STC课程实验——基于实践的课程研究 [复制链接]

2.形式与数量﹣用单元工具箱形式承載能满足小组需要的材料（关键性材料满足每个学生）
我们认为包含实验材料、基础科学器材及教师教学用光盘、学生科学笔记本和儿童科学读本等的单元工具箱是材料支持系统的最佳形式。考虑到国情，建议按照满足每个班48名学生即12个四人小组的需要为基本标准进行配备，个别在探究活动中起关键性作用的材料应满足每个学生的需要，以确保每个学生在科学实践中都能得到足够的材料支持。

3．耗材与活体材料﹣消除材料支持系统的盲点，体现完善的支持功能
长期以来，耗材与活体材料的提供问题都是束缚小学科学课程实施的瓶颈。如果继续处于无解状态，必然会影响到工具箱作用的发挥。借鉴美国“配送中心”的操作流程并结合我国国情，我们建议设立“耗材（活体）补充配送制度”，即一次性购置全套或滚动购置全套工具箱后，另提供生物活体的供应目录供学校选择，以满足后续学年使用。

（二）材料支持系统的使用
1．教师便捷、高效
准备恰当、充足的材料是探究活动取得成功的关键要素。但我国小学阶段没有专职实验员协助完成教学活动，而小学科学教师过多的课时量又使其没有充裕的时间来完成材料的雅备与整理。单元工具箱对满足教学材料的需要具有事半功倍的作用，它减少了用于材料整理的时间，减轻了教师负担，进而有助于教师引领学生高效地完成科学实践活动。

2．学生一适用、安全
在以往的器材《配备目录》中，小学与中学都配置同样的标准化的实验器材，如玻璃量筒、烧杯、托盘天平等，这些器材对小学生而言，或安全性较差易出现意外，或操作过于规范不便于学生使用。我们建议参照 STC 工具箱配备原则以塑料量筒、量杯替代玻璃量筒、量杯，以操作方便的简易等臂天平替代托盘天平等。也就是说，尽可能以塑料制品替代玻璃制品，以简便器材替代过于规范的科学器材，让学生在适用、安全的前提下，能自行开展科学实践活动。

STC 课程阅读材料及其使用的研究

一、科学课程中阅读材料的作用和意义
本课题以 STC 课程从1年级到6年级的24个单元的阅读材料作为研究对象，紧密结合日常的课程实践和学生的发展，对 STC 课程中阅读材料的概况、分类特点及其使用策略、运用效果等进行分析。
从收集到的文献和资料中我们发现，阅读材料作为学习资源中重要的一部分，其他学科的研究成果相对较多，但是小学科学课程中的研究成果相对较少。因此，对 STC 课程阅读材料的研究具有一定的重要性、紧迫性和挑战性。

(ー）阅读在学生获取科学知识的过程中所扮演的角色
建构主义理论认为：学习实际上是学生主体与学习对象之间的一种建构活动，学生应该成为教学活动的中心，其中也包括进行阅读活动。在阅读中，教师需要以学生的已有经验和需要为基础，鼓励学生结合自己的日常生活和兴趣阅读材料并帮助学生通过阅读建构科学概念，通过阅读来解决要探究的现实问题。

（二）阅读在提高学生科学素养方面的作用
美国《国家科学教育标准》要求学生学习如何从书本上获取科学信息，同时能评估和理解这些信息。这一要求提醒我们，阅读并评估信息的能力是科学素养的一个重要方面。阅读和理解的技能需要在学校中培养，并且要从低年级开始。
美国的科学课程在这些年中发生了很大的变化，为教师和学生提供了越来越丰富的资源，包括了教师教学用书、工具箱、学生笔记本、学生阅读材料、教师资源库等。 STC 课程中的阅读渗透在教学环节中，要求教师根据阅读材料的特征，有效地结合教学内容，融人学生开展的科学探究活动（讨论、调查、访谈等），激发学生主动建构具有个体意义的科学知识，发展科学思维的能力，提高自身的科学素养。

二、 STC 课程阅读材料的特点和使用方法
（一）阅读材料的概况
1．数量
STC 课程的24个单元中共有86篇阅读材料，都在文后，有些课文后面有两三篇，有些课文后面则没有。
2．篇幅
24个单元共有3289页，其中阅读材料占202页，约占总篇幅的6.14%。平均每一篇阅读材料约占2.35页的篇幅，可见阅读材料在教材中所占的比例，而且每一篇阅读材料的内容都十分饱满。阅读材料的内容涉及营养学、物理、化学、植物学、地质、环境保护、健康、科学史、科学技术与社会、历史等诸多领域，覆盖的学科范围很广。

3．图片
在阅读材料中共有252幅图片，平均每一篇阅读材料有2.93幅。这些图片生动有趣、色彩鲜艳，印制也十分精美。
4．形式
大部分阅读材料由标题、文字、图片三个方面组成。
阅读材料的体裁丰富多样，有适合儿童阅读的故事、准确通俗的科普介绍等。表现形式也十分多样，包括数据表和示意图等。

（二）阅读材料的内容特点
1．提供了丰富准确的科学知识
(1）横向上的扩展。
阅读材料不但涉及学科多而且内容从时间和空间上跨度也很大。分别有：各地区早期的历法；伽利略发现摆的等时性的故事；书写媒介的发展历史；阿基米德原理的发现过程；胡克发明显微镜的过程；普利姆索尔线；船的历史；等等。这些都有效地发展了学生的知识体系。
(2）纵向上的深人。
STC 课程编写者试图对大部分阅读材料在学科上进一步深化。阅读材料提供了维生素、蛋白质、糖类、脂肪等一些营养物质的介绍及应用；切萨皮克海湾的生态系统危机分析；各种不同的岩石和矿物的知识介绍；等等。这些都能在阅读材料中找到。

2．强调了与科学技术、社会的联系
美国《国家科学教育标准》指出，科学与技术之间的关系非常密切，科学的目标是探索自然界，而技术的目标是对这个世界加以改造使之适应人类。如果学习科学时不培养对技术的理解力，则这种科学图景是不准确的。从个人和社会的视角认识科学，尤其应该让学生理解科学和技术的应用既能为社会作出贡献，又有其限性和潜在的危验性。
STC 课程中的阅读材料联系了科技产品，帮助学生了解这些产品的原创者和产生的方法以及对它的评估。这些阅读材料非常注意科学工具理性，强调它们在科学发展中起着非常重要的作用，鼓励学生理解科学家是如何知道他们所知道的信息的。
在阅读材料中涉及科学技术与社会的内容很多。例如，普利姆索尔线是船只装载的安全线，英国实现立法后要求所有英国商船都要标记载货安全线，从法律上能有效地阻止因为超载而造成的沉船等危险事故的发生，切实保护船员的安全。这使学生认识到科学不是孤立的，而是与社会有着不可分割的密切关系。

3．渗透科学发展史
在美国《国家科学教育标准》中提到，历史实例的介绍可以帮助学生认识到科学事业是富有哲理的，能够让学生更准确地理解科学探究和科学与社会之间的相互影响，理解作为人类奋斗目标的科学事业。跟随科学史的足迹，他们也可以体会到科学家要打破当时被普遍接受的观点是多么的困难！
阅读材料中涉及了许多科学家，例如，古希腊物理学家阿基米德、意大利物理学家伽利略、荷兰微生物学家列文虎克、亚历山大等。

4．帮助学生进行查研究、推理、陈述和论证
学生可以利用阅读材料进行调研、科学推理、讨论、陈述理论和数据。学生还可以学习进行一一项特定研究的方法。

5．与数学等其他学科相关联
阅读材料能帮助学生高对图表的阅读能力和理解能力，包括数据表、示意图和几何图形。图形读写能力是科学素养的一个重要方面。对各变量之间根据大量的数据建立联系是对学生的一一项基本要求。

（三）阅读材料的分类
我们对 STC 课程24个单元的阅读材料进行了分类，以了解阅读材料的主要内容及作用。
1．按年级分类
1年级学生天真活泼、爱好新鲜的事物，他们对事物的认识通常靠的是感知而不是思维。阅读材料中的科学小诗《热》《雪朋友》等，可以给他们提供有趣的天气现象、儿童化的语言描述。这些阅读材料贴近学生生活，读起来朗朗上口，可以引导学生对天气进行描述和感知。
1年级共有阅读材料11篇，其中不少内容都是介绍一些发明的故事。这是为了激发学生学习科学的兴趣，让他们意识到科学发明就在身边，发明是为了满足社会生活的需要。积极鼓励学生，只要留心观察，他们也有可能成为一位科学家。
同时，1年级学生的思维一般具有“前因果性”，思维常常需要借助于“实物操作”，而不能只通过文字、图片或图表这些抽象的形式来进行。阅读材料中包含了有关操作的故事。如“比较与测量”单兀第
15课的阅读材料是“制作一个更长的测量带”。它的主要内容是理査和卡莎用自己制作的长长的纸带去测量后院的各种东西，在不断测量的过程中，发现纸带不够用，于是在不断的实践中制作成了更长的测量带。

2年级学生的形象思维十分活跃，能较熟练地做自己想做的事情，并把想法简单地记录下来。只要故事比较清晰，他们就能理解人物、背景和时间顺序，如果有恰当的线索，他们甚至能预见将会发生什么。
2年级共有阅读材料12篇，大部分都是讲述课堂上所学知识在生活中的应用。都是一些比较典型、清晰的事例，比如讲到肥料时引人安妮塔的肥料堆等。这些阅读材料都是为了让学生了解得更多，使他们感悟到原来学习科学知识还有那么多的故事和作用，大大地激发学生学习科学知识的兴趣，让他们意识到科学就在身边。

3年级学生仍然会使用“前因果性”观念，但是很少有学生特别强烈地持有这种观念。他们能意识到在观察或解释事物原因时出现的矛盾，虽然仍然依赖感知来认识世界，但此时也出现了一些逻辑思维的迹象，具有了一定的分类能力。如“岩石和矿物”单元第了课“无处不在的岩石”，阅读材料按照形成的原因不同介绍了沉积岩、火成岩和变质岩，并让学生明白这三种类型的岩石分别是怎样形成的。文字通俗易懂，促进了学生逻辑思维能力的发展，知道了岩石也可以按其成因来分类。
3年级共有阅读材料19篇，都是对所学知识的补充，通过阅读让学生获得更多关于本单元内容的知识。

4年级共有阅读材料11篇，都是拓展和延伸性的。学生通过阅谛能了解更多的关于课堂上探究的知识及其应用，拓展了学生的知识面和视野。

5年级学生的分类能力已经获得很大的发展，他们可以进行相当复杂的思考，更倾向于利用客观具体的因果关系来解释一些现象的成阳如“生态系统”单元的第15课“分析一个实际的环境问题”。学生已经了解了切萨皮克海湾是一个面临危险的生态系统，阅读材料要求他根据不同的角色、从不同的角度来考察该海湾，从观点、影响和处理方法三个角度来进行分析。学生通过思考来了解各种不同的观点促进学生对生态系统的整体认识，帮助学生建构起丰富的认知体系。

5年级共有阅读材料16篇，都是为本单元的内容专门撰写的。这些内容强化了学生对本单元重点知识的理解，拓宽了他们的知识面。阅读材料以提供信息的说明性问题为主，也有为学生提供的实验所用标本的背景资料，还有介绍将要学到的领域内的科学家或发明者的故事。有的阅读材料通过创设虚拟人物，将单元内的科学概念应用到新情境中。这些阅读材料在科学与其他基础学科之间架设了桥梁，并且为学生的探究活动提供了指导。此外，阅读材料所提供的资料也使整个单元更加符合美国《国家科学教育标准》的要求。

6年级学生正在完成从具体形象思维向抽象逻辑思维的过渡，但仍然习惯于与感性经验相联系。阅读材料提出的问题，使他们能够比较完整地思考分析，把问题放在具体情境中，概括信息，进行不同信息的综合，取得比较完整的认识。

6年级共有阅读材料17篇，都是有关联系学生所探究的内容在现实生活中的利用的。比如学生在课堂中学习了造纸，阅读材料的内谷就是纸币的制造。这样的安排使学生感到自己所学的内容是非常有息义的，更体现了科学与生活相联系的观点，使学生体会到生活中有促多的科学原理及现象，这些大大地提高了学生学习科学的兴趣朴忪极性。

2．按功能分类
阅读材料中最多的是深化知识类。年级段越低，联系实际和科学发明类的越多，年级段越高，科学史类的越多。可见， STC 课程的阅读材料内容丰富，融知识性、科学性、趣味性和教育性于一体。有一些是教学内容的延伸、拓展和应用，既与教学相联系，又丰富补充了教学内容，开阔了学生的视野。科学诗、科学史、科学故事的介绍；生产、生活中实用技术的介绍；发明史，甚至是最新科技成就的介绍，更是丰富了学生的学习内容。

（四）阅读材料与单元学习目标的关系
1．以任一课的阅读材料为例说明
“固体和液体”单元第4课的教学目标是“让学生讨论能滚动的最远的固体的相似之处以及不能沿斜坡滚动的固体的相似之处”。课后出
现了阅读材料“对固体进行分类：科学家每天都要做的”。
正如你曾经在科学课上探究过的固体一样，对于岩石和矿物，我们能通过它们的特性来进行描述和分类。对它们的分类是一项艰巨的任务，因为它们有上百种不同的类型。地质学家，如 Sorensen 博士和 Wise 博士，是根据它们的相似性来进行分类的。他们把这种矿物家族叫种类。

在课堂上重点探究了固体的相似性之后，阅读材料里有了相关应用的阅读。实际上这是告诉学生，要学以致用，分类是科学家惯用的方法。
固体的一种特性﹣﹣颜色，会很难处理。这是因为同一类矿物的颜色可能有很多种。例如，矿物石英的颜色可能是粉色、紫色、棕色或黄色。有时它的颜色又会如冰一样清澈。因此你不能只通过颜色来分辨一种矿物。
那么你认为哪种特性对这两住博士最有帮助呢？这个特性你们曾经在科学课上进行过探究。

如果你说是形状，那么你说对了！每一个矿物家族都有它们自己的形状。即使石英被发现有很多种颜色，但是它们的形状却始终一样。石英通常有六面，有一些的形状是立方体。矿物的形状始终一样，是因为构成每一种矿物的很小很小的粒子始终按相同的结构排列。
因此，当 Sorensen 博士和 Wise 博士开始分辨一种矿物时，他们就会看它的形状。它有几个面？这个矿物是像铅笔那样又长又细，还是像篮球那样是圆的？它的一些面是否是通过许多点来结合的？回答完这些问题后，他们就能对一种矿物进行正确的分类了。

这段文字是想说明，科学家也是利用物质的一些特性来进行研究的，所用的就是我们课堂上所学的方法，我们也能像科学家那样进行科学研究。这对学生来说是一种极大的鼓舞。
但是有时候地质学家也需要额外的帮助，即使使用非常厉害的显微镜，他们也并不总能看到一类矿物的特殊形状或粒子的排列结构。
这是启发学生，当利用现有的知识不能解决问题时，我们应该借助工具，或请教其他的专家。这其实也说明了探究是这样一种过程：需要不懈的努力和持续的探索。

“漂浮与下沉”单元第10课的教学目标是“物体排开的水量与物体浸人水中的那部分体积有关，而与物体的重量无关”。课后出现了阅读材料“找到了！阿基米德发现浮力的故事”，通过阅读这则故事，学生将知道阿基米德是如何利用排水量解开谜底的。这对学生深人理解本课的教学目标具有非常大的促进作用。

“比较与测量”单元“平衡”﹣课，实验的目的是“希望学生认识到杠杆的平衡与重量大小、重物的位置和支点的位置有关系”。为确保学生能够成功搭建平衡结构，教师要采用多种形式帮助学生，如阅读相关的背景材料，分享他们的生活经验等。为了让学生进一步理解平衡，教师不仅要让学生分享他们的操作经验，还要让他们结合生实例来讨论他们的观点。在本课中有一段介绍中国人走钢丝打破世艮纪录的视频。这段视频，对于帮助学生科学概念的形成和理解产生了非常好的效果。

2．以任一单元阅读材料为例说明
以5年级“生态系统”和6年级“测量时间”单元为例进行说明。我们认为这两个单元的阅读材料对学生科学概念的形成起到了促进作用，同时对培养学生的科学度也起到了积极的作用。
从后面的“生态系统”单元的点阵图中可以看出，单元的阅读材料对学生形成本单元的科学概念方面起到了很大的作用。单元的阅读材料可以分为两部分：一部分是关于生态系统中生物的特点的，另一部分是关于生态环境的。