STC课程实验——基于实践的课程研究 [复制链接]

阅读材料“浮萍、伊乐藻、海藻：它们为什么重要”，主要介绍了浮萍、伊乐藻和海藻都是以独特的方式起作用的，以及它们喜欢生活在什么样的环境里。在本节课，学生自己建造水族箱，根据教师提供的材料먹加沙砾、水、浮萍、海藻和伊乐藻。但是学生并不清楚为什么要将浮萍、伊乐藻、海藻加人到水族箱里。通过阅读材料，学生们了解到这些植物不但能使水中保持健康的气体交换，而且还能为其他水生动植物提供食物和庇护场所，从而深化了“生物可以按照它们在生态系统中的作用进行分类：生产者、消费者和分解者”“生态系统中的生物既相互依靠又彼此独立，食物链说明了这一点”这两个科学概念。同时阅读材料还介绍了藻类喜欢生活在潮湿的地方，环境优越时，浮萍就会生长得异常迅速。这就深化了“影响生物生长及繁殖的因素包括光、水、温度和土壤”的科学概念。

阅读资料“切萨皮克海湾：濒危的生态系统”，主要介绍了切萨皮克海湾地区庞大而复杂的生态系统被污染的主要原因，以及对海湾中生物的影响。通过阅读，学生的注意力从自己制作的生态模型转向切萨皮克海湾生态系统，发现海湾的许多污染问题都在班级实验中得到了反映。这就增进了学生对生态系统的感性认识，理解人类行为会对环境产生积极或消极的影响，同时也培养了学生研究生态系统的兴趣。

“水钟”阅读材料，主要介绍了古往今来人们使用过的许多不同种的水钟以及水钟在使用中的一些缺陷。本节课是让每个小组制作一个沉没水钟，通过实验了解水钟能计时。阅读材料让学生了解了更多的水钟，让他们不断地思考，还能不能制作出更精确的水钟来测量时间。这就深化了“用设计好的仪器来测试特定的时间间隔”的概念。同时，介绍的关于水钟的演变过程，也让学生体验到人类正是在不断地实践中，通过不断地改进，不断地思考，才有了测量时间的先进工具。

“伽利略和钟摆”阅读材料，介绍了伽利略通过吊灯总是有规律地来回摆动的现象，用脉搏计算之后发现每摆动一次所需的时间是一样的，意识到可以用一些有规律地摆动的物体来测量时间，从而有了摆钟。通过阅读，学生们对伽利略的认识更立体、更全面，认识到前人在计时器发展方面所作出的巨大贡献，也意识到仔细观察的重要性。

（五）使用阅读材料的方法
1．方法一
提供每单元的阅读导引。 STC 阅读材料的导引会提示教师发现学生在阅读相应的内容时对内容的最初观点，同时帮助教师将所选阅读内容和学生正从事的研究内容之间紧密地联系起来。每一篇阅读材料
都包含“目录和上下文的联系”及“选读介绍”两部分。

2．方法二
带着问题阅读内容。为了使学生更好地从阅读材料中学习，教师需要利用学生们提出的问题，在材料理解和科学问题学习中，将新的信息整合到已有的知识体系中，并通过建立相关参考情境或智力模式米建立理解。当学生阅读材料时，教师可以将注意力放在语言和特殊用词上，以方便交流。教师要先解析一些关键的概念，这些概念可能与学生所要阅读内容的中心主题有关。在教师解析关键的概念时，要不断刺激学生已有的知识，让他们联想更多其他的词或概念。这些词和概念将被捆绑在一起，并被分类。教师可以安排学生在实际阅读巅建立框架，并在阅读时进行补充。

（六）关于 STC 系列图书的情况介绍
     STC 的课程资源内容是非常丰富的，阅读材料也同样如此。虽然我们研究所涉及的只是文本后面的部分，但作为完整的 STC 阅读材料体系，系列图书是不可或缺的，对我们理解 STC 课程体系很有裨益。
   美国国家科学资源中心和卡罗来纳生物供应公司出版并发行了《儿童的科学和技术》系列图书的第一部分。其中美国国家科学资源中心开发了《儿童的科学和技术》与《中学的科技概念》：卡罗来纳生物供应公司出版了两套（12册）46年级学生使用的 STC 单元配套读物。每本书包括15-18个选读材料，约64页。这些书都是彩色印刷，并且设计精美。

三、实验简析
STC 课程的编写者充分开发了阅读材料的功能，使之成为课程中必不可少的组成部分。经过6年的 STC 教学实验，我们和学生一起经历、共同成长，从阅读材料中汲取了营养，提高了自己。通过认真的教学实验，我们可以清晰地发现阅读材料在教师、学生科学素养发展中的作用。

（一）阅读，拓宽了学生的知识广度

1．有利于学生形成一个丰富的知识体条
阅读材料既是对教学内容的延伸又贴近现实生活，既能提高学生的动手能力又能激发学生的学习兴趣，可谓一举多得。如不頃加这些内容，有可能造成学生知识体系的不完整。因此，在相应的教学内谷后面增加一篇阅读材料是非常有必要的。
以“植物实验”单元第2课“识别变量，设计一个公平实验”的结束阶段为例说明。
师：刚才我们对实验计划进行了初步的设计，在下一课我们将继续思考，真正制订好计划。为了使接下来的活动更顺利，同学们需要解更多的知识，现在请你阅读“威斯康星速生植物的生命周期”。
师；通过阅读，你们有什么收获？
生1：种子种下24小时后，会发芽。大约4小时后，子叶钻出地面。左第4、第5天，真叶开始生长。第8、第9天，出现花。植物的第2围生命活动频繁，需要多一点照顾。第9、第10天，茎会更长。第13
18天，花全部开放，传粉之后，花儿凋谢，开始结果产生新的种子。
师；阅读材料大致讲了什么时间之后植物会发生什么变化，这对我们接下来播种植物有一定的启发。虽然我们种的不是威斯康星速生植物，但是大致的生长过程是相同的。谁还有什么补充？

生2：第13-18天，异花授粉很重要，所以我们在种植的时候也要在特定的时间里给花授粉。
师：他刚才讲到了异花授粉的重要性。这对研究授粉这个变量的小组有帮助，我相信每一个同学都或多或少受到了启发。你们课后也可以多找些资料读一读，因为阅读是科学学习的一个重要手段。
在这一课中，我们可以很明显地看到阅读材料在课中所起的作用。很多时候，知识不是通过探究得到的，阅读就是解决这些学生不能亲自探究的问题的很好方法。这节课中每个小组要在6个变量中选择其中的一一个进行设计，而接下来小组的种植活动也将重点研究这个变量对植物的生长所带来的影响。有关的种植活动已经在了年级的时候进行过一次，所以在课的最后，让学生阅读“威斯康星速生植物的生命周期”，可以使学生大致了解自己所种植物的生长周期。通过阅读，每个小组可以很好地掌握自己小组的变量是从哪个时期开始起作用的，这时候的阅读已经成了课堂教学的有机组成部分。

2，有利于学生将科学学习与生活和社会联系起来
STC 课程的阅读材料不但能引导学生构建知识体系，还能不断拓宽他们的视野。
如“食品化学”单元第5课“了解更多的关于淀粉的信息”，第8倮“了解更多的关于葡萄糖的信息”，第11课“了解更多的关于脂肪的信息”。课后的阅读材料介绍了有关淀粉、葡萄糖和脂肪对人体的作用以及含有这些营养成分的食物主要有哪些。这既是对前面3课教学内容的有效补充，也是对知识的进一步拓展，更是“从科学走向生活从生活走向科学”这一科学理念的具体体现。这种类似的阅读材料な
STC 课程的阅读材料中的比例是较高的，大约占50%。

（二）阅读，培养了学生的探究兴趣
科学探究的兴趣是科学素养形成的动力和源泉。要培养学生的枰学素养，就必须激发学生的科学探究兴趣，使其真正成为学生科学子习的动力。 STC 课程中的很多阅读材料都能够起到培养学生科学珠九兴趣的作用。但是，这需要教师的精心设计和适当安排。
如“运动和设计”单元，这是一个具有挑战性项目的单元。弟课开始就是一个富有挑战性的设计，这一课的阅读材料“如何从首逆、炫转变成工程师”能激发学生的探究热情。文中的琳达和胡安总是吉吹拆东西，有着强烈的探究欲望，经常修理一些破的东西，通过阅步说明书来检查机械的不同部分。这篇阅读材料，对学生的影响非常因为他们也经常做这些事情，并且有着强烈的成功愿望。带着这种热情，孩于们在这节课的任务中表现得非常出色。

（三）阅读，提高了学生的技能，促进了学生思维的发展
学生的科学学习过程充满了探索性与挑战性的活动。教师根据阅读材料的特征，结合教学内容，适时引导学生开展科学探究，有利于激发学生主动发展探究技能和提高科学思维的能力。如“平衡与称重”单元第5课。学生在课堂上用一根吸管、两片红纸片和几个曲别针制作了一个简单的风铃。阅读材料“亚历山大·考尔德：发明风铃的人”中介绍了许多不同的风铃，其中有一个甚至比校车的体积还要大。阅读材料要求学生找出这个风铃的各个支点和各悬挂物的重心。在寻找的过程中，学生已经不满足于自己课堂上制作的简单风铃了。在这篇阅读材料的启发下，他们课后都试着去做更加复杂的风铃，动手操作的能力得到了提高。

思维是在解决问题的过程中得以完善和发展的。科学史由于触及的科学事件比较重大，对某一个时代的影响比较深远，因此也特别能触动学生的心灵。
如“漂浮与下沉”单元第15课的阅读材料“普利姆索尔线的故事”，学生已经发现液体比重计在盐水中会比在清水中上浮得高一些，开且已经知道了原因。在阅读时，学生是带着“普利姆索尔线的工作原埋与你在这节课用吸管制作液体比重计的活动有什么相同的地方”这一问题开始阅读的，所以学生的积极性很高。在阅读的时候，学生会不断地思考，与前面所学的知识联系起来。

（四）阅读，培养了学生的情感、态度和价值观
STC 课程中的许多阅读材料是介绍科学家的发现的。科学家一般具有﹣此共性的特点，如对自然现象抱有蚀然的好奇心和求知欲，甫科学原理：对科学有浓厚的趣；晶有切新怠识，敢于依据交近实提出自己的见解，并能根据科学事实修止目的观点；有强列 w 会责任感和为社会服务的意识；等等。这对学生附立科学价值观学态度都有十分积极的影响。

阅读“伽利略的钟摆”

比如在“測量时间”单元第19课中的阅读材料“伽利略的钟摆”对我印象尤其深刻，在这一课中我们的探究目标是研究摆的频率与摆长、摆幅、摆重是否有关。进行实验后，得出了频率与摆长有关，摆长越长，摆的频率越慢；与摆幅、摆重无天的结论。
而阅读材料“伽利略的钟摆”写的是伽利略9岁时观察到比萨大教堂的吊灯有规律地来回摆动，他用脉搏计算，发现吊灯完成一次摆动所常要的时间是一样的，无论怎样摆，无论吊灯是勉强地楼还是大力地来回摆动，都不会有什么问题。他在家里做了十多个摄长不同的钟摆，经过多次的实验和比较，证明了钟摆来回摆动一伏雳要的财间与摆动幅度的大小无关，无论摆幅大小如何，来园後刻一次所雳财间是相同的。伽利略是第一个发现钟摆原理的人。如略为了钟摆和物体的运动方式，放弃了报酬丰厚的医生职业，去于习数学和自然科学。
这篇文章让我明白了我们要养成善于观察、执着追求的杆乎质，收获很大。

2．了解科学史实
TC 课程中的阅读材料把科学发展史上不同学派间的争论展示给业生，打破了传统教学给学生留下的科学发展是直线前进的印象，使业出了解到，科学发樱史是一部理论与实践交义、成功与失败并存的电。不同内容的史实，可以使学生得到不同方面的教育。如“早期的历法”阅读材料讲述了很久以前各种早期文明制订的历法。不同的 uh 反由于民族差异对如何制订历法存在很多不同的方法，这可以潜移戤化地让学生认识到不同文化对科学发展都产生过价值。

3．增强民族自豪感
“平衡与称重”单元中有一段视频介绍的是中国人走钢丝的情景，看了之后学生的民族自豪感油然而生。“蝴蝶的生命周期”单元中的一篇阅读材料名为“一个中国的传说和丝绸的历史”，讲述了蚕结茧后能够吐丝做成丝绸，是中国最早发现了丝绸，而且还出现了很多杰出的丝绸工艺。学生阅读之后为自己是中国人而深感自豪。同样，如“造纸技术”单元，学生在学习这一单元的时候主动性明显比其他单元更强。

（五）阅读，拓展和完善了教师和学生的知识与能力
STC 课程是一门综合性课程，这就需要教师具有十分完善的知识结构，而且科技的发展、教学改革的深化，对教师的知识面有了更高的要求。阅读材料中提供的大量的最新科技成果、科学知识的最新应用、各种不同岩石和矿物的介绍等，许多内容是教师不熟悉的或不了解的，这就需要教师不断学习和思考。教师查找资料、思考问题的过程实际上就是一个知识不断拓展和完善的过程。

如“岩石和矿物”单元，在这一单元中共有9篇阅读材料，而这9扁阅读材料中有8篇是专门对12种矿物的补充材料。很多知识是教师个身也不了解的。如对长石的介绍中写到长石是一种异常漂亮且稀有的宝石，也叫作月长石。又如在介绍硫黄时写到在食物中我们需要硫赵样的矿物质，它能帮助我们将食物转化为能量，并促进骨骼的生长，守寺。这些知识不但是学生缺乏的，也是教师所缺乏的，阅读之后能够让我们对矿物了解更加深刻，知识面更加广阔。

(ー）对比
综合对比 STC 课程和国内教科书的阅读材料，我们发现以下几个不同之处。
1．阅读材料的放置方式
STC 课程中的阅读材料往往是放在某一节对应的课后，相对而言，汶更有针对性，国内教科书往往是集中在对应单元的最后。

2．重视程度
STC 课程的每一篇阅读材料都在教学步骤中规定了什么时候让学生阅读，如“造纸技术”单元第2课的其中一个步骤，是让学生阅读“现代木材造纸厂”，要求个人阅读或两人一组进行阅读。而国内教科书很少有这样的规定。

4．教学要求
STC 课程中基本都要求学生带着问题去阅读材料。如“造纸技术”单元第10课。当学生读完“循环报纸：你能使用的信息”之后，他们要思考并把答案写在记录本上。①你对报纸是如何循环中的什么感到惊奇？②在哪些方面与木材造纸相像？在哪些方面又有所不同？③在哪些方面与制造再生卫生纸相似？在哪些方面不同？④你现在知道了哪些以前不了解的有关制造再生报纸的事？国内教科书大部分阅读材料没有问题和要求。
我们认为学生在进行阅读时，应学会贯穿课文的相应信息。如有机会进行对比：与他们已有的、同学间形成的想法对比；与实验方法进行对比；将阅读材料中所报道的内容与自身所持的观点和体验进行对比；等等。

（二）建议
1、教师要借助阅读材料中的内容，引发学生产生共鸣
关于阅读如何开展，每册教师教学用书最好能够有一些指导性的建议，方便教师在具体的教学中指导学生用探究发现的眼光去阅读材料。培养学生用陶冶自身情感和价值观的心境去阅读材料的习惯。鼓励学生有敢于质疑的勇气。

2．教师要有具体的方法指导，提高学生对材料的阅读能力
开放课堂时间，把课堂还给学生。紧密联系实际，发挥阅读材料的作用。培养学生在阅读中“勾画”记录的好习惯。培养学生带着问题去阅读材料的习惯。

3．教师要善于搭建便于学生阅读的平台，提高学生的阔读效率充分利用多媒体技术，与阅读材料相衔接，提高学生的阅读效率。指导学生将阅读与科学实践相结合，提高阅读的有效性。根据教科书的安排，分年级（分册）向学生推荐合适的科学读物，增强学生阅读的针对性。开展“亲子共读”“师生共读”，形成良好的科学阅读氛围。

我国现行科学（3-6年级）课程标准中指出，要引导学生利用多种资源进行科学学习，将学生的科学学习置身于广阔的背景之中，帮助他们不断扩展对周围世界的科学现象的体验，并丰富他们的学习经历。我们相信，随着课程改革的不断深化，对阅读材料的重视和相关研究也会越来越深人，并不断显现出它独特的作用。

二、 STC 课程记录技能的培养及儿童思维发展
科学笔记是指学生在亲历各种科学探究活动的过程中，以各自独特的思维形式保存下来的，既能体现知识获得又能体现情感态度价值观的科学实践记录。如果把探究看作是一个面，那么科学笔记就是其中的一个点，它显示了学生亲历科学过程的印迹。做科学笔记能有效地促进学生探究能力的提高，加深学生对科学现象的理解，并能培养学生求实的科学精神与严谨的科学态度。

（一） STC 课程中学生记录技能的培养
STC 课程在教师教学用书中循序渐进地安排了学生进行科学记录的内容，遵循从集体到个人、从简单到复杂、从单一到多元、从现象七求到深度思考等原则，有步骤、分层次地引导孩子进行科学记录，有效地促进了孩子科学素养的提升。因此，依据 STC 课程对科学记录近仃分析和梳理，挖掘其在科学记录方面的推进策略显得尤为重要。

我们对 STC 课程24个单元的教师教学用书进行了梳理和提炼，初步形成了达成目标分解表。该分解表纵向列出了与记录有关的12个方面也是我们对学生科学记录培养的．些关注点。横向呈现了1-6年级不同阶段的发展要求（见附件： STC 课程中学生记录技能16年级的沃成目标分解表）。

1、从被动排受到主动建立
从科学笔记里，我们可以获得很多学生学习科学的信息，每一本科学笔记都承载着一个孩子多彩的世界；从科学笔记里，我们可以看到很多孩子科学素养提升的痕迹，每一本科学笔记都记载着一个孩子成长的足迹。为此，为孩子们准备科学笔记本记载孩子们自己的研究足迹，在小学科学教学中显得尤为重要。通过将散落在 STC 课程实施中的要求串联起来，我们发现， STC 课程中明确提出了学生准备科学笔记本的要求，在每单元的概述里总可以见到有关的提示。如1年级的第1个单元“天气”的教师教学用书中就明确要求：把本单元所有的记录单以及教师教学用书中的学生指导、阅读材料等装订成册，形成“我的天气笔记本”。再如第2单元的“比较与测量”中为孩子们准备了“我的比较和测量用书”,6年级“植物实验”单元中则提到，鼓励学生使用对教师和学生都极有价值的笔记本，以反映他们的进步情况，并充分发挥科学笔记本的交流性，除了教师和同学，还可以与家长以及其他感兴趣的人分享研究的成果和取得的进步。