们构建知识与知识之间的联系，这显现了它的“系统性”；从局部探究活动上看，科学教师以实用性问题、分析性问题和创造性问题为引导，开展引导式探究、挑战式探究和开放式探究活动，培养孩子科学的思维，锤炼他们探究的技能，这显现了它的“层次性”；从微观上看，无论是探究活动形式组织的外在符号，还是活动内容设计的内在特质，科学教师通过对孩子手、脑、口进行的重复操作、思考和表达的训练，让他们

22、的科学探究过程技能和情感态度价值观在反复实践中走向成熟，这显现了它的“复合性”。当我们把科学教师的教学行为当作一个由系列化探究活动组成的系统来审视时，它层级化的组织策略，不仅显现了各适用于儿童特质主题活动的探究价值，还在指导孩子熟练掌握各种探究过程技能上显现出它的独到之处，更是在孩子建构相互联系的知识过程中深入理解科学知识概念方面显现出科学课程的精致和精妙之处。如果我们把科学教师教学行为这一系列从宏观到微观的层级化的组织策略当做一种外在的符号来看待的话，它更像是为科学教育的组织与实施建构了一个标准化的模型（见下图）。在这个模型中，以统一的概念和过程为轴心，沿着概念的箭头向纵深发展，围绕这一轴心

23、、箭头发展的同时，以思维训练的不同类别问题为引导，层级化地开展引导式、挑战式、开放式的探究活动，进行横向发展，其间，每一项探究活动又不断地出现同样或类似的思考的问题、表达的语言、操作的方法，使之更为丰满。上面这个二维的模型表达了我们对小学科学教师教学行为组织有效性的理解，把它换做一个具象的竹笋，我们也能看到科学教师组织课堂教学行为“道法自然”的痕迹。笋衣的序列安排、层层递进，即可看成科学教师设计的统一的概念和过程；逐级而升的笋衣，即可看成是层级化的探究活动；同样的笋衣重复出现，即可看成教师设计探究活动时对孩子手、脑、口进行的重复操作、思考和表达的训练。我想，我们从整体、局部到细节对科学教师教学

24、行为特点的分析和再认识，给我们一个重要的启示就是：教师在探究式课堂教学中，作为探究式学习的促进者或向导，需要我们科学教师精心确定出一系列“大的概念”概念性的框架，让孩子们开展科学探究活动时可以在其中得以复合性地发展，我们通过科学教师教学行为研究，搭建起来的这种层级化的框架，可以成为指导孩子深入学习科学概念的基础。五、课题研究的理论依据1.新课程理论。新课程提出：“要坚定不移地推进教学方式和学习方式的转变。教学改革既要重视观念改革的先导作用，又要重视方式改革的载体作用。”新课程的理念，是研究教师课堂教学行为与小学生学习方式优化的理论依据。2.建构主义理论。建构主义理论认为，知识有客观性知识也有主

25、观性知识，人获取客观性知识的过程应该有主观经验的参与，通过学习主体的实践，在原有的认知基础上去主动地发展，积极地建构，而不只是由老师向学生传递。3.多元智能理论。多元智能理论提示我们：尊重学生的个体差异，因材施教；尊重学生对学习方式的选择，使每个人选择到适合自己的学习门道；关注并促进人全面协调发展。六、研究的成果及应用前景1.促进了学校校本培训课程的建设。本课题融合现代教育新理念、新课程、新标准和新技术，以科学教育的探求精神、科学精神等新理念为引领，以培养学生的科学兴趣和科学态度为导向，以培养学生的思维能力和创新能力为宗旨，以小学科学课程教学中的科学活动的创设、实施和评价为举措，在校本培训和教

26、学中促进学校校本课程的建设和开发。2.提高了教师的研究能力。网络校本培训课程尤为注重培养和提高小学科学教师的科学研究能力，通过案例中的实验组和控制组（或称对照组）的比较和分析，探讨各种不同的小学科学课程教法的效果和效率，在此基础上进行归因分析，进一步启发教师再反思、再学习、再研究，不断提出教学中的问题，不断解决这些困惑或难题，在促进教师教学能力提高的同时，亦能促进教师科学研究能力的提高。3.构建了文本、光盘和网络三位一体的案例研究体系。本课题的14个教学案例，均采用大量的视频、图片、声音、文字等多种媒体形式，展示生动活泼的小学科学课堂教学，在教学的各个环节上，如教师富有激情的讲解、教师指导学生

27、学习、学生小组活动、学生实验活动、专家点评、教师自我反思、学生评价等方面，通过各种媒体形式，真实记录了有趣、好玩、快乐的小学科学课堂，让学习者如亲临真实的课堂，真切体验教学方法在实际中的运用策略和方法。4.本课题通过5个大专题、14个典型的教学案例来体现小学科学课程教法。为进一步探讨案例背后所隐藏的小学科学教育的教学策略和方法，我们通过14个不同的学习和教学理论来解读这些教学案例。这14个学习和教学理论分别与每个教学案例对应，是教师向学生传授知识的过程中所运用的最基本的理论。在每个案例的解读过程中，我们首先介绍这个案例所运用的学习和教学理论的基本内涵，然后分析其与教学案例之间的关系，接着分析此

28、学习和教学理论对于此案例的指导，如课堂教学过程所体现的教学原则、教学方法等，并抓住每一堂课最精华的教学活动进行剖析，如同课堂教学活动重现。读者能根据此案例解读快速把握住此案例的教法精髓，并能真切体会和掌握教法的实际运用，促进教师教学能力的提高。5.促进了教师的专业成长。通过四年多的课题研究，学校教师的教学理念得到了进一步的提升。通过学习交流、课题研讨等活动，教师对新课程有了更深刻的认识，在宏观上能够用辩证的眼光来看待传统和现代、封闭与开放、教与学之间的关系，在微观上能准确地把握教学目标、教学结构、教学方法、教学策略、教学评价的内涵和要求，对在教学设计、课堂教学中如何更好地关注学生的学习，更有效

29、地优化教学方式，培养学生的自主学习能力有了初步的探索和收获。结合课改实践，学校教师勤于总结，不断反思，撰写了许多有一定质量的课题研究论文、案例反思。四年来，课题组成员在市级以上发表或获奖的教学论文有50余篇，有多位位老师的教学案例分别获全国、省市级评比一、二、三等奖。6.改善了教师的课堂教学行为，提升了他们的教学水平。随着课题研究的深入实施，许多教师不仅在心中明确了更科学的好课观，更重要的是养成了审视自身课堂教学行为的习惯，关注到了学生学习能力的培养。平时能认真反思课堂教学中的得失成败，不断提高自己的课堂教学水平，课堂教学效率得到了明显的提高。2009年11月，课题组易传发老师在全国优质课竞赛中获得一等奖的好成绩。一支师德高尚、业务精湛、充满活力的教师队伍正不断成长。7.优化了学生的学习方式，培养了学生的自主学习能力。通过课题研究，在“以学定教，以教促学”这一核心理念的指导下，教师的课堂教学行为有了明显的转变。课堂教学的氛围变得更加民主和谐，学生的学习兴趣得到了提高，学习的时空得到了拓展，学习的方式得到了优化，学习的能力得到了提升。在学习过程中，大多数学生不再是被动地听，机械地练，而是主动参与学习，获取知识