教育教学设计：范明刚：小学科学定量观察的结题报告

1、小学科学教学中定量观察能力培养的研究结题报告主持人：孔令强范明刚成员：尹慧 宋丰华 尹燕飞 孙星 赵衍峰 魏庆文 贾雪鹏宋延峰冉霞王立同一、问题的提出（一）立题背景随着基础教育课程改革的深入实施，小学科学教学中的定量观察能力培养正成为科学课 堂教学改革备受关注的焦点。探索小学科学定量观察能力培养的教学策略，对于小学生科学 素养的提升具有至关重要的作用。在美国，国家科学课程标准尤其强调科学教学中培养学生证据意识的重要性，而证据 的获取需要用到定量观察能力培养。我国的科学（3-6年级）课程标准在课程目标中也指出，通过科学课的学习，逐渐养 成科学的行为习惯和生活习惯，了解科学探究的过程和方法，逐步学

2、会科学地看问题、想问 题，形成大胆想象、尊重证据敢于创新的科学态度。科学课强调对事物不仅有在质上的认识, 更要从量上的分析得出结论。定量分析会使学生的头脑更精确化、更科学化，只有能用数据 来描述事物时，才算到达了对事物性质的真正了解。关于学生定量观察能力的培养，在科学教学中，这方面的研究比拟少，可以研究的空间 还很大，存在着很多方面的问题：具体课例教学与研讨中如何指导学生进行科学规范、全面 的定量观察能力培养尚没有具体的教学策略作为指引；小学生科学定量观察能力培养的能力 很差，以至于对于物质世界、生命世界、地球与宇宙等领域中的科学事务缺乏必要的观察体 验和实践经验，影响了相关科学概念的形成和探

3、究能力的提高；局部教师教材开发意识不强, 忽略了来自教材与生活中的定量观察能力培养资源，无法满足学生科学素养提升的需要；关 于小学科学教学定量观察能力培养的经典课例偏少，对教师的相关培训资源也很欠缺；关于 定量观察能力培养的教研活动缺失，很多科学教师不知道如何来就定量观察能力培养开展有 效的教研活动随着新课程改革的不断深入，教师应引领学生学会定量观察能力培养来获 取和选择有用的数据，来证明自己的观点，自觉运用数据来进行解释相关的问题或现象。（二）研究意义与价值 不断地相对流动，形成水的对流。”第二次实验是“水中的碎屑在加热的时候向上做环形运 动，热水上升的同时，冷水向下补充到热水原来的位置。”

4、第三次实验是“随着加热时间的 延长，水温逐步升高，底部水温最高，上部水温最低。当停止加热时，上部水温继续升高， 底部的水温降低，三个局部的水温趋于相同；然后是三个部位的水温都在降低，下部的水温 下降的最快。”在仅仅40分钟的时间里，完全放给学生是不现实的。师生在信息源的释放中 将各种探究环节有机地结合在一起，形成了一个循序渐进、螺旋上升的探究过程。课题组成员在主持人孔令强、范明刚带着下及时反思研究进程中的问题，撰写了高质量 的研究论文，现有有17篇论文、案例刊发在科学课山东教育报北京教育新课 程研究基础教育论坛学习方法报等教育专业报刊上，在国内引起了较大的反响。 其中，孔令强、尹慧老师撰写的关

5、节教学实录与评析刊发于中国教育学会科学教育分会 会刊科学课2011年第12期。范明刚老师撰写的巧用实验制导、小学科学导课的 基本方法、关照探究潜能巧用脚手架指导学生有效观察辩论式同课异构 刊发于中国教育学会科学教育分会会刊科学课，探寻科学高效课堂的规律刊发于基 础教育论坛。有49人次获得了省级论文、成果奖励。（三）建构了科学教具、思维导图、导学案、探究脚手架为核心元素的科学定量观察能 力培养工具我们认为，定量研究是指确定事物某方面量的规定性的科学研究，是将问题与现象用数 量来表示，进而去分析、考验、解释，从而获得意义的研究方法和过程。数学方法能提高对 问题研究和分析的精确性和严密性。为了帮助学

6、生更好地做好定量观察能力培养，我们建构 了科学教具、思维导图、导学案、探究脚手架为核心元素的科学定量观察能力培养工具。.科学教具教具是在教学过程中具有教学特点，表达教育思想，教学目标，教学内容和教学方法的 实物、标本、模型及教、学具，以及实验训练器材，是科学定量观察能力培养过程中是不可 缺少的工具，因为教师在传授知识，组织学习和进行技能训练，需要借助教具、学具、标本、 模型等各种媒体，来实现教学目标。自制教具可以培养广大师生的思维能力、研究设计能力、 动手能力、创造能力和实验操作能力等。我们在课题研究过程中，特别重视教具在定量观察 能力培养中的作用，做到了自制教具与实验教学紧密结合，师生用自己

7、研制的教具、学具做 实验，得心应手，教具的性能通过研制，师生了解，教师授课道理讲的清楚，学生操作，加 深了理解，记忆深刻，学生学得生动活泼。自制教具活动使师生学会了使用简单工具和工具 的制作方法，提高了师生的动手能力，实验教学需要教师和学生都能动手组装实验器材，维 修实验器材。结合研究的初步成果，我们编写了科学自制教具手册（待出版），本书每 件教具的结构呈现为：“设计意图一一头脑风暴一一材料准备一一教具DTY操作指南”以 实物图片配合文字说明做为主要的呈现方式，让读者能明白制作的流程与操作步骤，能学会 制作并能正确使用。“设计意图”主要是挖掘教材中的教学内容，由于版本不同，所以我们 表述的主要

8、依据是课标中的知识点，说明在这一知识点的处理时遇到的问题或者思考；“头 脑风暴”主要是针对刚才教学中遇到的问题，展开一次讨论，可以是团队的讨论，也可以是 自己一次次的教具改进中的思考，用卡通讨论图+泡泡语的形式展示；“材料准备”用图片 +文字的方式展示本制作需要准备的材料；“DIY教具”主要是制作的流程，提示制作方法 和考前须知，展示形式以图片+文字的形式，每一步制作后面跟一幅图片，最后要展示成品 图；“操作指南”主要是在教学中如何使用此教具进行教学，实现教学的流畅，方法要具体, 步骤要清嘶。本书所收录的教具都是教师智慧的结晶，是一线科学教师经过较长的时期的教 学经验积累，产生对某一教具改进或

9、创新的思想，根据这一思想，构思设计，在反复研究、 实验的基础上开始试制，经过屡次改进和反复调试后，再在教学中试用，直至成功。.思维导图针对定量观察能力培养中学生思维互动层次浅、概念学习与技能训练缺乏系统性的问题, 我们依据科学课程标准，分别设计了生命世界、物质世界、地球与宇宙、科学探究等多个层 面的思维导图，帮助教师在教学中整体展示每课在科学探究中的位置与领域。同时，我们还 针对每个单元或是每课的内容分别设计思维导图，帮助学生全面而立体地建构自己的科学概 念体系，将科学探究的相关要求贯穿在一起。.导学案在全市科学骨干教师的积极努力和论证下，我们精心编辑了3-6年级科学教学导学案 （待出版）。科

10、学导学案主要由课前探究、课内探究、课外探究、思维导图、我的收获、科 学资讯等六个环节组成。导学案中课前探究让课堂内容前置，使学生课前对探究的科学知识 进行初步的介入；课内探究环节，我们设计了很多替代性实验，让孩子们能够多角度了来理 解每种科学现象背后隐含的科学道理；课外探究环节教师有意识地把科学课堂的科学探究延 伸到课外，设计好问题让学生开展课外探究活动；思维导图，表达孩子的科学行为更需理性 并将科学学习与脑科学紧密结合起来，给孩子建立一个完整的科学知识概念体系；科学资讯 为孩子们提供更多的与本课有关的科学知识链接，丰富孩子的科学知识结构。科学导学案的 设计就是使教师由学生学习的指导者变为学生

11、学习的筹划者、组织者促进者、引导者，从而 根本性的改变学生学习方式，变被动科学探究为主动探究，实现科学教学的两个前置即探究 前置和问题前置。使学生在导学案的引导下主动的去探究，通过课前探究、课内探究、我的 收获、思维导图、知识链接等环节的调控降低科学探究的难度，科学教师那么通过“学案导学” 这一策略将教材内容进行有机的结合，精心设计，合理调控教学过程中探究的自主与提升， 从而极大的提升了学生探究学习的效率，使学生们真正的成为了科学课堂的主人。.探究脚手架我们本着让每位学生学会探究，保持学习科学的乐趣，根据每课的教学内容和学生的前 概念，在教学设计中设计了探究脚手架，目的就在于帮助学生找到一种教

12、育方法，给学生一 个探究的扶手，使教师少讲，学生多主动探究。探究脚手架是科学教师发挥主导作用的工具， 教师可以借助科学脚手架将讨论与交流的层次与程序以课堂提示语言的形式呈现出来，供学 生在思维出现矛盾、探究活动易于出现混乱或低层次重复的时候得到一种明确的研究指向， 从而在最近开展区理论指导下开发的支架式概念教学，帮助学生理解特定的知识、建构知识 的意义。在使沉在水里的物体浮上来-课教学时，实验教师在组织学生讨论与交流“铁 块会沉在水底，为什么做成轮船的形状就能浮起来呢？ ”“怎样使沉在水里的物体浮上来？ ” 等问题时，就成功地出示了以下三个探究脚手架：A： “面对未发生的事物，总要学会猜一猜，

13、在科学上，这叫猜测。先把猜测记录下来， 然后进行实验，带着一种探个究竟的心情去观察，是一件有意思的事情。与你想的一致吗？ 想一想为什么猜对了，你的依据是什么？为什么猜错了，你忽略了什么？ ”B： ”在研究的过程中，大家要思考这些问题：这样实验平安吗？怎么样做不损坏实验材 料？我们明确小组成员的分工：谁来操作？谁来记录？谁来汇报？谁来观察？怎样与同学合 作得更好？我们用什么方式记录更直观？ ”C： “交流、提供是每一个探究者乐意做的事，把你的发现告诉给大家，大家针对你的研 究提出自己的问题，或者谈谈自己的看法，使这项研究更科学。” “在交流提供这个过程中， 我们要思考以下儿个问题：怎样汇报能让同

14、学们听得更明白？要注意倾听其他小组的发言， 发现他们与自己方法的不同，并互动交流。还有其他做法吗？由脚手架ABC可以看出，探究脚手架的内容可以是指令性的、建议性的，还可以是问题 式的，无论其语言如何组织，都是一种探究的提示，其描述的都是在最近开展区中有效的教 与学之间的互动，都是供学生及小组同学在讨论与交流时作为重要的参考。其中，A侧重于 进行猜测方法的指导，B侧重于研究材料选择、小组分工、记录方式的指导，C侧重于交流过 程中的考前须知指导，这三种方式的脚手架都是在教给学生如何进行分层次的讨论与交流， 而且语言充满童真童趣，学生乐于接受，能促使学生积极地投入到探究活动中来。（四）形成了一大批科

15、学定量观察能力培养经典课例，提炼出科学定量观察能力培养的 基本策略在本课题研究过程中，经过系统的研究，形成了一大批科学定量观察能力培养经典课例, 提炼出科学定量观察能力培养的基本策略。我们发现，用定量分析的方法指导学生进行科学 探究，能引领学生从实验中、观察、探究中、生活中运用数学统计、分析、计算一些有用的 数据，进行整理和分析，来解释世界或现象。这有助于培养学生的数据意识，对培养学生的 科学素养大有益处。还能使学生体验研究过程中失败的痛苦、成功的欢乐，有助于养成正确 的学习习惯。这种跨学科的学习形式符合小学生求知欲旺盛的心理特点，在愉快的合作交 流中互通信息，互相学习、模仿，取长补短，从而扩

16、大眼界，翻开思路，产生一个人难以想 到的新想法、新主意，既有利于培养学生的合作意识、团队精神和交往能力，还能促进学生 的创新思维的萌发。我们认识到科学定量观察能力培养的基本策略：定量观察能力培养须源于生活且回归于 生活，不可缘木求鱼。无论定量观察能力培养什么，科学学习都不可脱离生活，都不能为研 究而研究，必须从生活中的科学现象为切入点，研究成果能指导学生改善学科学、用科学的 质量；定量观察能力培养须表达观察数据从模糊化到精确化的推进过程。定量观察能力培养 的过程并非是一次成功的，需要有个思维互动的过程，更需要表达观察数据从模糊化到精确 化的推进过程。因为，学生的科学体验是不可替代的，学生必须要

17、亲身经历探究的整个过程。 科学教师必须要引领学生思考方法变革的来龙去脉，进而在感受逐步精确化的推进过程中形 成求真意识和实证意识。也就是说，学生可以以模糊量化为起点，并依据生活需要的逐步提 高而变革方法，直到达成获取精确化数据的目标；定量观察能力培养须用简便易行的方法或 工具达成研究目的。定量观察能力培养并不神秘、，科学老师根据教学内容的需要，完全可以 采用简便易行的方法或是工具达成研究目的。采用简便易行的方法或是工具毕竟是一种理想 状态，当现实的实验条件无法满足定量观察能力培养的需要的时候，就需要我们科学教师自 制教具来实现教学目标；定量观察能力培养须在尊重学生知识经验的基础上定位观察点。定

18、 量观察能力培养既是科学研究的需要，更是学生观察实践的需要。在定量观察能力培养的过 程中，我们科学教师应注意在尊重学生知识经验的基础上定位观察点。所谓的观察点，就是 我们定量观察能力培养的观察侧重点，这个侧重点可以是观察的部位或是位置，可以是观察 的顺序，可以使观察的用时分配。这些都需要学生带着已有的知识经验来参与；定量观察能 力培养须借助课件弥补研究条件的缺乏。定量观察能力培养不是单纯的实验探究，而是一种 综合性、多元化的科学探究过程。实验未必能解决所有的问题。必要的情况下，科学教师可 以借助课件来弥补研究条件的缺乏。其中，尹慧老师执教的杯子变热了在山东省教学能手评选中获得好评，范明刚老师

19、执教的水变热了一课在山东省科学教学研讨会上获得好评。实验教师撰写或制作的教学 设计、教学课件、教学案例累计有38项在山东省科学优秀课程资源评选中获奖。（五）开发了有利于科学教学中定量观察能力培养的多种优质课程资源在本课题研究过程中，我们还开发了3-6年级小学生科学观察实验制作（青岛出版 社出版），该项课程资源有效地激发了学生爱科学、学科学、用科学的兴趣，培养他们的动 手实践能力和创造精神，培养他们的科学素养，该丛书的内容主要是“观察”、“实验”、 “制作”，此外还设有系列专题内容，如“身边的科学”、“科学史话”、“自然之谜”、 “信息科学”、“科幻王国”。真正使定量观察能力培养贯穿于学生的生活

20、，提高学生的生 活质量。在教师培训方面，我们还编写了头脑智慧风暴一一科学教师指导生活探究培训资 源包、科学教材教法研究，成为一线科学教师专业成长的最正确资源。（六）更新了教师的教学理念，全面促进了科学教师的专业开展随着研究的不断深入，针对“小学科学教学中的定量观察能力培养”在学生中展开调查, 了解分析小学科学实验教学中存在的问题，实验教师慢慢掌握了定量研究的一些显性化的特 征和实施的有效策略。在教学中，教师指导学生实现由定性观察逐步到定量观察能力培养的 转变，并一点点地指导学生学会定量观察能力培养。在这个过程中，实验教师的教学理念得 以更新，专业开展获得了新的提升，编写了探究科学教师成长之道（

21、待出版）、科学 定量研究论文集（待出版）、理念与智慧的博弈一一科学定量研究教学设计集（待出 版）。在课题研究过程中，课题组成员们养成了教学反思的好习惯，每一位成员均能结合教学 实际和课题研究的目标及时发现问题、研究问题，在研究中课题组成员们都已阅读大量与课 题研究相关的资料、论著，并整理了大量学习笔记，受益匪浅。课题组每位老师都能有意识 地主动驾驭教材，让教材“为我所用”，树立起了正确的教材观。能正确区分教学内容和教 材内容，认识到教材是教学内容的一个组成局部，而不是教学内容的全部。虽然教学内容主 要来自教材内容，但教师可以根据教学实际，对教材内容有所选择地科学地进行教学法加工, 合理地组织教

22、学过程。近年来，先后有2人执教省级优质课一等奖，有4人次执教省级观摩课，有1人获得山 东省科学教学能手称号，1人获得肥城市专业技术拔尖人才称号，2人次获得泰山教坛英才称 号，3人被评为泰安市教学能手，3人被评为市学科带头人，1人被评为泰山名师。在各级名 师、教学能手、学科带头人的引领带动下，全市科学教学教研工作健康开展。其中，介绍主 持人孔令强的通讯以用最初的心做执着的事一一记山东省肥城市小学科学教研员孔令强 为题刊发于中国教育学会科学教育分会会刊科学课2012年第2期。六、课题研究的困惑与今后努力的方向（一）研究的困惑在两年多的课题研究过程中，开展了学生，成长了教师，尽管做了很多研究工作：对

23、教 材内容进行了逻辑分析和价值分析，在一定程度上对教材内容进行了优化，在呈现方式上也 作了很多探究，但总觉得我们的研究成果的推广方面做得不够，在县域范围内尚没有做到每 个年级每个班都实现科学定量观察能力培养的相关要求，一线科学教师亟需在此成果的实践 中获得专业成长。教学评价既是每一位教师关心但又普遍感到难以操作的一个方面，虽然我们在这一方面 己作了一些初步的尝试和探索，但也是非常浅薄的。在学生的科学学习中我们如何既关注学 习的过程又关注学习的结果，我们将不断研究科学定量观察能力培养下的多元化评价措施。如何丰富科学课的定量观察能力培养资源，让定量观察能力培养更好地为学生的科学素 养提升服务，更贴

24、近学生的生活实际，使学生在科学活动课的主动参与中提高科学素养，我 们目前也感到较为困惑。（二）课题研究的努力方向在下一阶段的研究过程中，我们将在对教材进行逻辑和价值分析的基础上，结合科学课 程标准的要求，将本项研究继续推进下去：深刻检视反思课题研究的过程，全面整理研 究材料，总结沉淀成功经验，提升研究成果，并将成果的转化应用和宣传，充分发挥课题研 究的引领带动作用；进一步明确课题研究的意义，激发课题组成员以及一线科学教师研究的 积极性；进一步加强过程性管理，定期召开研讨会、调度会，定期开展交流研讨，务实课题 研究的常规管理，提高实效性；创生丰富多彩的科学定量观察能力培养教学资源，做到“学 校科

25、学”与“日常科学”之间的衔接和融合；优化科学定量观察能力培养的评价措施，使之 为我们的课题研究服务、为我们的一线课堂教学服务。让教师真正明白什么样的科学课堂才 是真正的好课；深化科学定量观察能力培养的课例研究，推出一大批定量观察能力培养的优 质课例资源，定期推出一些具有创新的典型课与公开课，通过示范，积累案例，对于每一个 典型课例，要求教师认真准备，重在过程，课后进行总结反思，分析利弊，写出总结材料.； 创新管理策略，开展研究活动，促老师们问题意识和研究意识的形成，促老师们研究能力、 教学能力的提升，努力打造优秀的科学骨干教师团队。总之，我们课题组的所有成员将在实践中反思、在反思中行动、在行动

26、中研究，以让我 们的课题研究真正为一线科学教学服务、为学生的开展服务、为教师的成长提供平台。观察是研究自然科学的最基本的方法,是一切科学研究的基点，是人们认识世界获取知识 的重要途径。观察，对于科学家而言是任何科学研究活动的基础，处于核心地位，而对于刚 开始进行科学学习的小学生来说，观察那么是孩子们科学探索的起点，是获取外界信息的基本 途径，是开展小学生记忆能力、想象能力和思维能力的基础。教师在科学教学过程中，要注重 培养小学生的观察品质、观察习惯以及观察态度和观察方法，提升小学生科学观察能力，促 进小学生形成以观察力为核心的富有个性的科学认知方式。本课题的选题来自于现实的科学课教学中的问题，

27、表达了当前科学课教学改革的需要。 主要引领学生从实验中、观察、探究中、生活中运用定量观察能力培养一些有用的数据, 进行整理和分析，来解释世界或现象。所以，它有助于培养学生的数据意识，对培养学生的 科学素养大有益处。本课题能积极探索培养学生定量观察能力培养的方法和途径，有利于落 实新课程的目标，为促进教师转变教育观念、提高科学课教学的有效性和科学课的教学质量 提供了有力的支持，到达师生共同促进和共同成长的目标。我们对客观世界的认识是从感觉和知觉开始的。心理学告诉我们，感觉反映的是外在事 物的个别特点，如颜色、声音、气味、味道、硬度等；知觉反映的是外在事物的整体和事物 之间的关系，如形状、大小、远

28、近等。科学的定量观察能力培养是人们认识世界、增长知识 的主要手段，它在人的一切实践活动中，具有重大的作用。俄国著名的科学家门捷列夫曾经 说过：“科学的原理起源于实验的世界和观察的领域，观察是第一步，没有观察就不会有接履 而来的前进”，“观察、观察、再观察”曾作为巴甫洛夫的座右铭被写在实验室的墙壁上。人 们通过科学的观察，获得大量的感性材料，获得对事物具体而鲜明的印象。此外，科学的定 量观察能力培养是开展小学生记忆能力、想象能力和思维能力的基础。因此，教师在教学中， 要注重培养小学生的定量观察能力培养。二、研究的目标与内容定量观察能力培养对培养学生严谨细致、实事求是的科学态度是十分必要的。本研究

29、的 目的就是顺应当前科学教学改革的迫切需要，与当前小学生的科学素养提升相匹配，逐渐推 进一线科学教师就小学科学定量观察能力培养进行一系列创造性的研究，引领学生初步学会 从定量观察能力培养活动中获得有用的数据进行整理、分析及合理的判断和解释；通过课题 研究，积极探索出小学科学课教学中学生定量观察能力培养的方法和途径，提高小学科学教 学的有效性，从而促进学生定量观察能力培养，增强学生对数据的敏感性，培养学生严谨细 致、认真负责的科学学习态度，实现以下研究目标：.使学生感受到定量观察能力培养在科学探窕中的重要性；.通过本课题的研究，发现并总结出当前科学课教学对培养学生定量观察能力培养过程 中存在的问

30、题；.实践中不断完善、深化对学生定量观察能力培养重要性的认识和理解，探索、形成注 重对学生定量观察能力培养的理念；.通过本课题的研究，探索出小学科学课教学中学生定量观察能力培养的方法和途径；.通过本课题的研究，探索并总结出小学科学教学对学生进行定量观察能力培养的教学 操作方式；.通过本课题的研究，使学生知道试验中，初步学会从定量观察能力培养上分析得出结 论，能用简单的数据来描述事物或解释一些现象，使学生的头脑更精确化、更科学化，养成 严谨细致、实事求是的科学学习态度。在研究的内容和重点方面，我们确定了下面的定位：.挖掘教材中的定量观察能力培养资源，进行逻辑分析，弄清教材中的概念、规律和方 法的

31、逻辑结构，从而把课本中的定量观察能力培养知识和能力训练点结成“点”，连成“线”, 织成“面”，以求掌握它们之间的关系；其次，对教材内容要进行价值分析，要作出价值判断, 以便确定某一具体内容在完成教学目标方面所起的作用；最后，对教材中的内容要进行决策 分析，即确定教学目标，选择教学方法，进行必要的教学构思。.在对教材内容进行系统分析的基础上，结合科学课程标准的要求，对教材内容中 的定量观察能力培养教学内容进行“优化设计的研究”。“优化设计研究”从两个不同层面进 行：一是教师进行选择和优化设计教材内容，让“素材”尽量来源于学生的现实生活，内容 设计要有弹性，以关注不同学生的科学学习需求，以表达“科

32、学问题生活化、生活问题科学 化”，让学生经历科学建模的过程，提升学生科学学习能力；二是学生针对学习内容可自行设 计定量观察能力培养实验等，充分发挥学生的主观能动性。通过教师和学生的共同努力以切 实转变学生科学学习方式，提高科学学习效率。.最大限度地激发学生的学习兴趣，发挥教材的最大潜能，应激发学生的学习积极性， 向学生提供充分从事科学活动的机会，帮助他们在自主探索和合作交流的过程中真正理解和 掌握基本的科学知识与技能、科学思想和方法，获得广泛的科学活动经验。三、研究的方法本课题采取的研究方法主要有调查研究法、文献研究法和行动研究法。.调查研究法针对“小学科学教学中定量观察能力培养”这一问题在科

33、学教师中展开问卷调查，了解 分析小学科学教师面对类似课题时的处理方法；针对“小学科学教学中的定量观察能力培养” 在学生中展开调查，了解分析小学科学实验教学中存在的问题及小学科学教师“做科学”的 水平，研究如何定性观察向定量观察能力培养转变。.文献研究法通过查阅各种文献，广泛收集国内外有关科学教育的资料和信息，分析国内外小学科学 课程开展的过程与特点、了解国内外科学教育的新动态、新成果，研究小学科学新课程实施 的相关理论问题.行动研究法选定假设干所小学作为本课题的研究基地，深入小学科学课堂，与科学教师一到进行研究、 分析、论证与总结，研究小学科学教学中的定量观察能力培养。四、研究的过程为构建特色

34、研究范式，形成常态持续富有活力的研究文化，解决定量观察能力培养中存 在的诸多问题，我们主要通过三个阶段来进行了理论与实践研究。（一）课题开题阶段：启动研究，工程引领（2011.12）.精心谋划，优选成员。我们经过反复研讨交流，确定了本课题研究，并组织了教研专家和科学学科骨干教师为 主要成员的课题组，由孔令强老师和科学兼职教研员范明刚担任负责人，尹慧老师担任课题 组成员。各位科学实验教师在工作中，善于积累，教学经验丰富，形成自己独特的教学方式 和教学思想。多人次被评为“优秀教师”“教学质量先进个人”，执教的优质课在国家级和市 级的电教优质课比赛中获奖屡次。课题负责人孔令强系全国教师教育学会综合实

35、践活动学科 委员会理事,山东省教育学会小学科学教学研究会理事。曾获全国“十一五教育科研先进工作 者,省优秀教研员，省级义务教育课程改革小学科学教学跟进式指导骨干教师团队成员、省教学 能手、泰安市学科带头人、肥城市专业技术拔尖人才等称号。青岛版小学科学教科书核 心作者，山东省地方课程环境教育分册主编，研究性学习材料责任主编，观察实验 制作主编。两项成果曾获山东省教学成果一等奖撰写的论文、教案等40余篇在省级以上报 刊上发表。实验教师乔新民系泰安市教学能手，在科学教学研究方面，有丰富的实践经验。 实验教师范明刚曾荣获市优秀教师、市教学能手、学科带头人、省科学教育先进工作者，执 教省市县优质课多节，

36、曾主持合作学习的基本理论与实践研究等课题，参与编写首都师 大版全国综合实践活动教材教参、省地方课程教师用书。具有丰富的研究经验。实验教师尹 慧系山东省教学能手，曾获山东省科学优质课一等奖，肥城市科学学科带头人、肥城市优秀 教师、山东省科学教研先进个人、全国科学优秀教师称号，撰写的科学作业小改革，科学 素养大提高在山东教育发表。.制定方案，初步研究。我们在详细制定课题研究方案的基础上，进行了初步研究。在2011年山东省教学能手 评选会议上，尹慧老师成功执教了青岛版杯子热了一课。孔令强老师指导其用数据来说 明热传导的规律，师生共同分析得出了 “慢一快一慢”的热传导规律。在指导范明刚老师执 教省级观

37、摩课水变热了时，孔令强老师指导他围绕“加热点的热水一开始就上升到水面 上了么？ ”“加热一小会儿时，水的底部、中部、上部的水温是怎样的？ ”“停止加热后， 这三局部的水温还会发生怎样的变化？ ”展开了微观的思考与实验验证。加热时，杯子底层 水的先热，形成底部小对流，所以水的底层水最热，上层水最冷。停止加热后，热对流继续 发生，上层水温逐渐增高，底层水温逐步降低研究课例，由定性研究转向定量研究，由 模糊的质性研究到精确的量化研究，记录实验数据、做统计图表，建立模型，把数学方法引 入科学课堂教学，让传统课堂出新，提高了研究的深度与层次。在这节课的教学中，学生在 整整8分30秒的时间里测温数据竟达3

38、8个，高密度的测量与数据获取过程让课堂探究气氛 空前活跃。在开题会上，我们邀请了教科所所长到校指导本课题的立项工作和中期研究的相 关考前须知。.强化培训，专业引领。为了提高研究人员的研究水平，减少研究的盲目性，提高课题的研究效率，课题组组织 多种形式的研究人员培训活动，通过培训，使他们了解国内外科学教育的研究现状，把握国 内外科学教育的最新研究成果。明确了课题研究的基本方向和方法，为开展研究奠定了坚实 的理论基础、构筑了基本实践框架。其中，我们系统学习与交流了科学课、刘默耕教育 思想、小学科学课程标准、小学科学教学案例研究、兰本达的“探究一一研讨”教学 法及其在中国、教育的智慧一一写给中小学教

39、师、动手做一一法国小学科学教学实验计 划、科学究竟是什么、面向全体人的科学、小学科学教育案例精选（法国科学院“动 手做”组）、科学种子（做中学系列）、愉快的科学课教学（日本综合学习资料）、每个 孩子都是科学家等理论书籍。(二)课题研究阶段：行动探索，初见成效()1.2012年2月-2012年3月 课题研究小组对所研究课题进行分解，制定出课题研究的步 骤。选派局部教师直接参与市教研室组织的课题研讨活动，就课题研究中出现的问题与有关 专家、教研员及兄弟学校的科学教师进行“零距离对话”，为课题研究导航，以确保研究工作 有序、高效地进行。2.2012年4月-2012年5月 收集资料，通过各种渠道收集相

40、关资料。组织课题组成员系 统学习科学论文或经验总结，增强教师参与课题研究的积极性和主动性。要求教师带着实践 中的问题去学习，带着学习后的体会去实践，促进理论与实践的深度对话，从而寻找解决问 题的突破口。3.2012年5月-2012年6月课题论证筛选、分析和研究相关资料，形成初步成果。围绕小学科学教学中的定量观察能力培养系统研究了科学思维导图的设计、高效课堂教 学的基本规律、科学导学案的设计、教材教法的研究、教具制作的研究、观察实验制作手册 的编写、科学骨干教师的培养、教学中使用课件与课程资源开发的研究等，分专题进行设计 实施，将全市的科学教学研究活动与本课题的研究结合起来。4.2012年7月-

41、2012年9月 研究评价 开展个人自评和小组互评。借助于科学教师五项全能大比武活动、科学“小论文、小制作、小创造、小实验”四小 活动、3-6年级科学定量观察能力培养导学案的设计等活动，全面提炼本课题的研究成果。将 三至六年级科学课本中所以能进行定量研究的课例进行了分析和整理，编制了定量研究的实 验内容、方法，并制作了实验记录表，在教学中贯彻数学思想与科学探究相结合，常规课让 学生寻找定量研究的可能性、实验课让学生准确把握实验数据，使学生体验数学学科与科学 学科的有机融合。通过调查，罗列学生在数据收集、整理与分析时存在的主要问题，分析问 题背后的原因，并根据调查结果，调整研究内容和方案。课堂教学

42、始终是课题研究的主阵地。在课题的研究评价阶段，我们以“创造性使用教材” 作为主要研究方向，着力使教师在科学课堂中解放思想、勇于创新，大胆对教材进行“再加 工”、“再创造”，使教材更加切合本地学生实际，提高课堂教学的有效性，使学生学得主动、 扎实，富有成效。课题研究的最终目的是成长学生、成就教师。在每次研讨活动中，我们都 按照“理论假设一验证”的模式，先学习相关的理论，再提出理论假设，然后听研究 课加以验证，并进行评教评学活动，最后写出活动总结。5.2012年9月-2012年12月 结题展示 展示研究成果，提出建设性意见。在结题阶段，我们组织实验教师撰写了大量的案例、论文、调查报告以及课题总结，

43、并 参与编写了观察、实验、制作。实验教师先后执教过屡次公开课、录像课及优质课，屡次 辅导学生参加“争当小实验家”比赛和青少年创新作品大赛及“四小活动”，均取得了较好的 成绩。我们成功实施了小学生科学素养提升工程，围绕定量观察能力培养的有效实施，推动 了家庭实验箱、班级实验角、班级科学阅读角、小学生科学观察实验制作活动的开展。2012 年1()月，成功举办了全市第二届科学教师教具制作比赛，4()多件优秀教具脱颖而出。2012 年12月，组织课题组成员研读科学教材，设计了 3-6年级科学定量观察记录表。(三)课题总结阶段：反复研讨，提炼成果)课题论证筛选、分析和研究相关资料，形成论文和对课题的研究

44、报告。整理分析课题研 究中积累的过程资料，提炼成功经验，总结完善成果，做好结题推广工作。我们以平时的教 学工作为依托，以典型课例为抓手，开展实验数据收集、整理与分析的教学策略研究，总结 归纳实验数据教学的有效方法和手段，收集典型课例报告，撰写出相关的论文等。2013年2月，我们组织了科学兼职教研员述职活动，并I韦I绕本课题的深入推进明确了任 务与分工，借助网络捕捉科学教学中定量观察能力培养的前沿信息，认真观看了近几年来定 量研究的典型课例，如：胡海涛老师的太阳家族、张晓萍老师的肺与呼吸、云南李俊 老师的相貌各异的我们、省级优质课获得者张老师的玩镜子等，将他们的课例制作成 课堂实录，逐字逐句地分

45、析，逐个环节地思考，定量的点是什么？如何定量研究？如何统计？ 如何分析数据？如何根据数据得出结论讲自己的心得记录下来，并试着运用到自己的教 学中。2013年3月初，在河西小学白云山校区组织全市科学骨干教师，针对国标本苏教版小 学科学教科书科学探究序列表的内容进行专题研讨，从提出问题、观察与测量、排序与分类、 调查与预测、解释与建立模型、交流与质疑、假设与实验、拓展与应用等多个层面交流定量 观察能力培养的相关策略。3月2()日，市直小学科学高效课堂研讨会在河西小学白云山校区 拉开序幕。参加会议的有四处市直小学的全体科学教师、各街镇教研员，共计100余人参加 会议。孔令强老师做了课堂合作学习的基本

46、技能。他从合作学习的五要素入手，从牛顿 的卢卡斯讲座、卡文迪许实验室、卢瑟福、斯蒂芬霍金等世界知名实验室和科学家的故事开 始，将与会者带入一个与大师对话的巧妙情境，将科学高端人才培养与小学生科学素养提升 进行了巧妙联系，引领一线科学骨干教师做真正意义上的研究者。围绕合作学习的实施，孔 老师细致阐述了积极互赖、建立个人责任、合作学习管理、教师在合作学习中的作为等多个 要素的内涵与外延，围绕科学定量观察能力培养，他倡导每位科学教师采用多种教学模式， 教学中用好科学思维导图，用科学的思维训练提升科学课堂的品质，教学中要设计好科学探 究脚手架，并应用于教学实践，形成一系列经典课例，做好级部科学实验箱，

47、创造条件指导 有条件的学生建立家庭实验箱，将每册教材中的专题研究贯彻落实到每一课的教学之中，抓 好科学“四小”活动等常规活动。尹慧老师执教了一节研讨课使沉在水里的物体浮上来。 尹老师的课关注学生的思维路线，将科学思维导图与课堂教学内容有机结合，师生互动效果 明显，学生的合作技能训练效果明显，教学环节设计表达了环环相扣，给参会教师带来了新 的启迪。五、研究的成效经过两年来一系列丰富多彩的理论与实践研究，我们取得了丰硕的研究成果：（一）学生的科学素质明显提升，初步养成了定量观察能力培养的技能和习惯实验以来，学生普遍感受到定量观察能力培养在科学探究中的重要性，初步学会从定量 观察能力培养上分析得出结论，能用简单的数据来描述事物或解释一些现象，使学生的头脑 更精确化、更科学化，养成严谨细致、实事求是的科学学习态度。学生逐渐进入学习科学的 角色：学生在课堂上敢想、敢说，学得灵活，学得主动。学生在主动参与、积极思考，与人 合作交流等活动中获得了学习科学的信心，体会到了科学的探索过程、科学与自然、社会和 人类生活的联系，从而获得了知识、能力、情感的全面开展。在全国青