基于课堂的探究设计

基于课堂的小学科学探究学习教学设计密云县教研中心李伟臣一、关于教学设计学要素、教学过程进行的系统谋划。师在进行教学设计时，要审慎思考、全面规划，提高设计方案的科学性和可行性。教学是实现教育目的、提高学生素质的最基本的途径，教学设计的质量决定着教学的质有专家将教学设计与传统备课做了一个比较，或许对大家进一步理解教学设计有一定帮表传统备课与教学设计的比较传统备课备教材备课基于对教材知识点的传授，教案就是教学实施的脚本以教师教学经验为备课依据备课相当于课前的教学准备，它的内的忠实执行“权威化”的教材观：将重心放在分析教材、梳理知识、强化考点等方面，教师是“教教材”，其重要职能往往是实现和强化教材、教育与其他教学辅助资料的权威功能和诠释功能，缺失自己的教学创意，缺少自我主动的设新课程视野下的教学设计生的全面发展需要的基础上设计要在教学过程中不断调整，教学设计贯穿于课前、课中和课后“材料式”的教材观：是计计意识通俗地讲，教学设计就是要回答：教什么？(教学内容)怎么教？(教学方法和手段)和为什么这样教？(相关理论依据)传统的备课往往比较忽略第三个问题。二、探究学习的教学设计多数教学只能局限在分钟的时间内。如何在有限的时间内，设计并组织好学生的探究式科学学习活动，让学生在探究中学会探究便成为我们共同面临的问题。市基础教育科学研究院基础教育教学研究中心的相关要求，教学设计文本的主要内容包括：.指导思想与理论依据本节课教学指导思想与理论依据。.教学背景分析学状况、问题、对策等研究说明。.本课教学目标设计.教学过程与教学资源设计源及教学指导策略表达清楚，可附教学流程图。.学习效果评价设计对本节课学生学习效果以及教师自身教学效果的评价分析，评价方式应尽可能做到目的性和可操作性强，灵活多样。(一)指导思想与理论依据指导思想指导思想阐述的是有关教学的一些原则性的和方向性的问题，是教学法的核心和灵魂。“科学学习要以探究为核心”等基本理念。关于探究学习在教育学中，人们公认“探究学习”一词是由美国芝加哥大学教授施瓦布于年在哈佛大学所做的报告《作为探究的科学教学》中首次提出的。施瓦布指出：“如果要学生学习科学的方法，那么有学教学中的主流方式，而且成为科学教育的一个重要目标。信息源，以便弄清什么是为人所知的东西；涉及制订调查研究方案，并利用实验数据验证已有的结论；涉及运用各种手段搜集、分析和解释数据；涉及做出结论、解释和预测以及交流及对不同解释的仔细思考。和在中国举起了“探究学习”的大旗。美国哈佛大学兰本达教授的《小学科学教育的“探究研讨”教学法》中译本成为中国的小学科学教育工作者不可或缺的重要参考书。国家在本世纪初启动新一轮课程改革以来，“探究学习”便成为最热门的关键词之一。的探究式科学教育。在多年实践的基础上，韦钰院士又亲自挂帅开始对《科学(年级)，在描述科学课的基本理念时强调：小学科学课程以探究式学习为主要的学习方式。方法，不仅在科学教育里能够运用，而且在其他课程的教学中也能发挥很好的作用。但是，探究式的学习方式和科学课程有着天然的联系，因为探究是科学家探索和了解自然、获得科公开研究结果，接受质疑，探究式学习方式的主要特点是学生亲自收集和获取资料和数据，有时也包括运用已经证实的第二手资料；在实证的基础上进行逻辑推理和思考，联系自己的经验和有关的理论，做是依靠讲授来接受科学概念。探究式学习需要在教师引导、组织和支持下进行。小学科学课程要向学生提供充分的探究式学习的机会，引导学生亲历科学探究的过程。学校、家庭、社会、大自然、网络和各种媒体中的多种资源进行科学学习。探究式教学的必要特征理解，理解科学家是怎样研究自然界的。”(美国《国家科学教育标准》第页)当我们讨论探究作为一种教与学的方法时，我们指的是什么？探究式教学的必要特征是什么？征：.学生明确探究问题；.学生在设计计划和进行研究时，优先考虑证据；.学生用证据进行描述、解释和预测；.学生在证据和解释基础上形成科学知识；.学生与他人批判性地讨论探究过程、证据和解释。(本部分内容引自：美国《教作为探究的科学》第页)理论依据理论依据是指本课教学设计最基本的理论支撑。与宏观的指导思想不同，理论依据一定发展区)；布鲁姆的结构化课程理论；认知神经科学(脑科学)……具体撰写教学设计的时候，不仅要将指导思想与理论依据落实在纸面上，更要具体落实在教学设计的各个环节。努力避免说一套做一套，理论和实践相脱节的现象。(二)教学背景分析学习者变量和学习内容变量是教学设计的两个关键变量。作教学设计时应在对学习者的特征，学习者的兴趣、经验、知识基础、能力水平和学习风格等方面做深入细致地分析后，任务；从学生学的角度定教师教的任务。具体工作包括以下几方面.通过认真研读《课标》和教材准确分析教学基本内容要点以及要点之间的逻辑关系，阐明其在教材中的地位；.通过形式多样的前测了解学生学习本课内容的前概念水平并作认真分析，说明学生在学习过程中可能遇到的问题、困难及对策；仅仅知道了什么，要探明这一点，并应据此进行教学。”.针对教学方式的选择、教学手段的使用及技术准备，结合学生学习的实际进行可行关于技术准备。个人理解所谓的技术准备就是包括所有为达成教学所需要的仪器设备、教学课件等辅助性的软硬件条件。在这里重点强调一下教学实物材料的准备。材料的结构性兰本达：材料引起经历，经历是探求意义的中心环节。材料是教师教的基础，操作材料的实践活动是学生学的基础。以上三者之间的逻辑关系：教材内容——学生实际——教学方式选择及教学手段使用。.本课教学目标设计的三维目标。三维目标的内涵与表述三维目标是新课改在教学层面上影响最为广泛的概念。孙宏安教授在《新课程教学设计得借鉴。(以下引自原书的内容略有删改).了解学习科学课的方法；(知识和方法).通过实验知道一些浅显的科学原理；(知识和技能).产生探究学习的欲望，并愿意在日常生活中多实践一些小制作、小发明。(情感态.科学探究：能够搜集数据，发现热水变凉的温度变化规律。.科学知识：知道热水变凉的过程中，温度下降有规律。.情感、态度与价值观：对进行探究水变凉的规律的实验研究感兴趣，体验和感受探究解决水变凉规律问题所带来的乐趣，感悟到从实验中得出真知灼见。例和例有普遍性，教学过程是以学生获取科学知识与技能的教学活动(即探究活动)为教学的基本内容，在教学活动中采用科学探究的方式(教学模式)是对过程和方法的引领，同时也进行情感、态度与价值观的教育，可以说过程与方法及情感、态度与价值观的.科学学习是学生亲身经历的能动的过程。.科学学习要以科学探究为核心。.科学学习过程也是情感、态度与价值观的发展过程。对学习目标的设计要充分依据科学课程的这几个特点进行。达到多个教学目标。在教学活动中，必须把三个领域的目标作为一个整体来看待。必然要求，其本质主要体现在两个方面：其一，结论与过程的统一。对一门学科而言，过程表征该学科的探究过程和探究方法，结论表征该学科的探究结果(概念原理和体系)。两者相互作用、相互依存、相互转化，学学生的理智和整个精神世界获得实质性的发展与提升。否则，如果只学会了一些现成的结论并形成对这些结论确信无疑的心向，那么这种教育的功能就不是对个性的发展与解放，而是摧残。因而教学强调过程，强调过程和结论的结合。意活学内容，并且贯穿于整个教学过程。在各学科的教学中对“三个维度”进行适合自己特点的整合是学科教学的宗旨所在。不同学科对“三个维度”的不同整合就构成了本学科的特点。科学课程对三个维度的整合就表现为“科学探究”、“情感态度价值观”和“科学知识”等三个分目标。在教学目标的表述中关键的要素有四个：行为主体(学生)、行为动词、行为条件和表学生。在不影响对目标正确理解的情况下，有些要素是可以缺省的。教教学进程参与.知道自己手的形状，认识手的构造，体验手的灵活性。.会用文字、图画呈现观察的结果并相互交流、评价。.通过对身边事物的观察，能够产生发现问题、提出问题、探究问题的意识。.教学重难点的确立与表述教学重点：《课程标准》中明确规定的内容：知识方面、技能方面……教学难点：学生在达成重点目标过程中可能遇到的最大困难。例：《摩擦力》(第二课时)的教学重、难点教学重点：通过实验，知道物体在水平面上滑动时，摩擦力的大小既与物体的轻重有关，也与物体接触面的粗糙程度有关。教学难点：初步学会设计对比实验，以此探究影响在平面上滑动物体摩擦力大小的因素。素教学内容的选择与安排需要结合教学目标及重难点，简要阐述如何选择和安排教学内容。(举例略)(四)教学过程与教学资源设计源及教学指导策略表达清楚，可附教学流程图。表述方式可以用文字叙述，也可以列表说明教师活动学生活动如果把塑料瓶竖直压入水中，水面的乒乓球会在猜想在水面在水底设计意图效果预测解学生的前概念不管学生如何猜时间分钟能确定探究解释迁移评价探究学习的基本教学过程设计(大致路子，可根据具体探究内容灵活变通)二十世纪八十年代通过观察发现问题——经过思考做出假设——设计实验验证假设——最后得到经过实验证实的科学结论简记为：问题——假设——验证——结论例：热胀冷缩(教、扶、放)二十世纪九十年代例：热涨冷缩(增加了思维方法的指导，如归纳推理)5E教学模式简介“5E”教学模式是由生物科学课程研究()的主要研究者之一贝比()的方法解决问题；强调通过小组合作学习促进学生对科学概念的理解和知识的建构。“5E”教学模式分为5个学习阶段：参与(E)、探究(E)、解释(E)、详细说明(E)、评价(E)。因为5个学习阶段分别以“E”开头，所以又被称为“5E”教学模式。“5E”教学模式的具体阶段、参与(E)：这是该模式的起始环节。这个阶段通过参与活动确定学习任务，激起学生的学习兴趣。这一阶段活动的目的有两个：第一，找出误解的概念。学生也可能是错误的，活动帮助学生纠正这些误解的概念。第二，做好诊断性评估，即检查学生已有的相关知识、、探究(E)：这一阶段是该模式的主体，知识的获得、技能技巧的掌握都在本阶段完成。在本阶段要给学生提供直接参与调查研究的条件和机会，与一般常识相、些观点。、解释(E)：在这个阶段，学生通过活动开始对所提供的经验建构对概念的理解，解释概念或理论，使其成为一种可以交流的形式。首先，教师让学生描述他们观察到的东西，并解释为什么会这样；第二，教师通过正规的和直接的指导，向学生解释如何对观察到的现象进行科学解释。教师在提供科学解释时，注意要清楚地将这些科学解释与学生从参与的探索活动中获得的证据联系起来，并且还要与完全理解这些术语，但在解释自己的原因时可能用到这些术语。这一阶段是以教师为主导，；也可以通过师生对话，引导学生自己去得出结论，即用学生思维和嘴说出教师要教的内容。、详细说明(迁移)(E)：在这一阶段，学生扩展自己的概念，并运量的水放在不同形状的容器里，它们蒸发的速度会一样吗”等新的问题。5、评价(E)：评价是学习环中的重要环节，但不是一个特定的阶段，是让学生对自己的活动有个合理的认识。为了更有效的练习自我评估，在教学过程中应该教给学生自我监控和自我调整的策略。教师和学生在“5E”教学模式中的具体行为如下表所示：55教师行为阶段参道和思考了些什么。探·在必要的时候提问探索性的问题间究接指导学生的调查；解释·要求学生给出理由(证据)；学生行为等等细·鼓励学生在新的情境中运用或扩展说明·提醒学生注意模糊的概念；(决定、设计实验；评·允许学生评价他们自己的学习和过价程性技能；。(高霞“5E”教学模式在小学科学教学中的运用)《全日制义务教育科学(~年级)课程标准》(修订送审稿)指出：科学探究并尽管中外探究式学习环节的表述方式不同，但他们都同时强调探究问题的形成、寻求证关于探究的问题：怎么办、怎样做、发现了什么、有什么想法、证明了什么、什么结论、有什么用、有什么新引领探究的好问题的特点致获得关于世界的有趣的新知识；能够导致深入地理解科学和科学探究的本质；需要学生收集观察证据，运用证据解决问题；需要学生对物体或生物进行观察、比较、分类；涉及物体和生物的组成部分及各部分的功能。关于寻求证据的活动设计要尽可能为学生提供犯错误的机会，努力避免为活动而活动。关于评价活动的设计评价贯穿教学始终，课前、课中、课后都应有形式不同的评价关于细节的设计：各类教学实验材料的提供方式；学习小组成员的合理分工；教学情境的创设；记录单的设计；其他可能影响教学因素的思考。(五)学习效果评价设计应尽可能做到目的性和可操作性强，灵活多样。是一个通过倾听、观察和提问促进智力发展的持续过程。评价应贯穿于教学的始终。科学探究教学中的评价基于两个指导性的问题。学生要往哪里去？(指出和交流学习目的和目标)学生现在在哪里？(使用评价技术，包括学生自我评价，确定现有的学习水平).学生在科学学习要学什么？梳理《课标》内容标准中对不同教学维度的要求。.用哪些评价技术了解学生在科学学习中达到的程度设计一个行为表现评价任务设计一个好的行为表现评价任务包括：决定任务的核心，确定任务的内容，写出任务的定评价指标。.核心：学生应该学到什么，怎样证明他们学到了。.内容：通常包括一个情境和与核心目标相关的问题。.方向：向学生解释期望他们做什么，描述最后要评价的行为和成果。.指标：为判断被评价行为及成果提供方法。清单、等级量表、全面评分是常见的三.科学教学评价实例(略)资料来自：《教作为探究的科学》(美国)结合具体探究学习的内容，确定评价的内容方式。课的起始阶段：评价学生的已有知识掌握情况。课的过程中：评价学生的思维变化情况，掌握学生对概念的转变情况的了解程度。课的结束：通过精心设计的检测题或活动，观察学生是否理解了本课的概念。基于课堂的探究学习教学设计应注意的问题。“科学”教学案例中存在的主要问题.探究的模式化和简单化问题科学探究是指科学家探究自然界的各种方法和根据他们所收集的证据提出解释的过程。简单化化为一个固定的模式：提出问题、形成假设、设计实验、收集资料和分析数据、得出结论、相互交流。课例中也有这种倾向。有些十分简单的问题，通过观察就可以找出答案，既有知识的烙印。探究中没有不确定性，鲜见失败，鲜见另辟蹊径，一切均在掌控中。这可能和科学教学主要是以掌握科学概念，科学原理为主的价值取向有关；探究是为概念的理解能外，本身的价值不可低估，它是一种思考问题的方式！情况。.我们在解决