科學(xué)探究永無止境

科學(xué)探究永無止境第1頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月主要內(nèi)容介紹一項(xiàng)關(guān)于教師科學(xué)探究觀念的國(guó)際比較研究本次大賽的簡(jiǎn)要總結(jié)幾點(diǎn)建議第2頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)探究是新世紀(jì)國(guó)際科學(xué)

教育領(lǐng)域關(guān)注的重要課題之一

我們常說：“教師的觀念影響教學(xué)行為”首先介紹一項(xiàng)關(guān)于中學(xué)物理教師科學(xué)探究觀念的國(guó)際比較研究第3頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月香港、大陸和美國(guó)三地物理教師

探究教學(xué)觀念比較研究香港大學(xué)黃小玲容顯懷

郭玉英NormanLEDERMANJudithLEDERMAN第4頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究背景第5頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月美國(guó)采用探究進(jìn)行科學(xué)教學(xué)的思想由來已久，大約起于19世紀(jì)末(Bybee,2000)《美國(guó)國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)(NRC,1996)》強(qiáng)調(diào)了基于探究的教與學(xué)的重要性。《探究與國(guó)家科學(xué)教育標(biāo)準(zhǔn)(NRC,2000,p.29)》更加詳細(xì)地描述了課堂探究教學(xué)的重要特征與變量。第6頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月作為內(nèi)容的探究–

美國(guó)國(guó)家科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)(NRC1996,p.111)第7頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月香港科學(xué)教育受到英國(guó)教育制度與政策的影響。在60-70年代，有著20年以上教齡的教師，在O和A水平納菲爾德課程中懂得發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)的方法。[科學(xué)為精英]“發(fā)現(xiàn)法”在香港成為教師演示實(shí)驗(yàn)或驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)的主要方法。[旨在鞏固知識(shí)而非探究技能]在80-90年代，香港經(jīng)濟(jì)經(jīng)歷了一次從制造業(yè)到服務(wù)業(yè)劇烈的結(jié)構(gòu)性變化，促使了對(duì)中學(xué)畢業(yè)生和大學(xué)生在諸如問題解決和探究技能等良好技能的需求。1994年，香港地區(qū)由2所大學(xué)擴(kuò)大到8所大學(xué)。課程目標(biāo)已經(jīng)從幫助學(xué)生了解經(jīng)典科學(xué)知識(shí)以應(yīng)付競(jìng)爭(zhēng)激烈的大學(xué)入學(xué)考試。擴(kuò)展到將技能與態(tài)度納入其中。第8頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)教育(P1–S3)2000年起

物理/化學(xué)/生物(S4-S5)2003年起.hk/index.aspx?nodeID=2824&langno=1

從2000年以來，跟隨世界趨勢(shì)，推進(jìn)科學(xué)探究第9頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月注：許多香港教師在他們自己的中學(xué)學(xué)習(xí)中并沒有經(jīng)歷過基于探究的科學(xué)學(xué)習(xí)?？茖W(xué)探究是作為“技能與過程“目標(biāo)中的一部分第10頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月大陸80年代以前，受前蘇聯(lián)教育體制的影響強(qiáng)調(diào)學(xué)術(shù)規(guī)范從7年級(jí)開始由專門學(xué)科教師教授獨(dú)立的科學(xué)科目以教師為中心，灌輸式以考試為導(dǎo)向1978年，鄧小平提出改革開放政策促使了對(duì)西方的逐漸關(guān)注。第11頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月從1986年到2001年大陸課程標(biāo)準(zhǔn)的變化Wei&Thomas(2005)IJSE更確切的說，實(shí)驗(yàn)的作用，已經(jīng)從作為”鞏固知識(shí)“的工具，轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N引導(dǎo)科學(xué)探究的手段。實(shí)驗(yàn)鞏固知識(shí)(多數(shù)為驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn))引導(dǎo)探究的一種手段第12頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月跟隨世界趨勢(shì)，從2000年開始，關(guān)注科學(xué)素養(yǎng)的提高倡導(dǎo)從灌輸式教學(xué)轉(zhuǎn)向探究教學(xué)與美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)類似，科學(xué)探究被作為教學(xué)內(nèi)容

第13頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)探究作為提高科學(xué)素養(yǎng)的手段之一物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出探究教學(xué)七個(gè)要素：提出科學(xué)問題猜想與假設(shè)制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)分析與論證評(píng)估交流與合作第14頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月受觀念影響的實(shí)踐課堂教學(xué)實(shí)施的程度與方法可能會(huì)因教師對(duì)探究教與學(xué)的觀念不同而發(fā)生改變。(Brown,Abell,Demir&Schmidt,2006;Wheeler,2000)第15頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月探究的三個(gè)層面

(Wheeler,2000)第一:學(xué)生參與實(shí)驗(yàn)操作第二:參與真實(shí)的探究學(xué)生提出自己的問題，制定計(jì)劃并通過與材料（實(shí)驗(yàn)）的互動(dòng)尋找答案。第三

:內(nèi)容維度探究是一種學(xué)習(xí)內(nèi)容（真正理解科學(xué)探究的本質(zhì)）科學(xué)探究應(yīng)該盡量接近良好的科學(xué)以呈現(xiàn)關(guān)于探究的更準(zhǔn)確的情景第16頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究目的調(diào)查與比較有著不同探究教學(xué)經(jīng)歷、來自不同文化背景的香港、中國(guó)大陸和美國(guó)科學(xué)教師的探究教學(xué)觀念。香港、北京和芝加哥代表了西方、東方以及中西相融的3類教育體制和文化背景。第17頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究設(shè)計(jì)第18頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月取樣

有目的地選取認(rèn)可并對(duì)探究教學(xué)感興趣的教師樣本香港10名物理教師北京10名物理教師芝加哥10名物理教師第19頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究工具開發(fā)基于錄像的調(diào)查問卷選擇了大陸不同地區(qū)的四節(jié)物理課（大賽錄像）比較老教師與年輕物理教師(關(guān)注于對(duì)探究教學(xué)的認(rèn)識(shí))錄像的選擇旨在包括美國(guó)國(guó)家科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)課程標(biāo)準(zhǔn)和香港課程指南中提及的探究教學(xué)的盡可能多的特征。開發(fā)問卷以調(diào)查教師如何看待這四節(jié)課一個(gè)基于美國(guó)國(guó)家科學(xué)標(biāo)準(zhǔn)、中國(guó)課程標(biāo)準(zhǔn)和香港課程指南中探究教學(xué)特征設(shè)計(jì)的態(tài)度傾向觀察量表伴隨定性回答的問卷討論第20頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月四位探究教學(xué)都“受到肯定”且不同風(fēng)格的教師（每人講課大約30分鐘）提出許多結(jié)構(gòu)良好的問題，以促進(jìn)思維;學(xué)生有動(dòng)手活動(dòng)（圓周運(yùn)動(dòng)）引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)老師的計(jì)劃設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案（洛倫茲定律）學(xué)生設(shè)計(jì)方案，并進(jìn)行解釋，然后全班同學(xué)用同樣的儀器進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（氣體定律）用問題來引導(dǎo)課堂學(xué)習(xí)的方向和流程。時(shí)間用于動(dòng)手活動(dòng)，類似于提出結(jié)構(gòu)良好的指導(dǎo)性問題（小燈泡的伏安特性）第21頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月......您認(rèn)為剛才看到的這節(jié)課是否為一個(gè)很好的探究課堂實(shí)例？請(qǐng)?jiān)谙旅嬖敱M敘述您的理由。觀看每個(gè)錄像，并在5點(diǎn)量表中指出各項(xiàng)目在該節(jié)課中出現(xiàn)的頻率。第22頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月研究結(jié)果第23頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月定量結(jié)果ANOVA檢驗(yàn)表明美國(guó)和北京物理教師關(guān)于圓周運(yùn)動(dòng)一課的看法存在顯著性差異。

[這是一節(jié)關(guān)注知識(shí)的課，但是較少學(xué)生參與的探究活動(dòng)]第24頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月較低的分值并不意味著對(duì)探究理解得較少。但是它暗示了教師期望能看到更大的比例。第25頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月定性資料分析結(jié)果:不同類別中的差異比較第26頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月差異與原因第27頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月科學(xué)探究作為學(xué)習(xí)內(nèi)容一些美國(guó)和北京教師知道將科學(xué)探究作為學(xué)習(xí)內(nèi)容的課程目標(biāo)，而香港教師沒有提到這一點(diǎn)。在香港，在《課程與評(píng)價(jià)指南》(p.9-10)中，科學(xué)探究是作為學(xué)習(xí)目標(biāo)置于”技能與過程“目標(biāo)之下的，因此，將科學(xué)探究作為學(xué)習(xí)內(nèi)容可能被忽視。美國(guó)和中國(guó)大陸的課程標(biāo)準(zhǔn)文件中，都將科學(xué)探究歸入內(nèi)容標(biāo)準(zhǔn)中。在課程標(biāo)準(zhǔn)中也多處指出了認(rèn)識(shí)科學(xué)本質(zhì)的重要性。第28頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月北京教師——強(qiáng)調(diào)學(xué)科知識(shí)不讓學(xué)生知道答案/基于發(fā)現(xiàn)的學(xué)習(xí)8位香港教師支持這一觀點(diǎn)。一位香港教師說到：”最好的探究就是教師和學(xué)生都不知道答案“中國(guó)大陸的教師更加關(guān)注學(xué)科知識(shí)的掌握程度。多數(shù)教師認(rèn)為科學(xué)探究的目的就是讓學(xué)生參與探究過程，即使他們已經(jīng)知道答案也不要緊，探究的主要目的是學(xué)習(xí)知識(shí)（正確的答案）事實(shí)上，學(xué)生往往在課前已經(jīng)看過了教材，多數(shù)學(xué)生在探究前已經(jīng)知道了答案或結(jié)論。第29頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月北京—設(shè)計(jì)探究方案但并不實(shí)施學(xué)生的方案香港和北京的老師認(rèn)為制定探究方案是重要的特征之一，但只有兩位教師在條件許可的情況下允許學(xué)生根據(jù)自己的意愿或方案實(shí)施探究。這一結(jié)論實(shí)際上與”不讓學(xué)生知道答案“是一致的。

中國(guó)大陸的教師很少愿意改變他們?cè)瓉淼挠?jì)劃，確保計(jì)劃好的核心概念能夠教給學(xué)生另外一個(gè)原因，可能是因?yàn)槟軌蚬W(xué)生實(shí)施其方案的實(shí)驗(yàn)儀器和資源受到限制。第30頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月香港—得出結(jié)論較差香港和美國(guó)教師在學(xué)生通過探究得出結(jié)論方面，差異顯著。這一結(jié)論與2003年香港8年級(jí)學(xué)生TIMSS成績(jī)的研究結(jié)論(Yung&Wong,2006）相一致。香港學(xué)生在3方面不同類型的問題上所得的成績(jī)表明，相對(duì)西方國(guó)家而言，香港學(xué)生在得出結(jié)論方面普遍較差。當(dāng)前的比較研究表明，這與教師對(duì)學(xué)生在該領(lǐng)域表現(xiàn)的期望較低相關(guān)。的確，在實(shí)驗(yàn)課末尾全班討論后，學(xué)生抄下教師總結(jié)的結(jié)論這種現(xiàn)象是比較普遍的。第31頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月香港、北京、美國(guó)—課堂互動(dòng)香港和北京教師都認(rèn)為生-生和生-師互動(dòng)是有價(jià)值的，而只有3位美國(guó)教師認(rèn)為生-師互動(dòng)是有價(jià)值的。美國(guó)教師高度認(rèn)可學(xué)生導(dǎo)向的教學(xué)方式，而只有3位北京教師贊成這種教學(xué)方式。許多北京教師認(rèn)為探究教學(xué)與啟發(fā)式教學(xué)相近甚至等同。啟發(fā)式教學(xué)在中國(guó)意味著教師不是直接將知識(shí)或答案?jìng)鬏斀o學(xué)生，而是給予學(xué)生一些設(shè)計(jì)好的問題，引導(dǎo)學(xué)生一步步的回答，這樣師生雙方都較深入地參與了教學(xué)之中。有時(shí)，即使教師認(rèn)為他們?cè)谶\(yùn)用探究式教學(xué)，但課堂上看起來仍然是教師為導(dǎo)向的。.第32頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本屆大賽簡(jiǎn)要總結(jié)第33頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本屆大賽主題：科學(xué)探究中國(guó)教育學(xué)會(huì)物理教學(xué)專業(yè)委員會(huì)連續(xù)舉辦了三屆以科學(xué)探究為主題的教學(xué)改革創(chuàng)新大賽，對(duì)探究教學(xué)的認(rèn)識(shí)和實(shí)踐正在深入發(fā)展。從實(shí)踐層面看，課堂探究教學(xué)的發(fā)展經(jīng)歷了不同階段：程式化：按課標(biāo)提出的探究要素展開自由化：放手讓學(xué)生探究追求真正的探究：過程與結(jié)果統(tǒng)一第34頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本屆大賽取得了圓滿成功從總體上看，參賽教師展示出良好的素質(zhì)和精神風(fēng)貌錄像課基本擺脫了程式化的教學(xué)模式，每節(jié)錄像課都有亮點(diǎn)，體現(xiàn)了教師對(duì)科學(xué)探究教學(xué)的思考和實(shí)踐探索出現(xiàn)了能展示出學(xué)生真實(shí)思維發(fā)展過程的優(yōu)秀錄像課更好地利用多種教學(xué)資源和現(xiàn)代信息技術(shù)第35頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月反映出一線教師對(duì)物理課程中的

科學(xué)探究逐漸達(dá)成以下共識(shí)課程標(biāo)準(zhǔn)中提出的是過程要素而不是教學(xué)程序科學(xué)探究是教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)內(nèi)容與教學(xué)方式的統(tǒng)一科學(xué)探究不是程序性知識(shí)，不能通過傳授方式學(xué)習(xí)，探究教學(xué)不能模式化科學(xué)探究的思想應(yīng)貫穿于整個(gè)物理課程之中，一節(jié)課不一定突出7個(gè)要素第36頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本次大賽展示出來的進(jìn)步內(nèi)容的選擇：從選擇課題到選擇探究點(diǎn)選擇重點(diǎn)、難點(diǎn)知識(shí)作為探究的內(nèi)容，利用學(xué)生自主探究突出重點(diǎn)、突破難點(diǎn)第37頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本次大賽展示出來的進(jìn)步探究要素的深入：創(chuàng)設(shè)情境，讓學(xué)生自己發(fā)現(xiàn)問題猜想與假設(shè)，學(xué)生不僅提出更多的猜想，而且能說出猜想的依據(jù)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，學(xué)生能提出多種實(shí)驗(yàn)方案，通過比較改進(jìn)和選擇最佳方案收集和處理數(shù)據(jù)，注意到了實(shí)驗(yàn)誤差和精確性評(píng)估與交流方式的多樣化第38頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月本次大賽展示出來的進(jìn)步課堂中師生的表現(xiàn)更加自然、真實(shí)生成性有更多的體現(xiàn)，學(xué)生在探究過程中自然產(chǎn)生出非預(yù)設(shè)的問題第39頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月需要繼續(xù)深入研究的問題如何引導(dǎo)學(xué)生真正發(fā)現(xiàn)和提出問題我們?nèi)匀豢吹皆S多錄像課存在形式化傾向，整個(gè)過程都是教師預(yù)設(shè)和導(dǎo)演的，學(xué)生的操作和回答都是我們所希望的。真實(shí)的探究過程有大量的曲折與艱辛，學(xué)生會(huì)遇到很多困難，產(chǎn)生很多問題。需要營(yíng)造師生共同探究的課堂氛圍。第40頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月需要繼續(xù)深入研究的問題如何更好地發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性，讓教學(xué)過程按照學(xué)生的思路自然展開，而不是完全按照教師的要求進(jìn)行要研究和了解學(xué)生的認(rèn)知過程在學(xué)生真正存在思維障礙的地方設(shè)計(jì)探究活動(dòng)第41頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月需要繼續(xù)深入研究的問題如何引導(dǎo)學(xué)生深層次的思維活動(dòng)表面化的現(xiàn)象仍然存在，有些課學(xué)生實(shí)驗(yàn)和動(dòng)手活動(dòng)很多，但學(xué)生思維并沒有真正調(diào)動(dòng)起來第42頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月幾點(diǎn)建議第43頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月物理課堂上的探究教學(xué)應(yīng)體現(xiàn)科學(xué)探究的本質(zhì)特征第44頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月關(guān)于科學(xué)探究本質(zhì)的認(rèn)識(shí)科學(xué)探究是人們描述和解釋自然界的一種基本方式，它源于人類的好奇心和探索欲望，具有創(chuàng)造性和建構(gòu)性，觀察和提出問題、形成假設(shè)、檢驗(yàn)求證、得出和解釋結(jié)論等構(gòu)成了科學(xué)探究的全過程。概括目前學(xué)術(shù)領(lǐng)域關(guān)于科學(xué)探究的研究成果，主要包括以下幾方面基本特征：第45頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月●科學(xué)探究的動(dòng)力科學(xué)的發(fā)展并非完全來自于外部的社會(huì)需求，科學(xué)探究的基本驅(qū)動(dòng)力是人們對(duì)外在世界的好奇心?！窨茖W(xué)探究的過程觀察和提出問題、形成假設(shè)、檢驗(yàn)求證、得出和解釋結(jié)論、交流和應(yīng)用等共同構(gòu)成了科學(xué)探究的全過程，但并不存在標(biāo)準(zhǔn)的或固定的研究步驟或程序。●證據(jù)的重要性科學(xué)必須建立在真實(shí)的證據(jù)基礎(chǔ)上，根據(jù)證據(jù)可以推翻權(quán)威?？茖W(xué)實(shí)驗(yàn)是獲取證據(jù)和驗(yàn)證假說的最主要方法之一，一個(gè)實(shí)驗(yàn)的結(jié)果不能有效地證明一個(gè)科學(xué)論斷，科學(xué)實(shí)驗(yàn)必須是可重復(fù)的。第46頁，課件共51頁，創(chuàng)作于2023年2月●研究方法的多樣性科學(xué)方法具有多樣性，而且同一個(gè)問題也可用不同的方法來解決