农村初中信息技术课程教学对学生科学素养影响的研究获奖科研报告

农村初中信息技术课程教学对学生科学素养影响的研究获奖科研报告

摘

要：农村初中信息技术课程如何有效培养学生科学素养、信息素养。作者在三大理论的指导下，结合多年的教学实践，验证两个研究结论，摸索有效提升学生科学素养的方法。

关键词：信息技术课程;有效提高学生;科学素养

一、研究背景

信息技术课程是帮助中小学生快速完成知识学习和技能掌握的基础工具类课程。这一点在“中小学信息技术课程指南”中有明确的指出，即帮助学习者快速的完成基础知识的学习、技能方法的掌握与熟练和科学的情感态度价值观的树立正是中小学信息技术课程的核心教学目标。《中小学信息技术课程标准》也更明确的提出该课程的主要任务是：培养学生对信息技术的兴趣和意识，让学生了解和掌握信息技术的发展及应用对人类日常生活和科学技术的深刻影响。使学生具有获取信息、传输信息、处理信息和应用信息的能力。教育学生正确认识和理解与信息技术相关的文化、伦理和社会等问题，负责任的使用信息技术，培养学生良好的信息素养，把信息技术作为支持终生学习和合作学习的手段，为适应信息社会的学习、工作和生活打下必要的基础。

本人在农村初中任教信息技术近十年，始终在思考和探索如何改变这一现状。很幸运2015年考取湖南师范大学科学与技术教育专业在职研究生，在导师的指导下结合教学实践正式开始了此项研究。

二、研究的理论基础

1.建构主义学习理论

建构主义学习理论认为，学习是学习者不断的完善自身知识结构和知识内容重新进行知识建构和储存的过程。知识是学习者在特定的社会情境中，在协作与对话的基础上，自主完成知识内化的过程，而非教师进行传授的过程。重要的是学生要知道为什么学，怎样学，怎样重组和构建知识结构，学会逐渐掌握学习的方法而不是仅仅关注知识的结论，真正达到“授人以渔”的目的。情境、合作、对話和有意义的构建是建构主义的四个重要元素。建构主义学习理论指出，学习者的学习过程是学习者自身与所处环境的逐渐相互作用的一种过程。在这一互动过程中，学习者自主地进行知识的建构与完善。

2.情境学习理论

情境学习理论认为，学习不仅仅是社会个体完成信息加工与意义建构的过程，它更是一个基于社会交互的、基于实践参与的过程。情境学习理论关注学习者与情境学习的互动与信息交换，也更加关注学习者之间的交互与信息交换，强调通过这种社会性的交互帮助拥有不同信息差的学习者完成知识的意义建构。

情境学习理论对本研究的启示，首先，注重创造良好的学习情境。情境作为情境学习理论的关键要素，教师需要结合学习者的特点，利用已有的学习环境和学习资源，为学习者创造自主学习的环境。激发学习者的内在学习动机和学习兴趣，以实现学习者的更深入地学习;其次，注重学习者之间交互合作和对话也是情境学习理论的特征，在学习过程中，需要学习者之间共同交流，共享内容知识，在这一过程中，教师需要引导学习者进行团队交流协作，共同解决问题。

3.整体教学设计理论

荷兰开放大学教授Jeroen提出了面向复杂的整体教学设计理论。面向复杂的整体教学设计理论与传统的教学理论最大的区别在于，这一理论将教学设计作为一个系统的整体去考虑设计与开发，而不是像传统的教学设计一般将教学分为多个步骤与模块。Jeroen教授认为传统教学设计将教学分为多个步骤与模块的做法是对教学内容的割裂。在提出了面向复杂的整体教学设计理论的基础上Jeroen教授及其团队还设计出了四要素教学设计模式（4C/ID），该模型主要由即时消息，支持信息，学习任务和兼职练习四个部分组成，模型旨在提升学习者的学习效率帮助学习者解决实际问题。

三、研究方法

1.研究对象及其抽样方法

本人现任教于湖北省宜都市西湖中学，为加强研究的时效性和针对性，本研究选取任教的湖北省宜都市西湖中学七年级的两个班级的84名学生为研究样本。两个班级由同一位信息技术课程的教师进行授课。在本次研究中，研究者将这两个班级随机分配成实验班和对照班。实验班总共有38人，其中男生有25人，女生有13人。对照班为总共有45人，其中男生有19人，女生有26人，两个班级学生人数相差不大，学生学习基础也比较均衡。

2.研究材料及其来源

材料1：自编的《农村初中生科学素养教学设计材料》该材料包括14课时的教学设计，具体内容详见下表。

材料2：科学素养的测试问卷及其信效度指标

该问卷是结合实验校的学生特点所设计的基于中学生的“科学素养水平调查问卷”。该套问卷主要包含科学素养的三个核心维度，它们主要是“科学知识”、“科学情感价值观”和“科学与社会的关系”。其中科学知识维度主要包含一些用于科普教育的常识题，如天文、地理、生活常识等;科学情感价值观则主要考察学习者对于科学知识的理解、持有的情感态度等，如创新意识、批判性思维等;科学与社会的关系则主要包含公众对科技发展的理解以及科技发展对社会的影响。

1、自变量及其操作定义

本研究的实验自变量主要包括：教学方法和学生性别两个主要的自变量。教学方法（自变量A），其中实验中的a1为实验组，是有意识设计的信息技术课程设计及开展，a2为对照组，是无意识设计的信息技术课程设计及开展。学生性别（自变量B），其中水平b1为男生，水平b2为女生。

2、因变量及其衡量指标

因变量是初中生科学素养的发展水平，以“初中生科学素养发展水平研究”的结果为指标。

3、控制变量及其处理方法

①不同学校学生的差异性。在前期调查的基础上，尽量选择两个平均成绩和学生科学素养发展水平相当的班级的学生为研究对象，并随机安排一个班级做实验，另一个班级做对比。

②教师教学水平的差异。两个教授信息技术课程的老师试着拥有相同的年龄和相似的教学风格。

③期望效应。在实验班级采用单盲形式（即教师指导在做实验，学生不知道），而对比班级采取双盲形式（即教师和学生均不知道在做实验）。

四、研究结果及结论

1农村初中生科学素养前测数据差异比较

（1）实验组与对照组的前测数据差异比较

对实验组和对照组的科学素养的测试前数据进行描述性统计和t检验，结果见表

表显示实验前实验组的科学素养测试成绩显着低于对照组（t=2.656，p=0.1）。

（2）男女生的前测数据差异比较

将男生与女生的科学素养前测数据进行描述性统计和t检验，结果见表。

表表明，实验前男女生的科学素养测试分数没有显著差异（t=0.650，p=0.517）。

2农村初中生科学素养后测数据差异比较

（1）实验组与对照组的后测数据差异比较

对实验组和对照组的科学素养测试后数据进行描述性统计和t检验，结果见表

表显示实验组和对照组的科学素养测试分数之间的差异减小。实验组上升明显（t=0.334，p=0.739）。

（2）男女生的后测数据差异比较

将男生与女生的科学素养后测数据进行描述性统计和t检验，结果见表

表表明，实验后男女生的科学素养测试分数没有显著差异（t=1.066，p=0.290）。

3、实验组与对照组科学素养测试差异分析

在实验前，我们详细的测量了实验组（七年级二班）和对照组（七年级一班）的成绩，通过简单的对比分析不难发现实验组学生的科学素养水平明显低于对照组。但经过一系列课程的开展后，可以明显的发现虽然实验组和对照组的学习者的科学素养水平都有所提升，但从提升的幅度来看，明显是实验组的提升较大，实验组学习者的科学素养水平由实验前的明显低于对照组发展为实验后的明显高于实验组。因此，通过以上分析可以得出：农村初中信息技术课程的教学可以有效提高学生的科学素养这一结论。

4、研究结论

经过“农村初中信息技术课程教学对学生科学素养影响的实验研究”发现：

（1）农村初中信息技术课程的教学可以有效提高学生的科学素养。

（2）农村初中信息技术课程对学生科学素养的影响没有显着的性别差异。

经过几年的实验研究，信息技术课程使学生的学习兴趣更加强烈，实验学生学习兴趣有了真正的激发，大部分学生爱上了信息技术学习，并能自主探究，改变了在老师监督下学习的状况。学生的学习探究和动手能力也得到了提高，学生真正成为了学习的主人，老师成了学生学习的指导者和参与者。学生的学习变得更加自觉，提高了学生学习的效率。学生的学习不再局限于课堂，学习成为了一件随时都可以开展的事情。让学生在自主学习和小组学习中发现学习的乐趣，提高学习的效率;学生和老师在信息技术课堂中