课题方案一:(此课题为2007年度杭州市西湖区立项课题)
以问题推进科学教学
——小学科学教学中探究问题的设计和实施研究
一、课题的缘起
在日常生活中谈到科学,往往联想到的是大量的知识、原理和成套的测量工具,说到科学家那更是让一般人觉得遥不可及的。而事实上科学就是发现问题和解决问题的一种有结构、有目的的方式,科学教学则是将知识的教学和科学探究的过程结合起来的一种成功的教育。我们平时在教学中会对学生讲:我们要像科学家那样来研究问题。这说明我们的科学教学所采用的活动是模仿科学家在探索和发现环境问题的新答案的过程中的实践。近年来,许多研究者主张基于问题解决的学习,认为这是一条建构主义学习的基本思路。通过问题解决来建构知识,学习者要不断就当前问题解决活动获取信息,同时,又要不断激活原有的知识经验,来对当前的问题作出分析和推论、综合和概括,进而形成解决问题的方案,直到问题解决。所以,通过问题解决能促进新、旧知识的整合,促使学生深刻地理解相应的知识、概念,从而促进学生建构良好的认知结构。为此,建构主义科学本质观下的科学教学就必须是“基于问题解决的项目活动”,就必须设计一个好的问题。
作为一项基本的教学技能,提问一直为工作在教学第一线的教师所关注,因此国内外关于提问的技巧、提问的艺术的研究也比较多。科学教学提出以探究为核心后,科学探究问题的设计更成为每个科学教师关注的目标。但是,在不同教育方法下,学生问题的功能不同。在计划教学中,所有的问题都来源于计划,教师要赶教学进度、要应付统考,丧失了对教材的自主权,教师往往是将每一节课要教给学生的知识准备好,课堂上按部就班完成课本内容,当学生出现与教师教学目标无关的疑问时,也只能是暂放脑后,按老师的提问去思考,整堂课几乎没有学生的问题。同时,由于教师的权威也扼杀了学生的疑问,当学生的观点与老师不同时,出于教师的权威学生也会无耐地与老师保持一致。可以说,传统教学方式学生被动地接受知识,这种被动的接受方式势必导致学生提问能力的丧失。由于这些研究问题不能很好地转化为学生自己想要解决的问题,学生的学习的兴趣、学习的积极性大打折扣。在被动学习的同时,学生也在被动地思考问题,甚至在老师想通过探究法进行教学时,得不到学生的合作。另一个极端是完全以学生为中心,学生的问题成为教学的主要指导力量,但是因为学生提问能力有限,很难围绕教学目标提出研究问题。从笔者观察来看,有如下一些问题发生在我们当前的科学课堂上:
1.当教师在学生对提出问题无法作出回应时组织学生展开讨论时,只有很少的同学能真正围绕问题展开讨论,大多数学生只会做倾听者,一旦讨论时间过长,甚至有学生开始讨论动画片或者关注的电脑游戏上去了;
2.教师针对学生的提问没能进行有针对性的追问,结果绕着问题一大圈学生还是没答到点子上,或者出现学生面面相觑的情况;
3.学生在进行观察实验活动时不能围绕研究问题展开探究,更多地关注于活动材料本身而忽视活动的目的,实验探究时课堂上显得乱糟糟;
4.教师给出研究问题,学生不能合理地设计研究方案,研究问题和实验方法无法对应等等。
以上这些是科学教学开展以来一直困扰我们科学教师的,我们期望通过本课题的研究能设计出激发学生好奇心和学习主动性的科学探究问题,引导学生能围绕问题展开积极的探究活动,真正地掌握科学探究的方法,进而能针对看到的事物和显现自己提出研究问题展开探究。
二、概念的界定和理论依据
(1)概念的界定
什么是提问?提问是教学过程中教师和学生之间常用的一种相互交流的教学技能,是通过师生相互作用,检查学习、促进思维、巩固知识、运用知识、实现教学目标的一种教学行为方式。在各种教学技能中,提问是比较复杂的教学技能。根据提问的概念,提问的分为检查知识的提问和创造知识的两大类。检查知识的问题一般只有一个正确答案,学习者用所记忆的知识照原样回答即可,不需要深入的思考,判断时也较容易,只简单地分为正确或错误,这类问题又称为低级认知问题。创造知识的问题是在学习者的内心引起新知识的问题,通常不是只有一个正确的答案,答案需要学生自己思考出,判断时根据提问的意图,判断答案是否有道理,有无独创性,或者在几个答案中比较哪一个更好一些。因此,这类问题又被称为高级认知提问。
(2)理论依据
建构主义理论:皮亚杰认为认知结构可以用图式来表示,人在与环境相互作用过程中,通过同化和顺应来实现与环境的平衡,导致个人内部图式的变化,这里同化和顺应的过程,实际上上就是建构的过程。在建构主义学习模式下,学习被视为一个动态过程,学习过程是通过学生与外部环境相互作用实现同化和顺应,以此来逐步将有关外部世界的知识转化为内部图式,从而使自身的认知结构得以转换和发展。建构主义科学本质观认为教学内容应减少单一性增加问题性,减少确定性增加情境性,以促进学生进行科学探究。按照建构主义的观点,应“把课程看作是促进特定学习结果的一系列学习活动和相互作用的过程。”理科课程内容应该是一种基于问题解决的活动项目。确切地说,建构主义的科学本质观下的探究式科学教学认为,理科课程内容必须是科学探究内容,必须包括问题和情境等要素。
三、课题研究的目标
1.设计出满足以下几个条件的问题:
(1)问题必须能引出与所学内容相关的科学概念和科学原理;
(2)问题应该是开放性的,能引起所有学生回答并要求很大范围的认知能力;
(3)问题应该基于现实生活中的问题,能够与学生的个人经验与生活密切相关;(4)问题能引起学生的学习兴趣,从而激励他们去探索;
(5)问题能鼓励学生作出可检验的预测,并随着问题解决的进行自然地给学生提供反馈,让他们有效地进行评价;
(6)问题能促使学生进行合作学习,在协作学习中共同建构知识。
2.发展教师的口头提问和追问能力,提出的问题能启发学生的回答、探查学生的看法、帮助学生结束讨论。
3.通过教师提出的启发思维的问题,使学生不断产生问题意识,积极主动地提出研究问题并有所创造发现。
4.学生能围绕问题设计出合理的研究方案,并展开实验研究。
四、课题研究的内容
1.教师在教学中使用理性探究方法教学生解决问题,所谓理性法就是教师使用可操作的材料向学生提出一种现象,或者通过示范,或者通过一项动手活动,然后通过提问题来指导他们的得出对科学的概括。
2.避免急速提问,允许足够的等待时间,尝试将自己的问题和学生回答之后的等待时间增加到5秒钟或更长时间,并减少对学生回答做出对与错的反应。
3.使学生如何产生问题意识的思维方法,提高学生的提问能力和辩证思维能力。不仅要让学生掌握简单的直问直答式的低级认知提问技能,还要教给学生懂得分析提问、综合提问、辨疑提问的技能。对学生的提问行为,要及时予以鼓励、表扬,同时引导探寻解决问题的办法,以使学生能独立地解决问题,获取新知识。
4.在开展科学学习的同时对学生不断强化探究学习的程序,使学生明确探究学习包括以下过程:
(1)发现问题。教师根据教学目标,寻找与教学内容密切相关的、可以激发学生兴趣的材料,创设问题情境,向学生提出将要研究的领域,引导学生发现问题并提出问题。
(2)收集资料。引导学生集中对要解决的关键性问题进行研究,根据已确定的问题,或由学生共同讨论,或阅读教材,或观察、实验等,收集整理与问题有关的信息资料。
(3)提出假说。在分析整理资料的基础上,形成假说并提出验证假说的实验设计方案。
(4)得出结论。由个人或小组共同实施方案(讨论研究,实验验证等),最后对问题形成一个合理的解释,得出结论。或提出新问题,重新设计实验,用不同方法组织资料,解释资料,再一次进入探究过程。
5.在探究学习过程中向学生传授一些科学的推论方法,如归纳、演绎、类比等,以及一些创造方法,如立体思维法、侧向思维法、同中求异思维法、异中求同思维法、反向思维法、特性列举法、希望点列举法、缺点列举法、缺点逆用法、组合创新法、多路思维法、移植法等,指导学生用这些推论方法来分析数据或资料。
五、课题研究的方法
1.主要方法
(1)行动研究法:即课题组成员用科学的方法对自己的行动所进行的研究。它要求研究者积极参与研究,在研究过程中,广泛收集了行动研究的各种资料,通过描述--解释--并列--比较的程序进行对比研究,强调研究中实际问题的解决,强化了研究的应用价值,以提高实际工作的质量。包括计划、行动、考察和反思四个环节。此研究法将有助于经验的总结以及方案的及时调整。
(2)
个案法:根据本方案设计教学案例,学生在教学活动中的表现和作品等,及时加以记录、保留。之所以采用个案法,是因为学生在参与活动过程中,每个人表现出来的态度、情感、效果等都有差异,也各有自己的个性表现与主观态度,这些个案对于本课题研究具有重大的意义。
2.其他方法
实验研究法:寻找同年级各方面情况大致相同的班级作为实验班和对照班做横向的比较,同时进行对两个班级进行纵向的比较。
六、课题研究具备的条件
㈠
研究基础:
1.课题负责人詹玲玲老师为西湖区原科学教研员吴光鉴老师主持的《让学生会学科学》课题组的主要成员,曾担任该课题的副组长工作,积累了一定的科研经验。由其负责的2003年省级课题《引领孩子拥抱大自然——小学人性化环境教育活动的设计与实施研究》已经结题,所撰写的课题研究报告也获得了2005年全国科学论文评比一等奖,对于探究性学习策略积累了一定经验,也为本课题的研究提供一定的借鉴。课题组的其他成员也均有一定科研能力,平时又极为注重理论的学习及经验的积累。
㈡
资料掌握:
1、《新课程标准解读》
2、[美]大卫·杰纳·马丁《走进中小学科学课——建构主义教学方法》
3、《课程设计基础》钟启泉主编
七、课题研究的阶段与人员分工
㈠
课题组成员
课题内分工 | 姓 名 | 工作单位 | 职务或职称 |
课题负责人 | 詹玲玲 | 杭州市文三教育集团 文三街小学 | 小教高级 |
专家顾问 | 吴光鉴 | 退休 | 原科学教研员 中学高级教师 |
吴利坚 | 西湖区教师进修学校 | 小教高级 |
组 员 | 陈文伟 | 杭州市文三教育集团 文三街小学 | 小教高级 |
余丽华 | 杭州市文三教育集团 嘉绿苑小学 | 小教高级 |
吴建鑫 | 杭州市文三教育集团 文三街小学 | 见习期 |
㈡
研究阶段
第一阶段: 2007年3月 撰写课题方案,组织实施。
主要任务:
1. 撰写好课题研究方案,拟订具体的实施计划;
2.
各课题组成员结合自身实际开展研究,完成对自己所教年级学生的前期调查并组织实施。
第二阶段 :2007年7、8月整理资料,进行阶段小结。
2007年9月-2008年4月 课题调整,继续组织实施。
第三阶段: 2008年5月 收集资料,撰写课题研究报告。
八、课题研究预期的成果
1、课题研究报告(典型案例、教学设计、录像课等)
2、学生作品(小论文、观察日记、环保小制作、种植饲养成果等)