《初中理科科學方法教育實驗研究》結題報告

《主體性課堂模式下科學探究教學策略的研究》課題研究方案東鐵營二中關春蕾主體性課堂改革的根本目的，是要充分發(fā)揮學生的主動性和積極性，體現(xiàn)學生的主體地位，從而全面提高學生的科學素養(yǎng)，培養(yǎng)學生的嚴謹的科學精神和實踐能力。在初中理化生學科的主體性課堂教學中，對一些重點知識，重點內容、重點實驗等采用科學探究的方式重現(xiàn)當時的科學研究過程，尋求解決問題的科學方法，對學生形成正確的科學觀、提高學生的科學探究各方面的能力和科學素養(yǎng)具有非常重要的作用。問題的提出科學探究是人們獲取科學知識的，認識世界的重要途徑，它既是新課標理念實施中的一種全新的學習方法，也是理化生三科學習的重要內容?？茖W探究作為當代國際基礎科學教育領域的主旋律，引領著理科教師在課堂教學層面的改革。在我校的主體性課堂教學模式下，積極開展科學探究活動，對于改變學生的學習方式和教師的教學模式具有重要的意義?？茖W探究的方法很多，它的功能是其他教學手段無法替代的。探究性教學有利于啟迪學生的科學思維，揭示自然現(xiàn)象的本質，教師要注意改進傳統(tǒng)的教學，精心設計各種探究性學習，促進學生主動地學習，逐步學會探究。理化生三科的課上，我們看到學生親自動手操作、親自體驗，親身經歷著一個又一個的探究過程，呈現(xiàn)出了與以往明顯不同的特點：學生動手機會多了。然而，學生的科學探究到底情況如何？以探究為核心的課堂有效性怎么樣？這是我們近兩年來關注的問題，事實上，我們的許多科學課都存在著課堂教學低效的現(xiàn)象。筆者在這方面作了一些調查研究發(fā)現(xiàn)如下科學探究有效性缺失的現(xiàn)象：1、內容不實際，探究走過場。有些時候，由于教師對學生的已有經驗了解不夠，要求探究的內容脫離學生生活實際，與學生認知水平、年齡特點不符，學生缺乏探究能力，臉上一片迷茫，無從下手或隨意擺弄，致使探究成為一種課堂教學的擺設，走過場，毫無意義。2、常規(guī)未養(yǎng)成，課堂鬧哄哄。良好的習慣影響人的一生，好習慣使人終生受益。但我們經常會碰到或看到這樣的現(xiàn)象，學生才進實驗室，或剛到導入環(huán)節(jié)，就開始偷偷擺弄材料，到了活動環(huán)節(jié)，學生只顧著搶玩材料，甚至打翻了水，打破了燒杯，不會傾聽，不會觀察，不會記錄，不會交流，課堂上鬧哄哄，老師扯著嗓子叫，或者拿著小棒敲桌子，學生充耳不聞。3、材料雜而亂，擺弄無結果。新課程強調讓學生經歷過程，這是針對原來只重結果不重過程的現(xiàn)象而言的，雖然說：收獲盡在過程中，學生在探究中有技能、方法、情感上的收獲，但現(xiàn)在有些老師片面地理解了這一新課程的理念，學生通過對一堆材料的擺弄，毫無收獲也是徒勞。因為，只要過程不要結果，相當于只要耕耘不要收獲，沒有結果的過程是無意義的過程。4、分組不合作，只作壁上觀。學生探究活動往往以小組合作的形式進行，但由于學生認知上的差異、性格上的不同和探究能力上的高低等原因，真正參與科學探究的學生只占少數，小組活動中，個別學生承擔全部探究任務，成了小組探究活動的主角，其它學生成了觀眾的現(xiàn)象不在少數。有調查發(fā)現(xiàn)，有五分之二的學生基本上不參與小組活動，只作旁觀者，看別的學生探究。這種分組不合作的現(xiàn)象屢見不鮮。5、動手不動腦，探究淺層次。雖然“以探究為核心”的理念已深入每一位老師的心，教師都重視了學生的動手活動過程，但是學生科學探究作表面功夫，多動手，少用腦的現(xiàn)象卻普遍存在。我們經?？梢钥吹皆谡n堂上，問題剛提出，學生就摩拳擦掌，準備操作，缺乏了有根據的猜想，缺乏對研究方案的思考與制定，也缺乏組員之間思維的碰撞。這樣雖然能保證較長的探究時間，然而在探究的過程中，學生只是動了手，到底在探究什么，觀察到了什么現(xiàn)象，觀察到的現(xiàn)象說明了什么，從中發(fā)現(xiàn)了什么，學生卻說不上來。造成學生在科學探究學習中的低效益的原因，我們認為是多方因素的綜合結果。其一，社會因素造成學生將學習的主要精力集中在語數外三個學科的學習上，他們要應對主要學科的考試壓力。其二，在課堂教學過程中，教師為了完成規(guī)定的教學任務量，師生之間、學生之間往往缺乏足夠的溝通，鮮于理解與幫助，不會合作。教師對學生的指導缺乏策略，表現(xiàn)為多灌輸驗證，少啟發(fā)探討，多指責壓抑，少寬容引導，多包辦限制，少激勵創(chuàng)新。這些都造成學生對知識的理解往往是表面性質的，學習中所體現(xiàn)的或能訓練的思維過程大多是低質的，最終獲得的知識往往又具有很強的純記憶性色彩，在多變的真實情境中，常常因不能有效遷移而無法靈活應用……盡管多方因素造成教師教得辛苦、學生學得痛苦，但主要問題還是出在教師身上，教師在科學探究教學的主渠道——課堂教學中缺乏有效的教學策略，這成為提高中學生科學探究學習有效性的最主要問題。解決這一問題的關鍵是要努力形成有效的主體性課堂教學策略體系，用以指導學生進行有效學習，最終提高學生科學探究學習的有效性。只有教師在每一節(jié)課中實施有效教學，關注教學策略，學生的能力才能不斷發(fā)展、提高。我校地處城鄉(xiāng)結合部，80%以上學生為來京打工子弟，家長知識水平低，對孩子疏于管理，學生缺乏良好的行為習慣和學習習慣，厭學情緒比較嚴重。如果按照“我問你答、我講你聽、我出題你解答”的固守模式實施教學，顯然不能從根本上扭轉學生厭學的局面，于是結合學校生源現(xiàn)狀，我們進行了主體性課堂的改革。在此課堂改革中，多數學生的學習狀態(tài)和精神面貌有了明顯改觀。理化生都是以實驗為基礎的自然科學，結合學科特點，我們認為在初中理化生學科課堂教學中注重科學探究的教學策略的研究對于激發(fā)學生的學習興趣和提升學習主動性、積極性具有舉足輕重的作用，同時科學探究也是提高學生科學素養(yǎng)的重要途徑。初中理化生學在科主體性課堂中進行科學探究活動不僅是學生成長和思維發(fā)展的需要，更是新課改提高學生科學素養(yǎng)的需要。在歷年的幾年中考中，物理、化學、數等學科突科學探究的試題所占比例逐年上升，因而也是提高教育教學質量的需要。二、概念的界定和研究的理論依據（一）“科學探究的教學策略”的要素分析為便于理解，我們將課題分解為“科學探究”、“教學策略”二個要素，下面逐一加以解釋。1、科學探究探究是人類尋求信息和理解的一般過程，探究是用不同的方式來解決問題的途徑?！睹绹鴩铱茖W教育標準》是這樣定義“探究學習”的：“能夠幫助學生掌握科學概念、獲得科學探究能力和技巧、增進對科學探究的理解的各種親身經歷?！蔽覈闹袑W理化生三科的義務教育課程標準中對科學探究也下了定義，大致都分為“提出科學問題、進行猜想和假設、制定計劃和設計實驗、實施實驗獲取事實與證據、得出結論、表達與交流六步。我們所說的自主性課堂模式下的科學探究是指學生在教師的幫助、指導下，從自身的學習生活和社會生活以及自然界的各種現(xiàn)象中發(fā)現(xiàn)問題，以個人或小組合作形式進行，通過親身體驗主動地獲取知識、應用知識、解決問題的學習活動。2、教學策略李曉文、王瑩在著作《教學策略》中對教學策略的定義是：教學策略是為了達成教學目的，完成教學任務，而在對教學活動清晰認識的基礎上對教學活動進行調節(jié)和控制的一系列執(zhí)行過程。教學策略包含以下幾層含義：第一，教學策略包括教學活動的元認知過程、教學活動的調控過程和教學方法的執(zhí)行過程。教學活動的元認知過程是教師對教學過程中的因素、教學的進程的反思性認知。教學活動的調控過程是指教師根據教學的進程及其中的變化而對教學過程的反饋、調節(jié)活動。教學方法的執(zhí)行過程是指教師在教學過程中采取的師生相互作用方式、方法與手段的展開過程。第二，教學策略不同于教學設計，也不同于教學方法，它是教師在現(xiàn)實的教學過程中對教學活動的整體性把握和推進的措施。第三，教師在教學策略的制定、選擇與運用中要從教學活動的全過程入手和著眼，要兼顧教學的目的、任務、內容，學生的狀況和現(xiàn)有的教學資源，靈活機動地采取措施，保證教學的有效有序進行。第四，教學策略是一系列有計劃的動態(tài)過程，具有不同的層次和水平。多元智能理論認為：教學策略指在教學過程中，首先應在合理分析每個學生的語言、邏輯、運覺、節(jié)奏、交際、自省等多元智能的基礎上充分備課，形成有效教學的準備策略。其次應在以創(chuàng)新為目標，以問題為中心，以自主探究為基調，科學選擇教學內容，設計教學過程，形成有效教學的實施策略。最后應圍繞學生的多元智能的發(fā)展進行多元化教學評價，形成有效教學的評價策略，事實上有效教學就是學生多元智能得到有效發(fā)展的教學。（二）研究的理論依據1.科學主義的代表人物加涅認為：有效教學的最佳途徑，是根據所期望的目標來安排教學工作，因為教學是為了達到特定的教學目標而教學的。加涅把一個人的學習結果分為認知、動作技能和態(tài)度三方面，認知結果又包括三個方面：言語信息、智慧技能、認知策略。在教學中關注學生全面的發(fā)展：尤其是注重學生“大智慧”基本學習能力、創(chuàng)造力的發(fā)展，提倡“一切為了學生的發(fā)展”，為學生的未來發(fā)展而奠基；注重學生情感、態(tài)度、品質的發(fā)展；關注教師的發(fā)展，倡導“在教育教學中享受人生的真諦”，與學生一起成長。2．發(fā)現(xiàn)教學理論：它的指導思想是以學生為主體，獨立實現(xiàn)認識過程，即在教師的啟發(fā)下，使學生自覺地、主動地探索，科學地認識解決問題的方法和步驟，研究客觀事物的屬性，從中找出規(guī)律，形成自己的觀點。3．建構主義理論：認為知識不是被動地吸收，而是由認知主體主動建構，方法在建構過程中起到重要的導向作用。4．《基礎教育課程改革綱要》中基礎教育課程改革的具體目標：“改變課程過于注重知識傳授的傾向，強調形成積極主動的學習態(tài)度，使獲得基礎知識與基本技能的過程同時成為學會學習和形成正確價值觀的過程”；“改變課程實施過于強調接受學習、死記硬背、機械訓練的現(xiàn)狀，倡導學生主動參與、樂于探究、勤于動手，培養(yǎng)學生搜集和處理信息的能力、獲取新知識的能力、分析和解決問題的能力以及交流與合作的能力”。三、研究的目的我們設想在初中理化生主體性課堂教學中，通過進行科學探究活動，形成一種以“科學探究”為主線，科學素質培養(yǎng)為目標的理科主體性教學模式，以開發(fā)學生的潛能，培養(yǎng)科學探究能力和實踐能力，促進學生科學素質的提高。實施該課題預計達到的目的為：1.激發(fā)學習興趣理化生三科都是自然科學中的基礎學科，開展科學探究性教學的根本目的就是營造一種學科學、用科學的氛圍，提高學生學習自然科學的積極性，有效激發(fā)學生對理化生三科學習的興趣，拓展學生的課外活動，提高學生探求科學的欲望，大面積提高教育教學質量。2.培養(yǎng)科學素養(yǎng)學生通過親歷科學探究的學習活動，不僅能了解到知識產生的過程，而且獲得知識和技能的同時，受到科學方法的訓練，體驗探究的樂趣，養(yǎng)成理性思維的習慣。能讓學生學會從日常生活、工農業(yè)生產、科學研究中或從各種問題的實際情景中，發(fā)現(xiàn)有探究價值的問題，提高發(fā)現(xiàn)問題和解決問題的能力，并在學習中學會合作與分享，養(yǎng)成科學態(tài)度、科學精神和對社會的責任心。3.初步形成小學科學教學中有效探究的策略通過課題研究，初步形成在初中理化生教學中教材處理、目標設定、過程建構、材料準備、組織教學、方法指導等方面促進學生有效探究的策略。四、研究方法1．以行動研究法為主，研究是在初步形成新的教育觀念和活動模式的指導下進行的。根據本地區(qū)教育教學的實際，借鑒國內外先進教育理論和實踐經驗，將新課程理念轉化為教學實踐開展行動研究，在行動研究中檢驗、豐富、發(fā)展、推進和完善理論并構建、發(fā)展、完善教育教學的實踐模式。2．案例研究法：在理化生教研組，對每位參與研究的教師進行跟蹤培養(yǎng)和研究，對典型的課堂教學案例進行分析研究，歸納整理出相應的教師有效的教學行為方式，取得階段性成果后逐步推進。3．經驗總結法：通過定期組織研討課、展示課以及組內教研活動等方式，及時總結好的做法，并積極爭取與區(qū)內外對科學方法教育有研究的名師名校聯(lián)系，吸取他們研究的長處，并依次指導我們的課題研究。同時我們還將在必要時采取調查研究法、文獻資料法等進行課題研究。五、項目研究的原則1．與主體性課堂教學模式有機結合的原則科學探究教學是理化生教學中都有的一個一級主題內容，它與理化生學科知識整體性教學、學生能力和科學素養(yǎng)的培養(yǎng)、辯證唯物主義觀念的教育等，都是密切關聯(lián)。因此，科學探究教學應該是在主體性課堂教學模式下，結合理化生整體學科知識教學和能力培養(yǎng)的過程中而長期地進行的。2．根據學生的認知規(guī)律循序漸進的原則任何的教學活動都要符合學生的認知規(guī)律，循序漸進。初中學生的觀察能力和動手能力迅速增強，對實驗的興趣濃厚。但同時，抽象思維能力還未充分發(fā)展，抽象思維還較多地依靠感性經驗的支持。因此，在初一的生物教學中，我們應著重進行提出問題、做出假設能力和觀察實驗現(xiàn)象能力的培養(yǎng)；隨著年齡的增長，初二年級的物理、生物學科，科學探究教學就可以側重學生的設計和實施實驗能力的培養(yǎng)；初三學生在前兩年訓練的基礎上，已經具備了一定的提出問題、做出假設和設計并實施簡單實驗的能力，進而培養(yǎng)學生的分析實驗數據并得出結論和交流表達的能力。這樣，通過三年的逐步培養(yǎng)，學生就基本掌握了科學探究的所有能力，并且能夠對現(xiàn)實生活中遇到的相關問題做出科學的解釋，從而能夠做出正確的決策。六、項目研究的內容1．以科學探究為目標的教材處理策略研究：鉆研、重組教學材料，確立有價值的教學目標，進行學情分析，根據學生已有經驗建構教學過程，進行合理預設等。通過初中理化生學科的課堂教學和校本課，積極探索主體性課堂模式下開展科學探究教學活動對于培養(yǎng)學生的科學探究能力和提升學生科學素質的積極作用。2、開展科學探究必須滿足條件的研究：如能引起學生注意的焦點問題；有結構的探究材料的提供；能讓學生享有探究的自由；豐富的、容易引起學生反應的環(huán)境；恰當的探究任務；必要的時間和空間；教師的適時指導；學生的“手腦并用”等，以促使學生能更有效地探究。3、以有效探究為目標的教學組織策略研究：在興趣激發(fā)、氛圍營造、課堂調控等方面進行研究。4、以有效的科學探究為目標的學生探究策略研究：重點研究學生對探究形式的選擇，探究各環(huán)節(jié)方法的掌握情況。如：如何分組，如何分工，如何討論、收集材料，如何表達與交流等。5．科學探究教學策略研究：學生的有效科學探究離不開教師的指導，教師要保證和促進探究活動的順利進行，是探究活動的促進者。我們將研究在學生探究活動的各環(huán)節(jié)中，教師將如何進行有效指導，形成相關策略。通過初中理化生學科中科學探究教學內容的系統(tǒng)地、分階段的培養(yǎng)，形成科學探究教學的學科課堂教學模式，摸索出具有物理、化學和生物三個學科特色的實用的科學探究的教學策略。七、課題研究的策略制定和選擇了適當的教學策略，還要能夠在教學實踐中正確地運用。雖然教學策略有明確的指向性和一套實施的操作程序，具有可模仿性，但由于具體的教學活動過程中存在著許多變量，教學策略的運用并不能照抄照搬，而要在運用中有所變化，有所創(chuàng)造。1．要樹立正確的教學指導思想。教學策略總是受一定教學思想、教學觀念支配和規(guī)范的，教學策略的運用能否達到預期效果，關鍵在于是否有正確的思想指導。在錯誤的教學思想干擾下，無論采用什么樣的教學策略，都不可能達到最佳教學效果。2，要樹立完整的觀點。每一種教學策略都有各自的功能、特點及應用范圍和具體條件，而且又有各自的局限性。為了更好地完成教學任務，達成教學目標，教師必須堅持完整的觀點，隨教學的進程、環(huán)節(jié)及具體情況的變化，注意各種教學策略之間的有機配合，充分發(fā)揮教學策略體系的整體綜合功能。3．要堅持以學生的主動自主學習為主。教學過程中，學生是學習的主人，教師的教是為了學生的學，是為了學生學會學習。教學的根本目的在于使學生學會作學習的主人，能自覺主動地學習，成為自我發(fā)展的主體。教學策略的運用應以此為根本指導思想，應通過采用各種有效的形式去調動學生學習的積極性、主動性和獨立性，引導學生通過自己積極的智力活動去掌握知識、發(fā)展能力、完善人格。4．要尋求教學策略的多樣化配合和變通運用。教學過程是具體而復雜的，教學內容是豐富多彩的，教學要完成的任務又是多方面的。因此實際教學過程中應當有多種策略，不可能一種策略從頭到尾用到底，要根據不同的教學目標、不同的教學情境、不同的教學環(huán)節(jié)，采用不同的教學策略。從學生方面而言，必須根據學生的學習準備、認知風格、學習進度、學習技能等方面的個別差異來作出相應的變化和調整，以適應在班級教學中對學生進行個別指導的需要，要給每個學生提供盡可能多的參與教學活動的機會。因此，教學策略應呈現(xiàn)動態(tài)可調的結構。教師要根據教學的實際情況創(chuàng)造性地組織教學，融會