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初中科学小实验、小制作活动的实践研究

万博亚洲客户端   倪丽萍

一、课题的现实背景与意义

杜威教育理论主张“从做中学”,让学生亲自去实践、去经历、去体验。“百闻不如一见,百见不如一做”。《全日制义务教育科学(7-9年级)课程标准(实验稿)》强调注重课堂教学与课外活动的紧密结合,而科学小实验、小制作就是课外活动的一个重要方面。这种活动是具有较强实践性和创造性的科技教育活动,是在教师辅导下,学生利用课外时间,通过一些简单的器材或自制仪器独立或合作完成的实验。这种活动不仅能加深学生对所学知识的理解、提高学习的兴趣、锻炼动手能力和培养创新能力,而且还可有效运用于课堂教学,以促进学生自主能力与合作能力的发展。它在整个科学教学中属于一种辅助性课程形态,是科学课堂教学的补充和延伸。可是由于受应试教育的影响,繁重的教学任务和有限的教学时间的矛盾使科学教师无暇顾及小实验、小制作;“重课本、轻实验,重课堂、轻实践”的学习理念让家长、学生忽视小实验、小制作,所以探索开展初中科学小实验、小制作是教育工作者、社会都要关注及思考的问题,更是教育教学改革实验基地学校的科学教师应该研究的课题,发挥基地学校的引领作用,从而推进小实验、小制作在各个学校的开展。当前,在以学生为主体的教学理念的启示下,我们欣喜地看到很多教师在平常的教学活动中非常注重教学过程的设计,注重课堂提问的推敲等。但遗憾的是对课外活动却不讲究,现课堂实验教学还存在以下诸多弊端:

1、不了了之。当教师去实验室拿仪器而实验员告知他所要的仪器没有时,教师想想实验室也没有就算了。

2、不予理睬。当实验现象与实际结果不相吻合时,教师不予理睬,而是尽快转到预设的教学上去。

3、得过且过。当学生对实验现象观察可视度不够,教师认为前面的一、二排同学甚至一、二个同学已看到就有代表性了,考虑到教学进度等就得过且过。

4、缺乏引导。当学生对习题的理解不全面、或者不深刻时,教师更多的是给学生一些理论的指导,而缺乏根据实际习题引导学生去动手。

5、注重应试。现在的作业还是以多多益善为原则,认为练得越多,记得越牢,考试就得高分,局限于学科知识范围,远离学生的生活实际。

6、媒体替代。媒体本应是辅助教学的,现在一些能动手完成的小实验、小制作都由媒体代替了。

分析以上出现的几种弊端,主要是教师平时缺少对课外活动的重视、缺乏动手意识而造成的。这种教学理念限制了学生个性发展,丧失了学习兴趣和主动性,更谈不上学生实践和自主学习的培养。可是小实验和小制作不仅能留给学生自主选择的空间,而且有利于训练学生的动手能力、培养学生的创新能力,有利于学生学习方式的转变,从而实现学习的自主性,使学生真正成为学习的主人;同时这种课外活动还能有效运用于课堂教学。基于以上思考我们提出了本课题的研究,以学生主动参与、实践操作为主要特征;以启迪思维、培养能力为核心,全面开展科学小制作、小实验。探索有效课外活动的实践经验,促进教师充分发挥自己的教育机智,提高课堂教学的有效性。

二、国内外关于同类课题研究综述

(一)国外有关“科学小实验、小制作”的研究检索

近20年来欧美等发达国家一直比较注重儿童动手能力的培养,研究内容注重体验式学习。英国在1988年颁布的《教育改革法》,明确把科学课程的地位提高到与英语、数学并列的三大核心课程,科技教育以立法的形式获得了历史上从未有过的高地位。美国科学促进协会(A.A.A.S)在1990年提出了《2061计划》,在出版的长达246页的题为《科学美国人》的研究报告中,作者详尽叙述了提高全民科学素养的必要性和紧迫性等,现在“2061计划”正在中小学课程中贯彻实施。“科技立国”是日本面向未来发展提出的基本战略,同时也是日本第三次教育改革的方针,提出教育必须担负起培养科技人才的重要使命,教育自身也必须成为科技发展的重要基地,在日本的课程改革中,将“综合学习时间”纳入课程结构中,在中小学里开展综合学习,在幼儿园里开展体验性活动。

(二)国内有关“学小实验、小制作”的相关综述

1、湖北省水果湖第一中学的李更生和林保银老师负责的《初中生家庭科学小实验室的建设和使用研究》这一课题,被中国教育学会立项为“十一五”教育科研规划课题,课题组成员都是学校的骨干教师。研究内容主要涉及家庭科学小实验室的“建设原则、内容和方法,明确总的指导思想”、“建设规模、器材和包装,在硬件方面有独到的创新之处”、“使用原则,引导学生制定实验规程、操作方式、及安全保障,使软件与硬件有机结合”以及“使用家庭科学小实验室的方法和效果”。

2、泰安市“争当小实验家”少年儿童科学体验活动自2005年开始,以提高广大少年儿童的科学素养为目标,在各个学校设报名点,全市少年儿童可凭借各种小创意、小发明、小制作参赛。体验活动按物理、化学、生物、天文四个科目,分为小学低年级和高年级、初中三个组开展活动。邀请中国科学院、工程院、中央教育科学研究所和各高校的专家对参与活动的优秀少年儿童进行专题辅导。

3、国培计划(2011年)——四川省农村中小学教师远程培训计划由王德华老师发布的重视课外小实验小制作活动,培养学生课外自主学习能力还在培训阶段。

通过对国内外有关科学小实验、小制作研究分析后发现,教师对小实验、小制作的理论研究主要集中在课堂的体验式活动、课外的家庭实验等方面。就年龄而言,小实验与小制作研究主要集中在幼儿及小学阶段,在中学主要体现在大型的科技比赛活动中,然而这些科技活动开展情况只有全国较大的城市中才有,涉及的人数少之又少,无法体现新课程的核心理念“为了每一位学生的发展”;就教师群体而言,不少教师认为教材中的小实验与小制作是课外知识,与考试无关,因此常被视为可有可无,或被弃之不理;就家长层面而言,小实验与小制作是“不务正业、浪费时间”。在初中科学学科研究中,对个别的小实验、小制作研究较为普遍,但系统研究初中科学教材、配套的作业本和学生习题的小实验、小制作较少,还没引起足够的重视。从一定意义上来说,该课题研究有利于提高学生的学习兴趣,有助于弥补学校实验器材的不足,有效填补科学课堂教学活动的空白,具有较大的前瞻性和推广性。

三、课题研究的内容及预期目标

本课题研究是以关注学生的个体发展、真正实现课堂的有效性为最终目的,紧密结合课堂教学与课外活动。通过一线教师常态课的教学及实践和学生反馈的作业中不断发现问题、挖掘材料。活动内容主要选取全日制义务教育(7-9年级)科学教材、配套的作业本和学生习题的个案实例进行可操作性分析研究,并不断归因、不断完善。

(一)研究内容

1、对小实验和小制作活动开发途径的研究

收集、梳理全日制义务教育(7-9年级)科学教材、配套作业本和学生习题的所有小实验与小制作。探索能有效运用于课堂教学的小实验、小制作活动,根据教学的需要开展相应的活动。主要从以下四个方面进行研究:

(1)实验现象与实际结果不相吻合

①实验异常现象概念

“实验异常现象”在本文的概念界定:指在科学教学中,由于实验体系的各种非控制因素或操作的疏漏,教师的演示实验或学生实验均可能会与预期的结果发生一定的偏差,甚至导致实验失败的现象。

②实验异常现象归因

结合科学教学实践,拟可能原因有:实验仪器维护保养不当及仪器本身故障;保存实验药品不当而造成变质;气密性问题;实验时间的控制不够恰当;不严格按照实验步骤操作;提供的药品浓度过大或过小等。

③实验异常现象处理

实验中异常现象的出现,会对学生造成认知冲突的失衡。“实验异常现象”是极好的动态生成教学资源,对实验异常现象的探究是科学教学亟待开垦的领域。处理基本步骤:分析现象——提出问题——知识检索——理论分析——查找问题——再次实验——对比分析——建立猜想——实验验证——得出结论。

(2)可视度不够或者无法直接呈现

①可视度不够或无法呈现实验归因。

可能原因有:实验器材本身太小;演示实验习惯性的放在讲台桌上;教室的设施不齐全(如光学教学中有些教室没有窗帘)等。

②调查这种类型对学生新知识学习的影响。

③针对该类实验开展相应的小实验、小制作活动。

(3)教材中需要改进和添加的类型

①筛选出教材中有待改进和添加的小实验、小制作。

②把授课内容与小实验、小制作相结合。提前布置,及时检查。要求学生必须自己动手做。除此之外,教师还可以结合本地情况,启发诱导学生自己动手搞些科技小发明及撰写科技小论文。

(4)教材中没有而是来自学生习题

结合科学教学实践,我们初步拟定的计划是选取学生习题,如与课程标准配套的作业本、浙教版《中学生学习报》和试卷等出现的小实验、小制作活动题。初步选取方案:①学生易错题及高频考点题;②实际生活题;③易操作题等。

2、对小实验和小制作活动开展过程的研究

①活动设计。针对各种实验类型的需要,制订小实验和小制作活动方案。根据活动方案,选择合适的器材开展相应的活动。

②活动组织。选拔对小实验和小制作有兴趣的学生成立活动小组,建立活动制作,确定活动时间等,确保活动科学、有序开展。

③活动评价。评价内容主要包括:对学生活动积极性,合作意识的评价;对活动成果的评价,如小实验设计方案的评价,取材的评价和小制作作品的评价等。通过评价推动活动的有效开展。

3、对小实验和小制作活动价值功能的研究

①学生自身方面:激发学生学习兴趣,培养学生动手能力,增强学生创新意识,促进科学概念的正确建构,促进学生将所学的科学知识应用于实践。

②课程资源方面:将学生开发的小实验和小制作的优秀成果精选出来,有效应用于科学课堂教学,作为教学资源的补充。

③校本课程方面:结合科学教学实践,拟选定与学校校本课程中的科技模型制作相结合,科学小实验、小制作上升到科技小发明、小制作,营造科技活动氛围,扩大规模,使科技活动真正普及开来,成为学生人人都能参与的一项科技活动。

(二)预期目标

1、落实基础教育新课程改革目标,通过开展小实验与小制作课堂教学与课外活动有效的结合起来。

2、弥补学校实验器材和设备的不足

3、促进教师教学观的转变,提高教师的教学业务水平,促进教师的专业成长。

4、转变学生的学习方式,使学生体会到小实验、小制作活动对学习的有效性和重要性,并懂得如何进行这种活动,从而养成良好的学习习惯。

5、切实做到通过开展小实验、小制作活动能促进学生对科学知识的理解和掌握,激发学习兴趣,增强创新意识、培养创新能力;促进学生智力的发展,锻炼学生动手能力,帮助学生自主学习、独立思考与合作能力的发展,促进学生将所学的科学知识应用于实践。

6、将科学小实验、小制作上升到科技小发明、小制作,与学校校本课程中的科技模型制作等紧密结合,扩大规模。

7.选取教材及配套的作业本内需改进和添加的小实验、小制作,选出简便易行的实验案例和优秀的研究成果,使之系统化,收集与整理能有效运用于课堂教学的课外活动,并将这些经验与成果向校科学备课组和其他兄弟学校推广。

四、课题研究的方法

1、行动研究法:通过一线教师常态课的教学及实践和学生反馈的作业中不断发现问题,进行比较、研究、反思,挖掘需改进和添加的小实验、小制作。

2、反思法:结合具体的小实验、小制作活动,通过课堂教学实践,并反思其合理性、可操作性和有效性,在反思的基础上及时修改教案、撰写案例指导自己今后的教学,同时辅导学生撰写科技小论文等。

3、文献法:通过研读文献了解、借鉴有些小实验、小制作的理论或实践操作成果,为课题的研究指明方向,用理论来武装实践,用实践来丰富理论。

4、调查法:通过调查,了解一线教师目前开展小实验和小制作活动的现状、学生对这类活动的理解程度,找出简便易行又易于推广的一些小实验和小制作。

五、课题研究的步骤及人员分工

(一)课题研究的步骤

1.第一阶段:准备阶段(2012.11---2012.12)

通过文献检索、网上查阅、阅读期刊杂志等渠道搜集与课题相关的资料,了解与课题相关的研究现状,为课题提供科学的依据,并认识本课题的研究价值,在充分论证的基础上确定本课题的研究思路,制定方案。

预期成果:文献综述、调查表和零散的资料

2.第二阶段:实施阶段(2013.1---2013.7)

实施具体操作,重点整理科学教材和作业本内需改进和添加的小实验、小制作。期间对教师和学生分别进行问卷调查,并对结果加以分析,不断修正方案。继续积累文献资料。

预期成果:教学案例、教学论文、自制实验教具、学生科技小论文和科技小制作作品

3.第三阶段:总结阶段(2013.8---2013.10)

整理分析资料、研究成果、撰写研究报告。

预期成果:研究报告

(二)课题研究人员分工

 

姓名

出生年月

单位

职称

教龄

课题组分工

倪丽萍

1975.4

城关一中

中学一级

16年

总负责、理论研究、制定方案、案例设计与实证、撰写研究报告。

陈祥水

1965.2

城关一中

中学一级

27年

设计调查表,案例设计与实施、效果分析

六、课题研究的条件分析

1、万博亚洲客户端以“一切为了学生的发展”为宗旨,提出“强基础,求发展,扬个性,创特色”的办学思路,以“严谨,励学,求实,创新”为校训。深化教育改革,全面实施新课程,注重激发学生的独立思考和创新意识,努力培养学生的合作探究和实践能力,形成了以“民主办学、教育创新”为核心的“城中特色”,被评为“浙江省现代教育技术实验学校”和“浙江省实验教学先进集体”;学校并于2010年成立县科普(青少年)活动中心,其中的一百多个科技活动项目,都是经过玉环县科协精心挑选的,也是目前我国比较先进的,而课题组成员陈祥水老师专人负责该活动中心,对各项科技活动的原理、应用讲解等都了如指掌,并在2012年5月应邀带队参加市体育局、市教育局和市科学技术协会联合主办的第十届青少年模型竞标赛,成绩喜人,并被授予“市优秀辅导员”,是一位不可多得的实践操作能力很强的指导型教师;另外还有学校对课题研究的大力支持,都给课题组提供了可靠的后方保障。

2、课题负责人倪丽萍老师被授予玉环县第二届三星级教师,获市教学大比武三等奖。16年来一直从事初中科学教学工作并在近5年兼职物理实验员,充分利用实验室资源积累了丰富的第一手实践资料。曾参与过3项县规课题研究,在08年曾主持过市规课题《初中科学作业优化设计和评价的实践研究》,它与本课题《初中科学小实验、小制作活动的实践研究》具有很大的关联。撰写的教学论文获市二等奖1篇、县一、二、三等奖数篇,辅导学生撰写县科技小论文12篇均获奖,其中4篇获县一等奖。

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